Support d'étude : robot industriel  FANUC M20i A

Mise en situation

L’entreprise MTC spécialisée dans le conditionnement, est équipée d’un robot industriel  FANUC de série M20i A.

Dans le cadre de son développement, elle prévoit de faire évoluer son robot pour assurer la manutention de pièces de dimensions différentes. Ces robots 6 axes, sont particulièrement adaptés à des opérations de manutention et de prise et dépose de pièces de formes et de dimensions variées.

Constitution du robot M20i A équipé d’une pince DES-TA-CO

Pour cela le changement d’outil en fonction de la géométrie de la pièce s’impose.

Ce robot présente, en plus, la possibilité d’être équipé d’une caméra (système iRvision) qui permet le suivi visuel en 2D/3D, et d'appréhender très précisément la position et la géométrie d'une pièce.

L’étude portera plus particulièrement sur l’ensemble  Pince/Rotor/Poignet du robot.

Présentation générale du produit et principe de fonctionnement

Principe de fonctionnement du robot.

On distingue trois composants principaux pour caractériser un robot :

• La structure mécanique (bras articulé): il varie par sa taille, sa vitesse, sa puissance, sa précision. Il peut positionner et orienter un outil porté par son extrémité, de manière précise.
• L'armoire de commande (le calculateur) : c'est le cerveau du robot et permet de convertir les consignes reçues en mouvements précis.
• Le langage de programmation : c'est l'interface de base qui permet à l'utilisateur de convertir les consignes (en général des commandes cartésiennes) en données exploitables par les moteurs, vérins hydrauliques et autres composants du robot.

L'organe terminal (poignet) porte l'outil de travail qui dépend des tâches que l'on désire réaliser. Il s'agit souvent de pinces à deux ou trois doigts que l'on nomme préhenseurs. La plupart du temps, ces préhenseurs sont amovibles et peuvent être remplacés à la demande par d'autres outils (perceuse, ponceuse...).

À l'image du bras de l'homme, un robot industriel est la plupart du temps composé de 6 axes (6 degrés de liberté)

• 3 axes principaux qui servent au positionnement du bras, constituent le " porteur " du robot.
• 3 axes secondaires qui servent à orienter et déplacer l'outil de travail en bout de bras (comme la main). Ils forment l'organe terminal du robot et donnent la faculté d'orientation

Présentation générale du produit

Le Fanuc M20i A est un bras de robot articulé de 6 axes contrôlés. Il est capable de fortes accélérations.

Il offre une grande flexibilité pour des applications requérant jusqu’à 20 kg de charge embarquée au poignet.

Sa grande enveloppe de travail en fait l’un des robots les plus utilisés pour les opérations de manutention.

Mouvements possibles des différents axes du robot M20i A

La majorité des robots se contente d'exécuter des consignes, mais de plus en plus de technologies annexes permettent un apprentissage de l'environnement et optimisent la précision des robots industriels. Par exemple, coupler un robot avec un système de vision 2D/3D.

Présentation du système  iRvision

Le système iRvision est un package prêt à l’emploi, équipé d’une caméra  laser industrielle.

Fonctions du système iRvision pour les robots :

L’option de robot avec le système iRvision fournit des solutions pour :

• Le tri, la prise et le placement précis de pièces non rangées sur un convoyeur.
• La localisation des pièces quelle que soit leur taille, leur forme ou leur position. C’est la clé pour une productivité accrue.

 Le cahier des charges fonctionnel (c.d.c.f.) impose de prendre en compte l’encombrement dimensionnel de ce matériel pour l’installer sur le robot.

Problématique générale

Dans un souci  de compétitivité et de productivité, l’entreprise MTC a décidé de tirer le meilleur du robot M20i A de chez FANUC, en permettant le remplacement rapide de l’outil lors des changements de production tout en ayant la possibilité de l’équiper d’une caméra.

Savoirs technologiques associés sur lesquelles porte l'épreuve :

• S 1 : Analyse fonctionnelle et structurelle
• S 2 : La compétitivité des produits industriels
• S 5 : Solutions constructives – Procédés – Matériaux
• S 6 : Ergonomie- Sécurité.