- La robotique industrielle
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Robotique industrielle
Sommaire
Présentation
La robotique industrielle est officiellement définie par l'ISO comme un contrôle automatique, reprogrammable, polyvalent manipulateur programmable dans trois ou plusieurs axes.
Les applications typiques incluent des robots de soudage, de peinture et d'assemblage. La robotique industrielle inspecte les produits, rapidement et précisément.
Les robots industriels sont beaucoup utilisés en automobile. Leur conception nécessite une bonne connaissance et un très haut niveau dans le domaine de l'ingénierie.
Définition
Un robot industriel est un système polyarticulé à l’image d’un bras humain souvent composé de 6 degrés de liberté, 3 axes destinés au positionnement et 3 axes à l’orientation permettant de déplacer et d'orienter un outil (organe effecteur) dans un espace de travail donné.
On peut distinguer :
- les robots de peinture ou soudure largement utilisés dans l'industrie automobile,
- les robots de montage de dimension souvent plus réduite,
- les robots mobiles destinés à l’inspection souvent associé à de l’intelligence artificielle et capables, dans certains cas, de prendre en compte l’environnement.
Un robot se compose d'une partie mécanique, le bras lui même, d'une armoire de commande composée d'une unité centrale qui pilote les électroniques de commande d'un ou plusieurs axes qui en assure l’asservissement, de variateurs de vitesse et d'un langage de programmation spécialisé qui permet de commander le robot (LM[1] développé par l'Ensimag Grenoble, langage Adept type basic) qui intègre un transformateur de coordonnées pour transformer une valeur cartésienne en données codeur du moteur.
Certains robots disposent d'un mode d'apprentissage qui permet de répéter les mouvements réalisés librement à la main, l'élément essentiel étant la fidélité[2] la capacité du robot à atteindre successivement la même position dans une tolérance définie, une procédure de calibration permet de reprendre le zéro de chacun des axes. Ils peuvent être associés à un système de vision artificielle qui leur permet de corriger les déplacements.
Pour des raisons de sécurité, ces robots sont protégés par des cages ou des carters pour interdire à l'homme de les approcher de trop près.
Domaines d'utilisation
- Les robots industriels ont d'abord été développés pour intervenir dans les milieux à risques (nucléaire, forte corrosion...)
- Ils servent aussi beaucoup dans le maniement d'objets lourds.
- Le petit assemblage de précision sur des petites séries.
Les robots polaires
On appelle robot polaire les robots ayant uniquement des articulations de type rotoïde. Pour pouvoir déplacer et orienter l'organe effecteur dans toutes les directions en 3D, un tel robot a besoin de 6 axes : 3 pour le déplacement, 3 pour l'orientation. Dans un environnement à 2 dimensions, il suffit de 3 axes : 2 pour le déplacement, 1 pour l'orientation.
Exemples d'utilisation
- en 2D : vérins d'éjection ou aiguillages. L'axe vertical est la pesanteur.
- en 3D : robots d'assemblage, de soudure, robots manipulateurs...
Types de robots industriels
- Certains robots sont programmés pour exécuter fidèlement des actions spécifiques répétitives. Ils sont programmés avec un haut degré de précision.
- D'autres robots sont beaucoup plus flexibles. Ils sont par exemple utilisés en peinture.
L'intelligence artificielle est en passe de devenir un facteur important dans la robotique industrielle.
Les robots cartésiens
On appelle robot cartésien les robots ayant des articulations de type prismatique pour le déplacement de l'outil, mais forcément 3 rotoïdes pour l'orientation de celui-ci. Pour pouvoir déplacer et orienter l'organe effecteur dans toutes les directions en 3D, un tel robot a besoin de 6 axes : 3 prismatiques pour le déplacement, 3 rotoïdes pour l'orientation. Dans un environnement à 2 dimensions, il suffit de 3 axes : 2 pour le déplacement, 1 pour l'orientation.
Fonctionnement
Certains robots utilisent des moteurs électriques, d'autres utilisent des vérins hydrauliques. Les premiers sont plus rapides, ces derniers sont plus forts et avantageux dans des applications telles que la pulvérisation de peinture.
Exemples d'utilisation
- en 2D : table traçante.
- en 3D : robot de chargement
Mouvements et singularités
L'installation ou la programmation des mouvements et les séquences d'un robot industriel est généralement faite en liant le robot à un ordinateur portable ou à ordinateur de bureau.
Exemple d'une séquence de programmation :
- 1. Déplacer vers P1
- 2. Déplacer vers P2
- 3. Déplacer vers P3
- 4. Fermer la pince
- 5. Déplacer vers P2
- 6. Déplacer vers P4
- 7. Déplacer vers P5
- 8. Ouvrir la pince
- 9. Déplacer vers P4
- 10. Déplacer vers P1 et finition
Coût et sociétés fournissantes
Les prix varient des robots avec leurs caractéristiques, mais sont habituellement de 12 000 $.
Voici la liste des sociétés fournissantes dans le Monde :
- Suède : ABB Asea Brown Boveri
- États-Unis : Adept Technology
- Allemagne : Cloos GmbH
- Allemagne : Festo
- Italie : Comau
- Japon : DENSO Robotics
- Japon : Epson Robots
- Japon : FANUC Robotics
- Japon : Fuji Yusoki Robotics
- Corée du Sud : Hyundai Robotics
- Japon : Intelligent Actuator (IAI)
- États-Unis : Intelitek
- Japon : Janome
- Japon : Kawasaki Heavy Industries
- Allemagne : KUKA Robotics
- Japon : Mitsubishi Electric
- Japon : Yaskawa-Motoman
- Japon : Nachi Robotic Systems Inc.
- Japon : Nidec Sankyo
- Japon : OTC-Daihen
- Japon : Panasonic Corporation
- Allemagne : Reis Robotics
- Corée du Sud : Samsung
- France : Stäubli Robotics
- États-Unis : ST Robotics
- Japon : Toshiba Machine
- Japon : Yamaha Motor Company
Notes
Voir aussi
- Le centre d'usinage ou M.O.C.N., machine outil à commande numérique, peut aussi être considéré comme un robot.
- Robot Delta
- Robot parallèle ou robot "hexapode"
- Pont roulant
- Bras manipulateur
Liens externes
- http://www.osha.gov/dts/osta/otm/otm_iv/otm_iv_4.html
- http://www.ifr.org/
- http://www.roboticsonline.com/
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