Les facteurs de réussite d'une cellule robotique.

En plus du robot, une cellule robotique contient un ensemble d'équipements auxiliaires qui permettent au processus de fonctionner. Ceci inclut, mais sans s'y limiter, les supports de bande, les affûteuses sur socle, les équipements de préhension, de mesure et d'inspection, et les supports de pièces. Tous ces éléments contribueront à l'encombrement et au coût initial de votre cellule robotique.

Tout comme la charge utile du robot, il est essentiel que les moteurs de votre équipement auxiliaire soient suffisamment puissants pour exécuter l'application désirée. Par exemple, vous aurez besoin d'un moteur d'au moins 40 ch pour la rectification d'un portail. Tenter de le rectifier avec une machine de 10 ch seulement entraînera une réduction importante de l'efficacité, se traduisant par une augmentation des coûts et une réduction du débit de la machine. Il est également important de garder à l'esprit le cycle de service de vos moteurs, c'est-à-dire la durée pendant laquelle un moteur est conçu pour fonctionner sans interruption.

Ignorer ces facteurs essentiels peut se traduire par un remplacement fréquent et coûteux des moteurs.

Tous les abrasifs sont conçus pour fonctionner de manière optimale à des vitesses spécifiques, en fonction de leur application. L'utilisation d'abrasifs à leur vitesse optimale pour l'application voulue est primordiale pour obtenir les meilleurs résultats au cours de votre processus d'abrasion. Par exemple, il est préférable de ne pas faire tourner un disque en fibre trop lentement quand il est sollicité ; assurez-vous que votre équipement est capable de faire tourner vos abrasifs à leur vitesse optimale. Si vous travaillez à une vitesse trop basse, vos performances d'abrasion en pâtiront.

Il s'agit d'un domaine dans lequel vous devrez tenir compte des changements dans les performances de l'abrasif au fur et à mesure de son utilisation. Par exemple, les performances d'une bande abrasive diminue généralement avec le temps, à mesure que le grain abrasif se dégrade, et la vitesse de surface des meules abrasives diminue avec l'usure en raison de la diminution de leur diamètre. Cette diminution de la vitesse en surface affectera les performances abrasives. Un moteur à vitesse variable est en mesure de corriger ces variations.

Comme nous l'avons mentionné plus haut, l'usure des abrasifs au fil du temps nécessitera que votre robot tienne compte de ce changement dans l'efficacité de la coupe ou le diamètre de la meule. Au fur et à mesure que la vitesse de coupe diminue, un robot pourra être programmé pour augmenter la pression ou la vitesse de rotation pour compenser.

Par ailleurs, vous devez tenir compte de la transition d'un abrasif usé vers un produit neuf. Dans de nombreux cas, ce processus peut être entièrement automatisé, ou semi-automatisé avec l'intervention d'un opérateur. S'il n'est pas possible d'automatiser le remplacement de l'abrasif, la cellule peut être arrêtée et un opérateur humain peut changer manuellement l'abrasif.

À moins que vous ne conceviez un procédé d'abrasion robotique en une seule étape, vous-même et votre intégrateur de systèmes devrez déterminer la meilleure méthode pour traiter le séquençage au sein de votre cellule robotique. Le robot manipulera-t-il la pièce ou l'abrasif ?

Si le robot manipule la pièce (ou « pièce en main »), l'application d'une séquence d'étapes d'abrasion peut simplement nécessiter que le robot amène la pièce sur plusieurs machines abrasives, toutes munies des abrasifs appropriés. Si le robot manipule l'abrasif (ou « abrasif en main »), vous pouvez choisir d'utiliser des porte-outils pour permettre au robot de saisir l'abrasif approprié pour chaque étape spécifique.

Vous pouvez également choisir d'utiliser un robot séparé pour chaque étape, mais vous devrez tenir compte du transfert de la pièce (en cas de configuration pièce en main), ainsi que de l'empreinte au sol de la cellule robotique, et du coût initial associé à l'achat de plusieurs robots.

Tout comme dans le cas d'une opération d'abrasion manuelle, vous devrez réfléchir à la manière de gérer la collecte de poussières dans votre cellule robotique. Qu'il s'agisse d'une méthode de collecte humide ou sèche, il est essentiel que la poussière soit recueillie au sein de la cellule pour assurer les performances maximales des moteurs et la propreté des pièces finies. Si vous omettez de tenir compte de la collecte de poussières, celles-ci s'accumuleront plus rapidement et augmenteront le temps d'arrêt de la cellule robotique au moment du nettoyage ou de l'entretien des composants.

Contrairement à un opérateur humain, un robot ne peut pas ressentir son environnement et faire preuve de discernement pour s'ajuster en fonction des besoins. Il doit être programmé pour suivre une trajectoire spécifique et effectuer des mouvements répétitifs. C'est pourquoi les technologies de détection comme le contrôle de la force et les systèmes de vision sont des éléments essentiels dans de nombreuses opérations.

Sans ce contrôle de force, il peut être difficile d'obtenir des résultats uniformes dans un processus d'abrasion. La plupart des abrasifs sont conçus pour fonctionner de manière optimale dans une plage de pression spécifique. Le contrôle de la force permet au robot d'appliquer une pression plus précise que celle obtenue en utilisant uniquement le contrôle de position du bras du robot. Il existe plusieurs technologies de contrôle de la force, pour tenir compte de différentes variations de pièces et d'abrasifs. Le contrôle passif de la force est l'option la plus simple et la moins coûteuse, mais il ne mesure pas aussi aisément les changements de géométrie de la pièce et l'impact de la gravité lorsque le robot se déplace sur une pièce complexe. Le contrôle actif de la force fait appel à la rétroaction, car des variables essentielles comme la gravité ont une incidence sur la force réellement appliquée. Avec le système approprié, il est également possible de programmer des changements de force appliqués en fonction de l'emplacement de l'interface abrasif/pièce.

De la même manière, les systèmes de vision permettent à un robot d'ajuster le processus pour tenir compte des facteurs externes. Ces systèmes détectent l'orientation des pièces entrantes et ajustent le dispositif de préhension à l'extrémité du bras pour saisir correctement la pièce. Ils peuvent également mesurer la taille d'une pièce finie ou la taille d'une ouverture après rectification pour assurer un contact adéquat.

Moins courante que les autres technologies de détection, les capteurs de température jouent également un rôle important dans certaines situations. Ils sont généralement utilisés sur des substrats sensibles à la chaleur et servent à mesurer la température de la pièce pour en éviter la surchauffe.

La pose et le ramassage d'une pièce à plusieurs reprises (également appelé reprise de préhension) peut être nécessaire lorsque plusieurs surfaces d'une pièce doivent être en contact avec le matériau abrasif. Dans les procédés où la pièce est amenée à un abrasif fixe, la reprise de préhension peut avoir un réel impact sur le temps de cycle. Plus votre robot aura besoin d'ajuster sa préhension chaque pièce, plus votre temps de cycle se rallongera.

Vous devrez également tenir compte de la force de préhension. La pince à l'extrémité du bras robotique doit être suffisamment résistante pour supporter la force de l'application. Par exemple, une pince de préhension légère ne parviendra pas à assurer correctement une pièce dans les applications robotiques à haute pression, comme la rectification d'ouvertures.

Vos opérateurs auront occasionnellement besoin d'interagir avec le robot pour changer les abrasifs, éliminer les copeaux ou toute autre tâche occasionnelle ; leur sécurité doit donc être prise en compte. Les procédures de verrouillage et d'étiquetage, les équipements de protection des robots ainsi que d'autres méthodes de sécurisation telles que les verrouillages électriques et les détecteurs de proximité doivent être pris en compte dans le processus de conception des cellules robotisées.

Consultez les ressources sur la sécurité robotique publiées par la Fédération internationale de la robotique.