Solution d’articulation pour robots extérieurs : module d’articulation harmonique avec capteur de couple intégré

Bonjour à tous, je suis Theodore Li, directeur technique chez HONPINE.

À mesure que les robots dépassent les environnements d’usine contrôlés, les exigences relatives aux articulations robotiques évoluent. Les robots d’extérieur peuvent devoir fonctionner sous la pluie, dans la poussière, avec des températures variables, dans des conditions de basse température et dans des situations où la charge externe est difficile à prévoir. Dans ces applications, une articulation robotique ne doit pas seulement assurer une rotation. Elle doit fournir un mouvement fiable, une protection mécanique et un retour d’information utile au système de commande du robot.

C’est pourquoi nous avons développé des solutions d’articulations harmoniques avec détection de couple intégrée pour les applications robotiques extérieures.

D’après notre expérience avec nos clients, plusieurs exigences reviennent régulièrement : le robot doit connaître le couple réel au niveau de l’articulation, l’actionneur doit disposer d’une protection environnementale appropriée, la sortie de câble doit être correctement protégée et l’articulation doit continuer à fonctionner de manière fiable lorsque les températures deviennent très basses.

Dans cet article, je souhaite me concentrer sur ces exigences d’ingénierie pratiques et expliquer comment notre module d’articulation harmonique y répond.

Qu’est-ce qui différencie une articulation de robot d’extérieur ?

Un robot industriel fonctionnant à l’intérieur d’une usine travaille généralement dans un environnement relativement contrôlé. La température, l’humidité, la poussière et les conditions mécaniques peuvent souvent être maîtrisées.

Les robots d’extérieur sont différents.

Un robot installé à l’extérieur peut être exposé à la pluie, à la poussière, à l’humidité, aux variations de température et à des contacts mécaniques imprévus. Le robot peut également travailler sur des surfaces irrégulières ou interagir directement avec des structures, des outils ou d’autres objets.Ces conditions créent plusieurs défis pour l’articulation robotique.

L’articulation doit offrir un couple de sortie et une précision de positionnement suffisants, mais elle doit également résister aux conditions environnementales réelles autour du robot. Parallèlement, le système de commande peut nécessiter des informations sur la charge mécanique appliquée à l’articulation.

C’est pourquoi je considère qu’une articulation de robot d’extérieur doit être évaluée simultanément sous plusieurs angles : performances de mouvement, retour de couple, protection environnementale, adaptabilité à la température et intégration mécanique.

Capteur de couple intégré pour des données de couple directes

L’une des caractéristiques importantes de notre module d’articulation harmonique est le capteur de couple intégré.

Au lieu de s’appuyer uniquement sur les informations côté moteur, l’articulation peut détecter le couple côté sortie et fournir des données relatives au couple au système de commande.

Cela permet au robot de mieux comprendre directement la charge mécanique appliquée à l’articulation.

Par exemple, le retour de position peut indiquer au robot où se trouve l’articulation. Le retour de couple fournit des informations supplémentaires sur l’importance de la charge mécanique subie par l’articulation.

Cette distinction devient particulièrement importante pour les robots d’extérieur, car la charge externe peut varier continuellement.

Le robot peut rencontrer un objet imprévu, subir une résistance de l’environnement de travail ou devoir appliquer une force contrôlée sur une structure. Dans ces situations, connaître le couple de sortie réel peut fournir des informations supplémentaires au contrôleur du robot.

Pourquoi la détection de couple côté sortie est-elle importante ?

Pour une articulation robotique, la charge mécanique réelle côté sortie peut être différente des informations obtenues uniquement à partir du moteur.

C’est pourquoi la détection de couple côté sortie peut être utile lorsque le robot doit comprendre son interaction avec l’environnement qui l’entoure.

Le retour de position indique au robot où se situe l’articulation, tandis que le retour de couple fournit des informations sur la charge mécanique transmise par l’articulation.

Pour les applications robotiques extérieures, ces informations supplémentaires peuvent être précieuses lorsque le robot travaille contre une résistance variable, entre en contact avec des structures externes ou effectue des tâches nécessitant la surveillance de la force appliquée.

Données de couple directes depuis la carte d’entraînement de l’articulation

Pour les clients utilisant notre configuration d’articulation avec détection de couple, les informations de couple peuvent être traitées par l’électronique d’entraînement intégrée et mises à disposition du système de commande du client.

Cela signifie que le client n’a pas nécessairement besoin de concevoir une structure externe de détection de couple entièrement distincte autour de l’articulation.

Le concept de base est simple :

Charge mécanique → Détection de couple côté sortie → Électronique d’entraînement → Données de couple → Contrôleur du robot

L’interface et le format des données réels dépendent de la configuration de produit sélectionnée et de l’architecture de commande du client.

Les données de couple peuvent être utilisées dans le cadre d’une stratégie de commande robotique plus globale, comprenant la surveillance de charge, la limitation de couple, la détection de collision et le mouvement tenant compte de la force. Les fonctions de commande spécifiques dépendent de la manière dont le client intègre le signal de couple dans le logiciel et le système de commande du robot.

Pour les applications robotiques extérieures, ces informations mécaniques supplémentaires peuvent être particulièrement utiles, car les conditions de fonctionnement sont souvent moins prévisibles que celles des équipements d’usine conventionnels.

Protection IP65 pour les applications d’articulations de robots d’extérieur

La protection environnementale est un autre élément important à prendre en compte.

Notre module d’articulation harmonique peut atteindre un niveau de protection IP65, ce qui le rend adapté à de nombreuses applications robotiques extérieures nécessitant une protection contre la poussière et les jets d’eau.

Cependant, les ingénieurs doivent prendre en compte un point important lors de la conception d’un robot d’extérieur.

L’indice IP de l’articulation elle-même ne signifie pas automatiquement que le robot complet dispose du même niveau de protection.

La protection globale du système robotique peut également être influencée par les connecteurs, les câbles, la sortie de câble, le couvercle arrière, l’interface de montage et la structure d’étanchéité.

En d’autres termes, obtenir une protection extérieure fiable exige d’examiner l’installation mécanique complète plutôt que le seul boîtier de l’actionneur.

Protection du couvercle arrière et de la sortie de câble

La sortie de câble arrière est souvent l’une des zones nécessitant une attention supplémentaire lors de l’intégration d’un robot d’extérieur.

Dans de nombreux projets, les clients conçoivent et fabriquent eux-mêmes le couvercle arrière selon la structure de leur robot, leurs exigences de cheminement des câbles et leur stratégie globale de protection. C’est souvent la solution la plus pratique, car le couvercle arrière doit correspondre à la conception mécanique du client.

HONPINE peut également fournir des couvercles arrière personnalisés si nécessaire.

Toutefois, comme un couvercle arrière personnalisé implique une conception mécanique non standard, de l’usinage et éventuellement une validation supplémentaire, son coût est généralement plus élevé que celui d’un couvercle arrière conçu et fabriqué directement par le client.

Par conséquent, nous recommandons normalement aux clients d’évaluer d’abord si leur structure de couvercle arrière existante peut fournir la protection requise. Lorsqu’une interface spécifique, une structure de cheminement des câbles ou une exigence de protection rend la personnalisation nécessaire, HONPINE peut discuter de la solution personnalisée correspondante.

Cette approche donne aux clients davantage de flexibilité sans rendre la personnalisation inutilement complexe.

Graisse basse température pour les environnements extérieurs froids

La température est un autre facteur qui ne peut être ignoré lors de la conception d’une articulation de robot d’extérieur.

Une articulation qui fonctionne de manière fiable à température ambiante peut nécessiter une solution de lubrification différente lorsque le robot est exposé à des températures très basses.

Pour les applications fonctionnant dans des environnements froids, une graisse basse température appropriée peut être sélectionnée en fonction de la température ambiante réelle, du couple de sortie, de la vitesse de rotation, du cycle de service et des exigences de lubrification.

L’objectif n’est pas simplement de spécifier une graisse avec une homologation basse température. Le lubrifiant doit fonctionner avec l’ensemble du système de transmission dans les conditions de fonctionnement réelles du client.

Cela est particulièrement important pour les robots d’extérieur qui peuvent devoir démarrer et fonctionner après avoir été exposés à des températures froides pendant de longues périodes.

Transmission harmonique compacte pour articulations de robots d’extérieur

La transmission harmonique elle-même apporte également plusieurs avantages à la conception des articulations robotiques.

Un réducteur harmonique peut fournir un rapport de réduction élevé dans une structure relativement compacte. Cela permet de convertir la rotation à grande vitesse du moteur en une vitesse de sortie plus faible et un couple de sortie plus élevé, sans nécessiter un grand système de transmission à plusieurs étages.

Pour les articulations robotiques, cela peut offrir une forte densité de couple tout en conservant un actionneur compact.

Les caractéristiques de faible jeu de la transmission harmonique sont également utiles dans les applications nécessitant un positionnement précis et répétable de l’articulation.

Cependant, lors de la sélection d’une articulation harmonique pour un robot d’extérieur, je ne recommande pas de considérer uniquement le rapport de réduction.

Les ingénieurs doivent prendre en compte l’ensemble des conditions de fonctionnement, y compris le couple de sortie, le couple de pointe, la vitesse de sortie, l’accélération et la décélération, le cycle de service, la charge radiale, la charge axiale et le moment de charge.

Une articulation présentant un rapport de réduction approprié peut néanmoins être inadaptée si ses conditions de charge réelles ne correspondent pas aux capacités de l’actionneur.

L’intégration mécanique est aussi importante que les performances de l’articulation

Dans les projets robotiques pratiques, un actionneur techniquement performant doit encore s’adapter à la structure mécanique du robot.

Les dimensions d’installation, l’interface de bride, la structure de sortie, le cheminement des câbles et la disposition du couvercle arrière peuvent tous affecter la conception finale.

C’est pourquoi nous travaillons souvent avec les clients sur l’intégration mécanique de l’articulation plutôt que de traiter l’actionneur comme un composant isolé.

Selon le projet, le client peut avoir des exigences spécifiques concernant l’interface de sortie, les dimensions d’installation, la direction des câbles ou la structure mécanique environnante.

Certains clients préfèrent concevoir eux-mêmes ces interfaces, tandis que d’autres nécessitent l’assistance du fabricant de l’actionneur.

Notre objectif est d’adapter l’articulation au robot, plutôt que de forcer la structure du robot à être reconçue autour d’un actionneur standard.

La détection de couple et la protection environnementale fonctionnent ensemble

Pour un robot d’extérieur, la détection de couple et la protection environnementale résolvent deux problèmes différents.

La détection de couple fournit des informations sur ce qui se produit mécaniquement.

La protection environnementale aide l’articulation à continuer de fonctionner lorsqu’elle est exposée à des conditions extérieures.

Ces deux aspects sont indépendants, mais ils deviennent plus précieux lorsqu’ils sont combinés dans un même module d’articulation.

Un robot peut devoir détecter une charge externe tout en fonctionnant simultanément dans un environnement contenant de la poussière, de l’humidité ou de fortes variations de température.

Dans un tel système, l’articulation n’est pas simplement un composant de transmission. Elle devient une partie importante de l’architecture de mouvement et de détection du robot.

C’est l’une des raisons pour lesquelles un module d’articulation intégré peut simplifier la conception globale du robot.

Éprouvé dans des applications robotiques extérieures

Nous avons déjà fourni des modules d’articulations harmoniques pour plusieurs types d’équipements robotiques extérieurs.

Robots d’installation de panneaux solaires

Un exemple est un client au Canada qui utilise des modules d’articulations harmoniques HONPINE dans un robot conçu pour l’installation extérieure de panneaux solaires.

Modules d’articulations harmoniques HONPINE utilisés dans un robot d’installation extérieure de panneaux solaires au Canada.

Robots de construction extérieurs

Nous avons également travaillé sur des exigences liées aux robots de construction extérieurs, où l’articulation peut devoir fonctionner dans des conditions environnementales variables tout en supportant les charges mécaniques générées lors des tâches de construction.

Bras robotiques de nettoyage extérieurs

Les bras robotiques de nettoyage extérieurs représentent un autre type d’application dans lequel une installation compacte, un mouvement fiable, une protection environnementale et un retour de charge peuvent tous être importants.

Bien que ces applications soient différentes les unes des autres, elles partagent plusieurs exigences communes : installation compacte de l’articulation, transmission fiable du couple, protection environnementale et capacité d’adapter l’actionneur à la structure mécanique du client.

Pour nous, ces projets sont précieux, car les applications pratiques fournissent un retour direct sur ce qu’une articulation de robot d’extérieur doit accomplir au-delà du mouvement de base.

Que doivent prendre en compte les ingénieurs lors du choix d’une articulation de robot d’extérieur ?

Lors de la sélection d’un module d’articulation harmonique pour un robot d’extérieur, je recommande d’évaluer l’application comme un système complet plutôt que de choisir l’actionneur sur la base d’une seule spécification.

La première considération est le couple et la vitesse de sortie requis. Les conditions de fonctionnement continues et de pointe doivent être évaluées, notamment lorsque le robot accélère, décélère ou change fréquemment de direction.

La deuxième considération est la charge mécanique. La charge radiale, la charge axiale et le moment de flexion peuvent être importants selon la manière dont l’articulation est installée et dont le mécanisme du robot transmet les forces externes à l’actionneur.

La troisième considération est la protection environnementale. Si le robot fonctionne à l’extérieur, les ingénieurs doivent examiner le niveau de protection non seulement du boîtier de l’actionneur, mais aussi des connecteurs, câbles, sorties de câble, couvercle arrière et interfaces de montage.

La température doit également être prise en compte dès le début du processus de conception. Pour les environnements froids, le lubrifiant et les autres matériaux doivent être sélectionnés selon les conditions de fonctionnement réelles.

Enfin, si le robot nécessite un fonctionnement tenant compte de la force ou une surveillance des charges mécaniques, la disponibilité et l’interface du retour de couple doivent être évaluées dès le début du projet plutôt que d’être ajoutées ultérieurement.

Module d’articulation harmonique HONPINE pour la robotique extérieure

Chez HONPINE, notre approche des articulations de robots d’extérieur ne consiste pas simplement à assembler un réducteur harmonique et un moteur.

Nous nous concentrons sur les exigences qui affectent l’application robotique complète.

Notre module d’articulation harmonique peut combiner une transmission harmonique de précision avec la détection de couple, une électronique intégrée et une structure mécanique protégée contre l’environnement.

Pour les applications extérieures, les principales capacités incluent :

• Détection de couple intégrée et données de couple directes

• Protection d’articulation compatible IP65

• Options de lubrification basse température

• Intégration mécanique flexible

• Solutions de couvercle arrière personnalisées si nécessaire

• Transmission harmonique compacte à forte densité de couple

Ces caractéristiques donnent aux ingénieurs davantage d’options lors du développement de systèmes robotiques devant fonctionner en dehors d’un environnement d’usine contrôlé.

Parallèlement, chaque robot d’extérieur ne nécessite pas la même configuration. L’articulation appropriée doit être sélectionnée selon les exigences réelles du robot en matière de couple, vitesse, charge mécanique, température, protection et commande.

Conclusion

La robotique extérieure devient plus exigeante.

À mesure que les robots sont utilisés sur les chantiers de construction, pour la maintenance extérieure, l’installation solaire, le nettoyage et d’autres environnements non structurés, l’articulation robotique doit fournir plus qu’une rotation précise.

Elle doit résister à l’environnement, fournir un retour mécanique utile et s’intégrer de manière fiable à la structure du robot.

Pour ces applications, un module d’articulation harmonique avec détection de couple intégrée peut offrir une combinaison efficace de transmission de précision, d’intégration compacte et d’informations directes sur la charge mécanique.

Chez HONPINE, nous continuons de travailler avec nos clients sur ces exigences pratiques, notamment la détection de couple, la protection environnementale, le fonctionnement à basse température et la personnalisation mécanique.

Si vous développez un bras robotique extérieur, un robot de construction, un robot d’installation solaire ou un autre système robotique extérieur, nous pouvons évaluer la configuration d’articulation requise selon votre couple, votre vitesse, votre interface mécanique et vos conditions environnementales.

La bonne articulation robotique n’est pas simplement celle qui possède les spécifications les plus élevées. C’est celle qui correspond aux exigences réelles du robot.

Qu’est-ce qui différencie une articulation de robot d’extérieur ?

Un robot industriel fonctionnant à l’intérieur d’une usine travaille généralement dans un environnement relativement contrôlé. La température, l’humidité, la poussière et les conditions mécaniques peuvent souvent être maîtrisées.

Les robots d’extérieur sont différents.

Un robot installé à l’extérieur peut être exposé à la pluie, à la poussière, à l’humidité, aux variations de température et à des contacts mécaniques imprévus. Le robot peut également travailler sur des surfaces irrégulières ou interagir directement avec des structures, des outils ou d’autres objets.

Ces conditions créent plusieurs défis pour l’articulation robotique.

L’articulation doit offrir un couple de sortie et une précision de positionnement suffisants, mais elle doit également résister aux conditions environnementales réelles autour du robot. Parallèlement, le système de commande peut nécessiter des informations sur la charge mécanique appliquée à l’articulation.

C’est pourquoi je considère qu’une articulation de robot d’extérieur doit être évaluée simultanément sous plusieurs angles : performances de mouvement, retour de couple, protection environnementale, adaptabilité à la température et intégration mécanique.

Capteur de couple intégré pour des données de couple directes

L’une des caractéristiques importantes de notre module d’articulation harmonique est le capteur de couple intégré.

Au lieu de s’appuyer uniquement sur les informations côté moteur, l’articulation peut détecter le couple côté sortie et fournir des données relatives au couple au système de commande.

Cela permet au robot de mieux comprendre directement la charge mécanique appliquée à l’articulation.

Par exemple, le retour de position peut indiquer au robot où se trouve l’articulation. Le retour de couple fournit des informations supplémentaires sur l’importance de la charge mécanique subie par l’articulation.

Cette distinction devient particulièrement importante pour les robots d’extérieur, car la charge externe peut varier continuellement.

Le robot peut rencontrer un objet imprévu, subir une résistance de l’environnement de travail ou devoir appliquer une force contrôlée sur une structure. Dans ces situations, connaître le couple de sortie réel peut fournir des informations supplémentaires au contrôleur du robot.

Pourquoi la détection de couple côté sortie est-elle importante ?

Pour une articulation robotique, la charge mécanique réelle côté sortie peut être différente des informations obtenues uniquement à partir du moteur.

C’est pourquoi la détection de couple côté sortie peut être utile lorsque le robot doit comprendre son interaction avec l’environnement qui l’entoure.

Le retour de position indique au robot où se situe l’articulation, tandis que le retour de couple fournit des informations sur la charge mécanique transmise par l’articulation.

Pour les applications robotiques extérieures, ces informations supplémentaires peuvent être précieuses lorsque le robot travaille contre une résistance variable, entre en contact avec des structures externes ou effectue des tâches nécessitant la surveillance de la force appliquée.

Données de couple directes depuis la carte d’entraînement de l’articulation

Pour les clients utilisant notre configuration d’articulation avec détection de couple, les informations de couple peuvent être traitées par l’électronique d’entraînement intégrée et mises à disposition du système de commande du client.

Cela signifie que le client n’a pas nécessairement besoin de concevoir une structure externe de détection de couple entièrement distincte autour de l’articulation.

Le concept de base est simple :

Charge mécanique → Détection de couple côté sortie → Électronique d’entraînement → Données de couple → Contrôleur du robot

L’interface et le format des données réels dépendent de la configuration de produit sélectionnée et de l’architecture de commande du client.

Les données de couple peuvent être utilisées dans le cadre d’une stratégie de commande robotique plus globale, comprenant la surveillance de charge, la limitation de couple, la détection de collision et le mouvement tenant compte de la force. Les fonctions de commande spécifiques dépendent de la manière dont le client intègre le signal de couple dans le logiciel et le système de commande du robot.

Pour les applications robotiques extérieures, ces informations mécaniques supplémentaires peuvent être particulièrement utiles, car les conditions de fonctionnement sont souvent moins prévisibles que celles des équipements d’usine conventionnels.

Protection IP65 pour les applications d’articulations de robots d’extérieur

La protection environnementale est un autre élément important à prendre en compte.

Notre module d’articulation harmonique peut atteindre un niveau de protection IP65, ce qui le rend adapté à de nombreuses applications robotiques extérieures nécessitant une protection contre la poussière et les jets d’eau.

Cependant, les ingénieurs doivent prendre en compte un point important lors de la conception d’un robot d’extérieur.

L’indice IP de l’articulation elle-même ne signifie pas automatiquement que le robot complet dispose du même niveau de protection.

La protection globale du système robotique peut également être influencée par les connecteurs, les câbles, la sortie de câble, le couvercle arrière, l’interface de montage et la structure d’étanchéité.

En d’autres termes, obtenir une protection extérieure fiable exige d’examiner l’installation mécanique complète plutôt que le seul boîtier de l’actionneur.

Protection du couvercle arrière et de la sortie de câble

La sortie de câble arrière est souvent l’une des zones nécessitant une attention supplémentaire lors de l’intégration d’un robot d’extérieur.

Dans de nombreux projets, les clients conçoivent et fabriquent eux-mêmes le couvercle arrière selon la structure de leur robot, leurs exigences de cheminement des câbles et leur stratégie globale de protection. C’est souvent la solution la plus pratique, car le couvercle arrière doit correspondre à la conception mécanique du client.

HONPINE peut également fournir des couvercles arrière personnalisés si nécessaire.

Toutefois, comme un couvercle arrière personnalisé implique une conception mécanique non standard, de l’usinage et éventuellement une validation supplémentaire, son coût est généralement plus élevé que celui d’un couvercle arrière conçu et fabriqué directement par le client.

Par conséquent, nous recommandons normalement aux clients d’évaluer d’abord si leur structure de couvercle arrière existante peut fournir la protection requise. Lorsqu’une interface spécifique, une structure de cheminement des câbles ou une exigence de protection rend la personnalisation nécessaire, HONPINE peut discuter de la solution personnalisée correspondante.

Cette approche donne aux clients davantage de flexibilité sans rendre la personnalisation inutilement complexe.

Graisse basse température pour les environnements extérieurs froids

La température est un autre facteur qui ne peut être ignoré lors de la conception d’une articulation de robot d’extérieur.

Une articulation qui fonctionne de manière fiable à température ambiante peut nécessiter une solution de lubrification différente lorsque le robot est exposé à des températures très basses.

Pour les applications fonctionnant dans des environnements froids, une graisse basse température appropriée peut être sélectionnée en fonction de la température ambiante réelle, du couple de sortie, de la vitesse de rotation, du cycle de service et des exigences de lubrification.

L’objectif n’est pas simplement de spécifier une graisse avec une homologation basse température. Le lubrifiant doit fonctionner avec l’ensemble du système de transmission dans les conditions de fonctionnement réelles du client.

Cela est particulièrement important pour les robots d’extérieur qui peuvent devoir démarrer et fonctionner après avoir été exposés à des températures froides pendant de longues périodes.

Transmission harmonique compacte pour articulations de robots d’extérieur

La transmission harmonique elle-même apporte également plusieurs avantages à la conception des articulations robotiques.

Un réducteur harmonique peut fournir un rapport de réduction élevé dans une structure relativement compacte. Cela permet de convertir la rotation à grande vitesse du moteur en une vitesse de sortie plus faible et un couple de sortie plus élevé, sans nécessiter un grand système de transmission à plusieurs étages.

Pour les articulations robotiques, cela peut offrir une forte densité de couple tout en conservant un actionneur compact.

Les caractéristiques de faible jeu de la transmission harmonique sont également utiles dans les applications nécessitant un positionnement précis et répétable de l’articulation.

Cependant, lors de la sélection d’une articulation harmonique pour un robot d’extérieur, je ne recommande pas de considérer uniquement le rapport de réduction.

Les ingénieurs doivent prendre en compte l’ensemble des conditions de fonctionnement, y compris le couple de sortie, le couple de pointe, la vitesse de sortie, l’accélération et la décélération, le cycle de service, la charge radiale, la charge axiale et le moment de charge.

Une articulation présentant un rapport de réduction approprié peut néanmoins être inadaptée si ses conditions de charge réelles ne correspondent pas aux capacités de l’actionneur.

L’intégration mécanique est aussi importante que les performances de l’articulation

Dans les projets robotiques pratiques, un actionneur techniquement performant doit encore s’adapter à la structure mécanique du robot.

Les dimensions d’installation, l’interface de bride, la structure de sortie, le cheminement des câbles et la disposition du couvercle arrière peuvent tous affecter la conception finale.

C’est pourquoi nous travaillons souvent avec les clients sur l’intégration mécanique de l’articulation plutôt que de traiter l’actionneur comme un composant isolé.

Selon le projet, le client peut avoir des exigences spécifiques concernant l’interface de sortie, les dimensions d’installation, la direction des câbles ou la structure mécanique environnante.

Certains clients préfèrent concevoir eux-mêmes ces interfaces, tandis que d’autres nécessitent l’assistance du fabricant de l’actionneur.

Notre objectif est d’adapter l’articulation au robot, plutôt que de forcer la structure du robot à être reconçue autour d’un actionneur standard.

La détection de couple et la protection environnementale fonctionnent ensemble

Pour un robot d’extérieur, la détection de couple et la protection environnementale résolvent deux problèmes différents.

La détection de couple fournit des informations sur ce qui se produit mécaniquement.

La protection environnementale aide l’articulation à continuer de fonctionner lorsqu’elle est exposée à des conditions extérieures.

Ces deux aspects sont indépendants, mais ils deviennent plus précieux lorsqu’ils sont combinés dans un même module d’articulation.

Un robot peut devoir détecter une charge externe tout en fonctionnant simultanément dans un environnement contenant de la poussière, de l’humidité ou de fortes variations de température.

Dans un tel système, l’articulation n’est pas simplement un composant de transmission. Elle devient une partie importante de l’architecture de mouvement et de détection du robot.

C’est l’une des raisons pour lesquelles un module d’articulation intégré peut simplifier la conception globale du robot.

Éprouvé dans des applications robotiques extérieures

Nous avons déjà fourni des modules d’articulations harmoniques pour plusieurs types d’équipements robotiques extérieurs.

Robots d’installation de panneaux solaires

Un exemple est un client au Canada qui utilise des modules d’articulations harmoniques HONPINE dans un robot conçu pour l’installation extérieure de panneaux solaires.

Modules d’articulations harmoniques HONPINE utilisés dans un robot d’installation extérieure de panneaux solaires au Canada.

Robots de construction extérieurs

Nous avons également travaillé sur des exigences liées aux robots de construction extérieurs, où l’articulation peut devoir fonctionner dans des conditions environnementales variables tout en supportant les charges mécaniques générées lors des tâches de construction.

Bras robotiques de nettoyage extérieurs

Les bras robotiques de nettoyage extérieurs représentent un autre type d’application dans lequel une installation compacte, un mouvement fiable, une protection environnementale et un retour de charge peuvent tous être importants.

Bien que ces applications soient différentes les unes des autres, elles partagent plusieurs exigences communes : installation compacte de l’articulation, transmission fiable du couple, protection environnementale et capacité d’adapter l’actionneur à la structure mécanique du client.

Pour nous, ces projets sont précieux, car les applications pratiques fournissent un retour direct sur ce qu’une articulation de robot d’extérieur doit accomplir au-delà du mouvement de base.

Que doivent prendre en compte les ingénieurs lors du choix d’une articulation de robot d’extérieur ?

Lors de la sélection d’un module d’articulation harmonique pour un robot d’extérieur, je recommande d’évaluer l’application comme un système complet plutôt que de choisir l’actionneur sur la base d’une seule spécification.

La première considération est le couple et la vitesse de sortie requis. Les conditions de fonctionnement continues et de pointe doivent être évaluées, notamment lorsque le robot accélère, décélère ou change fréquemment de direction.

La deuxième considération est la charge mécanique. La charge radiale, la charge axiale et le moment de flexion peuvent être importants selon la manière dont l’articulation est installée et dont le mécanisme du robot transmet les forces externes à l’actionneur.

La troisième considération est la protection environnementale. Si le robot fonctionne à l’extérieur, les ingénieurs doivent examiner le niveau de protection non seulement du boîtier de l’actionneur, mais aussi des connecteurs, câbles, sorties de câble, couvercle arrière et interfaces de montage.

La température doit également être prise en compte dès le début du processus de conception. Pour les environnements froids, le lubrifiant et les autres matériaux doivent être sélectionnés selon les conditions de fonctionnement réelles.

Enfin, si le robot nécessite un fonctionnement tenant compte de la force ou une surveillance des charges mécaniques, la disponibilité et l’interface du retour de couple doivent être évaluées dès le début du projet plutôt que d’être ajoutées ultérieurement.

Module d’articulation harmonique HONPINE pour la robotique extérieure

Chez HONPINE, notre approche des articulations de robots d’extérieur ne consiste pas simplement à assembler un réducteur harmonique et un moteur.

Nous nous concentrons sur les exigences qui affectent l’application robotique complète.

Notre module d’articulation harmonique peut combiner une transmission harmonique de précision avec la détection de couple, une électronique intégrée et une structure mécanique protégée contre l’environnement.

Pour les applications extérieures, les principales capacités incluent :

• Détection de couple intégrée et données de couple directes

• Protection d’articulation compatible IP65

• Options de lubrification basse température

• Intégration mécanique flexible

• Solutions de couvercle arrière personnalisées si nécessaire

• Transmission harmonique compacte à forte densité de couple

Ces caractéristiques donnent aux ingénieurs davantage d’options lors du développement de systèmes robotiques devant fonctionner en dehors d’un environnement d’usine contrôlé.

Parallèlement, chaque robot d’extérieur ne nécessite pas la même configuration. L’articulation appropriée doit être sélectionnée selon les exigences réelles du robot en matière de couple, vitesse, charge mécanique, température, protection et commande.

Conclusion

La robotique extérieure devient plus exigeante.

À mesure que les robots sont utilisés sur les chantiers de construction, pour la maintenance extérieure, l’installation solaire, le nettoyage et d’autres environnements non structurés, l’articulation robotique doit fournir plus qu’une rotation précise.

Elle doit résister à l’environnement, fournir un retour mécanique utile et s’intégrer de manière fiable à la structure du robot.

Pour ces applications, un module d’articulation harmonique avec détection de couple intégrée peut offrir une combinaison efficace de transmission de précision, d’intégration compacte et d’informations directes sur la charge mécanique.

Chez HONPINE, nous continuons de travailler avec nos clients sur ces exigences pratiques, notamment la détection de couple, la protection environnementale, le fonctionnement à basse température et la personnalisation mécanique.

Si vous développez un bras robotique extérieur, un robot de construction, un robot d’installation solaire ou un autre système robotique extérieur, nous pouvons évaluer la configuration d’articulation requise selon votre couple, votre vitesse, votre interface mécanique et vos conditions environnementales.

La bonne articulation robotique n’est pas simplement celle qui possède les spécifications les plus élevées. C’est celle qui correspond aux exigences réelles du robot.