Bras de robot à la dynamique humaine

Article du 31 mars 2017 

BionicCobot

Pour de nombreuses activités dans la production, on aimerait avoir une troisième main. Par exemple lors du soudage : le fer à souder dans une main et le métal d'apport dans l'autre - il n'y a plus assez de mains pour tenir la pièce. C'est justement ce type d'activités que peut soutenir le BionicCobot de Festo en offrant au collaborateur un « troisième bras » ou une « troisième main ». Il peut saisir, tenir, tourner la pièce - quelle que soit l'application.

Le BionicCobot de Festo est un robot de construction légère qui est déplacé uniquement avec des vérins oscillants pneumatiques. Ses mouvements sont inspirés de ceux du bras humain. Tout comme son modèle biologique, il bénéficie du mécanisme naturel des biceps et triceps - pas dans une seule articulation, mais dans toutes les sept. Le concept d'entraînement et son astucieuse technique de régulation permettent au bras du robot, de bouger, comme le bras humain, de manière très ciblée et, selon le cas, avec force et rapidement, mais aussi avec sensibilité et souplesse.

La flexibilité - un énorme avantage du robot pneumatique

La souplesse du système est une caractéristique importante de la partie pneumatique - et ainsi du bras de robot pneumatique. Elle est possible parce que l'air peut être comprimé dans les chambres d'entraînement. Ce qui est un avantage décisif pour le BionicCobot par rapport aux robots qui sont déplacés par exemple au moyen de motoréducteurs. La compressibilité de l'air agit immédiatement en cas de collision avec un obstacle. Le robot est extrêmement souple et contribue à une certaine sécurité. L'asservissement de position du BionicCobot rigidifie forcément le système pneumatique flexible et oscillant à proprement parler. Mais comme le régulateur n'agit que quelque temps après une collision, le risque potentiel est minimisé. 

Comme chaque chambre d'entraînement des sept axes du BionicCobot est commandée séparément par une soupape, il est possible de régler individuellement le niveau de pression de chaque axe. Ainsi, les couples de rotation de chaque articulation peuvent être adaptés à chaque application. Par conséquent, le robot peut également accomplir des tâches exigeant beaucoup de puissance. Par exemple pour maintenir un objet dans une certaine position ou appliquer un effort antagoniste.

Contrairement à un mouvement demandant de la force, les couples peuvent aussi être réglés de sorte que le robot soit en mesure de tenir la pièce, mais aussi « soi-même ». La gravité du robot varie en fonction de la position du bras. Elle est calculée mathématiquement et compensée en conséquence. Ainsi, la charge de saisie peut être conduite quasiment en apesanteur par l'opérateur.

Application typique pour la BionicCobot: Il peut maintenir la pièce pendant le soudage
Application typique pour la BionicCobot: Il peut maintenir la pièce pendant le soudage

Une technique de régulation et de commande complexe

Les articulations du BionicCobot contiennent des actionneurs pneumatiques qui font bouger le robot. Les modules des axes renferment en outre des capteurs qui mesurent l'angle d'articulation et la pression pour la saisie des pressions dans les chambres. La technique de régulation et de commande requise est certes complexe, mais elle permet un suivi séquentiel qui n'est pas possible en pneumatique standard : généralement, en robotique, un mouvement souhaité est planifié en coordonnées pour les pinces et converti en angle d'articulation. Les différents mouvements des sept articulations du BionicCobot sont coordonnées de manière à ce que l'ensemble du bras du robot exécute le mouvement souhaité. Ainsi, le BionicCobot peut assister de nombreuses activités - et servir de troisième main.