Cobotique : quels sont les différents types de préhenseurs utilisés dans l’industrie ?

L’écosystème UR+ comprend aujourd’hui quelques 380 produits certifiés, développés par plus de 300 entreprises partenaires et fournit tous types de solutions (vissage, préhension, Pick&Place...) dédiées aux cobots industriels. Dans l’écosystème UR+, les préhenseurs font partie des produits phares développés pour les cobots Universal Robots. Indispensables pour les acquéreurs d’un robot collaboratif, les préhenseurs couvrent de nombreux besoins et peuvent fonctionner dans n’importe quel environnement de production.

Afin de soulager l’humain, la robotique collaborative aide à réaliser les tâches pénibles, le plus souvent grâce à des préhenseurs spécialement étudiés pour manipuler les charges lourdes et / ou encombrantes et imposant des postures contraintes. L’automatisation actuelle demande une gestion de diverses pièces, de différentes formes et tailles. Pour répondre à cette demande, un préhenseur se doit d’être adaptatif sur-mesure. Découvrez au fil de la lecture de cet article, les préhenseurs les plus populaires dans l’industrie, les options disponibles et les avantages des différents préhenseurs robotisés pour de multiples applications.

Les préhenseurs sont des dispositifs qui permettent aux robots de saisir différents objets à taille variable. Lorsqu’ils sont associés à un bras de robot collaboratif, ils assurent aux fabricants d’automatiser des processus clés, tels que :

-          L’inspection ;

-          L’assemblage ;

-          Le Pick & Place ;

-          La supervision de machines.

Les pinces sont sensiblement similaires à la main humaine ; elles se positionnent en bout de bras du cobot et permettent d’allier la force d’un bras à la dextérité d’une main. Cette combinaison offre une vaste gamme de possibilités pour la manipulation de matériaux avec des cobots, de l’empilage de grandes boîtes à la manipulation de composants électroniques et délicats.

Il existe de nombreux types de préhenseurs disponibles à utiliser avec les cobots UR. La gamme de produits certifiés UR+ revêt différentes formes : à deux doigts, à trois doigts, en forme de griffes, des pinces mécaniques, à grandes ventouses et même des pinces qui ressemblent à des sacs remplis d’air.

Une petite sélection des nombreux types de préhenseurs compatibles UR disponibles au sein de l’écosystème UR+ montre l’étonnante diversité de conception de préhenseurs d’aujourd’hui.

Le choix d’un préhenseur peut alors sembler une tâche ardue, surtout avec tant de types de pinces différents en robotique et tant de terminologies qui se chevauchent. Globalement, les pinces peuvent être divisées en cinq types principaux, chaque type se distinguant par les méthodes utilisées pour alimenter et/ou contrôler la pince.

Les préhenseurs à vide utilisent la différence entre la pression atmosphérique et le vide pour soulever, maintenir et déplacer des objets. Typiquement, le vide ou « flux de vide » est généré par une pompe électromécanique miniature ou une pompe à air comprimé. Le flux d’aspiration doit être ininterrompu pour que le cobot puisse tenir en toute sécurité l’objet qu’il a ramassé.

Les pinces à air comprimé produisent entre quatre et dix fois plus de puissance que leurs homologues électromécaniques, ce qui en fait un bon choix pour soulever des poids lourds. Cependant, les préhenseurs à vide électromécaniques brillent dans les applications nécessitant un degré élevé de mobilité.

Vous trouverez des préhenseurs à vide utilisés pour automatiser un large éventail de tâches, mais l’une des applications les plus populaires pour ce type de préhenseur est l’emballage et la palettisation.

Ce cobot UR10e est équipé d’un préhenseur capable de porter entre 300 et 700 kilos par jour sur la ligne de palettisation de Sanofi France.

Les avantages de pinces à vide incluent la capacité de manipuler de nombreux types d’articles différents (même lorsque ces articles ne sont pas parfaitement positionnés) et un prix inférieur par rapport aux autres types de pinces.

Les inconvénients comprennent les coûts d’électricité supplémentaires pour alimenter les pompes à air comprimé ou à vide et la sensibilité aux conditions poussiéreuses.

Les pinces pneumatiques utilisent de l’air comprimée et des pistons pour actionner leurs « mâchoires ». On les trouve le plus souvent dans des configurations à deux et trois doigts, les pinces pneumatiques sont des outils polyvalents qui peuvent être utilisés dans une large gamme d’applications.

Les avantages des préhenseurs pneumatiques incluent leur faible coût, la capacité de fonctionner dans des espaces restreints et des temps de réponses rapides. Cependant, les pinces pneumatiques sont mieux adaptées à la manipulation de types de pièces uniques, elles peuvent donc ne pas convenir si votre installation produit beaucoup d’articles à faible volume/mélange élevé. Ce type de pince offre également un contrôle limité de la force, de la position et la nécessité de l’air comprimé pour fonctionner.

Notre réseau d'intégrateurs Universal Robots est là pour vous accompagner tout au long de votre projet d'automatisation. Peu importe votre taille ou vos besoins, il y a toujours un cobot capable de relever le défi !

L’UR16e permet à l’entreprise BWindustrie d’automatiser l’ébavurage de pièces de fonderie, dont le poids varie de 4 à 14kg. Le cobot manipule près d’une tonne de pièces métalliques par jour.

Le principal avantage des pinces hydrauliques est leur excellente puissance de préhension, mais cette puissance s'accompagne de certains inconvénients, notamment la complexité supplémentaire de la manipulation de l'huile, d'une pompe et d'un réservoir. Par conséquent, les pinces hydrauliques ont tendance à nécessiter plus d'entretien que les autres types de pinces.

Les pinces électriques sont un choix populaire pour de nombreuses applications de cobot, y compris la supervision de machines et le pick & place. Bien qu'elles n'offrent pas le même niveau de puissance de préhension que les préhenseurs hydrauliques, elles conviennent aux applications nécessitant une vitesse élevée et une force de préhension modérée. Les pinces électriques sont généralement disponibles en configurations à deux et trois mâchoires, les pinces à 3 mâchoires étant souvent choisies lorsque des objets ronds/cylindriques doivent être manipulés.

Par exemple, STAMIT, une entreprise de machines-outils basée en République Tchèque, a utilisé une pince électrique à deux doigts de Robotiq et un cobot UR10e pour s’occuper des tâches d’entretien des machines CNC dans son environnement de production très diversifié (4.000 objets usinés différemment et 12 millions total des pièces, chaque année).

La pince électrique de Robotiq a permis à STAMIT d’améliorer sa productivité, de réduire les temps d’arrêt et de libérer ses travailleurs pour qu’ils puissent se concentrer sur des tâches plus intéressantes.

La caractéristique déterminante des pinces électriques pour l'automatisation de la fabrication est le contrôle. La plupart des pinces électriques sont équipées de microprocesseurs qui vous permettent de faire varier la force et la vitesse de préhension. L'ajout d'un capteur de force permet aux pinces électriques de manipuler facilement différents types de pièces. Elles ont en général tendance à fournir moins de force de préhension que les pinces pneumatiques et également à être plus onéreuses.

Vous l’aurez compris, il y a plusieurs facteurs à garder à l’esprit lors du choix d’un préhenseur :

-          Le préhenseur manipulera-t-il un ou plusieurs articles ?

-          Quels types d’articles – denrées alimentaires – composants électriques, par exemple – seront manipulés ?

-          Quelle forme ont les articles que vous avez besoin de manipuler avec l’aide du préhenseur (Plate, courbée, irrégulière...) ?

-          De quelle charge utile le préhenseur aura-t-il besoin ?

-          Le préhenseur devra-t-il fonctionner dans des espaces restreints ?

Universal Robots vous facilite la tâche grâce à l’écosystème UR+, qui propose une large gamme de pinces spécialement conçues pour gérer les tâches de fabrication les plus courantes.