De la maintenance et la réparation des infrastructures sous-marines à l'inspection des bassins d'eaux usées… Sur les sites gaziers, d'extraction pétrolière ou de construction dangereux… Pour la collecte d'échantillons de recherche ou pour le sauvetage sur les lieux d'une catastrophe… Dans ces cas de figure et bien d'autres, les robots de terrain s'acquittent de tâches trop ingrates ou trop dangereuses pour l'être humain. Dans un contexte marqué par la pénurie de main d'œuvre récurrente, les robots sont une solution quand l'humain n'est pas disponible.
Il est attendu des robots de terrain qu'ils évoluent dans un environnement non structuré, effectuent des tâches sophistiquées et bien souvent, fonctionnent jour et nuit sans arrêt. Afin que les robots puissent mener à bien des tâches aussi spécialisées que difficiles, les fabricants rivalisent d'ingéniosité.
Certaines machines sont immenses et puissantes, à l'instar de celles qui permettent la construction des ponts et des immeubles. Elles sont censées fonctionner de manière fiable sur de longues distances, loin de leur lieu de stockage et dans des conditions difficiles. On peut citer, entre autres, les tombereaux miniers autonomes, pilotés par des systèmes de contrôle et de direction automatisés. Certaines machines sont compactes et discrètes, comme les robots de reconnaissance militaires. Ils peuvent être déployés dans des environnements hostiles, au fond d'un océan ou dans l'espace. Certaines machines ont le doigté nécessaire pour effectuer des tâches très délicates, comme la récolte des fruits.
Ces applications spécialisées nécessitent des systèmes de mouvement sophistiqués, des logiciels d'automatisation et des procédures de maintenance qui en compliquent l'adoption, tant d'un point de vue financier qu'opérationnel. Par conséquent, il existe un intérêt croissant envers la robotique en tant que service, ou RaaS.
Par exemple, pour construire un pont, les équipes peuvent être amenées à louer un robot pour effectuer diverses tâches plus rapidement, permettant aux humains de s'adonner à d'autres étapes moins risquées mais non moins essentielles du processus. Une fois sa mission accomplie, le robot loué peut retourner au fournisseur RaaS, qui l'enverra ensuite sur un autre site. Avec leur taux d'utilisation parfois exceptionnel, les robots de location sont gages de durabilité et de fiabilité.
Défis et critères de motorisation des robots de terrain
Les capacités des robots reposent entièrement sur leurs mouvements, et les exigences de la motorisation des robots de terrain sont particulièrement rigoureuses. La fiabilité, l'efficacité et la facilité d'intégration sont la clé des performances des robots amenés à fonctionner dans des environnements imprévisibles. Toute défaillance d'un composant moteur ou panne de batterie pendant l'opération du robot peut faire perdre du temps et de l'argent à l'exploitant et mettre en danger les réparateurs.
Imaginez, par exemple, un robot sous-marin qui perd en puissance dans un environnement sous pression ou dans un réservoir d'eaux usées. Ou bien un robot d'exploration minière qui tombe en panne à une profondeur où des humains ne peuvent pas se rendre sans risque. Ou encore, un véhicule d'exploration spatiale qui subit une défaillance critique à plus de 150 millions de kilomètres de la Terre. Dans de telles situations, un précieux robot devient totalement inutile à moins que l'on puisse le récupérer, ce qui est parfois extrêmement difficile, dangereux, voire impossible.
Pis encore : un robot en proie à une avarie peut entraîner l'arrêt de la production. Le coût d'une interruption imprévue dans les domaines de la construction, de l'exploitation minière ou dans les secteurs pétroliers et gaziers, entre autres, peut s'avérer astronomique.
Les systèmes de mouvement fiables et efficaces contribuent à réduire le risque de défaillance, à améliorer les opérations et à optimiser la durée de fonctionnement des robots. Voici les caractéristiques du moteur idéal pour les robots :
- intégré avec d'autres éléments de conception, tels que les réducteurs harmoniques ou d'autres composants de transmission;
- correctement dimensionné, offrant le couple continu et le couple de crête requis tout en fonctionnant dans la plage de vitesse optimale pour l'application;
- aussi compact que possible tout en répondant aux exigences de performance de l'application;
- conçu pour résister à la surchauffe, avec une température maximale suffisante pour fournir des performances optimales aux températures ambiantes les plus élevées qui peuvent être rencontrées;
- construit de manière robuste et fiable pour résister à toutes les conditions que le robot peut rencontrer sur le terrain;
- élaboré et assemblé pour répondre à toutes les exigences liées à l'application (moteurs submersibles pour les robots sous-marins, moteurs résistants au lavage après utilisation dans des environnements sales ou exposés aux éléments, ou encore moteurs antidéflagrants certifiés pour les terrains dangereux);
- livré en toute fiabilité et pris en charge partout dans le monde, pendant toute la durée de vie du programme de robots.
L'expertise Kollmorgen
Fort de plusieurs décennies d'expérience dans la conception et la livraison de moteurs parmi les plus performants du marché, optimisés pour les bras articulés et d'autres applications robotiques, Kollmorgen est en mesure de répondre aux exigences élevées des robots de terrain qui nécessitent une efficacité sans faille.
Parmi les caractéristiques principales des moteurs, on peut citer le grand nombre de pôles, les enroulements conçus pour réduire les pertes dans le noyau ou encore les stratifications qui diminuent la friction statique et l'amortissement visqueux. Ces atouts permettent aux moteurs de fonctionner avec une meilleure efficacité, pendant plus longtemps et avec une élévation moindre de la température, ce qui renforce la fiabilité du système.
Nos moteurs sans boîtier conçus pour les articulations robotisées bénéficient d'un large alésage traversant, ainsi que d'un ratio élevé entre les diamètres intérieurs et extérieurs. Ces avantages permettent de réduire le poids, la longueur et l'inertie des articulations, tout en accommodant sans difficulté les câbles d'alimentation et d'asservissement ainsi que divers autres composants. De nombreux moteurs sans boîtier sont optimisés pour s'adapter aux réducteurs harmoniques de série (ondes de déformation), afin de permettre la conception de machines plus économiques et plus fiables.
Kollmorgen offre la possibilité de modifier les enroulements du moteur à bas coûts pour répondre aux besoins exacts de chaque application en matière de vitesse, de couple continu et de couple de crête. En adoptant un moteur trop petit ou trop gros, vous risquez de dégrader les performances ou la fiabilité de votre système. Les moteurs Kollmorgen fournissent précisément les performances requises pour chaque application, avec un poids, une taille et une consommation d'énergie optimisés.
Kollmorgen fournit également des moteurs adaptés aux profondeurs sous-marines, aux terrains dangereux, aux conditions climatiques difficiles, aux lavages répétés, à la haute altitude, à l'espace et, plus généralement, aux environnements extrêmes. Face à un si large éventail d'applications hautement spécialisées, les fabricants d'équipements d'origine n'hésitent pas à nous solliciter pour du prototypage rapide, ainsi que pour passer commande de petits volumes pour leurs initiatives de mise sur le marché de nouvelles conceptions robotisées. Là où la plupart des fabricants rechignent à l'idée d'honorer des requêtes aussi spécifiques, Kollmorgen les accepte volontiers.
La culture collaborative, la gamme d'options, les capacités d'ingénierie inégalées et les équipes locales de conception de Kollmorgen peuvent vous aider à raccourcir vos cycles de conception et à mettre plus rapidement sur le marché des robots de terrain plus adroits, plus fiables et plus durables. De même, avec ses structures globales de production et d'assistance, son implication pour une qualité constante et ses décennies d'expertise en robotique, Kollmorgen s'engage à vous aider à maintenir la productivité de votre robot sur le terrain année après année.
En savoir plus
Découvrez comment nous avons relevé les défis de conception de moteurs robotiques les plus difficiles avec notre formation en ligne Améliorer l'efficacité des robots grâce à la conception et à la sélection du moteur. Lisez notre brochure sur les moteurs sans boîtier TBM2G pour découvrir les avantages d'un moteur conçu spécifiquement pour être compatible avec les robots. Ensuite, contactez-nous pour que nous discutions des exigences uniques de votre projet, d'ingénieur à ingénieur.
