Robots industriels collaboratifs : pourquoi passer de 6 à 7 axes ?
L’une des spécificités des robots Kassow, récemment intégrés au portfolio Bosch Rexroth, est le septième axe intégré dans leur bras. Un septième axe qui arrive à point nommé : en effet, le développement de bras robotisés à 7 degrés de liberté est indispensable si l’on souhaite généraliser l’usage des robots pour réduire la pénibilité du travail.
Voyons comment les robots 7 axes peuvent bousculer la donne, dans des cellules à cadence rapide comme en mode cobot.
7 axes dans le bras robotisé pour plus d’habileté
Le robot polyarticulé 6 axes est devenu un standard dès lors que l’on cherche à reproduire le mouvement d’un bras humain. Pourtant, certaines applications restent impossibles à réaliser avec ce type de robots. La recherche en cinématique dans des domaines très particuliers tels que le médical ou le BTP a montré que l’ajout d’un 7e axe permettait de repousser les limites de la robotisation. Et l’industrie bénéficie directement de cette avancée.
Dans les applications industrielles, on parle le plus souvent de 7e axe pour désigner un rail sur lequel le robot se déplace, que ce soit pour gagner en amplitude de mouvement ou pour travailler alternativement sur 2 postes. Le 7e axe sert ici à donner des jambes au robot.
Le 7e axe des robots Kassow est lui intégré dans le bras lui-même. Il offre un degré de liberté supplémentaire au mouvement en permettant à l’épaule et au coude de travailler sur des axes non parallèles. Cela permet d’écarter ou de rapprocher le poignet du corps du robot, de contourner un obstacle, d’atteindre une zone difficile d’accès sans avoir à repositionner la pièce, etc.
De nouvelles possibilités pour l’alimentation machines, l’assemblage, le parachèvement
Grâce à ce 7e axe, il devient possible de robotiser des applications dans lesquelles le poignet du robot ne pouvait jusqu’ici pas atteindre la zone de travail, ou au prix d’une intégration complexe et d’un temps de cycle peu optimisé.
Le 7e axe offre une accessibilité à toutes les faces d’une pièce à traiter. Cela évite de multiplier les opérations de prise et de positionnement pour changer l’orientation. Ou bien de devoir laisser un opérateur en faction devant une cellule pour exécuter quelques tâches résiduelles sans aucune valeur ajoutée.
Avec ce 7e axe, il est possible d’aller plus loin dans les applications de pick&place en accédant au cœur d’une machine-outil pour récupérer une pièce, ou encore de prendre un produit dans une caisse lors d’un dévracage 3D. Il est également possible de réaliser des opérations d’assemblage complexe, en incluant la dépose de colle ou la réalisation d’un cordon de soudure. Enfin, les robots 7 axes permettent d’automatiser les opérations de parachèvement telles que le polissage, ou de finition comme la peinture.
La possibilité d’intégrer des robots dans des espaces restreints
L’ajout d’un degré de liberté supplémentaire au bras du robot a également des conséquences directes sur l’encombrement des cellules robotiques. Il devient possible d’installer un robot sur des postes de travail situés dans les espaces confinés, et ce même si le robot doit travailler en mode collaboratif avec un opérateur. Il est également possible de revoir les lignes pour réduire leur empreinte au sol.
Cette opportunité est particulièrement intéressante dans un contexte de tension sur l’espace disponible au sein des usines.
7 axes pour plus de fiabilité
Troisième argument en faveur des robots 7 axes : la fiabilité.
Car la présence d’un 7e axe permet d’éviter les singularités, c’est à dire les positions du robot dans laquelle le préhenseur se bloque en raison d’un conflit dans les systèmes de pilotage. Sur les robots 6 axes, la singularité la plus fréquemment rencontrée est celle du poignet. Elle se produit lorsque l’axe du poignet et du coude sont alignés. Elle est particulièrement gênante lorsque l’effecteur doit suivre une trajectoire en continu (comme pour la dépose de colle ou la soudure).
Plus un robot présentera de risque de singularités et plus la programmation sera complexe. Par ailleurs, les contraintes liées à la résolution des singularités peuvent impacter considérablement les performances du robot. La résolution des singularités avec un robot 7 axes est donc aussi un gage de performance et de simplicité.
La gamme des robots KR se compose uniquement de robots 7 axes. Elle comprend 5 modèles, avec une charge utile allant de 5 à 18 kg et une enveloppe de travail allant de 850 mm à 1800 mm.
Dotés de fonctions collaboratives natives, les robots KR offrent le niveau de performance requis pour des applications industrielles : vélocité de 2 mètres par seconde, répétabilité de 3/100e, précision au 1/10e.
Ils offrent une vraie simplicité d’intégration et de prise en main, par leur conception, leur programmation en mode drag&drop et un écosystème complet de partenaires péri-robotique.
Leur singularité se résume en 3 mots :
Agilité – Performance – Simplicité
