La précision robot industriel est un critère déterminant pour garantir la qualité des processus de fabrication.
Pourtant, beaucoup d’industriels confondent précision absolue et répétabilité, deux notions distinctes en robotique.
Un robot industriel peut atteindre une répétabilité de 0,020 millimètre tout en présentant une précision absolue de plusieurs millimètres. Dans les environnements contraignants (chaleur, poussière, projections), la précision des robots industriels se dégrade progressivement, impactant directement la qualité de production.
En résumé :
- La répétabilité mesure la capacité d’un robot à revenir au même point cible
- La précision absolue évalue l’écart entre position commandée et position réelle
- Les facteurs environnementaux dégradent progressivement les performances
- Des solutions existent pour préserver la précision initiale du robot
Précision vs répétabilité : deux concepts essentiels en robotique industrielle
Qu’est-ce que la répétabilité d’un robot ?
La répétabilité d’un robot désigne sa capacité à atteindre systématiquement la même position lors de cycles successifs.
Cette performance se mesure en micromètre et peut atteindre ±0,005 mm pour les robots de haute précision dans des conditions optimales de température et de charge.
La répétabilité atteint généralement de meilleures valeurs numériques que la précision absolue car elle dépend principalement de la rigidité mécanique, des encodeurs et de l’absence de jeu dans les articulations.
Les coordonnées enseignées manuellement bénéficient de cette répétabilité exceptionnelle, permettant de répéter des tâches d’assemblage avec exactitude.
La précision des robots industriels : une question d’exactitude absolue
La précision absolue, ou accuracy en anglais, mesure l’écart entre la position commandée et la position réellement atteinte par l’effecteur.
Un robot industriel standard présente une précision absolue de 2 à 5 millimètres sans étalonnage.
Cette limitation provient des tolérances de fabrication et des déformations élastiques.
Pour des applications comme l’usinage, où les positions sont calculées, la précision de la localisation devient critique et nécessite un étalonnage avancé.
Les robots industriels 6 axes : performance et applications
Architecture et fonctionnement d’un robot poly-articulé
Les robots industriels 6 axes dominent le marché de la robotique grâce à leur flexibilité.
Chaque articulation motorisée par un servomoteur offre un degré de liberté supplémentaire.
La cinématique de ces robots repose sur des calculs entre coordonnées cartésiennes et angles articulaires.
Le préhenseur fixé en bout de bras bénéficie d’une mobilité dans un espace de travail étendu, contrairement aux robots cartésiens limités à des mouvements linéaires.
Les robots poly-articulés excellent dans les applications nécessitant des trajectoires courbes.
Robots 6 axes vs robots cartésiens
Un robot cartésien se déplace selon trois axes orthogonaux, offrant une structure plus rigide.
Les robots scara constituent une alternative compacte pour l’assemblage rapide.
Les robots poly-articulés dominent l’industrie manufacturière car ils offrent une polyvalence inégalée pour différentes applications exigeant précision et flexibilité.
Facteurs affectant la précision : de la conception à l’environnement
Paramètres internes : articulation, capteur et contrôleur
Les paramètres internes influençant la précision sont multiples.
La rigidité structurelle dépend des matériaux.
Chaque articulation intègre un actionneur, un réducteur et un encodeur.
Les jeux mécaniques s’accumulent le long de la chaîne cinématique.
Le contrôleur calcule en temps réel les commandes nécessaires, mais des imprécisions génèrent des écarts.
Les variateurs de vitesse et les capteurs contribuent aux performances du système robotique.
Environnements contraignants et dégradation de la performance
Les conditions d’exploitation impactent directement les performances d’un robot industriel.
Dans les environnements de soudage, la chaleur excessive provoque des dilatations thermiques affectant la précision.
Les poussières abrasives pénètrent dans les articulations et accélèrent l’usure.
Les projections de liquides encrassent les capteurs et dégradent la lubrification.
Ces agressions extérieures réduisent progressivement la répétabilité, créant des dérives de qualité sur la ligne de production.
Dans les environnements particulièrement agressifs, une protection spécifique contre les substances chimiques devient indispensable pour maintenir la précision du robot dans la durée.
Un robot exposé sans protection voit ses performances se dégrader en quelques mois, nécessitant des maintenances coûteuses.
Pour anticiper et éviter ces pannes de robot industriel causées par les agressions environnementales, une stratégie de protection préventive s’impose dès l’installation.
Mesurer et optimiser les performances en statique et dynamique
Le laser tracker constitue l’outil de référence pour évaluer la précision statique et dynamique d’un robot.
La norme ISO 9283 définit les protocoles standardisés, la répétabilité élevée étant testée sur 30 cycles minimum dans cinq configurations.
Les essais permettent d’optimiser les paramètres et mesurer les performances pour identifier les besoins d’étalonnage.
Les fabricants de robots comme Kuka, FANUC et ABB proposent différentes gammes adaptées aux exigences de précision.
Un modèle comme le Kuka KR possède des caractéristiques spécifiques selon l’application.
L’automatisation moderne intègre des systèmes de compensation thermique améliorant la répétabilité des robots pour automatiser efficacement les processus industriels.
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Soudage, assemblage et usinage : les applications critiques
Les applications de haute précision couvrent de nombreux secteurs.
Le soudage robotisé nécessite une répétabilité inférieure à 0,1 millimètre.
L’assemblage de composants exige une exactitude absolue. Les tâches industrielles comme l’usinage requièrent une précision comparable aux machines-outils.
Un robot industriel peut également réaliser des opérations de palettisation ou d’inspection.
Les robots permettent d’automatiser ces tâches répétitives de manière rapide et efficace, améliorant la qualité dans l’industrie manufacturière.
Du langage de programmation à l’armoire de commande
Le langage de programmation spécifique permet à l’utilisateur de définir les trajectoires.
La programmation hors ligne offre l’avantage de simuler les mouvements avant déploiement.
L’armoire de commande centralise le contrôleur de robot et les variateurs.
Un système programmable optimise la flexibilité de la ligne de production.
Les opérateurs interagissent via des interfaces intuitives, facilitant le robotiser des différentes applications et processus industriels.
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Impact des agressions extérieures sur la répétabilité
L’exposition d’un robot aux agressions environnementales constitue la première cause de dégradation des performances.
Les particules abrasives s’infiltrent dans les joints et accélèrent l’usure.
La chaleur excessive modifie les caractéristiques mécaniques et perturbe les capteurs.
Les projections chimiques endommagent les composants.
Cette dégradation progressive impacte la répétabilité et nécessite des arrêts pour maintenance.
Dans les secteurs comme la fonderie ou l’agroalimentaire, ces conditions réduisent la durée de vie, compromettant la capacité à améliorer la qualité de production.
Solutions de protection adaptées aux environnements exigeants
La protection d’un robot industriel représente un investissement stratégique.
Protéger un robot industriel avec des housses de protection sur mesure constitue la solution idéale pour isoler le robot des contaminants et préserver sa précision initiale dans les environnements les plus exigeants.
Ces équipements robustes résistent aux températures extrêmes et aux environnements ATEX.
Une housse bien conçue n’affecte ni la cinématique ni l’accuracy du robot.
Elle contribue à prolonger la durée de vie et peut réduire les besoins de maintenance selon les conditions d’utilisation.
Les fabricants spécialisés proposent des solutions adaptées à chaque marque et application.
Protéger un robot permet de maintenir ses performances initiales pendant des années, garantissant la continuité de production et l’optimisation des coûts dans la robotique industrielle moderne.
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La répétabilité mesure la capacité du robot à revenir au même point, tandis que la précision évalue l’écart entre position commandée et position réelle.
Un robot peut avoir une excellente répétabilité (±0,02 mm) mais une précision absolue moyenne (±3 mm).
Les robots industriels 6 axes offrent une flexibilité supérieure pour atteindre des positions complexes et s’adapter aux différentes applications. Ils dominent l’industrie grâce à leur polyvalence.
La mesure nécessite un laser tracker ou un système de photogrammétrie.
La norme ISO 9283 impose 30 répétitions dans cinq configurations pour valider la répétabilité et mesurer les performances.
Les agressions environnementales (chaleur, poussière, projections), l’usure mécanique, les vibrations et les variations thermiques affectent progressivement les performances du robot sur la ligne de production.
Oui, avec des protections adaptées et une certification spécifique.
Les housses de protection certifiées ATEX permettent d’utiliser des robots standards dans ces environnements contraignants pour diverses applications industrielles.
Non, une housse bien conçue préserve la cinématique du robot sans affecter sa précision.
Elle protège les articulations et maintient les performances dans la durée.
Oui, par étalonnage avec laser tracker ou compensation logicielle.
Cette opération corrige les erreurs géométriques et améliore significativement la précision absolue du robot.
Le soudage, l’assemblage électronique, l’usinage comme l’usinage de précision, l’inspection qualité et les tâches industrielles exigeant une précision inférieure à 0,5 millimètre nécessitent un robot étalonné.
En résumé
La précision robot industriel dépend de multiples facteurs, de la conception aux conditions d’exploitation.
La distinction entre répétabilité et précision absolue guide le choix du robot adapté.
Dans les environnements contraignants, la protection devient indispensable pour maintenir les performances initiales.
Les solutions de protection professionnelles préservent l’investissement tout en garantissant la qualité.
Selon les retours d’expérience industriels, un robot protégé peut conserver sa répétabilité d’origine significativement plus longtemps selon les conditions d’utilisation et l’environnement d’exploitation.
Les produits et services de protection constituent un levier stratégique d’optimisation dans l’industrie moderne.
Mentions légales :
Les informations contenues dans cet article sont fournies à titre informatif et pédagogique.
Les performances, valeurs de précision et répétabilité mentionnées sont des données techniques génériques issues de spécifications constructeurs et d’études sectorielles.
Les performances réelles peuvent varier significativement selon votre robot spécifique, son environnement d’exploitation, l’intensité d’utilisation et la qualité de maintenance appliquée.
Ces données ne constituent pas un engagement contractuel.
Pour une évaluation précise adaptée à votre contexte, nous recommandons de consulter nos experts techniques qui réaliseront un diagnostic personnalisé de vos besoins.