Optimisation de l'assemblage de composants complexes grâce à l'association de la dextérité robotique et du positionnement mécanique

De gauche à droite : le FANUC LR Mate 200 iD, le KUKA KR QUANTEC et l’IRB 6700 d’ABB. | Source : FANUC, KUKA, ABB Robotics

Les experts du secteur prévoient une croissance significative de la robotique, portée par des avancées disruptives continues. Si l'automatisation reste l'objectif principal, les spécialistes soulignent de plus en plus le rôle crucial du positionnement mécanique dans la détermination de la mobilité, de la portée opérationnelle et de la vitesse d'une machine.

Une prise en compte plus globale de ces caractéristiques peut considérablement améliorer l’efficacité des processus d’assemblage automatisés.

Comment le positionnement de précision et les composants améliorent la robotique

Un positionnement précis est fondamental pour le succès de la robotique, car il définit à la fois ses capacités et ses limites. Chaque robot fonctionne dans une portée fixe, quelles que soient la puissance ou la flexibilité de ses composants internes.

Chaque machine est à la fois limitée et rendue capable d’action par ses systèmes mécaniques, notamment ses articulations et ses actionneurs. De plus, les systèmes de positionnement avancés permettent à chaque composant de fonctionner à son rendement maximal, ce qui rend ces solutions indispensables à la production moderne.

Systèmes de transfert linéaires

Les systèmes de transfert linéaires étendent la plage de mouvement effective d’un robot. Ces systèmes, qui comprennent des unités de transfert linéaires et robotisées, facilitent un déplacement fluide le long d’un parcours défini. L’utilisation de tels mécanismes pour diversifier les mouvements permet de mener à bien des projets à grande échelle, notamment dans les secteurs de l’aérospatiale et de la défense, en grande partie grâce à l’assistance robotique. Contrairement aux robots fixes, les modèles mobiles peuvent se déplacer au sein d’assemblages de grande envergure et effectuer de multiples tâches avec une plus grande aisance. Les modèles de pointe intègrent désormais une mobilité sur un septième axe et des capacités de déploiement rapide.

Tables d’indexation rotatives

Les tables d’indexation rotatives sont des composants essentiels qui améliorent la précision et la vitesse dans les processus répétitifs. Intégrées aux robots, elles permettent un mouvement de rotation rapide pendant l’assemblage. Ces tables amplifient les capacités des équipements en permettant aux robots d’effectuer plusieurs tâches simultanément, telles que l’assemblage, l’emballage et le contrôle qualité.

Positionneurs de pièces avancés

Les positionneurs de pièces multiaxiaux permettent aux robots de se déplacer dans différentes orientations plutôt que d’être fixés à une seule plaque ou à un seul socle. Si une machine peut pivoter au-delà de la portée de son bras ou s’approcher d’un ensemble sous un certain angle, elle est capable de prendre en charge des tâches plus complexes.

Dans des secteurs tels que l’aérospatiale et l’automobile, où les pièces présentent souvent des formes et des géométries inhabituelles, les robots peuvent se déplacer plus efficacement dans l’espace et prendre en charge des tâches qui nécessiteraient autrement un travail manuel.

Positionnement et compensation par vision

Divers facteurs, notamment les logiciels et les périphériques tels que les capteurs et les caméras, dictent les mouvements d’un robot. Les mécanismes basés sur la vision sont essentiels pour permettre une réactivité en temps réel des équipements.

Si un capteur détecte un obstacle, le robot peut ajuster sa position en conséquence. À long terme, des ajustements répétés peuvent entraîner des désalignements plus importants, mais les techniciens peuvent s’appuyer sur des systèmes de gestion et des commandes logicielles pour examiner régulièrement ces paramètres et garantir la cohérence.

Études de cas sur l’innovation robotique

Ces robots et leurs fabricants illustrent l’importance du positionnement mécanique et son impact sur la dextérité et la mobilité.

FANUC et la série LR Mate

FANUC est un pionnier de l’automatisation industrielle. L’entreprise a développé la série LR Mate de robots compacts destinés à faciliter l’assemblage de produits complexes, tels que les composants électroniques et les dispositifs médicaux. Une entreprise d’emboutissage de métaux, Pentaflex, a utilisé la technologie de FANUC pour améliorer l’assemblage et l’efficacité de son installation existante. Une mise en œuvre et un positionnement habiles ont permis à l’entreprise de réduire le nombre d’unités de main-d’œuvre par équipe tout en rendant l’atelier de production plus flexible.

Le FANUC LR Mate 200iD, utilisé pour l’assemblage de produits complexes. | Source : FANUC

KUKA et la série KR QUANTEC

Le fabricant allemand de robots KUKA a créé la série KR QUANTEC pour les applications à forte sollicitation. Elle est spécialisée dans les transferts linéaires, qui facilitent l’assemblage de produits de grande taille destinés à l’automobile ou au bâtiment.

Meiller Aufzugtüren est un fabricant de panneaux de porte qui se distingue par ses commandes sur mesure à grand volume, quelle que soit la taille des lots. L’entreprise a intégré les robots KR QUANTEC, qui ont contribué à maintenir l’efficacité de la production lors des opérations de soudage. Deux robots montés sur socle, dotés d’une portée sans précédent, ont démontré les avantages d’un positionnement intelligent.

Dans ces espaces, les robots ont pu effectuer des opérations de soudage par points, de formage, d’estampage et bien d’autres encore. Chaque commande sur mesure a ainsi gagné en précision grâce à l’utilisation d’une quantité d’énergie constante pour chaque commande.

Deux modèles KUKA KR QUANTEC assurent conjointement les opérations de soudage. | Source : KUKA

ABB et l’IRB 6700

ABB a conçu le robot multiaxial IRB 6700 afin de faciliter l’automatisation de tâches telles que la fabrication. C’est lui qui est à l’origine de la toute dernière innovation japonaise : une gare ferroviaire imprimée en 3D. Le positionnement de sa buse verticale a permis de manipuler facilement le mortier pour concevoir les composants. L’IRB 6700 dispose également de sept axes de mouvement, ce qui lui permet de construire une structure plus complexe, même sur une surface loin d’être idéale.

En seulement une semaine, il a conçu une structure à la fois fonctionnelle et esthétique, qui a pu être construite en six heures. La flexibilité et la dextérité de machines comme celle-ci pourraient permettre de gagner du temps et de l'argent lors de la conception d'installations courantes.

L’IRB 6700 d’ABB, doté de sept axes de mouvement. | Source : ABB

Un avenir forgé par la collaboration

L'avenir de tout fabricant réside dans sa capacité d'évolution et son adhésion aux solutions automatisées. La transformation numérique permet aux concurrents de se démarquer, et certains aspects de la robotique, comme le positionnement mécanique, influencent tous les aspects des opérations d'assemblage automatisées.

Les robots seront plus à même d’offrir les avantages promis par les innovateurs si les systèmes de positionnement mécanique sont optimisés et interopérables avec les technologies futures, telles que l’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique. La synergie entre les cobots et la main-d’œuvre sera alors inégalée en termes de compétitivité et de productivité.

À propos de l'auteur

Lou Farrell, rédacteur en chef chezRevolutionized, écrit depuis des années sur les thèmes de la robotique, de l’informatique et de la technologie. Il se passionne pour les sujets qu’il traite et pour l’écriture en général.

Cet article est publié avec autorisation.