Robots industrielsLes robots industriels sont largement utilisés dans la fabrication industrielle, notamment dans l'automobile, l'électroménager et l'agroalimentaire. Ils peuvent remplacer les manipulations répétitives de type mécanique et sont des machines autonomes en énergie et en contrôle pour réaliser diverses fonctions. Ils peuvent accepter des commandes humaines et fonctionner selon des programmes prédéfinis. Voyons maintenant les composants de base des robots industriels.
1.Corps principal
Le corps principal est constitué de la base de la machine et de l'actionneur, comprenant le bras, l'avant-bras, le poignet et la main, formant un système mécanique à plusieurs degrés de liberté. Certains robots sont également dotés de mécanismes de marche. Les robots industriels ont six degrés de liberté ou plus, et le poignet en a généralement entre un et trois.
Le système d'entraînement des robots industriels se divise en trois catégories selon la source d'énergie : hydraulique, pneumatique et électrique. Selon les besoins, ces trois types de systèmes d'entraînement peuvent être combinés et combinés. Ils peuvent également être entraînés indirectement par des mécanismes de transmission mécaniques tels que des courroies synchrones, des trains d'engrenages et des engrenages. Le système d'entraînement comprend un dispositif d'alimentation et un mécanisme de transmission permettant à l'actionneur de produire les actions correspondantes. Ces trois systèmes d'entraînement de base ont leurs propres caractéristiques. Le système d'entraînement électrique est le plus répandu.
Grâce à l'adoption généralisée des servomoteurs CA et CC à faible inertie et couple élevé, ainsi que de leurs servomoteurs associés (onduleurs CA, modulateurs de largeur d'impulsion CC), ce type de système ne nécessite aucune conversion d'énergie, est simple d'utilisation et offre une grande sensibilité de commande. La plupart des moteurs doivent être équipés d'un mécanisme de transmission de précision : un réducteur. Ses dents utilisent le convertisseur de vitesse de l'engrenage pour réduire le nombre de rotations inverses du moteur au nombre souhaité et obtenir un couple plus important, réduisant ainsi la vitesse et augmentant le couple. Lorsque la charge est importante, il n'est pas rentable d'augmenter aveuglément la puissance du servomoteur. Le couple de sortie peut être amélioré par le réducteur dans la plage de vitesse appropriée. Le servomoteur est sujet à l'échauffement et aux vibrations basse fréquence en fonctionnement basse fréquence. Un travail répétitif et prolongé nuit à son fonctionnement précis et fiable. L'existence d'un moteur réducteur de précision permet au servomoteur de fonctionner à une vitesse appropriée, de renforcer la rigidité du corps de la machine et de produire un couple plus élevé. Il existe désormais deux réducteurs principaux : le réducteur d'harmoniques et le réducteur RV
Le système de contrôle robotique est le cerveau du robot et le principal facteur qui détermine son fonctionnement et ses performances. Il envoie des signaux de commande au système d'entraînement et à l'actionneur selon le programme d'entrée et les contrôle. La principale mission de la technologie de contrôle robotique industrielle est de contrôler l'étendue des activités, les postures, les trajectoires et le temps d'action des robots industriels dans l'espace de travail. Il se caractérise par une programmation simple, un fonctionnement par menu logiciel, une interface homme-machine conviviale, des instructions de commande en ligne et une utilisation pratique.
Le système de contrôle est au cœur du robot, et les entreprises étrangères sont très proches des expériences chinoises. Ces dernières années, avec le développement de la microélectronique, les performances des microprocesseurs ont progressé, tandis que leur prix a baissé. On trouve désormais sur le marché des microprocesseurs 32 bits à 1 ou 2 dollars américains. L'efficacité des microprocesseurs a ouvert de nouvelles perspectives de développement pour les contrôleurs de robots, permettant de concevoir des contrôleurs économiques et performants. Afin de garantir des capacités de calcul et de stockage suffisantes, les contrôleurs de robots sont désormais principalement composés de puces puissantes des séries ARM, DSP, POWERPC, Intel et autres.
Les fonctions et caractéristiques des puces polyvalentes existantes ne répondant pas pleinement aux exigences de certains systèmes robotiques en termes de prix, de fonctionnalités, d'intégration et d'interface, la technologie SoC (System on Chip) est nécessaire. L'intégration d'un processeur spécifique à l'interface requise peut simplifier la conception des circuits périphériques du système, réduire sa taille et ses coûts. Par exemple, Actel intègre le cœur de processeur NEOS ou ARM7 à ses produits FPGA pour former un système SoC complet. Concernant les contrôleurs robotiques, ses recherches se concentrent principalement aux États-Unis et au Japon, et des produits matures existent, comme DELTATAU aux États-Unis et TOMORI Co., Ltd. au Japon. Son contrôleur de mouvement est basé sur la technologie DSP et adopte une architecture PC ouverte.
4. Effecteur terminal
L'effecteur terminal est un composant relié à la dernière articulation du manipulateur. Il sert généralement à saisir des objets, à se connecter à d'autres mécanismes et à effectuer les tâches requises. Les fabricants de robots ne conçoivent ni ne commercialisent généralement d'effecteurs terminaux. Dans la plupart des cas, ils se contentent de proposer une simple pince. L'effecteur terminal est généralement installé sur la bride des 6 axes du robot pour réaliser des tâches dans un environnement donné, telles que le soudage, la peinture, le collage, ainsi que le chargement et le déchargement de pièces, tâches qui nécessitent l'intervention d'un robot.
Date de publication : 18 août 2024
