Un bras robotique est un type de bras mécanique, généralement programmable, ayant des fonctions similaires à celles d’un bras humain; le bras peut être la somme totale du mécanisme ou peut faire partie d’un robot plus complexe. Les liaisons d’un tel manipulateur sont reliées par des articulations permettant un mouvement de rotation (comme dans un robot articulé) ou un déplacement en translation (linéaire). Les liens du manipulateur peuvent être considérés comme formant une chaîne cinématique. Le terminal de la chaîne cinématique du manipulateur s’appelle l’effecteur final et il est analogue à la main humaine.

Main robotique
L’effecteur terminal, ou main robotisée, peut être conçu pour effectuer toutes les tâches souhaitées, telles que le soudage, la préhension, le filage, etc., en fonction de l’application. Par exemple, les bras de robot des chaînes d’assemblage automobile exécutent diverses tâches, telles que le soudage et la rotation et le placement de pièces pendant l’assemblage. Dans certaines circonstances, une émulation étroite de la main humaine est souhaitée, comme dans le cas des robots conçus pour désarmer et éliminer les bombes.

Les types
Robot cartésien / robot à portique: Utilisé pour le travail de ramassage et de pose, l’application de mastic d’étanchéité, les opérations d’assemblage, la manipulation de machines-outils et le soudage à l’arc. C’est un robot dont le bras a trois articulations prismatiques, dont les axes coïncident avec un coordinateur cartésien.
Robot cylindrique: Utilisé pour les opérations d’assemblage, la manipulation des machines-outils, le soudage par points et la manipulation des machines de coulée sous pression. C’est un robot dont les axes forment un système de coordonnées cylindrique.
Robot sphérique / robot polaire Utilisé pour la manutention de machines-outils, la soudure par points, la coulée sous pression, la rectification, le soudage au gaz et le soudage à l’arc. C’est un robot dont les axes forment un système de coordonnées polaires.
Robot SCARA: Utilisé pour les travaux de ramassage et de pose, l’application de scellant, les opérations d’assemblage et les machines-outils de manipulation. Ce robot comporte deux joints rotatifs parallèles pour assurer la conformité dans un plan.
Robot articulé: Utilisé pour les opérations d’assemblage, de moulage sous pression, de mise en place de machines, de soudage au gaz, de soudage à l’arc et de peinture au pistolet. C’est un robot dont le bras a au moins trois joints tournants.
Robot parallèle: L’une des utilisations est une plate-forme mobile gérant des simulateurs de vol dans le poste de pilotage. C’est un robot dont les bras ont des joints prismatiques ou rotatifs concurrents.
Robot anthropomorphe: sa forme ressemble à celle d’une main humaine, c’est-à-dire avec des doigts et des pouces indépendants.

Bras robotiques notables
Dans l’espace, le système de manipulateur distant de la navette spatiale, également appelé Canadarm ou SRMS, et son successeur, le Canadarm2, sont des exemples de bras robotiques à plusieurs degrés de liberté. Ces bras robotiques ont été utilisés pour effectuer diverses tâches, telles que l’inspection de la navette spatiale à l’aide d’une flèche spécialement déployée avec caméras et capteurs fixés sur l’effecteur final, ainsi que des manœuvres de déploiement et de récupération de satellites depuis la soute à bagages de la navette spatiale.

Le rover Curiosity sur la planète Mars utilise également un bras robotique.

Bras robotiques à faible coût
Au cours de la décennie de 2010, la disponibilité des bras robotiques à faible coût a considérablement augmenté. Bien que ces bras robotiques soient principalement commercialisés comme appareils de loisir ou d’enseignement, des applications dans l’automatisation de laboratoires ont été proposées, comme leur utilisation comme échantillonneur automatique.

Robot articulé
Un robot articulé est un robot à articulations rotatives (par exemple un robot à pattes ou un robot industriel). Les robots articulés peuvent aller de la simple structure à deux articulations aux systèmes comportant au moins 10 articulations en interaction. Ils sont alimentés par une variété de moyens, y compris des moteurs électriques.

Certains types de robots, tels que les bras robotiques, peuvent être articulés ou non.

Définitions
Robot articulé: voir la figure. Un robot articulé utilise les trois articulations rotatives pour accéder à son espace de travail. Habituellement, les joints sont disposés dans une «chaîne», de sorte qu’un joint en soutient un autre plus loin dans la chaîne.

Chemin continu: Un schéma de contrôle dans lequel les entrées ou les commandes spécifient chaque point le long d’un chemin de mouvement souhaité. Le chemin est contrôlé par le mouvement coordonné des articulations du manipulateur.

Degrés de liberté (DOF): Le nombre de mouvements indépendants dans lesquels l’effecteur final peut se déplacer, défini par le nombre d’axes de mouvement du manipulateur.

Pince: Dispositif de préhension ou de maintien attaché à l’extrémité libre du dernier lien manipulateur; également appelé effecteur ou main du robot.

Charge utile: La charge utile maximale est la quantité de poids supporté par le manipulateur du robot à vitesse réduite tout en maintenant la précision nominale. La charge utile nominale est mesurée à la vitesse maximale tout en maintenant la précision nominale. Ces notations dépendent fortement de la taille et de la forme de la charge utile.

Pick and Place Cycle: Voir la figure. Le cycle de sélection et placement est le temps, en secondes, pour exécuter la séquence de mouvements suivante: Descendre d’un pouce, saisir une charge utile nominale; monter d’un pouce; se déplacer sur douze pouces; descendre d’un pouce; détacher; monter d’un pouce; et revenir au point de départ.

Portée: distance horizontale maximale entre le centre de la base du robot et le bout de son poignet.

Précision: Voir la figure. Différence entre le point qu’un robot tente d’atteindre et la position résultante réelle. La précision absolue est la différence entre un point indiqué par le système de commande du robot et le point réellement atteint par le bras manipulateur, tandis que la répétabilité est la variation d’un cycle à l’autre du bras manipulateur lorsqu’il vise le même point.

Répétabilité: voir la figure. Capacité d’un système ou d’un mécanisme de répéter le même mouvement ou d’obtenir les mêmes points lorsqu’il est présenté avec les mêmes signaux de commande. Erreur de cycle en cycle d’un système lors d’une tentative d’exécution d’une tâche spécifique

Résolution: voir la figure. Le plus petit incrément de mouvement ou de distance pouvant être détecté ou contrôlé par le système de contrôle d’un mécanisme. La résolution de toute articulation est fonction des impulsions du codeur par tour et par rapport de transmission, et dépend de la distance entre le point central de l’outil et l’axe de l’articulation.

Programme de robot: programme de communication par robot pour ordinateurs personnels IBM et compatibles. Fournit des fonctions d’émulation de terminal et d’utilité. Ce programme peut enregistrer toute la mémoire utilisateur et une partie de la mémoire système sur des fichiers de disque.

Vitesse maximale: vitesse maximale composée de la pointe d’un robot se déplaçant en extension complète avec toutes les articulations se déplaçant simultanément dans des directions complémentaires. Cette vitesse est le maximum théorique et ne doit en aucun cas être utilisée pour estimer le temps de cycle d’une application particulière. Une meilleure mesure de la vitesse dans le monde réel est le temps de cycle de sélection et d’emplacement standard de 12 pouces. Pour les applications critiques, le meilleur indicateur du temps de cycle réalisable est une simulation physique.

Servocommandé: Contrôlé par un signal de pilotage déterminé par l’erreur entre la position actuelle du mécanisme et la position de sortie souhaitée.

Via Point: Un point par lequel l’outil du robot doit passer sans s’arrêter; Des points de passage sont programmés pour se déplacer au-delà des obstacles ou pour amener le bras dans une posture d’inertie inférieure pendant une partie du mouvement.

Enveloppe de travail: forme tridimensionnelle définissant les limites que le manipulateur de robot peut atteindre; également connu sous le nom d’enveloppe de portée.