Choisir le bon positionneur robotique : guide complet

Vous pensez avoir besoin d'un positionneur robotique ? Lequel est le meilleur pour vous ?

Il existe une énorme sélection de positionneurs, avec des axes, charges utiles et configurations variables. Comment savoir lequel conviendra aux besoins de votre application ?

Voici un aperçu des positionneurs robotiques — ce qu'ils sont et ce que vous devez savoir.

Il est déjà assez difficile de choisir le bon robot industriel pour votre application. Vous avez probablement examiné des dizaines de modèles de robots avant de trouver le meilleur pour vos besoins, en regardant la meilleure portée, la meilleure charge utile, la meilleure marque.

Juste quand vous pensiez que toutes vos décisions étaient terminées et que vous pouviez commencer à automatiser votre processus, une nouvelle décision arrive : Ai-je besoin d'un positionneur robotique ?

Si vous travaillez avec un intégrateur robotique expérimenté, votre tentation pourrait être de les laisser décider pour vous. Leur expertise sera certainement importante pour vous aider à faire le bon choix. Cependant, c'est quand même une bonne idée de vous familiariser vous-même avec les tenants et aboutissants des positionneurs robotiques.

Lorsqu'ils sont utilisés correctement, les positionneurs peuvent améliorer les capacités d'un bras robotique de manière significative. Avec juste un peu de connaissances, vous pouvez vous assurer que vous tirez le meilleur de votre application robotique.

Cet article fournit un guide global des positionneurs robotiques, vous donnant juste assez d'informations pour prendre une décision éclairée.

Qu'est-ce qu'un positionneur robotique ?

Un positionneur robotique (aussi appelé positionneur de pièce) est un mécanisme programmable avec un ou plusieurs axes qui travaille de concert avec un robot industriel pour étendre les capacités du robot. La pièce est montée sur le positionneur robotique et peut être contrôlée indépendamment du robot, améliorant sa flexibilité.

Les positionneurs de pièce existent en de nombreuses tailles, types et configurations. Ils vont du plus simple, la table tournante à axe unique, aux combinaisons les plus complexes d'axes programmables multiples personnalisés.

Le but de base d'un positionneur de pièce est d'étendre l'espace de travail du robot. Cela les rend similaires à d'autres axes auxiliaires où le robot lui-même est monté sur un rail linéaire, un rail courbe ou une grue à portique. Cependant, contrairement à ces axes auxiliaires, c'est la pièce elle-même qui bouge, pas le robot. Pour un guide sur l'utilisation de la programmation hors ligne avec tout axe auxiliaire, voir notre article précédent.

Votre application est-elle adaptée à un positionneur robotique ?

La première chose à déterminer quand vous envisagez un positionneur est si votre application est appropriée. De nombreuses applications robotiques n'ont pas besoin de degrés de liberté (DoF) supplémentaires et peuvent être réalisées avec le robot seul.

Un bon point de départ pour réfléchir à cela est de se demander : « Suis-je actuellement limité dans cette application par l'espace de travail du robot ? »

Si oui, il vaut la peine d'examiner si un positionneur (ou un autre axe auxiliaire) pourrait vous convenir.

Probablement les applications les plus courantes où les positionneurs sont régulièrement utilisés sont le soudage robotique et l'usinage robotique. Dans ces tâches, les 6 DoF du robot lui-même sont utilisés pour positionner précisément l'outil. Il n'y a pas beaucoup de marge pour aborder la pièce sous une orientation différente. Par conséquent, un positionneur est souvent nécessaire pour souder ou usiner des pièces aux géométries plus complexes.

D'autres tâches courantes incluent la peinture, le revêtement et l'inspection.

3 avantages moins évidents de l'utilisation d'un positionneur robotique

Étendre l'espace de travail du robot est certainement une raison convaincante de choisir un positionneur. Cependant, il y a aussi d'autres avantages légèrement moins évidents :

1. Processus simultanés — Certains positionneurs permettent de monter plusieurs pièces sur des côtés opposés. Cela permet d'effectuer deux ou plusieurs opérations simultanément avec plusieurs robots, comme dans cet exemple d'ABB.

2. Empreinte au sol réduite — Bien que contre-intuitif, un positionneur peut en fait réduire l'espace au sol qu'une cellule robotique utilise comparé à, disons, l'utilisation d'un autre type d'axe auxiliaire avec les pièces étalées sur des établis.
3. Capacité de charge élevée — Certains positionneurs peuvent gérer d'énormes pièces lourdes. Quelle que soit votre tâche, il y a probablement un positionneur capable de gérer la charge.

5 types courants de positionneurs robotiques

Il existe de nombreux types de positionneurs robotiques mais voici les plus courants :

1. Tables tournantes

Le type le plus basique de positionneur, les tables tournantes reposent sur le sol ou l'établi et font pivoter la pièce autour d'un seul axe (l'axe vertical). Elles sont couramment utilisées dans le fraisage robotique, comme nous l'avons vu dans le projet Protolab avec RoboDK (la table tournante n'est pas visible en mouvement dans cette vidéo).

2. Positionneur à axe unique

Une table tournante est juste un type spécifique de positionneur rotatif à axe unique. Mais les positionneurs à axe unique existent pour presque toutes les orientations. Les plus courants font pivoter la pièce autour de l'axe horizontal, de manière similaire à un tour.

3. Tête et poupée (Headstock and Tailstock)

Si votre pièce est trop longue ou trop lourde pour un positionneur unique, une approche courante est de combiner deux positionneurs à axe unique, avec l'un fixé à chaque extrémité de la pièce (connus sous le nom de tête et poupée). Le contrôle est synchronisé donc ils sont aussi faciles à programmer qu'un positionneur unique.

4. Positionneurs multi-axes

C'est là que ça devient complexe. Vous pouvez trouver des positionneurs dans presque toutes les configurations et orientations. Les plus simples combinent deux axes programmables sur le même positionneur, les plus complexes peuvent être personnalisés avec presque autant d'axes que vous voulez.

5. Positionneurs 3 axes (Grande roue)

Un type très courant de positionneur multi-axes est la « grande roue ». Cela inclut 3 axes programmables qui fonctionnent indépendamment. Pour fonctionner correctement, ils doivent être équilibrés en ayant le même poids des deux côtés, ce qui signifie généralement deux pièces du même type.

Comment choisir le meilleur positionneur robotique pour vous

Le meilleur positionneur pour vous dépendra des besoins de votre application.

Vous voudrez considérer des questions comme :

• Combien d'espace avons-nous pour installer le robot et le positionneur ?
• Quelle est la géométrie de nos pièces ?
• Les pièces sont-elles trop grandes ou lourdes pour un positionneur unique ?
• Quel style de positionneur a le plus de sens ?
• Quelle charge utile le positionneur nécessite-t-il ?

Une fois que vous avez déterminé le meilleur type de positionneur, jetez un œil aux différents fabricants de positionneurs robotiques pour trouver un modèle adapté.

RoboDK inclut déjà de nombreux positionneurs d'ABB et KUKA dans notre Bibliothèque de robots. Cependant, il y a plus de fournisseurs de positionneurs que nous intégrerons volontiers dans RoboDK sur demande.

Vous pouvez aussi créer vos propres positionneurs et les synchroniser avec votre robot. Avec le logiciel RoboDK, vous pouvez aussi optimiser le mouvement de vos axes externes selon vos réglages préférés.

Quelle tâche selon vous bénéficierait d'un positionneur robotique ? Dites-le-nous dans les commentaires ci-dessous ou rejoignez la discussion sur LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram ou sur le forum RoboDK.