Robot industriel : Comment ça fonctionne ?

Le robot industriel est présent dans toutes les industries. Ce système programmé permettant d’automatiser et d'optimiser une production en réalisant divers tâches, semble être la solution idéale pour beaucoup d'entreprises. Nous vous décryptons son fonctionnement et comment choisir le meilleur robot industriel.

Robot industriel : carte d’identité

Un robot industriel, définit par l’Organisation Internationale de Normalisation, est un système commandé automatiquement, multi actif, polyvalent et programmable sur trois axes ou plus. Il en existe 2 types : les robots cartésiens et les robots poly-articulés.

Le système cartésien est un robot linéaire qui se déplace sur 3 axes orthogonaux (X,Y et Z) en fonction des données cartésiennes. Il est construit à partir d’une forme d’actionneurs linéaires.

Un robot poly-articulé peut se déplacer dans un environnement en 3D grâce à ses articulations de type rotoïde. Il possède en général 6 axes.

2 types de robot industriel classique : robot linéaire, ou cartésien (à gauche) et robot poly-articulé (à droite).

Chaque robot possède ses propres caractéristiques. Les plus importantes sont le rayon d’action et la charge portée maximale qui fixent les limites d’action de la machine. Ces éléments, permettent de choisir le robot industriel le plus adapté. Il est possible d'améliorer les performances d'un robot grâce à des axes supplémentaires : axes linéaires, positionneurs ou encore de le déplacer à l'aide de plateforme mobile.

Un peu d'histoire : le mot robot fait sa première apparition en 1920. Son ancêtre est l’automate, signifiant appareil mû par un mécanisme intérieur imitant les mouvements de l’homme. Ces automates ce sont perfectionnés au fur et à mesure pour créer en 1954 l’Unimate, le premier bras articulé robotisé breveté par George Devol. Le premier robot électrique FAMULUS est réalisé par KUKA en 1973.

Comment fonctionne un robot industriel ?

Un système robotisé possède trois composantes majeures :

Une partie mécanique : le bras en lui-même composé de moteurs à chaque axe.
Une partie électronique : l’armoire de commande avec son unité centrale assurant l’asservissement, ses capteurs et variateurs de vitesse.
Une partie informatique : sous forme de langage de programmation spécifique qui permet de commander le robot en le reliant à son utilisateur et son environnement. Cette partie informatique comporte un calculateur permettant de convertir les données codées du moteur, en valeur cartésienne.

C’est la programmation qui permet de relier les éléments entre eux et faire d’un robot nu, un outil à l’automatisation d’opérations industrielles. Il existe trois méthodes :

La programmation par apprentissage est la première méthode à s’être développée. Il s’agit de créer des trajectoires par la mémorisation des coordonnées cartésiennes. Cela déterminera les positions de travail et de passage du robot. Cette méthode se réalise directement sur le robot via le boitier de contrôle, le smartPAD chez KUKA, ou par guidage manuel avec les outils adaptés, tel que le ready2_pilot.
La méthode calculée est arrivée par la suite. Elle consiste à déterminer la position des points grâce à des formules basées sur le premier point défini.
Une troisième méthode est apparue, modifiant la pratique des 2 premières. La programmation hors-ligne consiste à créer et simuler en amont les trajectoires sur un logiciel de programmation hors-ligne. Ainsi, l’environnement de travail de la solution robotique est recrée et permet un large panel de test.

Illustration programmation — Logiciel de simulation pour une programmation simplifiée.

A quoi sert un robot industriel ?

Le robot est un outil majeur dans de nombreuses industries comme celle de l'automobile, l’agroalimentaire, l’électronique, la métallurgie, le plastique mais également dans le secteur médical. Ce bras robotisé convient à différentes applications selon ses caractéristiques intrinsèques et l’outil à sa disposition. Les applications principales sont :

L'assemblage et le montage
La palettisation
La manutention
L’emballage
L’usinage
La fonderie et la forge
La soudure et la découpe de toutes matières

Il existe également des versions de bras robotisés conçus pour des tâches et environnements particuliers comme des robots hygiéniques pour salles blanches, ou des robots spécial fonderie.

Future production — Exemple d'application d'un robot industriel.

Les avantages d'utilisations

La robotique industrielle apporte une rapidité d’exécution supérieure à l’homme et une précision répétable dans le temps. Ainsi de nombreux avantages en découlent :

Amélioration du rendement
Maximisation de la production
Optimisation de la qualité
Précision quasi parfaite et répétitive
Réduction des risques pour les collaborateurs
Amélioration des conditions de travail : moins de TMS
Garantie de la cadence et du process
Augmentation de la flexibilité

Comment choisir le meilleur robot industriel ?

Le meilleur robot sera celui correspondant le plus aux besoins spécifiques d’un projet. Pour cela il est important de connaitre certains critères clés :

La tâche à automatiser
La portée nécessaire
La charge (le poids de la pièce à porter…)
Le temps de cycle
L’environnement de travail

Lors de l'intégration d'un robot industriel, classique ou collaboratif, la sécurité est un prérequis et il est essentiel de réaliser une analyse de risque en amont. Une fois ces éléments en tête vous pouvez effectuer des recherches ou utiliser cet outil qui calculera pour vous le robot industriel le plus adapté à votre besoin. En conclusion, il n'existe pas de meilleur robot, mais des bras robotisés existent pour toutes les situations et toutes les applications.