Qu’est ce qu’un robot industriel?

Avant de définir en détail le terme “robot industriel”, il est important de définir ce qu’est un robot.

Definition d’un robot

Un robot peut-être défini de nombreuses façons en fonction du domaine d’activité. Pour le grand publique, le terme robot sera immédiatement associé à un robot de type humanoïde de ce type :

 

robot humanoide
UBTech – Alpha 1S – PNJ – Robot HUMANOIDE Familial – EDUCATIF ET LUDIQUE – Initiation à la Programmation

Dans le monde industriel, le terme robot défini de nombreux types. En voici quelques exemples :

ABB IRB1200
bras robot 6 axes – ABB
robot delta
robot delta – FANUC
robot cartesien
robot cartesien – FESTO

Définition théorique d’un robot

« Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) accomplissant automatiquement soit des tâches qui sont généralement dangereuses, pénibles, répétitives ou impossibles pour les humains, soit des tâches plus simples mais en les réalisant mieux que ce que ferait un être humain. » Wikipedia

Cette définition reste très généraliste et vague mais elle résume très bien l’essence même de ce qui défini un robot.

Définition d’un robot industriel

Dans le monde industriel et donc en particulier dans le domaine du robot industriel, ma définition est la suivante :

Un robot est un dispositif d’axes fixés les uns aux autres (de 2 à x axes) et contrôlés par une « intelligence ». Cette « intelligence » est composée d’électronique de contrôle, d’électronique de puissance et d’informatique. Le contrôle des déplacements du robot est réalisé axe par axe ou de manière coordonnée (plusieurs axes se déplacent en même temps). Cela dépendra du niveau d’asservissement des axes et des exigences de l’application.

Ce qui va faire une grande différence entre un robot et un simple assemblage d’axes est que dans le robot, les axes se déplaceront ensemble de manière coordonnée. Je reviendrai en détail sur ce point plus bas.

Un robot va donc être un ensemble de 2 composants principaux :

  • un système d’axes : qui pourrait être, par exemple, un bras robot à 6 axes mais également un robot cartésiens (table XYZ)ABB IRB1200
  • un contrôleurABB IRC5

Système d’axes

En robotique industrielle et dans un robots industriel de manière général, c’est la technologie des axes électriques qui est la plus courante.

Les axes sont électriques (couplés à un moteur électrique) pour des questions de flexibilité, de qualité de régulation en vitesse et en position, de précision, …

Les moteurs électriques des axes sont asservis par des drives. Les drives sont eux-mêmes généralement contrôlés par un PC.

La position de chaque axe est renvoyée au drive correspondant via un encodeur. Cet encodeur permettra au contrôleur de connaître la position de chacun des axes en temps réel.

Le système d’axes pourra prendre la forme d’un bras robot (également appelé robot anthropomorphe), d’un robot cartésiens (table XYZ), d’un robot SCARA (4 axes), d’un robot delta (aussi nommé araignée), …

Le système d’axes sera relié à un contrôleur via des câbles de puissance et de commande.

Contrôleur

Un contrôleur robot sera constitué de 2 grands sous ensembles :

  • la partie de pilotage et de commande des axes appelée “drive”. Cette partie sera composée de plusieurs drives (en fonction du nombre d’axes du robot industriel). Chacun de ces drives sera connecté au moteur d’un axe.
  • la partie de contrôle qui sera constitué d’un ordinateur (dénommé PC également) et d’un module de coordination. La partie contrôle sera en charge d’interpreter le programme du robot industriel et de réaliser les calculs de positionnement de chacun des axes de manière à réaliser des mouvements synchronisés.

Le contrôleur regroupe souvent beaucoup d’autres fonctions, à savoir :

  • transformation de l’alimentation en entrée du contrôleur (généralement très flexible et adaptable sur beaucoup de réseaux différents). Cela permettra de travailler avec des tensions ou fréquences différentes en fonction du réseau sur le lieu d’installation.
  • distribution des différentes alimentations : puissance des drives moteurs, alimentation PC, alimentation I/O (entrées/sorties), alimentation sécurité, …
  • module de sécurité : le module de sécurité sert à contrôler les signaux d’arrêt d’urgence, de portes, de mode manuel et automatique du robot, … Il est souvent complet et d’une catégorie de sécurité élevée (généralement CAT4). Dans certaines petites applications, il peut directement servir de contrôleur de sécurité pour l’entièreté d’une machine. Les nouveaux développement en robotique collaborative (cobotique) nécessite des modules de sécurité de plus en plus évolués.
  • module de coordination ou contrôleur d’axes multiple ou axis computer : Cette fonction est parfois intégrée directement dans un PC mais la plupart du temps elle est séparée pour des questions de temps de cycles. En effet, on ne peut pas se permettre des temps d’attente d’exécution d’un programme PC qui risque de désynchroniser les mouvements en cours.
  • module d’I/O (entrée/sorties) : On trouve généralement des modules d’I/O digitales directement intégrés dans le contrôleur robot ou des bus de communication permettant de placer des bornes d’I/O déportées.
  • éventuellement des batteries de maintien pour micro coupure ou arrêt du contrôleur (UPS).
  • le contrôleur sera toujours associé à une console de programmation (teachpendant en anglais) qui permettra au roboticien de réaliser les apprentissage du robot industriel et de tester son programme.

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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