La robotique industrielle connaît une croissance exponentielle, offrant des solutions innovantes pour optimiser les processus de fabrication et automatisation. L’un des outils les plus polyvalents de cette révolution est le robot 2 axes ou 3 axes, utilisé notamment dans des applications impliquant précision, rapidité, et flexibilité. Chez TD Conception, nous nous engageons à fournir des solutions adaptées et performantes qui maximisent votre rendement. Découvrez dans cet article tout ce qu’il y a à savoir sur les robots cartésiens 2 et 3 axes, leurs applications, et pourquoi ils sont devenus incontournables en industrie.
Qu’est-ce qu’un robot 3 axes ?
Définition et fonctionnement
Un robot 3 axes est un système robotisé capable de se déplacer sur trois dimensions principales définies par les axes X, Y et Z. Ce type de robot est couramment appelé robot cartésien ou robot portique en raison de son mouvement purement linéaire. Ces robots se composent généralement de glissières linéaires, d’un système d’entraînement (vis ou courroie), et d’un contrôleur programmable pour exécuter diverses tâches.
Contrairement aux robots SCARA ou Delta, les robots cartésiens excellent dans les déplacements linéaires avec une précision inégalée sur les axes tridimensionnels. Cela en fait une solution de choix pour des tâches nécessitant une grande stabilité et répétabilité, comme le positionnement d’objets ou l’assemblage précis.
Types de robots 3 axes
Robot cartésien
Les robots cartésiens dominent le marché grâce à leur simplicité et leur modularité. Ils utilisent un cadre en aluminium et des axes linéaires qui offrent des courses allant jusqu’à plusieurs mètres, selon les besoins.
Robot Delta
Les robots delta sont plus rapides, mais leur domaine de prédilection reste les tâches nécessitant une vitesse élevée et une faible charge, comme le tri rapide d’échantillons dans l’industrie alimentaire ou pharmaceutique.
Robot SCARA
Connus pour leur polyvalence, les robots SCARA offrent un compromis pratique, mais sont moins performants que les systèmes cartésiens lorsqu’il s’agit de manipuler des charges lourdes ou de couvrir un espace tridimensionnel étendu.
Composants clés d’un robot 3 axes
- Glissières et guidages : Les glissières, qu’elles soient téléscopiques ou standard, permettent des déplacements précis et fluides sur les axes. Les glissières télescopiques à guidages offrent une extension optimale pour des applications nécessitant des courses longues.
- Moteurs : Ils assurent le mouvement précis des axes. Les moteurs pas à pas ou moteurs brushless sont couramment utilisés.
- Rotules, embouts rotules, et inserts : Ces éléments garantissent la flexibilité et réduisent les vibrations pour des mouvements plus fluides.
- Chaînes porte-câbles : Elles protègent les câbles de commande, particulièrement dans les environnements où les robots réalisent des courses prolongées.
Applications des robots 3 axes dans l’industrie
Robotique industrielle
Les robots cartésiens 3 axes sont indispensables dans des processus tels que :
- Assemblage et soudure de précision dans le secteur automobile.
- Peinture industrielle : Leur répétabilité permet un revêtement uniforme.
- Manutention : Ils déplacent efficacement des charges lourdes allant jusqu’à plusieurs kg.
Automatisation de processus
Dans des industries telles que l’agroalimentaire, les robots assurent l’inspection de qualité, l’emballage, et même le dosage de précision.
Secteurs clés
Les robots cartésiens sont utilisés dans des secteurs variés :
- Pharmaceutique : Préparation et manipulation d’échantillons automatisés.
- Électronique : Insertion rapide de composants avec une précision millimétrique.
- Agroalimentaire : Pesage et assemblage des produits alimentaires.
- Avantages et inconvénients des robots 3 axes
Avantages
- Coût compétitif : Les robots cartésiens sont souvent plus abordables que les solutions Delta ou SCARA.
- Précision exceptionnelle : Avec des mouvements linéaires sur des glissières téléscopiques et une programmation précise, les erreurs sont minimisées.
- Flexibilité dimensionnelle : Grâce aux axes Z extensibles, ils s’adaptent à différentes courses et tailles d’objets.
- Simplicité de conception : Leur construction modulaire facilite l’installation et la maintenance.
Inconvénients
- Limites de mouvement : Non adapté aux tâches nécessitant une grande flexibilité angulaire.
- Vitesse réduite : Comparé aux robots Delta, les robots cartésiens excèdent rarement certaines vitesses sur des tâches complexes.
Comment choisir le bon robot 3 axes ?
Avant de sélectionner un robot, évaluez les critères suivants :
- Charge utile : Choisissez un robot capable de gérer le poids de vos charges avec fiabilité, qu’il s’agisse de quelques kg ou plus de 100 kg.
- Course et portée : Décidez d’un robot offrant une course sur mesure pour vos applications (par exemple : portiques cartésiens 3 axes avec courses extensibles en mm).
- Vitesse et précision : Une vitesse adaptée évite les pertes de productivité et garantit une répétabilité optimale.
- Environnement : Les robots industriels doivent être résistants aux variations de températures, humidité ou poussière.
Prix et maintenance des robots 3 axes
En moyenne, un robot cartésien industrialisé coûte entre 15 000 € et 50 000 €, en fonction des spécifications techniques telles que les courses, la charge, et le matériau (aluminium ou mixte) utilisé. La maintenance préventive inclut des vérifications des rotules, des glissières linéaires et des guidages spécifiques.
Processus d’intégration et programmation
Intégrer un robot 3 axes dans une ligne automatisée nécessite des étapes précises :
- Étude des besoins : Analyse des applications industrielles spécifiques.
- Programmation sur mesure : Langages tels que Python, Pascal ou HTML5-compatible, souvent utilisés sur des contrôleurs de fabricants comme Omron ou Parker.
- Tests de charge : Simulation de performance sur des échantillons fonctionnels.
Fabricants reconnus et leurs solutions phares
Certains des principaux acteurs dans le domaine des robots cartésiens incluent :
- TD Conception : Une expertise française pour des solutions standardisées comme le robot cartésien avec chaîne porte-câbles intégrée.
- Parker et Omron : Leader dans les solutions sur mesure pour des applications hautement spécifiques.
- Marques allemandes : Reconnaissance internationale pour leur robustesse mécanique.
FAQ : Robots 3 Axes
1. Quelles industries bénéficient le plus des robots cartésiens ?
Les secteurs pharmaceutiques, automobiles, et ferroviaires utilisent principalement ces robots pour leurs besoins de précision et contrôle répétitif.
2. Quelle est la durée de vie moyenne d’un robot cartésien ?
Environ 8 à 15 ans avec entretien préventif et optimisation des glissières.
3. Quels logiciels simplifient la commande des robots ?
Des solutions comme SolidWorks, compatibles avec plusieurs guidages télescopiques linéaires à vis, offrent un contrôle simplifié.
En conclusion, les robots 3 axes sont essentiels pour les entreprises modernes cherchant à automatiser tout en maximisant la précision, la rapidité, et la rentabilité. TD Conception, avec son expertise française en automatisation et robotique, reste un partenaire de choix. Découvrez nos robots cartésiens standard et sur mesure pour transformer vos lignes de production dès aujourd’hui !
