Comment les vis à billes de précision rendent les mouvements robotiques plus précis et plus naturels

Les vis à billes de haute précision allient compacité, mouvements précis et grande répétabilité, idéales pour les robots humanoïdes.

Philipp Schmalzhaf

par Philipp Schmalzhaf, Directeur commercial

Robotique

Des mouvements puissants et précis pour la robotique

En robotique, les mouvements deviennent de plus en plus naturels, complexes et précis. Qu'il s'agisse de robots humanoïdes dotés de bras, de mains et de jambes ou de robots d'assistance mobiles utilisés dans les hôpitaux et les centres logistiques, tous imposent des exigences très élevées aux systèmes d'entraînement. Chaque mouvement influence directement le fonctionnement, la sécurité et l'acceptation de ces machines.

Les solutions conventionnelles, telles que les entraînements à vis simples ou les vis à billes standard, atteignent rapidement leurs limites : jeu excessif, rigidité insuffisante, manque de sensibilité dans les mouvements ou encombrement trop important. C'est précisément là que les vis à billes de haute précision GROB font la différence. Elles associent force, précision de mouvement et répétabilité dans une conception compacte, ce qui les rend idéales pour les applications robotiques exigeantes.

Des mouvements articulaires précis pour les robots humanoïdes

Les robots humanoïdes doivent pouvoir saisir, porter, visser ou soutenir des charges tout en reproduisant des mouvements aussi naturels que possible. Dans de nombreux axes de mouvement, les vis à billes de haute précision jouent un rôle essentiel, notamment au niveau des doigts, des mains, des bras ou des jambes.

Les vis à billes de haute précision permettent notamment :

  1. des mouvements précis lors de la préhension de composants fragiles
  2. des mouvements linéaires puissants pour les opérations de vissage ou de serrage
  3. un positionnement répétable dans les processus répétitifs

Grâce à des vis rectifiées, des tolérances serrées et des précharges sélectionnables, le jeu de retour et les erreurs de positionnement peuvent être considérablement réduits. Les concepteurs peuvent ainsi répondre de manière fiable aux exigences de rigidité élevée, de résolution précise des déplacements et de conception compacte. Les vis à billes de haute précision contribuent ainsi de manière décisive à rendre les mouvements d'un robot humanoïde non seulement fonctionnels, mais également maîtrisés et naturels.

Robots humanoides

Robots humanoïdes

Des mouvements fluides et sûrs pour les robots d'assistance

Les robots d'assistance évoluent de plus en plus au contact direct des personnes, que ce soit dans les hôpitaux, les établissements de soins, les hôtels, les commerces ou les bureaux. Dans ces environnements, la sécurité, la fluidité des mouvements et l'acceptation par les utilisateurs sont tout aussi importantes que les performances techniques. Des mouvements brusques ou bruyants sont rapidement perçus comme gênants ou désagréables.

Les vis à billes de haute précision permettent notamment dans les robots d'assistance :

  1. des mouvements silencieux et réguliers, par exemple pour l'ouverture de compartiments ou de trappes ;
  2. des mouvements linéaires précis pour les fonctions de levage, de pivotement ou de positionnement ;
  3. une excellente répétabilité, même lors d'un grand nombre de cycles quotidiens.

Grâce à leur faible coefficient de frottement et à une géométrie de roulement optimisée, elles garantissent un fonctionnement fluide, idéal pour les systèmes robotiques évoluant à proximité immédiate des personnes. Les exploitants bénéficient en outre d'une longue durée de vie et de processus fiables.

Robots de livraison

Robots de livraison

Pourquoi les vis à billes de haute précision GROB sont le bon choix pour les projets robotiques exigeants

Les concepteurs de systèmes robotiques ont des exigences très précises en matière d'entraînement : les mouvements doivent être répétables, précis et exempts de tout jeu de retour perceptible. Dans le même temps, les systèmes doivent offrir une grande rigidité, une longue durée de vie et pouvoir être intégrés dans des espaces d'installation réduits. Les vis à billes de haute précision rectifiées de GROB, associées à un pas adapté, un écrou préchargé et des tolérances de pas serrées, sont spécialement conçues pour répondre à ces contraintes. Elles constituent la base de mouvements naturels dans les bras, les jambes et les préhenseurs, d'une locomotion stable sur roues ou sur jambes, ainsi que de mouvements précis et reproductibles pour les fonctions d'assistance et de manutention.

Dans le domaine de la robotique, la qualité du composant ne fait pas tout : il est également essentiel de pouvoir compter sur un partenaire fiable. Avec GROB, vous bénéficiez d'une qualité documentée par des rapports de mesure, de conseils techniques approfondis pour le dimensionnement et la conception, ainsi que de nombreuses années d'expérience dans les applications exigeantes de la technologie d'entraînement. Lorsque les solutions standard atteignent leurs limites, nous développons avec vous des variantes adaptées à votre application. Vous savez ainsi précisément quelle solution vous obtenez, quelles exigences elle couvre et pourquoi nos vis à billes de haute précision constituent le choix idéal pour votre projet robotique, du concept initial jusqu'à la production en série.

Questions fréquentes

Le plus souvent via des orifices de lubrification pour l’huile ou la graisse. Une lubrification régulière est importante pour la durée de vie et le bon fonctionnement.

Ce type de vis à billes est fabriqué avec un jeu axial réduit et une grande précision dimensionnelle. Elles peuvent ainsi être utilisées dans des centres d’usinage ou d’autres installations nécessitant une grande précision.

Les classes courantes vont de C7 à C1. C3–C1 sont utilisées pour le positionnement, C7–C5 pour le transport. Vos exigences en matière de longueur de vis, de jeu, de précision de répétition et de charge déterminent le choix.

Les vis à billes haute précision ont des tolérances plus strictes, moins de jeu et une rigidité plus élevée. Elles conviennent aux tâches de positionnement exact, tandis que les vis standard sont plutôt adaptées aux mouvements d’avance ou de transport simples.

La précharge élimine le jeu, augmente la rigidité et la précision. Elle est importante pour les tâches de positionnement, moins pour le transport.

Roulées : formées à froid, économiques, précision moyenne.

Rectifiées : usinées par abrasion, donc extrêmement précises.

Tourbillonnées : formées par enlèvement de matière, plus rapides que la version rectifiée et plus précises que la version roulée.

Les types haute charge ont des chemins de roulement robustes et de grosses billes. Les types haute vitesse utilisent des pas plus grands et des renvois spéciaux.

Diamètre d’arbre de 4 à 300 mm, pas de 1 à 80 mm, longueurs jusqu’à 12 000 mm (monobloc), jusqu’à 22 000 mm (assemblage multi-pièces).

Pour les vis : acier spécial durci par induction. Pour les écrous : acier cémenté sous vide. Garantit la longévité et la capacité de charge.

La durée de vie peut être calculée théoriquement. Elle se base sur le calcul de durée de vie des roulements à billes et est influencée par la vitesse de rotation, la capacité de charge et la force axiale.

DN = diamètre × vitesse de rotation. Cette formule permet de calculer la vitesse maximale de rotation de l’écrou.

Différents renvois (internes, externes), formes de flasque, écrous multiples, versions compactes et filetages spéciaux.

Les types de positionnement sont préchargés (avec peu de jeu), tandis que les types de transport ont du jeu et sont plus simples – mais inadaptés aux mouvements précis. Une haute précision se reflète également dans le prix d’achat.

Oui, il existe des écrous simples, doubles et spéciaux. Le remplacement est généralement facile pour les pièces standard, mais limité pour les formes spéciales.

Les forces latérales doivent être absolument évitées. Il ne doit pas y avoir de surdétermination par le support de la vis. Le (dé)montage de l’écrou doit toujours se faire avec une bague, sinon les billes risquent de tomber de l’écrou.

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