Fabricants de robots : précision, vibrations et temps de cycle

La précision absolue ne suffit pas pour la tâche et l'étalonnage est manuel

Ce qui se passe. Un robot répète bien, mais n’atteint pas exactement un point programmé. Les longueurs réelles des segments, les décalages des articulations et le jeu des réducteurs diffèrent un peu du modèle, si bien que l’extrémité est légèrement décalée. Pour les tâches précises, la cellule est apprise point par point ou étalonnée à la main.

Ce que cela coûte. Des retouches, des points appris à refaire après chaque modification et des tâches qu’on ne peut pas confier à un robot parce qu’il n’est pas assez précis.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Des bras plus rigides et plus lourds coûtent de la vitesse. Un laser de poursuite passé une fois dans l’usine est précis et doit être refait chaque fois que quelque chose change.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir de positions mesurées comparées aux positions commandées pour un ensemble de poses, j’identifie les paramètres cinématiques et je vérifie quelle part de l’erreur un meilleur modèle supprime. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique quelle précision est atteignable avec votre robot.

Pour aller plus loin : Régulation de précision pour robots et machines-outils

Des équipes de mécanique et d'électronique, mais pas de responsable de la régulation

Ce qui se passe. Une jeune entreprise de matériel compte des concepteurs mécaniques et des ingénieurs électroniciens, et la régulation est écrite par celui qui a le temps. Personne ne porte le sujet : le réglage se fait à l’estime et les modèles n’existent pas.

Ce que cela coûte. Des retards de produit, des prototypes qui se comportent moins bien que la conception ne le promettait et des investisseurs qui demandent quand cela marchera.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Recruter un responsable prend des mois et coûte un salaire élevé avant que le produit existe. Un étudiant ou un généraliste peut écrire un régulateur, mais pas assumer la responsabilité d’une conception robuste.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des données du prototype, de la conception mécanique et du code utilisé, je vérifie quelle architecture de régulation convient au produit et ce qui manque. Le diagnostic à distance à prix fixe vous donne un plan et une liste de ce qu’un responsable intérimaire ferait en premier.

Les bras fléchissent à pleine portée

Ce qui se passe. Un robot plus grand, de longue portée et de forte charge, est plus souple. Bras tendu au maximum, il se courbe et oscille après chaque mouvement, et l’extrémité arrive plus tard que le régulateur ne le croit.

Ce que cela coûte. De la précision et de la vitesse perdues, parce que le robot doit attendre que l’oscillation cesse. Plus la portée est grande, plus la perte est grande.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Une structure plus rigide coûte du poids, de la matière et de l’énergie. Ralentir le bras est la solution de facilité et gaspille la capacité des entraînements.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des données des articulations et des moteurs et de quelques mouvements d’essai, j’identifie un modèle de corps flexible et je vérifie quel amortissement et quelle compensation le régulateur pourrait ajouter. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique quel gain est réaliste pour votre bras.

Pour aller plus loin : Régulation de précision pour robots et machines-outils

Les robots suivent les trajectoires avec des erreurs à vitesse élevée

Ce qui se passe. À basse vitesse, l’extrémité suit la trajectoire programmée. Quand la vitesse monte, les coins sont coupés, les cercles deviennent des ovales et la trajectoire s’affaisse. Le collage, le soudage et la découpe en souffrent.

Ce que cela coûte. Des cordons au mauvais endroit, des pièces à retoucher et une vitesse limitée par la qualité de la trajectoire plutôt que par les entraînements.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Réduire la vitesse est le remède qui coûte du temps de cycle. Apprendre la trajectoire corrigée à la main vaut pour un programme et un robot.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir d’enregistrements de trajectoire à plusieurs vitesses (commandée et mesurée), j’identifie l’erreur de poursuite et je vérifie ce qu’un suivi de trajectoire fondé sur un modèle pourrait supprimer. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique quelle précision de trajectoire attendre à vitesse élevée.

Pour aller plus loin : Précision de contour et vitesse

Les charges inconnues dégradent la régulation

Ce qui se passe. Le régulateur suppose une charge. Quand l’outil ou la pièce pèse plus ou moins, ou que le centre de gravité diffère, le robot vibre, dépasse ou dérive. Les utilisateurs changent souvent d’outil et de produit et n’entrent pas les bonnes valeurs.

Ce que cela coûte. Des vibrations et de l’usure, des déclenchements sur surcharge et une précision qui dépend de l’exactitude des données de charge.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Demander aux utilisateurs de saisir la charge est source d’erreurs. Régler pour la charge la plus lourde rend le robot lent avec les charges légères.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des couples des articulations et des mouvements pendant un court mouvement d’essai, je vérifie si la charge peut être estimée automatiquement et la régulation adaptée. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique ce que cela donne sur votre robot.

Pour aller plus loin : Régulation qui s’adapte à la dérive et à l’usure

Les bras longs et légers vibrent

Ce qui se passe. Les bras légers sont rapides et économes en énergie, mais ils sont élastiques. Après chaque arrêt rapide, le bras continue d’osciller, et la vibration se retrouve à l’outil.

Ce que cela coûte. Du temps de cycle perdu à attendre l’extinction de la vibration et de l’usure des réducteurs due aux secousses.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Les filtres coupe-bande valent pour une posture et une charge. L’amortissement mécanique ajoute du poids, ce qui annule la conception légère.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir de mesures de vibration dans plusieurs postures, j’identifie un modèle de corps flexible et je vérifie avec quelle efficacité l’amortissement dans le régulateur peut fonctionner dans tout l’espace de travail. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique à quoi vous attendre.

Pour aller plus loin : Régulation de précision pour robots et machines-outils

Les mouvements du robot ne sont pas optimaux en temps

Ce qui se passe. Les mouvements sont programmés de point à point avec des vitesses et des accélérations par défaut, très en dessous de ce que les entraînements pourraient faire. Le programmeur choisit des valeurs sûres parce que les limites réelles ne lui sont pas montrées.

Ce que cela coûte. Un temps de cycle plus long que nécessaire sur chaque pièce, c’est-à-dire moins de pièces par heure ou un robot de plus que nécessaire.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Augmenter la vitesse à la main trouve une limite par essais et erreurs et trouve rarement la meilleure combinaison pour tout le mouvement. Les planificateurs standard n’utilisent pas les vraies limites de couple.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir du modèle du robot, des limites des entraînements et des programmes de mouvement, je vérifie de combien les mouvements pourraient être raccourcis s’ils étaient planifiés dans les vraies limites. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique quel gain de temps de cycle est réaliste.

Pour aller plus loin : Trajectoires optimales et plans de consignes

Les robots se déplacent de façon peu efficace

Ce qui se passe. Un robot atteint le même point par de nombreuses trajectoires, avec de nombreuses vitesses et postures. Celle qui est programmée est rarement celle qui consomme le moins d’énergie. Les moteurs travaillent contre la gravité et freinent contre des ressorts.

Ce que cela coûte. De l’énergie pour un mouvement qui pourrait être évité, de la chaleur dans les moteurs et les entraînements et une cellule qui demande plus de refroidissement et une alimentation plus grande que nécessaire.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Les opérateurs optimisent le temps de cycle, pas l’énergie. Les modes d’économie d’énergie du contrôleur mettent le robot en veille quand il attend, mais ne changent pas le mouvement.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des relevés de puissance du robot et de son modèle, je vérifie quelle énergie une autre trajectoire, une autre posture ou un autre calage économiserait sans changer le cycle. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique à quoi vous attendre pour votre cellule.

Pour aller plus loin : Commande prédictive économique

La régulation de force devient instable sur les pièces rigides

Ce qui se passe. Quand le robot presse, meule ou insère, il régule la force de contact. Sur une pièce souple, c’est calme. Sur une pièce rigide, le même gain fait rebondir le contact et osciller la force.

Ce que cela coûte. Des pièces et des outils abîmés, du travail rebuté et des vitesses de contact lentes et prudentes. Les programmes sont réécrits pour chaque nouveau matériau.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Baisser le gain rend la régulation lente. Une valeur réglée pour une rigidité échoue sur la pièce suivante.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir d’enregistrements de force et de position pendant le contact, j’identifie la rigidité de contact et je vérifie comment une régulation qui connaît le modèle garde la force stable d’un matériau à l’autre. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique à quoi vous attendre.

Pour aller plus loin : Régulation de précision pour robots et machines-outils

Les robots gardent des vitesses prudentes près des personnes et des obstacles

Ce qui se passe. Un robot qui partage l’espace avec des personnes ou des obstacles mobiles ralentit bien avant tout danger, parce qu’il ne sait pas ce que feront les autres. Il reste lent même quand l’espace autour de lui est dégagé.

Ce que cela coûte. Du débit perdu à chaque cycle et des cellules qui ne peuvent pas être utilisées à la vitesse que permettent leurs entraînements.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Une distance de sécurité fixe est simple à certifier et coûte de la vitesse partout. Une zone de sécurité plus grande agrandit la cellule.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir de l’implantation de la cellule, des réglages de sécurité et des enregistrements des mouvements, je vérifie comment un planificateur qui tient compte de l’incertitude sur les autres pourrait maintenir la sécurité et gagner en vitesse. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique quel gain de débit attendre.

Pour aller plus loin : Évitement d’obstacles sous incertitude

La régulation n'est testée que sur le matériel

Ce qui se passe. Le nouveau logiciel de régulation va directement sur le robot. Chaque modification est essayée sur le bras réel, dont d’autres ont aussi besoin. Une erreur peut signifier une collision, un réducteur cassé ou un outil abîmé.

Ce que cela coûte. Des dégâts sur le matériel, des jours d’attente du robot et des erreurs trouvées tard, quand elles coûtent cher.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Tester dans une simulation simple masque les effets de contact et de frottement, si bien que l’équipe ne lui fait pas confiance. Du matériel de rechange pour tout le monde coûte cher.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des fiches techniques du robot et de quelques mesures, je vérifie quelle qualité doit avoir un modèle de simulation pour attraper la plupart des erreurs avant le matériel et ce que sa construction demande. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique si tester d’abord en simulation est rentable.

Les algorithmes sont trop lourds pour le contrôleur du robot

Ce qui se passe. De meilleures méthodes de régulation existent sur le papier, mais elles sont trop lentes pour le contrôleur du robot dans le temps de cycle. L’équipe les simplifie jusqu’à ce qu’elles tiennent.

Ce que cela coûte. Une régulation plus simple que ce que le robot pourrait exploiter, de la précision et de la vitesse perdues, et une nouvelle génération de matériel freinée par l’ancien logiciel.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Un ordinateur plus rapide ajoute du coût et une nouvelle plateforme. Simplifier un algorithme à la main fait perdre les avantages qui le rendaient attrayant.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir de la spécification du contrôleur, des temps de cycle et de l’algorithme, je vérifie comment une forme réduite peut tourner en temps réel et ce qu’elle perd. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique ce qui tient sur votre matériel.

Pour aller plus loin : Commande prédictive sur matériel embarqué

L'usure des réducteurs et des articulations passe inaperçue jusqu'à l'arrêt du robot

Ce qui se passe. Les réducteurs et les articulations s’usent lentement. Le jeu augmente, le frottement change et du bruit apparaît. Le robot continue de travailler jusqu’à la défaillance d’une articulation, souvent sur une ligne de production en marche.

Ce que cela coûte. Des arrêts non planifiés, une réparation d’urgence et des pièces qui ne sont pas en stock. La cellule doit être arrêtée à un mauvais moment.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Remplacer les réducteurs selon les heures de fonctionnement est trop tôt pour la plupart et trop tard pour certains. Écouter le bruit dépend de la personne qui passe.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des courants moteurs, des positions et des températures que le contrôleur enregistre déjà, je vérifie si les changements de frottement et de jeu peuvent être vus et un remplacement planifié. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique à quel point les signaux le montrent tôt.

Pour aller plus loin : Mesures calculées

Les concepts d'entraînement et le dimensionnement des moteurs des robots d'automatisation de laboratoire reposent sur des règles empiriques

Ce qui se passe. Les robots d’automatisation de laboratoire déplacent de petites charges très vite et souvent, et doivent être silencieux et précis. Le moteur, le réducteur et le régulateur sont choisis selon une règle empirique, puis réglés sur le banc.

Ce que cela coûte. Des entraînements trop grands ou trop petits, plus de chaleur que prévu et des cycles de réglage qui retardent le produit.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Les valeurs de catalogue valent pour un service type, pas pour ce profil de mouvement. Essayer plusieurs tailles de moteur coûte des prototypes.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des profils de mouvement prévus, des charges et des données du moteur, je vérifie par un modèle quel moteur et quel réducteur satisfont le profil avec marge et comment la régulation doit être réglée. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique si un entraînement plus petit suffirait.

Pour aller plus loin : Commande prédictive des entraînements

La régulation avancée de robots, l'étalonnage et le traitement du signal sont difficiles à recruter

Ce qui se passe. Un fabricant de robots a besoin de meilleurs régulateurs, de routines d’étalonnage et de traitement du signal pour ses capteurs. Les personnes qui maîtrisent les trois sont peu nombreuses, et les postes restent ouverts.

Ce que cela coûte. Des fonctions qui attendent dans la feuille de route, les mêmes personnes qui portent tous les projets et une qualité du robot en retrait de ce que le matériel pourrait donner.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Un développeur logiciel généraliste n’a pas la formation. La formation prend plus de temps qu’un cycle de produit.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir du code de régulation, des procédures d’étalonnage et des données de capteurs, je vérifie où l’identification et la régulation fondée sur des modèles apporteraient le plus et quelle part peut être faite hors de l’équipe. Le diagnostic à distance à prix fixe vous donne un plan par parties.

Pour aller plus loin : Régulation de précision pour robots et machines-outils

Les modèles de robot pour la simulation exigent des paramètres physiques que personne n'a ajustés

Ce qui se passe. La simulation d’un robot ne vaut que ce que valent ses masses, ses frottements et ses raideurs. Ils proviennent de plans et de valeurs par défaut, et le robot simulé se comporte autrement que le réel.

Ce que cela coûte. Des résultats de simulation auxquels on ne fait pas confiance, des méthodes d’apprentissage entraînées sur un modèle qui ne correspond pas et un écart qui apparaît quand le code passe sur le robot réel.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Ajuster les paramètres à la main jusqu’à ce que les courbes se ressemblent vaut pour un mouvement. Un modèle tiré des plans donne les masses mais pas le frottement.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir d’enregistrements de mouvement du robot réel, j’identifie les paramètres avec lesquels le modèle les reproduit et je vérifie jusqu’où l’on peut se fier au modèle. Le diagnostic à distance à prix fixe vous indique si vos enregistrements suffisent.

Pour aller plus loin : Calcul des états non mesurés pour la régulation