Les robots semblent être partout de nos jours – dans les films, dans les aéroports, dans la production alimentaire et même dans les usines qui fabriquent d’autres robots.Les robots ont de nombreuses fonctions et utilisations différentes et, à mesure qu’ils deviennent plus faciles et moins chers à fabriquer, ils deviennent également de plus en plus courants dans l’industrie.À mesure que la demande en matière de robotique augmente, les fabricants de robots doivent suivre le rythme, et l'une des méthodes de base pour fabriquer des pièces robotiques est l'usinage CNC.Cet article en apprendra davantage sur les composants robotiques standard et pourquoi l'usinage CNC est si important pour la fabrication de robots.
L'usinage CNC est fait sur mesure pour les robots
Premièrement, l’usinage CNC permet la production de pièces dans des délais extrêmement rapides.Presque dès que votre modèle 3D est prêt, vous pouvez commencer à fabriquer des composants avec une machine CNC.Cela permet une itération rapide des prototypes et une livraison rapide de pièces robotiques personnalisées pour des applications professionnelles.
Un autre avantage de l’usinage CNC est sa capacité à fabriquer avec précision des pièces selon les spécifications.Cette précision de fabrication est particulièrement importante pour la robotique, car la précision dimensionnelle est essentielle à la fabrication de robots hautes performances.L'usinage CNC de précision maintient les tolérances à +/- 0,0002 pouces et la pièce permet des mouvements précis et répétables du robot.
La finition de surface est une autre raison d’utiliser l’usinage CNC pour produire des pièces robotiques.Les pièces en interaction doivent avoir un faible frottement, et l'usinage CNC de précision peut produire des pièces avec une rugosité de surface aussi faible que Ra 0,8 μm, ou inférieure grâce à des opérations de post-traitement telles que le polissage.En revanche, le moulage sous pression (avant toute finition) produit généralement une rugosité de surface proche de 5 µm.L’impression 3D métal produit une finition de surface plus rugueuse.
Enfin, le type de matériau utilisé par le robot est idéal pour l'usinage CNC.Les robots doivent être capables de déplacer et de soulever des objets de manière stable, ce qui nécessite des matériaux solides et durs.Ces propriétés nécessaires sont mieux obtenues en usinant certains métaux et plastiques.De plus, les robots sont souvent utilisés pour la fabrication sur mesure ou en faible volume, ce qui fait de l'usinage CNC un choix naturel pour les pièces robotiques.
Types de pièces de robot fabriquées par usinage CNC
Avec autant de fonctions possibles, de nombreux types de robots ont évolué.Il existe plusieurs principaux types de robots couramment utilisés.Les robots articulés ont un seul bras avec plusieurs articulations, comme beaucoup de gens l'ont vu.Il existe également le robot SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm), qui peut déplacer des objets entre deux plans parallèles.Les SCARA ont une grande rigidité verticale car leur mouvement est horizontal.Les articulations du robot Delta se trouvent en bas, ce qui permet de garder le bras léger et capable de se déplacer rapidement.Enfin, les robots portiques ou cartésiens disposent d'actionneurs linéaires qui se déplacent à 90 degrés les uns par rapport aux autres.Chacun de ces robots a une construction différente et des applications différentes, mais il y a généralement cinq composants principaux qui composent un robot :
1. Bras robotique
Les bras robotiques sont très différents dans leur forme et leur fonction, c'est pourquoi de nombreuses pièces différentes sont utilisées.Cependant, ils ont tous une chose en commun : leur capacité à déplacer ou à manipuler des objets, tout comme un bras humain !Différentes parties du bras robotique portent même le nom de la nôtre : les articulations de l’épaule, du coude et du poignet tournent et contrôlent le mouvement de chaque partie.
2. Effecteur final
Un effecteur terminal est un accessoire fixé à l’extrémité d’un bras robotique.Les effecteurs finaux vous permettent de personnaliser les fonctionnalités du robot pour différentes opérations sans construire un robot entièrement nouveau.Il peut s'agir de préhenseurs, de préhenseurs, d'aspirateurs ou de ventouses.Ces effecteurs finaux sont généralement des composants usinés CNC en métal (généralement en aluminium).L'un des composants est fixé en permanence à l'extrémité du bras du robot.Une véritable pince, une ventouse ou un autre effecteur final s'accouple à l'ensemble afin qu'il puisse être contrôlé par le bras robotique.Cette configuration avec deux composants différents facilite le remplacement de différents effecteurs finaux, afin que le robot puisse être adapté à différentes applications.Vous pouvez le voir dans l'image ci-dessous.Le disque inférieur sera boulonné au bras du robot, vous permettant de connecter le tuyau qui actionne la ventouse à l'alimentation en air du robot.
3. Moteur
Chaque robot a besoin de moteurs pour entraîner le mouvement des bras et des articulations.Le moteur lui-même comporte de nombreuses pièces mobiles, dont beaucoup peuvent être usinées CNC.En règle générale, le moteur utilise une sorte de boîtier usiné comme source d'alimentation et un support usiné qui le relie au bras robotique.Les roulements et les arbres sont également souvent usinés CNC.Les arbres peuvent être usinés sur un tour pour réduire le diamètre ou sur une fraise pour ajouter des fonctionnalités telles que des clavettes ou des fentes.Enfin, le mouvement du moteur peut être transmis aux articulations ou aux engrenages d'autres parties du robot par fraisage, EDM ou taillage d'engrenages.
4. Contrôleur
Le contrôleur est essentiellement le cerveau du robot et contrôle les mouvements précis du robot.En tant qu'ordinateur du robot, il prend en compte les données des capteurs et modifie le programme qui contrôle la sortie.Cela nécessite un circuit imprimé (PCB) pour abriter les composants électroniques.Ce PCB peut être usiné CNC à la taille et à la forme souhaitées avant d'ajouter les composants électroniques.
5. Capteurs
Comme mentionné ci-dessus, les capteurs reçoivent des informations sur l'environnement du robot et les renvoient au contrôleur du robot.Le capteur nécessite également un PCB, qui peut être usiné CNC.Parfois, ces capteurs sont également logés dans des boîtiers usinés CNC.
Gabarits et accessoires personnalisés
Même si elles ne font pas partie du robot lui-même, la plupart des opérations robotiques nécessitent des poignées et des accessoires personnalisés.Vous aurez peut-être besoin d'une pince pour maintenir la pièce pendant que le robot travaille dessus.Vous pouvez également utiliser des pinces pour positionner avec précision les pièces, ce qui est souvent nécessaire pour que les robots saisissent ou déposent des pièces.Puisqu’il s’agit généralement de pièces uniques sur mesure, l’usinage CNC est parfait pour les gabarits.
Heure de publication : 08 avril 2022