En tant qu'industrie et catégorie technologique à part entière, la robotique évolue et progresse rapidement. Que vous soyez un amateur ou un ingénieur robotique expérimenté, vous devez connaître chaque composant de fond en comble. Dans certains cas, vous devez également savoir choisir entre plusieurs variantes différentes.
C'est le cas des moteurs de robots. Aussi ingénieuses que soient les articulations d'un robot, il faut le bon produit pour fournir tout le mouvement, la force et l'amplitude du métal et du plastique.
Quels types de moteurs de robot sont disponibles ?
Il existe plusieurs catégories de moteurs de robots. Chacune d'entre elles possède des sous-types et leurs propres applications et avantages. Voici un résumé des types disponibles aujourd'hui.
Actionneurs robotisés
Il existe trois types d'actionneurs :
- Actionneurs pneumatiques :Ils fonctionnent à l'air comprimé. Avec peu de pièces mobiles, ils sont fiables et faciles à entretenir. Ils ne peuvent pas contrôler la vitesse, la position et la précision aussi bien que les autres types, mais ils sont idéaux pour les tâches d'entreposage telles que la préparation et le chargement.
- Actionneurs hydrauliques :Il s'agit d'un bon choix pour les gros robots qui transportent de lourdes charges. Ils utilisent un fluide à base d'huile pompé au lieu de l'air pour assurer le mouvement. Bien que plus grands et plus bruyants que les autres types, ils sont précis, mais des fuites de fluide peuvent se produire au fil du temps.
- Actionneurs électriques :Les moteurs électriques convertissent l'énergie électrique en énergie mécanique. Il s'agit du type le plus courant dans toutes les catégories de robots aujourd'hui, car l'électricité est une ressource relativement abondante. Ils fonctionnent également bien dans les robots de toutes tailles, sont plus compacts par rapport à leur puissance de sortie et sont plus faciles à entretenir avec une pollution presque nulle.
Bien que les actionneurs électriques soient les plus courants et offrent la plus large gamme de fonctionnalités en robotique, ils peuvent présenter un risque dans les environnements contenant des explosifs. Ils nécessitent également un système de commande plus complexe que les autres types de moteurs.
Moteurs électriques
Dans la catégorie des moteurs électriques, il existe plusieurs types différents. Cette catégorie comprend les types suivants :
- Moteurs à courant alternatif (CA) :Le courant alternatif peut être obtenu à partir d'une prise murale ordinaire. Les moteurs à courant alternatif utilisent cette source d'énergie abondante pour créer une induction électromagnétique. Les ingénieurs préfèrent les mécanismes à courant alternatif lorsqu'une vitesse constante est requise. Cependant, ils sont rares en dehors des robots industriels à couple élevé.
- Moteurs à courant continu (CC) :Au lieu d'utiliser une prise murale, les moteurs à courant continu tirent généralement leur énergie d'une batterie. Les mécanismes à courant continu sont disponibles dans une variété de tailles et offrent des plages de charge très variables, ainsi que des temps de réponse et une maniabilité rapides par rapport aux modèles enfichables.
- Servomoteurs :Également connus sous le nom de « servomoteurs » et comprenant des servomoteurs industriels, ces moteurs font partie des moteurs de la plus haute précision disponibles. Ils permettent un réglage d'erreur presque instantané pendant le fonctionnement. Ces moteurs sont idéaux pour les bras robotisés et autres types de robots robotisés et collaboratifs si vous avez besoin d'un positionnement précis et d'un couple élevé dans un petit format. Lors de l'utilisation de servomoteurs, il peut y avoir un délai entre les mouvements.
- Moteurs pas à pas :Les moteurs pas à pas fonctionnent par incréments très faibles pour fournir un couple élevé lors du maintien d'un objet immobile et un positionnement précis à chaque étape. La précision de ces moteurs est souvent de l'ordre de 0,01 degrés et 0,1 millimètres. Le couple global est similaire à celui d'un servomoteur. Les moteurs pas à pas sont plus coûteux à utiliser que les autres types en termes de besoins en énergie.
Comment choisir le bon moteur pour votre robot ?
Vous pouvez consulter les points ci-dessus pour affiner le choix des moteurs à utiliser pour votre prochain projet robotique. Cependant, avant de les relire tous, créez une liste des fonctionnalités incontournables dont votre robot a besoin.
Quelles tâches effectuera-t-il et quelle est votre marge d’erreur pour ses mouvements ?
Examinez attentivement l'environnement réglementaire pour comprendre votre tolérance à la contamination. La contamination des moteurs est non seulement une cause majeure de défaillance des moteurs, mais elle constitue également une menace pour la qualité des produits dans un environnement de fabrication peu enclin au risque.
En d’autres termes, vous n’associerez pas nécessairement un actionneur hydraulique à une installation de haute finesse et de haute propreté telle que la fabrication alimentaire ou pharmaceutique.
Voici d’autres points à prendre en compte lorsque vous recherchez les différents types de moteurs de robot :
- Rapport taille/puissance :Quelle est la taille de votre construction ? Le robot doit-il se déplacer dans des espaces restreints ou la puissance brute est-elle plus importante que la taille ?
- Limitations de charge :Le type d’entraînement que vous choisissez pour votre robot doit disposer d’un couple suffisant pour supporter les charges prévues qu’il devra supporter.
- Précision:Quelle est la tolérance aux mouvements anormaux du robot ? Avez-vous besoin d'un moteur qui permet une correction d'erreur instantanée et précise ?
- Fiabilité:Votre service de maintenance est-il bien doté en personnel ? À quelle fréquence prévoyez-vous que votre robot soit entretenu ?
- Consommation des ressources :Tous les moteurs de robot ne sont pas aussi respectueux de l'environnement que les autres. Les moteurs pas à pas consomment de l'énergie même en mode veille, mais ils constituent parfois la seule option.
Des moteurs pour chaque robot
Les moteurs sont très variés, depuis les applications grand public jusqu'aux déploiements robotiques à grande échelle. Si vous étudiez au préalable les environnements réglementaires et professionnels, vous vous rendrez vite compte que chaque programme robotique possède un type de moteur.