Un manipulateur est une machine multifonctionnelle capable d'automatiser le positionnement et reprogrammable. Doté de multiples degrés de liberté, il permet de déplacer des objets et d'effectuer des tâches dans divers environnements. Les manipulateurs industriels représentent une technologie récente dans le domaine du contrôle quasi automatique et sont devenus un élément essentiel des systèmes de production modernes.
Les bras manipulateurs servent à saisir des pièces (ou des outils) et présentent diverses configurations, comme le serrage, le maintien ou l'adsorption, selon la forme, la taille, le poids, le matériau et les exigences opérationnelles de l'objet saisi. Le mécanisme de mouvement permet à la main d'effectuer une variété de rotations (oscillations), de déplacements ou de mouvements combinés pour réaliser l'action prescrite et modifier la position et l'orientation de l'objet saisi. L'indépendance des mouvements du mécanisme, tels que le levage, le télescopage et la rotation, est appelée degré de liberté du manipulateur. Pour saisir un objet dans n'importe quelle position et orientation de l'espace, six degrés de liberté sont nécessaires. Le degré de liberté est un paramètre clé dans la conception d'un manipulateur. Plus le nombre de degrés de liberté est élevé, plus le manipulateur est flexible et polyvalent, mais plus sa structure est complexe. Généralement, les robots spécialisés possèdent 2 à 3 degrés de liberté. Le système de commande permet d'effectuer des mouvements spécifiques en pilotant le moteur de chaque degré de liberté du manipulateur. Il reçoit également des informations de capteurs pour former une boucle de contrôle stable. Le cœur du système de contrôle est généralement composé d'une puce de microcontrôleur, telle qu'un microcontrôleur ou un DSP, programmée pour réaliser la fonction souhaitée.
Le développement rapide des manipulateurs industriels s'explique par leur rôle positif de plus en plus reconnu. Premièrement, ils peuvent remplacer partiellement les opérations manuelles ; deuxièmement, ils permettent de suivre une procédure, un temps et une position précis pour effectuer le transfert, le chargement et le déchargement des pièces conformément aux exigences du processus de production ; troisièmement, ils peuvent actionner les machines-outils nécessaires au soudage et à l'assemblage. Par conséquent, ils améliorent considérablement les conditions de travail, augmentent significativement la productivité et accélèrent la mécanisation et l'automatisation de la production industrielle. De ce fait, les pays industrialisés avancés s'y intéressent de près et investissent d'importantes ressources matérielles et financières dans la recherche et l'application de ces manipulateurs. Leur utilisation est particulièrement répandue dans les environnements à haute température, haute pression, poussière, bruit, radioactivité et pollution. En Chine, ces dernières années, leur développement a été rapide et a permis d'obtenir des résultats significatifs, attirant ainsi l'attention du secteur industriel.
Date de publication : 7 septembre 2022