Conception structurelle des préhenseurs à vide

La structure principale du préhenseur à vide doit être robuste. Effectuer des simulations de contraintes si nécessaire. Pour certaines pièces porteuses, les profilés en aluminium à faible rigidité ne sont pas recommandés.

L’ajout d’amortisseurs dans la direction verticale du préhenseur à vide peut protéger à la fois l’objet cible et le préhenseur. Lors de la conception d’un préhenseur à vide de grande taille, il faut également considérer qu’une force unilatérale peut empêcher le préhenseur de retrouver sa forme initiale après compression.

Lorsqu’une pose spécifique de prise ou de dépose est requise, il est généralement indésirable que l’objet cible tourne pendant qu’il est maintenu par le préhenseur à vide. Par conséquent, l’adaptateur de préhenseur à vide choisi doit intégrer une fonction anti-rotation. Si la surface d’aspiration de l’objet cible présente un angle d’inclinaison inconnu, un adaptateur doit être ajouté à l’extrémité du préhenseur à vide pour s’accommoder de cet angle d’inclinaison.

Les ventouses à soufflet, également appelées ventouses accordéon, ont généralement une durée de vie plus longue que les ventouses en mousse.

En général, plus l’objet saisi par la ventouse est lourd, plus l’inertie est grande, ce qui peut affecter négativement les performances de mouvement du robot lorsqu’il porte le préhenseur à vide.

Les ventouses souples épousent plus facilement la surface des cartons, c’est pourquoi les ventouses en matériau souple (par ex., ventouses à soufflet en silicone) sont généralement privilégiées.

Toutefois, si le carton est lourd, la ventouse souple peut ne pas saisir le carton de manière sûre. Dans ce cas, il convient de choisir une ventouse rigide.

Les figures ci-dessous montrent un tel cas. 1 désigne le corps du préhenseur à vide, 2 l’embout de ventouse et 3 le carton.

Lorsqu’un grand débit d’air est requis, un ventilateur est généralement choisi. Pour assurer un flux équilibré via le clapet anti-retour à l’intérieur du préhenseur et améliorer les performances globales, il est recommandé d’installer une soupape de décharge sur le ventilateur.

En présence d’une fuite importante de gaz comprimé, la force d’aspiration diminue de manière significative. Dans ce cas, il faut améliorer les performances de la source de vide et augmenter de façon appropriée la section efficace des conduites d’alimentation en air afin de renforcer la capacité d’aspiration.

La distance entre le générateur de vide et la ventouse, ainsi que la dimension de la tubulure de connexion, peuvent affecter la force d’aspiration réelle de la ventouse. Il est généralement recommandé de maintenir la distance entre le générateur de vide et le préhenseur à vide aussi courte que possible et de choisir une tubulure de diamètre approprié afin de réduire les pertes de charge.

En cas de perte d’alimentation ou d’autres conditions extrêmes, il convient de sélectionner des vannes d’alimentation normalement fermées ou des vannes dotées d’une fonction de maintien. Lorsqu’une vanne de rupture de vide est présente, une vanne de régulation (étrangleur) doit être utilisée pour ajuster le débit de rupture du vide, afin d’améliorer la contrôlabilité et la stabilité du processus de relâchement du vide.

Afin de s’adapter aux diverses tailles de cartons et aux méthodes de prise, définir les positions et le nombre de capteurs de détection de chute (capteur photoélectrique + palpeur) selon les besoins réels.

La figure ci-dessous montre des méthodes courantes de prise de cartons, où 1 est le carton, 2 la position du capteur et 3 la ventouse.

L’agencement des positions et du nombre de capteurs doit tenir compte des deux méthodes de prise illustrées ci-dessus, comme montré sur la figure ci-dessous.

Lors de l’implantation des capteurs, prendre en compte de manière globale les trajets d’aspiration du préhenseur à vide et la zone de couverture des plus petits cartons. Par exemple, dans certains cas, les capteurs peuvent détecter le bord d’un carton ; si le robot se déplace légèrement pendant le fonctionnement, cela peut provoquer de fausses détections. Pour réduire ce risque, la distance entre les deux capteurs peut être légèrement diminuée afin d’améliorer la stabilité de la détection.

Pour les composants de capteur en mouvement relatif, prêter attention à leur durée de vie. Une optimisation peut être obtenue par la conception structurelle et le choix des matériaux ; par exemple, les pièces mobiles du palpeur peuvent être en acier inoxydable afin d’améliorer la résistance à l’usure et la fiabilité. De plus, il est recommandé que la tôle de montage du capteur ait une épaisseur d’au moins 3 mm afin d’assurer la résistance et la stabilité du montage.

Étant donné que le préhenseur à vide se comprime légèrement lors de la prise, il est généralement nécessaire de maintenir une certaine distance entre le code-barres et le dessus du carton lors de la lecture du code après que le robot a saisi le carton. La distance recommandée est de 70 mm à 150 mm. Sinon, le taux de réussite de lecture du code-barres peut être affecté pour la pose de prise illustrée sur la figure ci-dessous.

Dans l’industrie logistique, les codes-barres 1D sont couramment utilisés, avec une précision typique de 0,2 mm à 0,5 mm. Pour garantir une lecture fiable, la qualité d’impression doit généralement atteindre au moins la classe B.

Dans les scénarios de prise de cartons à rythme soutenu, la lecture dynamique des codes-barres doit être utilisée autant que possible à la place de la lecture statique.

Les configurations de montage courantes des lecteurs de codes-barres sont illustrées sur la figure ci-dessous.

Le support du lecteur de codes-barres doit permettre des réglages dans plusieurs directions. En pratique, il peut être simplifié sur la base du support montré sur la figure ci-dessous.

La longueur libre du tuyau d’air doit être conçue en fonction des mouvements à six axes du robot afin d’éviter les pliures.

Le cheminement global du tuyau d’air doit être aussi fluide et flexible que possible. Comme le robot peut fonctionner à différents postes, le tuyau d’air peut être surélevé (comme illustré sur la figure ci-dessous), tout en tenant compte du débit et de la pression fournis par le ventilateur.

Dans les zones où le tuyau d’air est en contact direct avec le robot, le préhenseur à vide ou d’autres composants, il convient d’utiliser un tissu résistant à l’usure ou une gaine de protection afin d’allonger la durée de vie du tuyau.

L’agencement du tuyau d’air et des autres conduites doit être considéré de manière globale pour prévenir les collisions et les frottements pendant le mouvement du robot, qui pourraient entraîner des fuites de gaz.

Pour les scénarios avec charges élevées ou impacts intermittents, la durée de vie des accessoires doit être soigneusement prise en compte afin de prévenir la rupture de composants pendant le mouvement du robot.