Dans les bras robotiques articulés, la plupart des composants structurels critiques reposent sur l’usinage CNC, notamment dans les domaines liés à la résistance, à la précision et à la stabilité de l’assemblage.
D’un point de vue pratique, les composants robotiques peuvent être globalement classés dans les types suivants.
Composants structuraux
Les composants structurels constituent l’ossature de base d’un bras robotisé, reliant les différentes articulations et supportant la charge totale. Les composants structurels courants comprennent :
- Lien
- Supports
- Cadres
Ces types de pièces sont généralement de grande taille, et il faut tenir compte simultanément de la résistance et du contrôle du poids.
Dans les robots industriels, de nombreux composants structurels sont fabriqués en alliage d’aluminium, ce qui réduit le poids total de la machine et diminue son inertie, améliorant ainsi l’efficacité du mouvement.
En termes de fabrication, ces types de pièces présentent généralement les caractéristiques suivantes :
- Large gamme de tailles, nécessitant une course d’équipement élevée.
- Contient des cavités complexes ou des structures de réduction de poids
- Il est nécessaire d’assurer la rigidité globale et la stabilité dimensionnelle.
Parallèlement, il est également nécessaire de contrôler :
- Platitude
- Parallélisme
- Précision des principales surfaces de montage
Ceci afin de garantir la stabilité de l’installation ultérieure des joints.
En production, ces composants structurels sont généralement réalisés par fraisage CNC multi-axes afin de permettre un usinage intégré des structures complexes, de réduire les erreurs d’assemblage et d’améliorer la résistance globale.
Joints et boîtiers d’actionneurs
Le carter d’articulation est l’une des structures les plus critiques d’un bras robotisé. Il abrite le moteur, le réducteur et le système de roulements, et sert également de mécanisme de transmission et de support.
Les pièces communes comprennent :
- coque articulaire de l’épaule
- Composants structurels de l’articulation du coude
- boîtier de composant du poignet
Ces types de pièces présentent généralement des structures complexes, comportant de multiples positions de montage et surfaces de contact, et nécessitent une grande précision d’usinage.
En termes de traitement, les principales caractéristiques sont :
- Traitement à multiples facettes, structure irrégulière
- Il existe plusieurs positions de roulement et trous de fixation.
- cavités internes complexes
Les principaux points de contrôle comprennent :
- Coaxialité (ajustement des paliers et de l’arbre de sortie)
- précision de positionnement des trous
- Planéité et perpendicularité de la surface de montage
Ces niveaux de précision ont une incidence directe sur :
- La rotation de l’articulation est-elle fluide ?
- Le système de transmission subit-il une charge décentrée ?
- L’opération globale produit-elle des vibrations ou du bruit ?
Ces types de pièces nécessitent généralement un usinage CNC à 3 axes + 4 axes ou à 5 axes pour garantir la cohérence des caractéristiques à multiples facettes et réduire les erreurs causées par des serrages répétés.
Dans les applications pratiques, la qualité d’usinage du logement de l’articulation influe directement sur la répétabilité et la durée de vie du bras robotisé, ce qui exige des capacités d’usinage élevées et un contrôle de qualité rigoureux.
Engrenages et composants de transmission
Les engrenages et les composants de transmission constituent le cœur du système d’alimentation du bras robotisé ; ils servent à assurer la transmission du couple et le contrôle du mouvement, et influent directement sur la précision et la stabilité.
Les pièces communes comprennent :
- Engrenages de précision
- Composants structurels des engrenages planétaires
- Arbre de transmission et pièces d’accouplement associées
Les caractéristiques de ce type de pièce sont les suivantes :
- Exigences de précision dimensionnelle élevées
- Exigences strictes en matière de qualité de surface
- Fonctionnement sous des conditions de charge et de fréquence élevées pendant des périodes prolongées
Les principaux points de contrôle comprennent :
- précision du profil dentaire
- Coaxialité et rondeur
- Contrôle des écarts
- rugosité de surface
Même le plus petit écart aura un impact direct :
- efficacité de transmission
- Bruit et vibrations
- Durée de vie
Lors du processus de fabrication, ces types de pièces nécessitent généralement une combinaison de plusieurs procédés :
- Usinage de précision CNC (arbres, surfaces de référence)
- Traitement thermique (pour améliorer la dureté et la résistance à l’usure)
- Finition (rectification ou dressage de précision)
Pour garantir la stabilité dimensionnelle et les performances à long terme.
Pour les applications robotiques, les engrenages et les composants de transmission doivent souvent atteindre des niveaux de précision plus élevés afin de répondre aux exigences de répétabilité des systèmes multi-articulations.
effecteur terminal/pince
L’effecteur terminal est la partie du bras robotisé qui entre directement en contact avec la pièce à usiner et qui est utilisée pour effectuer des actions spécifiques telles que la préhension, l’assemblage, la manipulation ou le traitement.
Les formes courantes comprennent :
- pinces mécaniques
- pinces personnalisées
- interface de l’outil d’automatisation
Ces types de pièces sont généralement conçus en fonction d’applications spécifiques et varient considérablement en structure, mais elles présentent généralement les caractéristiques suivantes :
- Haut degré de personnalisation
- structure compacte
- Parfaitement adapté à la pièce à usiner réelle
En matière de traitement, l’accent est mis sur :
- Précision dimensionnelle (garantissant un serrage stable)
- Traitement de surface (antidérapant ou protection de la pièce)
- précision d’assemblage et d’ajustement
Pour certaines applications d’assemblage de précision ou dans l’industrie électronique, il est également nécessaire de contrôler :
- Planéité de la surface de contact
- Constance de la force de serrage
Contrairement aux composants structurels standard, les effecteurs terminaux sont généralement produits en petites séries ou sous forme de pièces uniques sur mesure, ce qui exige une réponse rapide aux modifications de conception et garantit la précision d’usinage.
base de montage du capteur
Les supports de montage des capteurs servent à fixer divers dispositifs de détection et de retour d’information et constituent une structure auxiliaire importante pour obtenir un contrôle précis des bras robotisés.
Les pièces communes comprennent :
- Support d’encodeur
- Support de caméra
- Supports de montage pour divers capteurs
Ces types de pièces ont des structures relativement simples, mais nécessitent une grande précision d’installation, principalement sur les points suivants :
- Précision de l’emplacement d’installation
- Relation positionnelle relative avec les articulations ou les actionneurs
- Stabilité lors d’une utilisation prolongée
Au cours du traitement, les aspects clés suivants nécessitent généralement un contrôle :
- précision de positionnement des trous
- Planéité et perpendicularité
- Cohérence des données d’assemblage
Une précision d’installation insuffisante peut entraîner :
- Erreur de retour de position
- biais du système visuel
- Jugement inexact du système de contrôle
Au final, cela affecte la précision opérationnelle globale de la machine.
Par conséquent, ces types de pièces doivent généralement être usinés par CNC afin de garantir la précision des dimensions de base et d’assurer le fonctionnement stable et précis du capteur.
Fixations et quincaillerie non standard
Dans la structure d’un bras robotisé, de nombreux détails reposent sur divers éléments de fixation et des pièces spécifiques pour assurer la connexion et la fixation.
Généralement inclus :
- Pièces filetées sur mesure
- Connecteurs spéciaux
- Goupilles de positionnement, bagues et autres pièces d’accouplement
Ces types de pièces sont généralement de petite taille, mais elles jouent un rôle clé dans l’ensemble de la machine et influent directement sur la précision de l’assemblage et la stabilité structurelle.
En matière de traitement, l’accent est mis sur :
- Précision du filetage et stabilité de l’ajustement
- Constance de la taille
- Répétabilité du traitement par lots
Pour les applications robotiques, il convient également de prendre en compte les éléments suivants :
- résistance aux vibrations
- Fiabilité à long terme
- Assurer une précision équivalente à celle d’autres composants de précision
Si la précision de ces composants de base est insuffisante, cela peut facilement entraîner :
- Écart d’assemblage
- structure lâche
- La précision diminue progressivement
Par conséquent, ces pièces de quincaillerie non standard doivent généralement être traitées par tournage et fraisage CNC de précision afin de garantir la précision dimensionnelle et la cohérence des lots.
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