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  • système de portique multi-axes

    La conception d'une automatisation complète pour les applications pick-and-place à grande vitesse est l'une des tâches les plus difficiles auxquelles sont confrontés les ingénieurs en mouvement. Alors que les systèmes robotiques deviennent de plus en plus complexes et que les taux de production augmentent de plus en plus, les concepteurs de systèmes doivent se tenir au courant des dernières technologies ou risquer de spécifier une conception moins qu'optimale. Passons en revue certaines des dernières technologies et composants disponibles, et examinons de près leur utilisation.

    Les bras de robot conviennent aux conceptions compactes

    Les bras de robots industriels ne sont généralement pas connus pour être légers sur leurs pieds. Au contraire, la plupart ont des constructions substantielles qui doivent supporter un outillage lourd en bout de bras. Malgré les avantages d'une conception robuste, ces bras robotiques sont trop lourds et encombrants pour des applications délicates. Pour rendre les bras plus agiles plus adaptés aux tâches légères, les ingénieurs d'igus Inc., travaillant à Cologne, en Allemagne, ont entrepris de développer une articulation multi-axes pour permettre à de petites charges de pivoter autour d'une flèche. Le nouveau joint est bien adapté aux applications délicates de prélèvement et de placement où la force de préhension peut être ajustée selon les besoins.

    La flexibilité et la légèreté sont des paramètres de conception clés pour le nouveau joint, qui se compose de commandes en plastique et en câble. En bref, les câbles sont déplacés de l'articulation de l'épaule du bras par des servomoteurs à courant continu sans balais FAULHABER compacts, ce qui empêche l'inertie dans le bras, facilite le mouvement dynamique et minimise l'encombrement de la conception.

    Les ingénieurs ont basé une grande partie de leur conception sur l'articulation du coude humain, de sorte que deux DOF - rotation et pivot - sont combinés en une seule articulation. Semblable à un bras humain, la partie la plus faible du bras du robot ne sont pas les os (le tube du corps du bras du robot) ou les muscles (le moteur d'entraînement), mais les tendons, qui transfèrent la puissance. Ici, les câbles de commande haute tension sont constitués d'un matériau polyéthylène UHMW-PE ultra-résistant présentant une résistance à la traction de 3 000 à 4 000 N/mm2. Au-delà des fonctions traditionnelles du bras robotisé telles que les applications de prélèvement et de placement, le joint est également bien adapté aux raccords de caméra spéciaux, aux capteurs ou à d'autres outils nécessitant une construction légère. Un capteur de position d'angle magnétique est intégré dans chaque articulation pour une haute précision.

    Les servomoteurs à commutation électronique présentent une faible masse mobile adaptée à une utilisation dynamique : la tension de fonctionnement de 24 Vdc est conçue pour l'alimentation par batterie, cruciale pour une utilisation dans les applications mobiles, tandis que le couple moteur de 97 mNm augmente les réducteurs planétaires conformes au diamètre aux valeurs requises pour opération du bras. De plus, ces entraînements sans balais n'ont aucun composant d'usure à part le roulement du rotor, garantissant une durée de vie de plusieurs dizaines de milliers d'heures.

    Le système de mouvement linéaire accélère l'automatisation du laboratoire

    Au-delà des opérations traditionnelles d'emballage et d'assemblage, le pick-and-place prolifère également dans l'automatisation de laboratoire à grande vitesse. Imaginez manipuler des millions d'échantillons de bactéries chaque jour et vous aurez une idée de ce que les laboratoires de biotechnologie d'aujourd'hui sont censés gérer. Dans une configuration, un système de mouvement linéaire avancé permet à un robot de laboratoire biotechnologique appelé RoToR d'épingler des matrices de cellules à des vitesses record de plus de 200 000 échantillons par heure. RoToR est originaire de Singer Instruments, Somerset, Royaume-Uni, et est utilisé comme système d'automatisation de paillasse pour la recherche sur la génétique, le génome et le cancer. L'un de ces robots dessert souvent plusieurs laboratoires différents, les scientifiques réservant de courts intervalles de temps pour la réplication, l'accouplement, la réorganisation et la sauvegarde des bibliothèques de bactéries et de levures.

    Un contrôleur en temps réel gère les trois axes de mouvement qui coordonnent les mouvements d'épinglage point à point du robot, ainsi qu'un axe de traitement des échantillons, et s'interface également avec l'interface graphique du robot. De plus, le contrôleur gère également tous les canaux d'E/S.

    Outre le contrôleur, Baldor a également fourni un servomoteur linéaire et un entraînement et trois modules de moteur pas à pas et d'entraînement intégrés. Le robot effectue des transferts point à point des plaques source aux plaques de destination le long d'un axe de servomoteur linéaire qui s'étend le long de la largeur de la machine. Cet axe prend en charge une tête de moteur pas à pas à deux axes qui contrôle l'action d'épinglage. En fait, le mouvement XYZ combiné peut même remuer des échantillons en utilisant un mouvement hélicoïdal complexe. L'axe séparé du moteur pas à pas contrôle le mécanisme de chargement des têtes d'épingle. Les pinces et rotateurs pneumatiques contrôlent d'autres mouvements de la machine, tels que le ramassage et l'élimination des têtes d'épingle au début et à la fin des opérations.

    Singer avait initialement prévu d'utiliser un entraînement pneumatique pour l'axe transversal principal, mais cette conception ne pouvait pas fournir la résolution ou la vitesse de positionnement souhaitées et était trop bruyante pour un environnement de laboratoire. C'est alors que les ingénieurs ont commencé à considérer les moteurs linéaires. Baldor a créé un servomoteur linéaire sans balais personnalisé avec des modifications mécaniques de la piste linéaire, lui permettant d'être supporté uniquement à ses extrémités, plutôt que sur sa longueur - de sorte que le forceur du moteur agit comme un portique d'axe X qui porte les axes Y et Z. Enfin, la conception de l'aimant du moteur linéaire minimise le cogging pour permettre un mouvement fluide.


    Heure de publication : 09 août-2021
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