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Des robots à tours de bras

15.06.2010
UNIVERSAL ROBOTS - Des robots à tours de bras

Dans la course à la compétitivité, les bras-robots se révèlent des auxiliaires précieux. Partis à l'assaut du huitième axe, ils augmentent d'autant les possibilités d'automatisation de la production. Une petite visite de cet univers s'impose.

Les robots d'aujourd'hui peuvent tout faire. Légers, compacts, intelligents, robustes et costauds, il n'y a presque plus de procédés de fabrications desquels ils sont absents. Même l'usinage les accueille pour sculpter de plus en plus de matières, de plus en plus difficiles.

Ainsi, RX170HSM, robot Staübli arborant broche grande vitesse au clair, ne se gène plus pour imposer sa loi aux aciers sans étain, à l'aluminium, aux composites, cela pour des opérations de finition, fraisage, contournage entre autres : il maîtrise même la microlubrification ! En règle générale, on assiste à une déferlante de robots de petites tailles capable cependant de déplacer des montagnes de produits en un temps record avec un maximum de précautions. Bon pied, bon oeil ! En premier lieu, des robots dotés d'un oeil numérique de lynx, capables de reconnaître une pièce, la déplacer et l'orienter à coup sûr, ont largement profité des dernières améliorations en termes de vision numérique : la maîtrise de la couleur et de la 3D leur fait gagner en précision de geste. Dans ce domaine, GT Robotique propose une petite merveille pour le micro-assemblage : Scara G1 est une petite main très efficace ! Très peu encombrant, il peut s'intégrer rapidement à des cellules robotisées existantes, notamment pour fournir des pièces à des robots plus grands. Il est doté d'un rayon d'action de 175 mm ou 225 mm complété d'une course axe Z de 100 mm et d'une capacité de rotation à ± 360°. Il travaille rapidement - entre 1200 mm/s et 3000 mm/s selon les axes utiles et le rayon de fonctionnement - et manipule des petites charges pouvant atteindre quand même 1,5 kg. D'autres bras robotiques se veulent polyvalents, flexibles et respectueux de l'environnement : bien campé sur son petit pied, le robot 6 axes de 18 kg proposé par Universal Robots, UR-6-85-5-A de son petit nom, consomme très peu de courant. Il peut de surcroît fonctionner sans protection. Facilement déplacé, il peut être mis en service en quelques minutes grâce à un logiciel convivial programmé sur écran tactile. Ce petit bras robotique présente également l'avantage de manipuler jusqu'à 5 kg de charge sur un rayon de 85 cm sans faire de vacarme. Polyvalence et compacité La quatrième génération de robots polyvalents de moyenne capacité chez ABB se distingue quant à elle par un design compact tout en arrondis. Ces bras portent de 12 à 20 kg et travaillent rapidement du maximum de leur envergure jusque sous leur base ! Capables de faire le pied au mur pour mieux servir l'application, les IRB 2600 se sont aussi allégés (quelques 300 kg quand même). Bras court (1,65 m) ou bras long (1,85 m), leur temps de cycle peut être amélioré de 25% par rapport à celui de leurs prédécesseurs. Le logiciel de contrôle de mouvement QuickMove leur donne la capacité de calcul de trajectoire nécessaire à la rapidité d'exécution tant prisée aujourd'hui. De manière plus générale, ABB fournit à la fois des robots, des logiciels, des équipements périphériques, des cellules de production modulaires et des services pour des opérations de soudage, manutention, assemblage, peinture et finition, emballage-conditionnement et service de machine. Le groupe a déjà installé plus de 160000 robots dans le monde. ABB s'est également lancé dans la course des robots coopératifs. Dream-team Cette tendance technologique est notamment menée par Kuka Roboter : coopération entre robots, coopération homme-machine, assistants de production ou modulaires, robots interactifs sont déjà bien développés et les applications fleurissent un peu partout, notamment dans l'industrie automobile pour le déplacement délicat de larges feuillards de métal. Le concept Kuka "RoboTeam" permet à une équipe de robots, quel qu'en soit le nombre, de travailler en coopération synchronisée sur un même objet, traité et déplacé dans l'espace absolu. Des robots de coopération peuvent maîtriser plus de tâches, pour le même volume de travail, il est besoin de moins d'unité : les prémices d'un taux de chômage croissant dans la population Robot ? Pour l'heure, est c'est là que l'industriel retrouve le sourire, "RoboTeam" peut réduire drastiquement les coûts d'investissement par rapport aux lignes de production traditionnelles : nouvelles implantations, lignes de production plus courtes, installations moins compliquées grâce à de grands espaces surélevés multiplient en outre les possibilités d'action. D'autre part, l'accent est mis sur l'amélioration de la coopération entre robots et opérateurs humains se partageant des espaces de travail communs : les concepts "Safe Robot", "Safe Handling" et "Safe Operation" des Kuka offrent des solutions intermédiaires aux procédés de production classiques - entièrement manuels ou entièrement automatiques. L'industriel n'est donc plus obligé d'opter pour ou contre l'automatisation complète, mais il peut développer des solutions intermédiaires personnalisées. Experts en soudage Enfin le robot manie les différentes technologies de soudure avec brio pour un résultat aussi régulier et esthétique que durable. Dans cet esprit, le robot 7 axes VA 1400 de Motoman Robotics ne pèse que 3 kg. Il travaille cependant sur un rayon de 1434 mm et sait faire équipe avec sept autres de ses frères pour des applications de soudages à l'arc simultanés, grâce à l'armoire de commande Motoman-DX100, qui gère ainsi 72 axes sans broncher. Le robot de soudage Tawers de Panasonic. De son côté, le système de soudage thixotropique (par friction et malaxage) FSW Rosio d'Esab, assure le soudage d'éléments tridimensionnels. Ce système robotisé à cinq axes permet de réaliser des joints autour de profils tridimensionnels complexes dans des alliages à base d'aluminium. Un système de commande hybride de la force/position compense toute déflexion élastique du bras robotisé provoquée par les charges élevées exercées sur la pièce à usiner. Cette commande est combinée à un robot industriel standard et à une tête de soudage comprenant un adaptateur à outils, un axe et un moteur. Un couple nominal de 40 Nm et une vitesse de 3000 tr/mn suffisent pour les alliages d'aluminium AA6000 jusqu'à 5 mm d'épaisseur. Les programmes de soudure sont générés automatiquement à partir des données CAO des pièces à souder.

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