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Différents types de robots

Il existe de nombreux types et modèles de robots qui varient suivants de multiples paramètres. Voici quelques paramètres essentiels pour définir un type de robot :

  • le nombre d’axes : la majorité des robots industriels ont de 3 à 7 axes.
  • la fonction et la flexibilité du robot : cela détermine généralement le nombre d’axes. Ex : 4 axes seront suffisants pour de la palettisation.
  • l’ambiance de travail : l’ambiance détermine plutôt les protections mécaniques du robot. Ex : Un robot réalisant de la soudure plasma doit être protégé contre les éclaboussures. Un robot réalisant de la manipulation de produits alimentaires ou pharmaceutiques doit être facilement nettoyable et résister à des produits agressifs.
  • la charge admissible du robot
  • la portée (ou rayon d’action) du robot
  • la vitesse : cela pourrait déterminer le type de robot (SCARA ou Anthropomorphe) ou éventuellement le nombre de robot nécessaires.
  • les modes de fixation du robot : montage au sol, mural, incliné, plafond.
  • l’intégration de technologies particulières telles que : la peinture, la soudure, des capteurs de force, de la vision, …

Qu’est ce qu’un robot industriel?

Si vous lisez cet article et que vous ne savez pas ce qu’est un robot industriel, je vous suggère de commencer par cet article.

Grandes familles de robots

Il existe plusieurs grandes familles de robots qui ont chacune leur domaine porteur. Vous trouverez seulement un échantillon dans cet article. Le nombre de modèles existants sur le marché est énorme et ne peut être résumé ici.

Les robots cartésiens (robots linéaires)

Table XYZ : Ce type de robot a généralement 3 ou 4 axes (le quatrième axe sert de rotation autour de l’axe Z). Il est constitué d’un assemblage d’axes linéaires avec généralement 2 axes pour le X, un axe pour le Y et un axe pour le Z. Il est fort intéressant au niveau de son coût et des dimensions possibles. Il sera par contre beaucoup moins flexible qu’un robot anthropomorphe (un bras).

robot cartesien

  • Avantages :
    • Coût : Le coût matériel est intéressant mais il est nécessaire de comptabiliser également le coût de design et développement avant d’effectuer la comparaison avec un robot déjà assemblé.
    • Encombrement au sol réduit : L’encombrement ne sera pas beaucoup plus grand que la zone de travail utile.
    • Mise à l’échelle : La taille d’une table XYZ peut être très réduite (ex : une petite imprimante 3D) mais également très grande (ex : pont roulant automatisé).
  • Inconvénients :
    • Vitesse : Les vitesses maximales ne sont pas toujours aussi bonne qu’avec d’autres types de robot. Les vitesses sont plus faibles sur les grands modèles.
    • Fabrication d’une structure de qualité : La structure mécanique supportant les axes doit être rigide, massive, plane (rectifiée)
    • Peu flexible : Il sera difficile dans le futur d’imaginer d’autres utilisation que celle d’origine.
    • Orientations limitées : une table a 3 à 4 axes et peut être étendue à 5 et 6 axes mais le coût ne sera plus compétitif en comparaison a un robot anthropomorphe.

Le robot de type SCARA

Il est presque toujours monté avec 4 axes et sert dans de petites applications. Il est composé de 2 axes rotatif assemblés par plateaux et 2 axes rotatif assemblé sur une vis. Il permet d’effectuer des déplacements linéaires dans les axes XYZ et d’effectuer une rotation autour de l’axe Z (RZ). Les déplacements linéaires dans les axes XY sont réalisés par le mouvement des axes 1 et 2 (axes rotatifs assemblés en plateau) et les déplacements le long de Z et autour de Z (RZ) sont faits par les axes 3 et 4 (axes rotatifs assemblés sur une vis). Il est généralement plus rapide qu’une table XYZ et nécessite une très petite empreinte au sol. Son prix est également souvent un avantage. Il travaille uniquement de manière linéaire, aucune rotation autour de l’axe d’un plan n’est possible ! Il est très pratique pour réaliser des transferts d’une machine vers une autre ou des opérations de manutention simples.

scara robot staubli

  • Avantages :
    • Prix fort intéressant.
    • Faible empreinte au sol (certaine versions ont une fixation murale et donc sans aucune empreinte au sol).
    • Vitesse élevée pour de nombreux modèles.
  • Inconvénients :
    • Rotation possible uniquement autour de l’axe Z (RZ).
    • Le montage par rapport au plan de travail doit être parfaitement coplanaire car il n’y a pas de possibilité de corriger les plans X et Y.

Le robot de type DELTA ou araignée

Il est équipé de 3 à 6 axes. On le rencontre souvent en 4 axes. Il et est spécialement conçu pour les applications très rapides. Il est très utilisé dans le domaine de l’emballage (pick & place) dans l’industrie alimentaire et pharmaceutique.delta robot abb flexpicker

  • Avantages :
    • Vitesse! Ces robots sont les plus rapides.
    • Nettoyabilité des parties basses qui sont proches ou en contact avec les produits.
    • Volume d’action cylindrique accessible en tout point.
  • Inconvénients :
    • Nécessite une structure assez lourde et coûteuse.
    • Le volume d’action a généralement une hauteur ( Z ) assez faible.
    • Dans les versions 3 et 4 axes, le montage par rapport au plan de travail doit être parfaitement coplanaire car il n’y a pas de possibilité de corriger les plans X et Y. Il existe également des robots delta 5 et 6 axes qui permettent des rotations autour de tous les axes.
    • La charge embarquée est généralement assez faible (sur les versions rapides).

Le robot anthropomorphe

Ce robot ressemble au bras humain et est le plus flexible car il réalise des mouvements de rotation autour de tous les plans XYZ (dans sa version 6 axes). On le trouve beaucoup sous la forme de 6 axes assemblés mais il est également disponible en 4 axes (souvent pour de la palettisation), en 5 axes et en 7 axes. On peut trouver de nombreuses tailles et charges différentes dans les gammes des grands fabricants. Le rayon d’action peut aller de 0.3m à plus de 4m et la charge embarquée peut aller de 0.5kg à plus de 1200kg. Ce robot est très utilisé dans les domaines de la soudure, de la peinture, de la manipulation complexe d’objet, de l’automobile, …

 

robot 6 axes fanuc

    • Avantages :
      • Très flexible.
      • Emprunte au sol faible et facilité d’intégration.
      • Peut être également fixé au mur ou au plafond.
      • De nombreux modèles sont disponibles dans les gammes des grands fabricants.
    • Inconvénients :
      • La rigidité et la précision absolue ne sont pas les meilleures.
      • Dans certaines configurations et certains mouvements, le robot peut rencontrer des problèmes de singularité (cela apparaît lorsque 2 axes sont parfaitement coaxiaux).
      • Dans les versions 4 axes, le montage par rapport au plan de travail
        doit être parfaitement coplanaire car il n’y a pas de possibilité de corriger
        les plans X et Y.

Je suis un ingénieur robotique passionnée, née en Belgique en 1981. Je vis avec ma femme et mon fils à Maredsous (Belgique) qui est bien connu pour son Abbaye, son fromage et surtout sa bière.

Je travaille dans la robotique depuis 2003. J’ai travaillé pour 2 sociétés d’intégration en robotique

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