Le couplage d'axe de robot peut perturber votre production

Environ 10 à 20 % des robots possèdent cette fonctionnalité peu connue. Cela peut perturber votre programmation si vous n'êtes pas préparé.

J'ai découvert un nouveau concept de robotique l'autre jour… le couplage d'axe de robot.

Le PDG de RoboDK, Albert Nubiola, m'a dit :"Le couplage d'axes de robot est important pour la programmation de robots, mais peu d'utilisateurs en sont conscients et sont souvent confus."

Il avait raison! Il y a très peu d'écrits sur le couplage d'axes. De plus, malgré le fait que je sois un expert en robotique depuis près d'une décennie, je n'avais jamais été mis au courant de cette fonctionnalité un peu inhabituelle.

Si vous n'avez jamais entendu parler du couplage d'axe de robot, ne vous inquiétez pas. Vous n'êtes pas seul.

Le couplage d'axe n'est pas une mauvaise caractéristique. En fait, il a certains avantages. Mais cela peut affecter votre programmation si vous n'y êtes pas préparé. Albert estime qu'entre 10 et 20 % des robots industriels sont affectés par le couplage d'axes.

Qu'est-ce que le couplage d'axe ?

Le couplage d'axe se produit lorsque deux articulations ou plus du robot sont liées ensemble. Ils peuvent être soit physiquement liés, avec une liaison parallèle, soit liés dans le logiciel de contrôle.

Voici une description du couplage d'axes en pratique…

Aucun couplage d'axe :la plupart des robots à 6 degrés de liberté

Tout d'abord, regardons le robot industriel classique à 6 degrés de liberté (DoF), par exemple, le Comau Smart NJ 16-3.1

Pour la plupart des robots modernes à 6 degrés de liberté, ce qui suit est vrai :

• Chaque articulation est physiquement indépendante.
• Chaque articulation peut être contrôlée indépendamment sans affecter les autres articulations.
• Le moteur de chaque joint est situé sur le joint lui-même.

Pour la plupart des robots 6 DoF, il n'y a pas de couplage d'axe. Cela rend le contrôle très simple - si vous déplacez une articulation (par exemple, l'articulation 3) d'un certain montant, seule cette articulation bougera.

Couplage d'axe :certains robots

Regardons un robot qui a un couplage d'axe :le Comau Smart5 NJ-165-3.0

Comau produit plusieurs robots qui ont un couplage d'axe. Il s'agit de l'un des modèles de robot à 6 degrés de liberté avec couplage d'axes. Tous les robots de palettisation de Comau ont également cette fonctionnalité.

Ce qui suit est vrai pour ce robot :

• Les moteurs des articulations 2 et 3 sont tous deux situés à la base du robot.
• L'articulation 3 est déplacée par un mécanisme de liaison parallèle qui relie physiquement les deux articulations.
• Lorsque l'articulation 2 est déplacée, l'articulation 3 se déplace également, et vice versa.

Cela affecte légèrement le contrôle et la programmation de ces robots. Habituellement, vous programmez un robot 6 DoF en envoyant 6 valeurs, chacune correspondant à la position souhaitée des 6 articulations. Avec le couplage d'axes, cela devient plus difficile car deux des articulations du robot sont dépendantes.

Le grand avantage du couplage d'axe :charge utile élevée

Si le couplage d'axes est si problématique, pourquoi l'utiliser ?

Il y a un grand avantage à utiliser des robots couplés à des axes par rapport aux robots traditionnels à 6 DoF dans certaines situations :une charge utile élevée.

Prenons les Comau NJ-165 (axe couplé) et NJ-16 (traditionnel 6 DoF) comme exemples :

Smart NJ-1-3.1

Smart 5 NJ-165-3.0

Tapez	6 degrés de liberté traditionnels	Axe Couplé 6 DoF
Atteindre	3,11 m	3,00 m
Répétabilité	0,1 mm	0,1 mm
Charge utile	16 kg	165 kg
Poids	680 kg	1240 kg

Comme vous pouvez le voir, ces deux robots sont très similaires dans leur portée et leur répétabilité. Cependant, en ce qui concerne la charge utile, ils sont très différents.

Le robot avec couplage d'axe a plus de 10 fois la capacité de charge utile du robot traditionnel à 6 degrés de liberté !

Cela a beaucoup de sens. Une grande partie de la capacité de charge utile d'un robot provient des moteurs des articulations 2 et 3. Habituellement, le moteur de l'articulation 2 doit également supporter le poids lourd du puissant moteur de l'articulation 3. En ajoutant ce moteur à la base du robot, cela permet à Comau de rendre la structure plus grande et plus solide sans nécessiter un moteur excessivement puissant à Joint 2.

Quel type de robots utilise le couplage d'axe ?

Il existe trois principaux types de robots utilisant le couplage d'axe :

• Robots de palettisation — De nombreux robots de palettisation ont un couplage d'axes car cela leur permet d'avoir une charge utile plus élevée.
• Robots 6 DoF à charge utile élevée — Les robots de charge utile les plus élevés de Comau, Fanuc et ABB ont tous un couplage d'axe pour les aider à soulever des charges utiles plus élevées. Certains (par exemple le KUKA IRB 8700-800/3.50 avec une charge utile de 800 kg) ont même un contrepoids fixé à l'attelage parallèle pour contrebalancer les charges utiles lourdes.
• Robots minces — Quelques robots minces utilisent le couplage d'axes pour tenir compte de leur structure mince.

Comment savoir si votre robot a un couplage d'axes

Il n'est pas toujours facile de déterminer si votre robot utilise le couplage d'axes... à moins que vous n'utilisiez RoboDK.

À notre connaissance, RoboDK est le seul logiciel indépendant de la marque capable de prendre en compte avec précision le couplage d'axes.

Vous pouvez voir si votre robot a un couplage d'axe dans RoboDK de 2 manières :

1. Déplacez l'articulation 2 ou 3 dans le panneau du robot et voyez si l'autre articulation bouge.
2. Double-cliquez sur une valeur limite d'articulation de l'articulation 2 ou 3 pour afficher la fenêtre de mappage de couplage d'axe (interaction de l'axe 2 par rapport à l'axe 3).

Dans certains robots, il est facile de dire qu'un robot a un couplage d'axe car vous pouvez voir la liaison parallèle allant de la base du robot jusqu'à l'articulation 3. De plus, il n'y a pas de moteur attaché à l'articulation 3, il est également dans le socle.

Certains robots ont également un couplage de boîte de vitesses entre les articulations 5 et 6.

Quelques pointeurs de marque de robot spécifiques

D'après nos expériences d'utilisation de robots, voici quelques indications sur 3 marques de robots :

• FANUC utilise le couplage d'axes sur tous les modèles, même ceux sans liaison physique où le couplage est appliqué dans le logiciel.
• ABB fournit également une cartographie détaillée sur certains robots avec couplage d'axes.
• Comau fournit une cartographie détaillée de leur couplage d'axes sur toutes les fiches techniques du robot. Par exemple, voir les limites de la carte commune (axes 2 et 3) pour différentes positions du robot sur cette fiche technique. Certains de leurs robots ont également une "zone morte" où une articulation devient restreinte en raison du couplage d'axe. L'espace de travail décrit permet de modéliser et d'afficher avec précision les interactions sous forme de graphique Joint 2 vs Joint 3.

Alors, ouvrez votre modèle de robot dans RoboDK et essayez-le pour savoir s'il a un couplage d'axe.

Si c'est le cas, sachez que RoboDK s'occupera de tout pour vous et que le couplage d'axes ne gâchera pas votre programmation !