Les systèmes robotiques fixes (fixes sur place) sont communément appelés robots multi-axes, conçus pour effectuer des mouvements de haute précision et hautes performances dans un espace de travail spécifié. Ces systèmes constituent l’épine dorsale des dispositifs modernes de fabrication et d’automatisation. Dans ces appareils, la répétabilité, la vitesse et la capacité de charge utile sont des facteurs clés.
Les robots courants comprennent les robots collaboratifs (cobots), les bras robotiques articulés, les bras robotiques articulés adaptatifs sélectifs (SCARA) et les mécanismes triangulaires (parallèles), ainsi que les tours à commande numérique par ordinateur (CNC) et à portique. Selon les différentes exigences des applications, ces robots peuvent être installés sur des rails, des murs, des plafonds, des sols ou directement intégrés aux machines de production, permettant un déploiement flexible des processus d'assemblage, de manutention, d'emballage, d'inspection et de traitement.
En combinant une électronique de conduite avancée, des capteurs de précision et une architecture de contrôle en temps réel, ces plates-formes robotiques fixes offrent la fiabilité, la diversité, la polyvalence et la précision nécessaires aux environnements de fabrication intelligents et interconnectés. Cependant, pour maximiser les avantages et les performances de ces systèmes, les concepteurs doivent comprendre et appliquer les dernières avancées en matière de détection de mouvement, de détection de position et de zone, de contrôle de mouvement et de technologies de connectivité.
Cet article présentera brièvement les exigences de conception des robots avancés. Présentez ensuite des exemples de solutions et des boîtes à outils d’évaluation associées pour Analog Devices. Les concepteurs peuvent utiliser ces kits pour mettre en œuvre ces systèmes.
Exigences de conception pour les robots avancés
Par rapport aux robots mobiles, les robots fixes avancés (Figure 1) présentent deux différences : ils fonctionnent dans un environnement global relativement stationnaire et connu, et ne sont pas limités par la puissance de la batterie. Cependant, même dans des conditions de travail en constante évolution, les robots fixes doivent toujours avoir des capacités de fonctionnement à grande vitesse et maintenir la précision, la répétabilité et l'exactitude. Par exemple, ces robots peuvent avoir besoin de ramasser des colis dont la taille, la forme, le poids, la direction et la position changent constamment, et de les placer avec précision sur un tapis roulant en mouvement. Pour cela, ces robots doivent être capables d’évaluer de manière autonome la situation actuelle et de procéder à des ajustements dynamiques, tout en percevant en permanence l’environnement de travail et les conditions environnantes.
Des robots fixes bien connus
Figure 1 : Les robots industriels fixes bien connus et largement utilisés possèdent désormais une ultra haute précision, une grande flexibilité et de puissantes capacités d'adaptation. (Source de l'image : Analog Devices Inc.)
Pour répondre à ces exigences, il est nécessaire d'intégrer soigneusement les technologies suivantes : contrôle de mouvement de l'effecteur final, technologie d'imagerie du temps de vol (ToF) pour la perception de l'environnement, unité de mesure inertielle (IMU) pour la détection de mouvement et liaison série multimédia Gigabit (GMSL) pour garantir une communication fiable à haut débit.
1 : Contrôle du mouvement du bras robotique effecteur final : La fonction d'un bras robotique est comme une main ou une pince, qui peut être ouverte ou fermée selon les besoins. Le bras robotique doit utiliser une force appropriée pour maintenir une force de serrage fiable sans endommager la charge utile. Cela nécessite que le pilote du moteur soit capable de régler le moteur avec précision, garantissant ainsi un fonctionnement précis, cohérent et stable. En raison des limitations de poids et d’espace, le lecteur doit également être léger et de structure compacte.
Le servomoteur à axe unique TMCM-1617 (Figure 2) est l'une des solutions correctes pour ce contrôleur. Ce pilote de moteur CC sans balais triphasé (BLDC) pèse 24 g et mesure 36,8 mm x 26,8 mm x 11,1 mm, fournissant jusqu'à 18 A RMS de courant avec une tension d'alimentation allant de 8 V à 24 V.