Quatre types de robots essentiels que les fabricants doivent connaître

Cet article est apparu à l'origine sur IndustryWeek. Billet invité de Matt Minner, consultant principal pour les services techniques chez Catalyst Connection, membre du MEP National Network^TM.

Il y a beaucoup de buzz ces jours-ci dans le secteur manufacturier au sujet des robots — et de la façon dont ils peuvent aider les fabricants à relever certains des défis auxquels ils font face sur le marché actuel, comme l'augmentation de la productivité et la pénurie de travailleurs qualifiés.

Mais que signifient exactement les analystes et experts en automatisation quand ils utilisent le mot « robot » ? Et comment les différents types de robots peuvent-ils améliorer une opération de fabrication réelle ? Si vous êtes un fabricant plus petit qui s'intéresse aux robots mais n'a jamais travaillé avec eux, il peut être difficile d'imaginer comment les robots pourraient s'intégrer dans votre installation. Voici un aperçu de quatre types de robots industriels que chaque fabricant devrait connaître.

1. Robots articulés

Un robot articulé est le type de robot qui vient à l'esprit quand la plupart des gens pensent aux robots. Tout comme les fraiseuses CNC, les robots articulés sont classés par le nombre de points de rotation ou d'axes qu'ils possèdent. Le plus courant est le robot articulé à 6 axes. Il existe également des unités à 4 et 7 axes sur le marché.

La flexibilité, la dextérité et la portée rendent les robots articulés idéalement adaptés aux tâches qui s'étendent sur des plans non parallèles, comme la tendance de machines. Les robots articulés peuvent également atteindre facilement l'intérieur d'un compartiment de machine-outil et sous les obstructions pour accéder à une pièce (ou même autour d'une obstruction, dans le cas d'un robot à 7 axes).

Des joints étanches et des gaines de protection permettent aux robots articulés d'exceller dans les environnements propres et sales. Le potentiel de montage d'un robot articulé sur n'importe quelle surface (par exemple, un plafond, un rail coulissant) permet une large gamme d'options de travail.

La sophistication d'un robot articulé s'accompagne d'un coût plus élevé par rapport à d'autres types de robots avec des charges utiles similaires. Et les robots articulés sont moins adaptés que d'autres types de robots pour les applications à très haute vitesse en raison de leur cinématique plus complexe et de leur masse de composants relativement plus élevée.

2. Robots SCARA

Un bras de robot articulé à conformité sélective (SCARA) est un bon choix — et rentable — pour effectuer des opérations entre deux plans parallèles (par exemple, transférer des pièces d'un plateau vers un convoyeur). Les robots SCARA excellent dans les tâches d'assemblage vertical telles que l'insertion de goupilles sans grippage grâce à leur rigidité verticale.

Les robots SCARA sont légers et ont de petites empreintes, les rendant idéaux pour les applications dans des espaces encombrés. Ils sont également capables de temps de cycle très rapides.

En raison de leur conception à bras oscillant fixe, qui est un avantage dans certaines applications, les robots SCARA font face à des limitations pour les tâches qui nécessitent de travailler autour ou d'atteindre l'intérieur d'objets tels que des fixations, des gabarits ou des machines-outils dans une cellule de travail.

3. Robots Delta

Les robots Delta, aussi appelés « robots araignée », utilisent trois moteurs montés sur la base pour actionner des bras de contrôle qui positionnent le poignet. Les robots Delta de base sont des unités à 3 axes mais des modèles à 4 et 6 axes sont également disponibles.

En montant les actionneurs sur, ou très près de, la base stationnaire au lieu de chaque joint (comme dans le cas d'un robot articulé), le bras d'un robot Delta peut être très léger. Cela permet un mouvement rapide ce qui rend les robots Delta idéaux pour les opérations à très haute vitesse impliquant des charges légères.

Une chose importante à noter en comparant les robots Delta aux autres types : la portée pour les robots Delta est généralement définie par le diamètre de la plage de travail, par opposition au rayon depuis la base, comme dans le cas des unités articulées et SCARA. Par exemple, un robot Delta avec une portée de 40" n'aurait que la moitié de la portée (20" sur un rayon) d'une unité articulée ou SCARA de 40".

4. Robots cartésiens

Les robots cartésiens consistent généralement en trois actionneurs linéaires ou plus assemblés pour s'adapter à une application particulière. Positionnés au-dessus d'un espace de travail, les robots cartésiens peuvent être surélevés pour maximiser l'espace au sol et accommoder une large gamme de tailles de pièces. (Lorsqu'ils sont placés sur une structure surélevée suspendue au-dessus de deux rails parallèles, les robots cartésiens sont appelés « robots portiques ».)

Les robots cartésiens utilisent généralement des actionneurs linéaires et des supports de montage standards, minimisant le coût et la complexité de tout système cartésien « personnalisé ». Des unités à plus grande capacité peuvent également être intégrées avec d'autres robots (tels que des robots articulés) comme « effecteurs de fin » pour augmenter les capacités du système. Cela dit, la nature personnalisée des robots cartésiens peut rendre la conception, la spécification et la programmation difficiles ou hors de portée pour les petits fabricants désireux d'une approche « DIY » de la robotique.

Les robots cartésiens ne peuvent pas atteindre facilement l'intérieur ou autour des obstacles. Et leurs mécanismes de glissement exposés les rendent moins adaptés aux environnements poussiéreux/salissants.

Conclusion

Que vous abordiez l'implémentation vous-même ou travailliez avec un intégrateur de systèmes réputé, connaître les différents types de robots disponibles vous aidera à sélectionner la meilleure machine. Connaître un peu les capacités et coûts associés aux différents types de robots est une première étape cruciale vers une décision éclairée.

Pour en savoir plus sur les distinctions entre les différents types de robots sur le marché, téléchargez le « Guide du fabricant pour la robotique » auprès du représentant du MEP National Network, Catalyst Connection (partie du Pennsylvania MEP), qui aide les petits et moyens fabricants à naviguer la transformation technologique.