Le bras robotique à assistance électrique est un dispositif mécanique automatique largement utilisé en robotique. On le retrouve dans la production industrielle, la médecine, les services de divertissement, le secteur militaire, la fabrication de semi-conducteurs et l'exploration spatiale. Malgré leurs différentes formes, ces bras ont tous une caractéristique commune : ils peuvent recevoir des instructions et se déplacer en un point précis de l'espace tridimensionnel (ou bidimensionnel). Quelles sont donc les exigences de conception pour un bras robotique à assistance électrique aussi performant ? Voici un aperçu :
1、Le bras robotisé à assistance électrique doit avoir une grande capacité de charge, une bonne rigidité et un poids léger.
La rigidité d'un bras robotisé à assistance électrique influe directement sur sa stabilité, sa vitesse et la précision de son positionnement lors de la préhension d'une pièce. Une rigidité insuffisante entraîne une déformation en flexion dans le plan vertical et une déformation en torsion latérale dans le plan horizontal. Le bras robotisé à assistance électrique vibre alors, ou la pièce peut se bloquer et devenir inutilisable pendant le mouvement. C'est pourquoi on utilise généralement des tiges de guidage rigides pour accroître la rigidité du bras, et la rigidité de chaque support et liaison doit également répondre à certaines exigences afin de pouvoir supporter la force motrice requise.
2、La vitesse de déplacement du bras robotisé à assistance électrique doit être appropriée et son inertie faible.
La vitesse de déplacement d'un bras robotisé est généralement déterminée en fonction du rythme de production, mais il est déconseillé de rechercher aveuglément une vitesse élevée. Le bras robotisé à assistance électrique démarre lorsqu'il atteint sa vitesse de déplacement normale à partir d'un état stationnaire et s'arrête lorsqu'il atteint cette vitesse. Le processus de variation de vitesse est décrit par une courbe caractéristique. Le poids très léger du bras robotisé à assistance électrique assure des démarrages et des arrêts très fluides.
3、Le mouvement du bras robotique d'assistance doit être flexible.
La structure du bras robotisé à assistance électrique doit être compacte et légère afin d'assurer des mouvements fluides et précis. L'ajout de roulements ou l'utilisation de guides à billes sur la flèche permettent également d'obtenir des mouvements rapides et fluides. De plus, pour les manipulateurs en porte-à-faux, il convient de prendre en compte la disposition des composants sur le bras, notamment le calcul du couple de compensation dû au poids des pièces mobiles sur les centres de rotation, de levage et d'appui. Un couple déséquilibré nuit à l'assistance au mouvement du bras robotisé. Un couple déséquilibré excessif peut engendrer des vibrations, un affaissement lors du levage et une réduction de la flexibilité des mouvements. Dans les cas les plus graves, le bras et la colonne d'assistance peuvent se bloquer. Par conséquent, lors de la conception d'un bras robotisé à assistance électrique, il est essentiel de positionner son centre de gravité au plus près de son centre de rotation afin de minimiser le couple de compensation. Pour un bras robotisé fonctionnant simultanément avec les deux bras, la disposition de ces derniers doit être aussi symétrique que possible par rapport au centre afin d'assurer l'équilibre.
4、Le mouvement du bras robotique d'assistance doit être flexible.
La structure du bras robotisé à assistance électrique doit être compacte et légère afin d'assurer des mouvements fluides et précis. L'ajout de roulements ou l'utilisation de guides à billes sur la flèche permettent également d'obtenir des mouvements rapides et fluides. De plus, pour les manipulateurs en porte-à-faux, il convient de prendre en compte la disposition des composants sur le bras, notamment le calcul du couple de compensation dû au poids des pièces mobiles sur les centres de rotation, de levage et d'appui. Un couple déséquilibré nuit à l'assistance au mouvement du bras robotisé. Un couple déséquilibré excessif peut engendrer des vibrations, un affaissement lors du levage et une réduction de la flexibilité des mouvements. Dans les cas les plus graves, le bras et la colonne d'assistance peuvent se bloquer. Par conséquent, lors de la conception d'un bras robotisé à assistance électrique, il est essentiel de positionner son centre de gravité au plus près de son centre de rotation afin de minimiser le couple de compensation. Pour un bras robotisé fonctionnant simultanément avec les deux bras, la disposition de ces derniers doit être aussi symétrique que possible par rapport au centre afin d'assurer l'équilibre.
Date de publication : 26 avril 2023