Quels sont les différents types de robot et quel robot choisir pour mon application ?

robot pour automatisation industrielle

Les tâches chronophages ne sont pas forcément des applications complexes. L’automatisation industrielle  permet de gagner du temps et de faire des économies, en facilitant, raccourcissant ou même en supprimant ces dernières. Le marché offre différents types de robots industriels : robots linéaires, robots Delta, articulations pluriaxiales et robots Scara. 

Dans cet article, on vous fournit une brève vue d’ensemble des principaux robots actuellement sur le marché. Quand faire appel à un robot, et auquel ? En quoi se distinguent-ils les uns des autres ? Quel robot pour mon application ?

Le robot linéaire modulaire, aussi appelé « portique »

Souvent, le dernier axe est aussi doté en plus d’un axe rotatif.
Leur structure ne varie que peu : un axe de base (axe X), un axe transversal monté dessus (axe Y) et un axe d’extension (axe Z). Sur l’axe Z, c’est le rail de guidage qui se déplace et non le chariot de guidage comme sur les deux autres axes. Les axes linéaires sont parfois combinés à des axes rotatifs. Les robots linéaires ont 3 à 4 dégrés de liberté (3 à 4 DOF).

L’axe de base est souvent réalisé avec deux axes et un moteur supplémentaire qui assure la synchronisation parallèle des deux axes. Cette solution permet d’avoir une meilleure stabilité.

Les robots linéaires sont configurables quasiment à l’infini et s’adaptent à n’importe quelle structure de machine. Ils ont un volume de travail de plusieurs mètres pour chaque dimension. Ils sont très faciles à programmer, une instruction de déplacement n’ayant pas besoin d’être traduite en cinématique. (Instruction de déplacement = mouvement réel du robot).

Il existe différentes catégories de précision. Les robots linéaires peuvent être utilisés pour presque toutes les charges. Dans la plupart des cas, ils manipulent des charges allant jusqu’à 200 N (20 kg). Les portiques igus sont utilisés dans la plupart des cas avec les paramètres d’application suivants :

igus propose ce type de robot complet avec carte de pilotage, comme alternative seulement avec des commandes pour les moteurs ou en option préparé pour les moteurs du client.

Le robot rapide ; cinématiques parallèles des robots Delta

Les robots Delta, également appelés robots parallèles ou hexapodes, se composent de trois systèmes linéaires travaillant en forme de parallélogramme. Les robots Delta peuvent avoir deux structures :

Robot Delta avec axes linéaires : l’avantage de cette variante est qu’elle permet d’atteindre des forces de process plus élevées. Elle permet aussi une plus grande sécurité et une plus grande régularité en présence de forces radiales agissant sur le système.

Robot Delta avec cinématique parallèle à double bras : Il permet des vitesses et des accélérations plus élevées grâce à une plus faible masse. Les robots Delta ont une structure particulière, ils sont plus compliqués à programmer et, de ce fait, disponibles uniquement avec un concept de pilotage. Equipés d’un axe rotatif supplémentaire, ils atteignent 3 à 4 degrés de liberté maximum (3 à 4 DOF).

Les cinématiques Delta sont idéales pour les applications de pick and place (prise et dépôt). Ces robots permettent par exemple de retirer des produits de bandes de convoyage dans les secteurs alimentaire, électronique et pharmaceutique ou ils peuvent être utilisés pour le montage avec des convoyeurs circulaires.

Les cinématiques parallèles permises par les robots Delta peuvent atteindre des vitesses de 200 picks/min à une précision de 0,5 mm. Elles ne pourront toutefois être obtenues que si les périphériques, pinces ou systèmes de vision par exemple, sont aussi capables de prendre et de lâcher aussi rapidement. Le robot Delta igus peut être utilisé à des vitesses de 60 picks/minute

Il peut donc mettre de côté un produit toutes les secondes avec une reproductibilité de 0,5 mm. Soit le temps de process type pour le secteur industriel. Le robot est préparé en option avec un pilotage complet (igus robot control), avec des cartes de pilotage ou pour des moteurs du client.

Le robot Scara, ou robot à bras articulé réduit

Un robot Scara a quatre degrés de liberté (4 DOF). Il en existe deux structures : une structure sur laquelle l’ensemble du bras se déplace verticalement et l’autre sur laquelle seul le dernier axe se déplace verticalement. Les autres axes sont tous des axes rotatifs. Le périmètre de travail de la cinématique Scara est réniforme. Ses emplois types sont les tâches de montage et d’assemblage, dans le secteur électronique par exemple. Dans la plupart des cas, les robots Scara sont utilisés pour des charges de 15 kg maximum.

En raison de leur structure, leur vitesse de process se situe entre celle de cinématiques Delta et des cinématiques à portique. Ils sont plus lents que les robots Delta et plus rapides que les robots linéaires.
igus ne propose pas de robot Scara mais peut en configurer sur mesure pour des clients à partir de modules standardisés.

Quel robot choisir pour mon application ?

De nombreux critères entrent en ligne de compte pour le choix du bon robot. Vous les trouverez dans notre check-list. En voici les principaux :

  • Précision exigée au point de travail
  • Charge utile
  • Temps de cycle pour le processus
  • Portée
  • Degrés de liberté

Lors du choix, ne prenez pas plus de degrés de liberté que ce qui est nécessaire. Tout axe supplémentaire augmente le travail de programmation, la complexité et le taux d’erreur du robot. En cas de besoin, vous pouvez poser une question et obtenir des conseils gratuits pour comprendre et trouver la cinématique qu’il vous faut.