Automation industrielle & Robotique

Toujours plus, toujours plus vite, toujours plus loin – tout doit arriver au bon endroit au bon moment – le flux mondial de marchandises permet à l'économie de fonctionner et constitue un défi pour toutes les parties concernées. Cela ne fonctionne que grâce à une automatisation poussée au sein de la chaîne logistique, ce qui serait impensable sans une armada de micromoteurs puissants. Ces moteurs doivent souvent générer des forces considérables dans des espaces très exigus et surtout, ils doivent toujours fonctionner de manière fiable en régime continu. C'est pour cette raison que l'on rencontre fréquemment des entraînements de FAULHABER dans ces applications exigeantes.

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Dans un monde de plus en plus virtuel, la capacité de simuler le toucher offre des avantages immenses, comme celui de permettre à un acheteur en ligne de « toucher » le tissu d'une chemise. Entrez dans l'univers de l'haptique qui consiste à utiliser la robotique avec des commandes et des retours sophistiqués pour simuler une expérience tactile pour l'utilisateur. Le fabricant d'appareils haptiques Quanser Consulting Inc. par exemple, produit des robots à cinq et six axes qui fournissent des sensations nettes et réalistes. Pour ce faire, il exploite un équipement matériel et logiciel propriétaire, ainsi que des servomoteurs à couple élevé et large bande passante et des codeurs de FAULHABER.

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L'élément technique central de notre monde moderne est la puce électronique. De la machine à café aux satellites de communication, il n'y a pratiquement plus rien qui fonctionnerait sans. La fabrication de composants microélectroniques est donc une technologie clé par excellence. Les moteurs FAULHABER jouent ici un rôle dans toutes les étapes importantes - du traitement du cristal de silicium à l'assemblage des circuits imprimés.

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Le véhicule à chenilles télécommandé, de la taille d'une voiturette, s'arrête juste avant le mur à hauteur d'homme. Un mât au bout duquel une caméra est placée s'élève alors de l'intérieur. Quelques instants plus tard, la caméra dispose d'une vue dégagée sur ce qui se passe de l'autre côté du mur. Le véhicule destiné à l'exploration sans conducteur est fourni par la société bavaroise progenoX. Le point fort de ce système est le mât extrêmement compact « Zippermast », constitué de trois bandes en acier imbriquées les unes dans les autres selon le principe de la fermeture éclair. Le déploiement et la rétractation fi ables de cette construction unique sont assurés par un moteur de FAULHABER.
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À ce jour, seuls les préhenseurs à actionnement pneumatique pouvaient être à la fois rapides et puissants. En effet, l'air comprimé permet de transmettre une force importante quasiment sans délai. Toutefois, l'alimentation en air comprimé nécessite un environnement complexe qui s'avère fastidieux et coûteux à réaliser lors des différentes étapes de fabrication. Heureusement, grâce au préhenseur mécatronique EGP 40 de SCHUNK, tout ceci n'est plus nécessaire. Le nouveau préhenseur, développé par le leader des techniques de serrage et systèmes de préhension, atteint largement les caractéristiques de son équivalent pneumatique. L'entraînement qui lui permet de réaliser cette performance est un servomoteur C.C. sans balais de FAULHABER.
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Précis et efficaces, les moteurs de FAULHABER constituent la solution idéale pour la motorisation de robots, raison pour laquelle nous avons su nous positionner comme fournisseur majeur du secteur de la robotique actuellement en pleine croissance.

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Avec l'aide de servomoteurs compacts à couple élevé, les véhicules robotisés miniatures effectuent des reconnaissances fiables, même dans les environne-ments les moins favorables.

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La détection et le désamorçage des bombes, engins explosifs et autres armes du terrorisme nécessitent de faire appel à des experts. À cet égard, il est essentiel de procéder à une reconnaissance préalable pour éviter de les faire intervenir sans raison et pour garantir une manipulation aussi sûre que possible après vérification. De petits véhicules télécommandés sont en mesure de considérablement réduire le danger auquel sont exposés les personnels. Au lieu de la main de l’homme, ce sont des micromoteurs de haute précision qui prennent en charge les interventions dangereuses sur le terrain des engins explosifs.

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Le rêve d'un humain artificiel remonte à la nuit des temps. Aujourd'hui la technologie moderne peut concrétiser ce rêve de robot à l'image d'un humain. Même si de considérables travaux de développement sont encore nécessaires, un projet commence toujours par les premières étapes et pour ce genre de débuts, un robot de service ­humanoïde, travaillant de façon autonome requiert à lui seul une multitude de performances. Problème principal outre l'interaction entre les nombreux composants : l'approvisionnement en énergie et l'encombrement de chacun des éléments. Les micromoteurs apportent une solution à ces deux principales difficultés. Leur grande puissance, associée à un très bon rendement et un encombrement minimal, améliore le rapport poids/puissance et offre des temps de service plus longs sans avoir à recharger les batteries.

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Ce n’est pas seulement pour les robots que les bras à mobilité flexible sont une solution éprouvée pour déplacer des outils dans l’espace tridimen-sionnel. Les solutions appliquées jusqu’à présent sont cependant le plus souvent lourdes et montrent une interaction négative entre l’entraînement nécessaire sur l’axe de rotation et la stabilité exigée du bras. Si l’on renonce à l’accumulation de la masse dans la partie mobile, les forces d’inertie diminuent dans le bras. Le bras est plus léger et peut travailler de façon plus dynamique, avec une stabilité égale.

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À ce jour, l’utilisation de mains robotisées dans la production industrielle se restreint à l’utilisation de systèmes à 2 ou trois doigts. Ils sont utilisés pour exécuter des mouvements relativement simples. Les mains robotisées se sont avérées inefficaces pour les tâches plus délicates, faute de moyens techniques disponibles. Mais aujourd’hui, l’interaction positive entre microélectronique et micromécanique permet de surmonter cela. En effet, les avancées technologiques dans ce secteur ne cessent de croître. Ainsi, les mains robotisées avec des doigts contrôlables séparément, et des articulations imitant la main humaine ne sont plus de l’ordre de la fiction et devraient probablement être disponibles bientôt pour une utilisation au quotidien dans le secteur industriel.

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À l’heure actuelle, les robots mobiles sont souvent déployés dans les situations critiques, trop dangereuses pour l’homme, comme dans l’industrie, la police ou la lutte anti-terroristes, pour identifier un objet suspect ou désamorcer une bombe par exemple. En raison de ces applications extrêmes, ces "véhicules manipulateurs" doivent répondre à certaines exigences particulières. Une manœuvre exacte et une manipulation précise et délicate des outils et autres objets de petite taille sont deux pré requis essentiels. Bien entendu, le robot doit lui aussi être aussi petit que possible, afin de pouvoir accès à des passages très étroits. Naturellement, les systèmes d’entraînement utilisés pour de tels robots doivent donc répondre aux mêmes critères d’exigence. Des micromoteurs spéciaux équipés de réducteurs de haute performance se sont ainsi avérés indispensables.

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Le marché moderne de l’électronique est aujourd’hui presque exclusivement destiné aux automates de montage de haute performance. Étant donnée la rapide évolution de ces produits, l’adage « le temps c’est de l’argent » prend tout son sens. Ainsi, deux aspects ont une importance particulière dans l’équipement de production déployé dans ce secteur: des quantités maximales et un temps de transition minimal. Pour le fabricant de tels automates, cela signifie pouvoir assurer une utilisation simple et des capacités maximales en service continu. Cette condition ne peut être remplie que si la séquence opérationnelle complexe reste précise et reproductible. Un composant essentiel: les micromoteurs ayant des fonctionnalités supérieures et un encombrement minimum..

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Les wafers dont on fait les puces sont des pièces chères et leur manipulation est une opération complexe.
Pour cette raison, leur fabrication est en grande partie automatisée. Une des étapes de la confection des puces est la gravure, étape pour laquelle les wafers sont déposés dans un support de manutention spécial auquel ils sont vissés pour la suite du traitement. Des petits moteurs à commutation électronique avec contrôleur de mouvement intégré permettent, à cette fin, un fonctionnement sûr en trois-huit, quasiment sans entretien.

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Des milliers de kilomètres de conduits souterrains sont employés pour des tâches importantes et se doivent d’être fiables. Leur inspection et leur maintenance n’étaient jusqu’alors possibles qu’aux endroits où le diamètre des conduits était suffisamment large. Ces conduits relativement petits ne sont pas assez grand pour un être humain, et quand l’un d’entre eux était endommagé, la seule solution était de sortir la tuyauterie abîmée, ce qui coûte cher. Cependant, de nouveaux développements en matière d’électronique et de technologie de contrôle des mouvements rend désormais possible l’inspection et la maintenance de petits conduits, directement de l’intérieur. Les normes de qualité et de fiabilité des outils dans le secteur de la tuyauterie étant très élevées, les systèmes d’entraînement équipant de tels robots se doivent d’être extrêmement robustes. Les récents moteurs C.C. à induit en cloche remplissent toutes les conditions pour une utilisation dans les tuyauteries.

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Les ordinateurs et les capteurs modernes sont parfaitement adaptés à la collecte de données rapide et fiable. Même les environnements les plus inhospitaliers tells que les volcans, fournaises ou encore l’intérieur de centrales nucléaires ne constituent plus un problème. Malheureusement cette technologie a toujours eu un inconvénient: son manque de mobilité. Ce qui a manqué jusqu’à maintenant, c’est un concept de véhicule universel pouvant porter les instruments de mesure, afin de faciliter l’exploration de territoires inconnus. Pour certaines zones inaccessibles à l’homme, il est Presque toujours nécessaire d’employer des véhicules extrêmement manoeuvrables, capables de se mouvoir même en terrain difficile. Voici quelques exemples : l’exploration de mines accidentées ou de bâtiments inaccessibles, la détection de mines ou même, contre toute attente, l’exploration d’autres planètes. Toutes ces applications demandent un haut degré de fiabilité, de redondance et d’autonomie, Le nouveau concept de véhicule "Shrimp" répond à toutes ces exigences.

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Un système d’entraînement totalement intégré assure un fonctionnement qui ne demande pas d’entretien.
La tendance actuelle est de miniaturiser de plus en plus les produits. Les techniques de montages doivent par conséquent s’adapter à cette tendance pour déplacer et monter des composants toujours plus petits.

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Pour beaucoup de tâches de manutention et d’automatisation industrielle, des pièces et des outils doivent être tournées pour se positionner. Les unités de rotations ont donc un haut niveau d’exigences: de la rapidité, des mouvements précis, un fonctionnement uniforme, pas besoin d’entretien… En pratique, ces différentes exigences se combinent difficilement. En effet, les unités pneumatiques puissantes manquent de précision, tandis que les systèmes d’entraînement électriques compacts manquent de puissance. Mais une nouvelle combinaison de ces deux concepts d’entraînement impose aujourd’hui de nouveaux standards en matière d’unités de rotation.

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