Depuis le développement de la technologie des bras robotisés, les bras robotisés ont été appliqués avec succès dans des industries telles que l'industrie automobile dans les années 1980. Ils sont les dispositifs robotiques automatisés les plus largement utilisés dans le domaine de la technologie robotique.
Actuellement, les bras robotisés sont les dispositifs robotiques automatisés les plus répandus dans le domaine de la robotique. Outre leur utilisation principale dans la fabrication industrielle, ils sont également utilisés dans l'agriculture commerciale, les secours médicaux, les services de divertissement, la sécurité militaire et même l'exploration spatiale.
Un bras robotisé est un dispositif à commande automatique qui imite les fonctions d'un bras humain et peut effectuer diverses tâches. Ce système robotique est constitué de plusieurs articulations reliées entre elles de manière à permettre un mouvement dans un plan ou un espace tridimensionnel, ou un déplacement linéaire. Structurellement, il est composé d'un corps mécanique, d'un contrôleur, de servomécanismes et de capteurs. Ses mouvements spécifiques sont définis par programmation en fonction des exigences opérationnelles.
Le fonctionnement du robot implique un moteur qui commande le mouvement d'un bras, l'ouverture ou la fermeture d'une pince, et transmet précisément les informations à un automate programmable. Ce dispositif mécanique automatique est principalement conçu pour réaliser des mouvements du poignet et de la main. Après saisie de la séquence d'opérations par un opérateur qualifié, le dispositif peut reproduire et répéter les opérations correctement et régulièrement un nombre incalculable de fois.
Comprendre les composants clés des bras robotisés est essentiel pour saisir leur fonctionnalité et leur polyvalence. Chaque composant joue un rôle essentiel pour permettre au bras robotisé d'effectuer diverses tâches avec précision et efficacité.
La base sert de base au bras robotique, lui assurant stabilité et soutien. Elle ancre le bras à une surface ou à une structure, lui permettant d'effectuer des tâches sans perdre l'équilibre. La base intègre souvent un mécanisme rotatif permettant au bras de pivoter autour d'un point fixe. Ce mouvement de rotation est essentiel pour les tâches nécessitant que le bras couvre une grande surface ou atteigne différentes positions sans repositionner l'ensemble de l'installation.
Les articulations sont les points pivots qui définissent l'amplitude de mouvement d'un bras robotisé. Leur fonctionnement est similaire à celui des articulations humaines, permettant au bras de se plier, de s'étendre et de pivoter. Chaque articulation d'un bras robotisé est conçue pour effectuer des mouvements spécifiques, tels que le tangage, le lacet et le roulis. Le nombre et le type d'articulations déterminent les degrés de liberté (DDL) du bras, qui mesurent sa capacité à se déplacer dans différentes directions.
L'effecteur est l'outil ou l'accessoire situé à l'extrémité du bras robotisé, chargé d'interagir avec les objets et d'effectuer des tâches. Le type d'effecteur varie selon l'application. Parmi les exemples courants, on trouve les pinces, les torches de soudage, les tournevis et les ventouses. Les effecteurs sont souvent interchangeables, ce qui permet d'utiliser le même bras robotisé à plusieurs fins par simple changement d'outil.
Les actionneurs sont les dispositifs qui actionnent les articulations du bras. Ils convertissent l'énergie électrique, hydraulique ou pneumatique en mouvement mécanique. Les actionneurs électriques sont couramment utilisés pour des mouvements précis et contrôlés et sont parfaits pour des applications telles que l'assemblage de composants électroniques. Les actionneurs hydrauliques, entraînés par un fluide sous pression, peuvent fournir une poussée puissante et conviennent aux applications lourdes comme le levage ou le pressage.
Les capteurs sont des composants essentiels qui fournissent des informations sur la position du bras, la force et d'autres variables. Ils assurent un contrôle précis et une grande précision en surveillant en permanence les mouvements du bras et en effectuant les ajustements nécessaires. Les capteurs de position suivent l'emplacement exact de chaque articulation, tandis que les capteurs de force mesurent la pression ou la force exercée par l'effecteur terminal.
Le contrôleur est le système informatique ou processeur qui gère les mouvements du bras robotisé selon des instructions programmées. Il agit comme le cerveau du bras, traitant les données des capteurs et exécutant les commandes vers les actionneurs. Les contrôleurs modernes sont dotés d'algorithmes avancés et d'intelligence artificielle, permettant des prises de décision complexes et des opérations autonomes.
Actuellement, la plupart des robots utilisés dans l'industrie se présentent sous la forme de bras robotisés, de formes et de tailles variées. Parmi les types courants, on trouve les bras linéaires, les bras SCARA et les bras robotisés articulés multi-axes. Du point de vue de la structure des articulations, on peut les classer en deux grandes catégories : ceux à trois axes ou moins (appelés « trois axes ») et ceux à quatre axes ou plus (appelés « multi-axes »). Cette classification est nécessaire car les marchés et les fabricants de ces deux catégories ne se chevauchent pas.
Bien que les principes d'application soient similaires, les technologies utilisées diffèrent sensiblement. De plus, en raison des besoins variés des utilisateurs, leurs capacités fonctionnelles diffèrent clairement. La main robotisée est équipée de divers outils de préhension ou de traitement adaptés au type de travail spécifique, principalement conçus pour imiter les fonctions de la main humaine.
Du point de vue des principes de mouvement des bras robotisés, on peut les classer en coordonnées cartésiennes, cylindriques, polaires et articulées. Le système de coordonnées cartésiennes implique un mouvement à un angle de 90 degrés par rapport au segment de bras précédent, les calculs étant représentés par des coordonnées telles que X, Y et Z. Le travail ou le mouvement s'effectue dans la plage de longueur de chaque coordonnée.
Le bras à coordonnées cylindriques est constitué de trois articulations. Sa structure principale implique un mouvement de rotation autour d'un corps de base, avec deux bras supérieurs capables d'un mouvement de glissement linéaire horizontal et d'un mouvement de tangage vertical. Le volume couvert par le bras forme un cylindre, permettant à son extrémité de balayer tous les points entre deux cylindres.
Le système de coordonnées polaires comprend un bras supporté par deux axes de rotation. L'un des axes tourne autour de la base, permettant une extension et une rétraction linéaires, tandis que l'autre axe tourne verticalement autour de la base. Le système de coordonnées articulé possède trois axes de rotation ou plus. Une biellette est montée sur la base et peut tourner autour d'elle, tandis que les deux autres biellettes se déplacent comme deux pièces reliées par une charnière, permettant une rotation relative. Leurs axes de rotation sont à la fois horizontaux et verticaux.
Grâce à leur polyvalence et à leur précision, les bras robotisés trouvent de nombreuses applications dans de nombreux secteurs. Parmi leurs principaux domaines d'utilisation figurent :
Fabrication et assemblage – Dans les environnements industriels, les bras robotisés sont souvent utilisés pour des tâches d'assemblage telles que le soudage, l'emballage et la manutention. Leur rapidité et leur précision réduisent le recours au travail manuel, améliorent l'efficacité de la production et minimisent les erreurs humaines.
Domaine médical : les bras robotisés, également appelés robots chirurgicaux, sont de plus en plus utilisés en chirurgie mini-invasive. Ces bras offrent aux chirurgiens une précision et un contrôle accrus, permettant des interventions plus délicates avec moins de complications.
Industrie automobile : dans la fabrication automobile, les bras robotisés sont utilisés pour des tâches telles que la peinture, l'assemblage de pièces et les tests. Leur capacité à travailler à grande vitesse et avec précision les rend idéaux pour la production de masse.
Robotique et recherche – Dans les milieux universitaires et de recherche, les bras robotisés sont utilisés pour étudier l'interaction robot-humain, les mouvements autonomes et l'intégration de l'intelligence artificielle (IA) en robotique. Ces bras peuvent également être programmés pour simuler des tâches complexes dans des domaines tels que l'exploration spatiale ou la robotique sous-marine.
Projets DIY et éducation : les bricoleurs et les étudiants construisent souvent des bras robotisés pour comprendre les principes de la robotique, de l'électronique et de la programmation. Ces projets pratiques permettent aux apprenants d'acquérir une expérience pratique et d'améliorer leurs compétences en résolution de problèmes dans le monde de la robotique.
Tissu musculaire pour bras robotisés - L'Université nationale de Singapour a commencé à fabriquer du tissu musculaire artificiel destiné à être intégré à des bras robotisés pour aider les utilisateurs à soulever des charges lourdes. Ce tissu artificiel peut soulever jusqu'à 500 fois son propre poids. La force de levage du bras dépend de la quantité de tissu musculaire insérée. Un adulte adulte pèse environ 72 à 82 kg. Aujourd'hui, une personne de ce poids pourrait soulever un objet pesant environ 36 000 kg.
Bras robotisés à capteurs : les nouveaux bras robotisés utilisés pour les prothèses commencent à être équipés de capteurs qui, grâce à une puce fixée à la moelle épinière, permettent de bouger le bras. Grâce à la programmation aisée des capteurs pour une sensibilité accrue à tout ce qu'ils touchent, les porteurs de prothèses peuvent également sentir l'objet qu'ils touchent. Ainsi, la personne peut ressentir la moindre vibration. Ce phénomène peut être dangereux, mais aussi bénéfique. Il peut également mettre en danger la personne, car une pression excessive peut provoquer de fortes douleurs.
Bras robotiques réalistes : les bras robotiques réalistes, comme les bras humains ordinaires, sont si similaires qu'il peut être difficile de les distinguer. En effet, un spray recouvrant la prothèse lui donne un aspect réaliste. Ce fantasme futuriste commence à devenir réalité. Les scientifiques commencent même à créer des manchons artificiels pour donner à la prothèse l'apparence d'un bras normal.
Sur le site web in robots.shop, vous trouverez une grande variété de bras robotisés et d'accessoires associés de différentes marques et modèles, notamment des marques renommées comme ABB, KUKA, FANUC et Yaskawa Motoman. Ces produits couvrent une large gamme de capacités de charge utile et d'enveloppes de travail, répondant à divers scénarios industriels et applications. Fournis directement par les propriétaires des marques, ils garantissent une livraison rapide et proposent des services de commande et d'expédition dans le monde entier.
Les bras robotisés sont une invention remarquable qui a transformé de nombreux secteurs et continue d'évoluer au rythme des avancées technologiques. De l'industrie manufacturière et de la santé à l'exploration spatiale et à l'agriculture, ils ont amélioré la précision, l'efficacité et la sécurité. Grâce à la recherche et au développement continus, l'avenir des bras robotisés s'annonce prometteur, offrant une multitude d'applications innovantes et diversifiées.
À mesure que nous évoluons vers un monde plus automatisé et interconnecté, le rôle des bras robotisés deviendra de plus en plus crucial. En intégrant des technologies avancées telles que l'intelligence artificielle, l'Internet des objets et la collaboration homme-robot, les bras robotisés continueront de repousser les limites du possible, façonnant l'avenir des industries et améliorant nos modes de vie et de travail.
FAQ
1.Q : Quels facteurs dois-je prendre en compte lors du choix d’un bras robotique pour mon application ?
R : Lors du choix d'un bras robotisé, tenez compte de sa capacité de charge utile (poids qu'il peut soulever), de sa portée et de sa flexibilité, de sa précision (exactitude des mouvements) et de sa compatibilité environnementale (par exemple, résistance à la poussière, tolérance aux températures). Évaluez également la compatibilité logicielle et la facilité de programmation pour vos tâches spécifiques.
2.Q : Les bras robotisés peuvent-ils être personnalisés pour des tâches spécialisées ?
R : Oui, de nombreux fabricants proposent des options de personnalisation pour leurs bras robotisés, notamment des effecteurs terminaux sur mesure, des capteurs spécialisés ou des configurations de programmation uniques. Il est conseillé de consulter directement le fournisseur (comme ceux présents sur inrobots.shop) pour discuter de vos besoins spécifiques et de la faisabilité.
3.Q : Quel entretien est requis pour les bras robotisés et à quelle fréquence ?
R : Les exigences d'entretien varient selon le modèle et l'utilisation, mais comprennent généralement la lubrification périodique des joints, l'inspection des câbles et du câblage, ainsi que l'étalonnage des capteurs. Les fabricants fournissent souvent des calendriers et des directives d'entretien. Un entretien professionnel régulier est recommandé pour garantir des performances et une longévité optimales.
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