Applications et solutions de capteurs de robots collaboratifs

Les capteurs font partie intégrante des robots collaboratifs, ou cobots, sophistiqués d’aujourd’hui et sont utilisés de diverses manières pour les surveiller et les contrôler et pour s’assurer qu’ils fonctionnent de manière sûre, efficace et avec la précision nécessaire dans les ateliers de fabrication des grandes entreprises. Les capteurs sont utilisés non seulement pour surveiller et contrôler les mouvements précis du robot, mais aussi pour surveiller les composants critiques du robot afin de prévenir les défaillances du système et même de permettre une maintenance préventive qui maximise le temps de disponibilité et la productivité.

Ces cobots sont destinés à interagir avec les travailleurs humains et à les aider, plutôt que d’être des équipements automatisés autonomes avec peu ou pas d’interaction humaine. Les cobots dans les environnements de fabrication peuvent également gérer des tâches complexes ou dangereuses que les humains ne peuvent pas accomplir ou ne peuvent pas effectuer en toute sécurité. Au fur et à mesure que les exigences de sécurité pour les robots collaboratifs ont été développées et étendues, des capteurs ont été utilisés pour aider les cobots à atteindre ces exigences de sécurité fonctionnelle. 

TE Connectivity propose une variété de capteurs utilisés dans les robots industriels et les cobots, y compris des capteurs de couple, de force, de position, de température et optiques. Ces technologies de détection sont utilisées de diverses manières pour surveiller et contrôler le cobot et pour assurer un fonctionnement sûr aux côtés des employés. Les capteurs de couple mesurent le couple mécanique au niveau du joint rotatif sur un cobot qui détecte les conditions de défaut ou de surcharge et prévient les blessures et les défaillances potentielles du cobot. En outre, les capteurs peuvent être utilisés dans des équipements tels que les barrières immatérielles, qui arrêtent les machines lorsque les personnes pénètrent dans des zones critiques et les APD peuvent agir comme des yeux artificiels dans les scanners laser. Les capteurs peuvent également être utilisés pour surveiller l’environnement d’un robot et détecter des objets et pour surveiller la capacité de charge ainsi que les forces de préhension qui aident à assurer un fonctionnement sûr, fiable et efficace sur le lieu de travail.

Dans le lieu de travail moderne, les capteurs sont un composant essentiel pour les robots industriels et les cobots, car ils permettent aux humains et aux machines d’interagir en toute sécurité et avec plus d'efficacité et d'efficience.  

Les robots chirurgicaux permettent au chirurgien d'être moins fatigué lors d’opérations longues et complexes. Par rapport aux méthodes chirurgicales traditionnelles où les chirurgiens devaient faire de grandes incisions pour offrir un accès aux outils plus gros et aux mains, la chirurgie robotique permet aux chirurgiens d’accomplir les mêmes tâches complexes en utilisant une technologie robotique très précise et fiable.

La chirurgie robotique fonctionne en utilisant une console de commande où le chirurgien peut contrôler et manipuler les bras mécaniques du robot chirurgical en regardant à travers une caméra qui agrandit le site de l'intervention. Les mouvements des mains, des poignets et des doigts du chirurgien sont imités via les commandes de la console et transférés aux bras robotiques pour effectuer la chirurgie de manière très concise, avec des incisions plus petites, tout en offrant au chirurgien un contrôle total. Les fonctionnalités et la répétabilité très précises nécessaires à la chirurgie robotique ne seraient pas possibles sans l’utilisation de capteurs haute performance.

Les capteurs sont à la base de la chirurgie assistée par robot car ils collectent les données requises afin d'effectuer les mouvements précis des bras robotiques nécessaires pour mener à bien des chirurgies. Les robots chirurgicaux utilisent des capteurs de couple, de force et de position pour effectuer ces mesures de données. Les capteurs de couple des robots chirurgicaux sont utilisés pour la sécurité et pour améliorer le positionnement manuel du bras du robot chirurgical. De plus, des capteurs de force sont utilisés dans les robots chirurgicaux pour le retour d'information haptique afin d'améliorer le sens du toucher ressenti par le chirurgien manipulant les commandes, tandis que des capteurs de position sont utilisés pour le positionnement de la table et de la console. La chirurgie robotique est de plus en plus courante dans les hôpitaux du monde entier et les capteurs continueront d’être les composants fondamentaux nécessaires aux systèmes chirurgicaux robotiques.  

L’une des premières technologies de robots mobiles qui ont été adoptées était les AGV, ou véhicules à guidage automatique. Les AGV sont des robots mobiles utilisés pour transporter des charges ou des marchandises en soutien aux lignes de production de fabrication et sont parfaits pour les installations avec des opérations bien définies et relativement fixes.

Les AGV sont utilisés pour transporter des charges de matériaux en soutien à la chaîne de production de fabrication et sont parfaits pour les installations nécessitant des opérations plus fixes. Les capteurs utilisés dans les AGV sont des capteurs optiques pour la navigation LIDAR afin de confirmer la sécurité du personnel et d’éviter les collisions. La détection de force et d’inclinaison est nécessaire pour éviter la surcharge de matériau du robot mobile et le capteur de position actionné par câble pour la hauteur du chariot élévateur.

Plus récemment, les AMR, ou robots mobiles autonomes, ont été introduits dans le secteur. Les AMR, comme les AGV, suivent un chemin prédéfini et désigné. Cependant, les AMR peuvent détecter un obstacle et le contourner pour accomplir leur tâche désignée, tandis que les AGV peuvent détecter un obstacle, mais s’arrêtent et attendent que l’obstacle soit retiré, nécessitant l’intervention de l’utilisateur. Les AGV et les AMR peuvent tous deux être utilisés pour des activités dynamiques telles que le transport de matériaux, le chargement ou le déchargement de marchandises, ainsi que la mise en rayon du stock ou son retrait.

Pour activer cette fonctionnalité plus intelligente et complexe, les capteurs utilisés pour les RAM peuvent inclure :

• La détection de position pour confirmer la distance des travailleurs et des objets à proximité et pour naviguer dans l’environnement alentour
• La détection optique pour apprendre leurs environnements afin de choisir le chemin le plus efficace
• La détection de la force et de l'inclinaison pour interagir avec les charges de matériau. 

Qu’un AGV ou un AMR soit déployé dans votre installation, les capteurs pour robots mobiles fournissent les données de base pour confirmer que ces technologies fonctionnent correctement, en toute sécurité et aussi efficacement que possible.