Un robot à axe unique, également connu sous le nom de glissière linéaire, de module linéaire ou de manipulateur industriel, est un composant essentiel de l'automatisation industrielle pour obtenir un mouvement linéaire de haute précision. Grâce à une conception modulaire, il intègre des rails de guidage, des systèmes de transmission (vis à billes/courroies crantées) et des moteurs d'entraînement, avec des interfaces standardisées pour une adaptation rapide aux équipements automatisés et aux chaînes de production. Cela améliore considérablement la précision de positionnement et réduit les coûts de développement des équipements.
Classifié par environnement d'application : usage général (pour les conditions conventionnelles) et type salle blanche (pour les scénarios sans poussière). Par méthode d'entraînement :entraînement par vis à billes (haute précision, précision de positionnement ±0,01 mm) et entraînement par courroie crantée (haute vitesse, jusqu'à 2 m/s), répondant à diverses exigences opérationnelles.
Un robot à axe unique se compose de neuf composants clés :
- Système d'entraînement (côté moteur/côté non moteur) : Intègre des servomoteurs/moteurs pas à pas, transmettant la puissance via des accouplements ;
- Unité de mouvement : Curseur 配合本体导轨 (curseur associé aux rails de guidage principaux) pour un mouvement linéaire à faible frottement ;
- Dispositifs de protection : Bandes d'acier anti-poussière, protections latérales et couvercles de protection pour les environnements poussiéreux/humides ;
- Composants de transmission : Vis à billes ou courroies crantées, déterminant la précision et la performance de la vitesse.
Les robots à axe unique, fonctionnant indépendamment ou en combinaisons multi-axes (par exemple, plates-formes XY/XYZ), sont largement utilisés dans l'automatisation de haute précision :
- Test de planéité : L'axe X entraîne un télémètre laser pour des balayages alternatifs, tandis que l'axe Y positionne les pièces. L'échantillonnage multipoint calcule les erreurs de planéité avec une précision de ±0,02 mm.
- Inspection visuelle : Les axes X/Y transportent des caméras industrielles pour la numérisation plane 2D, et l'axe Z ajuste la distance focale pour détecter les défauts des produits et le mauvais alignement des matériaux auxiliaires, améliorant l'efficacité de l'inspection de la qualité de plus de 30 %.
- Usinage laser : L'axe Z monte des têtes de découpe/marquage, élargissant la plage de marquage avec des systèmes galvanométriques pour un traitement de surface de haute précision (largeur de ligne minimale 0,1 mm) ;
- Serrage automatique des vis : Une plate-forme à 3 axes ramasse les vis via des alimentateurs vibrants et effectue le serrage le long de trajectoires prédéfinies, avec une précision de positionnement de ±0,1 mm et <2 secondes par vis.
- Distribution stéréoscopique 3D : Les axes X/Y planifient les trajets, et l'axe Z contrôle la hauteur du distributeur, réalisant une distribution précise de 0,5 mm de diamètre sur des surfaces complexes, adaptée à l'emballage des composants électroniques et à l'étanchéité automobile.
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Transmission de haute précision :
- Les modèles à vis à billes utilisent des vis de qualité C5 avec une erreur de positionnement ≤±0,01 mm et une précision de positionnement répétée ±0,005 mm, idéales pour les scénarios de précision comme la manipulation de plaquettes de semi-conducteurs ;
- Les modèles à courroie crantée atteignent des vitesses allant jusqu'à 1500 mm/s grâce aux entraînements par courroie crantée, adaptés au tri à grande vitesse et aux chaînes de convoyeurs.
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Adaptabilité environnementale :
- Étanchéité anti-poussière (indice de protection IP54) avec joints labyrinthes, bloquant les particules >5μm et les éclaboussures de liquide, prolongeant la durée de vie de 20 % ;
- Corps en acier inoxydable en option pour les environnements humides/corrosifs (par exemple, dispositifs médicaux, chaînes de production alimentaire).
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Conception modulaire :
- Prend en charge les spécifications multi-courses (50–3000 mm) et les directions de montage du moteur (montage latéral/extrémité), compatible avec les servomoteurs/moteurs pas à pas pour des charges de 5–200 kg ;
- Structure plug-and-play, installée en <30 minutes. Les curseurs/composants de transmission remplaçables réduisent les coûts d'immobilisation.
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Correspondance des conditions :
- Course : Choisir en fonction de la plage de mouvement effective avec une marge de sécurité de 10 %–15 % ;
- Environnement : Anti-poussière pour les scènes poussiéreuses, modèles de salle blanche en acier inoxydable pour les salles blanches (rugosité de surface Ra≤1,6μm) ;
- Vitesse et précision : Vis à billes pour une haute précision (≤1 m/s), courroies crantées pour une haute vitesse (>1 m/s).
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Calcul de la charge :
- La charge dynamique prend en compte le poids de la pièce, l'inertie et le frottement, vérifiés via les formules de couple du fabricant (facteur de sécurité ≥1,5) ;
- Les scénarios de moment de basculement nécessitent un espacement accru des rails de guidage ou des curseurs de type bride pour une rigidité torsionnelle plus élevée.
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Configuration de contrôle :
- Équipé de fins de course (origine/limite) et d'encodeurs (incrémentaux/absolus) pour la rétroaction de position et la sécurité ;
- Prend en charge la programmation PLC/PC et les protocoles Modbus/Canopen pour la coordination multi-axes.
- Placer le module horizontalement et retirer le couvercle d'extrémité du moteur ;
- Ajuster les vis de la plaque de connexion pour aligner la bride du moteur avec la poulie ;
- Installer la courroie crantée, en assurant une tension modérée (affaissement ≤5 mm par portée de 100 mm) ;
- Serrer les vis de fixation diagonales, vérifier le centrage de la courroie et réinstaller le couvercle d'extrémité.
- Inspection quotidienne : Vérifier l'usure des câbles (rayon de courbure ≥10× diamètre du câble), les bruits anormaux (normal ≤65 dB) ;
- Maintenance trimestrielle : Lubrifier les rails/vis avec de la graisse à base de lithium (viscosité 30–150 cSt), nettoyer la poussière de surface ;
- Contrôle semestriel : Vérifier le serrage des vis (écart de couple ≤±5 %), l'usure de la courroie crantée (remplacer si la perte de hauteur des dents >20 %).
- Stagnation du mouvement : Arrêter pour nettoyer 异物 (corps étrangers) sur les vis/rails (utiliser de l'air comprimé + alcool), compléter la lubrification ;
- Saut de courroie : Vérifier la tension (recommandé 80–120 N/m avec un tensiomètre), ajuster la position du moteur ;
- Déviation de positionnement : Recalibrer les fins de course, vérifier le jeu de l'accouplement (erreur de concentricité ≤0,05 mm).
- Équipement : Machine de détection des défauts des produits
- Configuration : Glissières à courroie crantée à axe X/Y (course 500 mm×300 mm, vitesse 1 m/s), glissière à vis à billes à axe Z (course 100 mm, précision ±0,01 mm) ;
- Fonction : La caméra se déplace avec les axes X/Y pour une numérisation complète du champ, l'axe Z ajuste automatiquement la distance focale pour différentes hauteurs de pièce. Les algorithmes d'IA permettent une reconnaissance des défauts au niveau de 0,2 mm à 200 pièces/minute.
Les robots à axe unique, avec leur haute précision, leur modularité et leur adaptabilité environnementale, servent d'unités de mouvement fondamentales dans l'automatisation industrielle. La sélection nécessite une prise en compte globale de la charge, de la vitesse, de la précision et de l'environnement, en utilisant les données techniques et les études de cas du fabricant pour équilibrer les performances et les coûts. L'installation standardisée et la maintenance périodique améliorent considérablement la fiabilité du système, favorisant les mises à niveau de la fabrication intelligente.
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