Les robots sont conçus pour accomplir un large éventail de tâches, allant de l'assemblage automobile et du transport de marchandises en entrepôt à la réalisation d'interventions chirurgicales délicates, en passant par l'aide apportée aux personnes dans leur vie quotidienne. Chaque application imposant des exigences différentes en matière de précision, de charge utile, de vitesse, de flexibilité, de sécurité et d'environnement de travail, les robots ont évolué vers de nombreuses formes spécialisées plutôt que vers un modèle universel unique.
La classification des robots aide les ingénieurs, les fabricants et les concepteurs d'automatismes à comprendre comment les différents robots sont construits, comment ils fonctionnent et dans quels domaines ils sont les plus performants. Certains robots sont classés en fonction de leur application, comme les robots industriels ou médicaux, tandis que d’autres sont classés selon leur structure mécanique, notamment les robots SCARA, Delta, cartésiens et articulés. Les systèmes mobiles tels que les AGV et les AMR constituent une autre catégorie, définie par leurs capacités de déplacement et de navigation.
Classification par application
L'une des façons les plus courantes de classer les robots consiste à les regrouper en fonction de leur domaine d'application. Les robots conçus pour l'industrie manufacturière, le secteur de la santé, la logistique ou les services aux particuliers présentent souvent des différences notables en termes de structure, d'exigences de précision, de conditions environnementales et de conception des composants.
La classification par application met l'accent sur les tâches pour lesquelles le robot est conçu, ce qui permet de mieux comprendre pourquoi différents secteurs d'activité nécessitent des architectures robotiques et des solutions de fabrication différentes.
Chaque catégorie de robots est optimisée pour offrir un équilibre différent entre précision, charge utile, vitesse, sécurité, résistance aux conditions environnementales et complexité du système, ce qui se traduit par des conceptions structurelles et des exigences de fabrication propres à chacune.
Robots industriels
Les robots industriels sont des systèmes robotiques programmables conçus pour automatiser des tâches de fabrication répétitives avec une grande précision, rapidité et fiabilité. Ils sont généralement installés dans des environnements de production fixes où des performances constantes et un fonctionnement continu sont essentiels. La plupart des robots industriels fonctionnent au sein d'un système d'automatisation intégré, en collaboration avec des convoyeurs, des machines-outils, des systèmes de vision et des équipements de contrôle qualité.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots industriels sont largement utilisés dans les secteurs manufacturiers modernes, notamment :
Robots collaboratifs (Cobots)
Les robots collaboratifs, communément appelés « cobots », sont conçus pour travailler en toute sécurité aux côtés d'opérateurs humains au sein d'espaces de travail partagés. Contrairement aux robots industriels traditionnels, qui sont généralement isolés par des barrières de sécurité, les cobots intègrent des technologies avancées de détection et de limitation de force, ainsi qu'un contrôle intelligent des mouvements, afin de permettre une collaboration directe entre l'homme et le robot.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots collaboratifs sont couramment utilisés pour :
Robots médicaux
Les robots médicaux sont des systèmes robotiques conçus pour assister les professionnels de santé dans les domaines du diagnostic, de la chirurgie, de la rééducation, de l'automatisation des analyses de laboratoire et des soins aux patients. Ces robots sont conçus pour offrir des niveaux exceptionnellement élevés de précision, de stabilité et de fiabilité lorsqu'ils sont utilisés dans des environnements médicaux soumis à une réglementation stricte.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots médicaux sont largement utilisés dans :
Robots d'entrepôt
Les robots d'entrepôt sont des systèmes automatisés conçus pour améliorer l'efficacité des opérations logistiques et de distribution en assurant le transport, le tri, le stockage et la récupération des marchandises. Ils jouent un rôle central dans les entrepôts et les centres de traitement des commandes modernes, où la rapidité du traitement des commandes et la précision des stocks sont essentielles.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots d'entrepôt sont couramment utilisés pour :
Robots de service
Les robots de service sont conçus pour effectuer des tâches utiles en dehors des environnements industriels traditionnels. Ils viennent en aide aux personnes dans les milieux commerciaux, publics et domestiques en automatisant des activités routinières, répétitives ou exigeantes en main-d'œuvre, tout en améliorant l'efficacité, la sécurité et le confort.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots de service sont largement utilisés dans :
Robots humanoïdes
Les robots humanoïdes sont des robots conçus pour ressembler au corps humain, que ce soit par leur apparence, leurs mouvements, ou les deux. La plupart des robots humanoïdes sont dotés d'un torse, de deux bras, de deux jambes et d'une structure ressemblant à une tête, ce qui leur permet d'évoluer dans des environnements initialement conçus pour les humains.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots humanoïdes sont de plus en plus souvent développés pour :
Classification selon la structure mécanique
Alors que la classification par application explique à quoi sert un robot, la classification mécanique s'intéresse à la manière dont il se déplace. La disposition des articulations, des bielles et des axes détermine l'espace de travail, la souplesse, la vitesse, la charge utile et la précision de positionnement d'un robot.
Différentes structures mécaniques ont été mises au point afin d'optimiser des tâches de fabrication spécifiques. Par exemple, les robots SCARA excellent dans l'assemblage à grande vitesse, tandis que les robots articulés offrent la flexibilité nécessaire à la fabrication complexe sur plusieurs axes.
La compréhension de ces configurations mécaniques aide les ingénieurs à choisir le robot le mieux adapté à une application donnée, tout en influençant la conception des composants, la complexité de l'assemblage et les exigences de fabrication.
Robots articulés
Les robots articulés sont les robots industriels les plus répandus ; ils se caractérisent par la présence de plusieurs articulations rotatives qui leur confèrent une grande liberté de mouvement. La plupart des robots articulés disposent de quatre à six axes, bien que certains modèles avancés puissent en comporter sept ou plus afin d'offrir davantage de souplesse et de dextérité.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots articulés sont largement utilisés pour :
Robots SCARA
Les robots SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) sont des robots à quatre axes spécialement conçus pour effectuer des mouvements horizontaux à grande vitesse tout en conservant une rigidité dans le sens vertical. Leur conception cinématique unique permet des opérations d'assemblage rapides et précises, ce qui en fait l'un des robots les plus utilisés dans les secteurs de l'électronique et de l'industrie légère.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots SCARA sont couramment utilisés pour :
Robots parallèles
Les robots parallèles sont des systèmes robotiques dans lesquels l'effecteur terminal est soutenu par plusieurs chaînes cinématiques fonctionnant simultanément. Contrairement aux robots en série, dont les articulations sont reliées les unes à la suite des autres, les robots parallèles répartissent les charges sur plusieurs bras de support, ce qui se traduit par une plus grande rigidité structurelle et une meilleure précision de positionnement.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots parallèles sont couramment utilisés pour :
Robots cylindriques
Les robots cylindriques combinent un axe rotatif et plusieurs axes linéaires pour définir un espace de travail cylindrique. Ils comptent parmi les tout premiers modèles de robots industriels et restent adaptés aux applications nécessitant un mouvement vertical et une portée radiale au sein d'un espace de travail défini.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots cylindriques sont généralement utilisés pour :
Robots polaires (sphériques)
Les robots polaires, également appelés robots sphériques, combinent un mouvement rotatif et un mécanisme d'extension linéaire afin de créer une zone de travail sphérique. Leur conception permet au bras du robot d'atteindre des objets depuis plusieurs directions tout en couvrant un espace de travail relativement vaste.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots polaires sont couramment utilisés pour :
Classification selon la mobilité
Alors que de nombreux robots fonctionnent à partir d'une position fixe, l'automatisation moderne s'appuie de plus en plus sur des robots capables de se déplacer de manière autonome dans leur environnement de travail. La classification en fonction de la mobilité se concentre sur la manière dont un robot se déplace au sein de son espace de travail, plutôt que sur la conception de son bras ou de son mécanisme.
Les robots mobiles sont désormais indissociables de l'automatisation des entrepôts, de la fabrication intelligente, du secteur de la santé et des services, car ils permettent un transport flexible des marchandises et un fonctionnement autonome que les systèmes robotiques fixes ne peuvent pas offrir.
Les deux principales catégories de mobilité sont les robots fixes et les robots mobiles ; les technologies de navigation autonome subdivisent en outre les systèmes mobiles en véhicules à guidage automatique (AGV) et en robots mobiles autonomes (AMR).
Robots fixes
Les robots fixes sont installés de manière permanente à un emplacement défini et effectuent des tâches dans un espace de travail prédéfini. Leur position reste fixe, tandis que les articulations robotiques ou les axes linéaires assurent les mouvements nécessaires à la réalisation des opérations de fabrication.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots fixes sont couramment utilisés pour :
Robots mobiles
Les robots mobiles sont des systèmes robotiques capables de se déplacer dans leur environnement de travail tout en effectuant les tâches qui leur sont confiées. Contrairement aux robots fixes, ils se déplacent d'un endroit à l'autre, ce qui leur confère une plus grande flexibilité dans les lieux de travail dynamiques tels que les entrepôts, les hôpitaux, les usines et les établissements commerciaux.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les robots mobiles sont largement utilisés pour :
Véhicules à guidage automatique (AGV)
Les véhicules à guidage automatique (AGV) sont des robots mobiles qui transportent des marchandises en suivant des itinéraires prédéfinis au sein d'un site. La navigation s'effectue généralement à l'aide de bandes magnétiques, de fils de guidage, de codes QR, de réflecteurs ou de systèmes de guidage laser. Leurs itinéraires étant fixes, les AGV sont particulièrement adaptés aux environnements structurés où les itinéraires de transport changent rarement.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les AGV sont couramment utilisés pour :
Robots mobiles autonomes (AMR)
Les robots mobiles autonomes (AMR) sont des robots mobiles intelligents capables de se déplacer de manière autonome sans dépendre d'une infrastructure de guidage fixe. Ils utilisent plutôt des technologies telles que le LiDAR, des caméras, des capteurs et la localisation et cartographie simultanées (SLAM) pour appréhender leur environnement, planifier leurs itinéraires et éviter les obstacles en temps réel.
Caractéristiques principales
Avantages
Limites
Applications typiques
Les AMR sont largement utilisés pour :
Comparaison entre différents types de robots
Chaque type de robot est conçu pour répondre à des exigences opérationnelles spécifiques. Les différences en matière de mobilité, de structure mécanique, de charge utile, de précision, de vitesse et de flexibilité déterminent quel robot est le mieux adapté à une application donnée. La compréhension de ces caractéristiques aide les ingénieurs et les fabricants à choisir la solution d'automatisation la plus appropriée.
La comparaison suivante donne un aperçu général des types de robots les plus courants :
| Type de robot | Mobilité | Flexibilité | Vitesse | Précision |
|---|---|---|---|---|
| Robot industriel | Corrigé | Haut | Haut | Haut |
| Robot collaboratif | Corrigé | Haut | Moyen | Haut |
| Robot médical | Corrigé | Haut | Moyen | Très élevé |
| Robot d'entrepôt | Mobile | Moyen | Moyen | Moyen |
| Robot humanoïde | Mobile | Très élevé | Moyen | Haut |
| Robot SCARA | Corrigé | Moyen | Très élevé | Haut |
| Robot cartésien | Corrigé | Moyen | Moyen | Très élevé |
| Robot delta | Corrigé | Moyen | Très élevé | Haut |
| Robot articulé | Corrigé | Très élevé | Haut | Haut |
| Robot parallèle | Corrigé | Moyen | Haut | Très élevé |
| AGV | Mobile | Moyen | Moyen | Basé sur la navigation |
| AMR | Mobile | Haut | Moyen | Basé sur la navigation |
Bien que bon nombre de ces robots effectuent des tâches similaires, leurs caractéristiques structurelles les rendent adaptés à différents environnements de production. Par exemple, les robots SCARA sont privilégiés pour l'assemblage de précision à grande vitesse, tandis que les robots articulés offrent une plus grande flexibilité pour les opérations complexes sur plusieurs axes. De même, les AGV et les AMR automatisent tous deux le transport de matériaux, mais les AMR offrent une adaptabilité nettement supérieure dans les installations dynamiques.
Composants utilisés dans différents types de robots
Bien que les robots présentent des différences considérables en termes d'apparence et de fonctionnalité, la plupart d'entre eux partagent un ensemble commun de composants mécaniques, électriques et de commande. La configuration exacte dépend de la structure du robot, de sa charge utile, des exigences de précision et de l'application prévue.
Par exemple, un robot industriel articulé nécessite généralement des composants structurels à haute résistance et des systèmes d'entraînement multiaxiaux, tandis qu'un robot humanoïde intègre des articulations légères, des actionneurs compacts et un niveau d'intégration mécanique bien plus élevé. Les robots médicaux privilégient les composants miniatures et de haute précision, tandis que les robots d'entrepôt misent souvent sur des systèmes d'entraînement mobiles, des structures de châssis et l'intégration de batteries.
Le tableau ci-dessous présente un aperçu simplifié des principaux composants que l'on retrouve généralement dans les différents types de robots :
| Type de robot | Composants types |
|---|---|
| Robots industriels | Bras robotiques, articulations, réducteurs, servomoteurs, châssis, effecteurs terminaux |
| Robots collaboratifs | Bras légers, capteurs de couple, articulations compactes, contrôleurs, effecteurs terminaux |
| Robots médicaux | Articulations de précision, actionneurs miniatures, instruments chirurgicaux, capteurs de haute précision |
| Robots d'entrepôt | Châssis mobiles, roues motrices, batteries, capteurs de navigation, modules de levage |
| Robots humanoïdes | Articulations multiaxiales, liaisons légères, servomoteurs, systèmes de vision, modules de capteurs |
| Robots SCARA | Joints rotatifs, actionneurs linéaires, bras compacts, effecteurs terminaux |
| AGV / AMR | Modules de propulsion, capteurs de navigation, batteries, contrôleurs, scanners de sécurité |
Chaque composant joue un rôle essentiel dans les performances, la précision, la fiabilité et la durée de vie d'un robot. À mesure que les systèmes robotiques gagnent en intelligence et en compacité, la conception des composants évolue également vers une précision accrue, un poids réduit et une durabilité améliorée.
Vous souhaitez découvrir comment ces éléments fonctionnent ensemble ? Consultez notre guide complet : Explication des composants de robots : un guide des pièces robotiques, où nous explorons les structures robotiques.
Considérations relatives à la fabrication pour différents types de robots
La conception d'un robot a une influence directe sur la manière dont ses composants sont fabriqués. Des facteurs tels que la charge utile, l'environnement d'exploitation, la précision des mouvements et la complexité structurelle déterminent les matériaux, les procédés de fabrication et les exigences de qualité appliqués tout au long de la production.
Bien que chaque robot présente des exigences techniques qui lui sont propres, plusieurs priorités de fabrication sont communes à l'ensemble du secteur de la robotique, notamment :
- Une grande précision dimensionnelle pour un assemblage et un contrôle des mouvements précis.
- Des structures légères mais résistantes, destinées à améliorer l'efficacité et à réduire la consommation d'énergie.
- Une qualité de surface constante pour des performances fiables des composants.
- Usinage à tolérances serrées pour les pièces mobiles et les pièces d'accouplement.
- Un contrôle qualité fiable pour garantir la reproductibilité et la stabilité à long terme.
Les différents types de robots mettent souvent l'accent sur des priorités de fabrication différentes :
| Type de robot | Domaines d'activité typiques dans le secteur manufacturier |
|---|---|
| Robots industriels | Résistance structurelle, durabilité, usinage sous forte charge |
| Robots collaboratifs | Structures légères, finitions lisses, assemblage de précision |
| Robots médicaux | Usinage de haute précision, matériaux biocompatibles, contrôle qualité rigoureux |
| Robots d'entrepôt | Fabrication de châssis, assemblage de précision, production modulaire |
| Robots humanoïdes | Composants de précision légers, usinage complexe sur plusieurs axes |
| Robots SCARA | Pièces en mouvement à grande vitesse présentant une excellente stabilité dimensionnelle |
| AGV et AMR | Fabrication des éléments structurels, intégration des modules d'entraînement, assemblage du système |
La fabrication moderne de robots combine généralement plusieurs technologies de production afin d'atteindre la précision et les performances requises. Selon l'application, celles-ci peuvent inclure Usinage CNC, le tournage de précision, la tôlerie, la fabrication additive, la finition des surfaces et l'assemblage.
Découvrez notre capacités de fabrication dans le domaine de la robotique pour découvrir comment DakingsRapid facilite le développement de prototypes et la production de composants robotiques de précision grâce à des technologies de pointe Usinage CNC, tournage de précision, usinage de la tôle, fabrication additive, finition de surface, ainsi que des services de contrôle qualité.
Articles connexes
