Guidage des câbles compact pour un robot innovant assurant le déchargement de pneus d'un camion

Fiche signalétique

• Solution requise : chaîne porte-câbles e-spool, câbles chainflex
• Exigences : un guidage des câbles compact était nécessaire pour l'alimentation du robot. Une alimentation qui devait aussi être résistante à l'usure puisqu'elle frotte sur le sol en béton.
• Secteur : robotique, secteur des pneumatiques
• Avantage pour le client: la chaîne e-spool à ressort de rappel permet d'enrouler les câbles de manière compacte. Pas besoin de concevoir une solution spéciale, ce qui a permis de respecter le budget du projet.

Vidéo : Ce robot pénètre dans la remorque d'un camion et en décharge les pneus de façon autonome. Le guidage des câbles de puissance pour moteurs, de commandes et d'alimentation électrique est assuré par une e-spool compacte.

Problème

Ce bras de robot à 7 axes a été monté sur une plateforme mobile à chenilles et est utilisé dans des camions dans le secteur des pneumatiques. Grâce à une pince sophistiquée, à un système de vision et à de l'intelligence artificielle, tous mis au point dans le centre d'étude et de recherche de Michelin à Ladoux, le bras de robot identifie et saisit les pneus pour les placer sur un convoyeur placé dessous, d'où ils seront transportés à la zone de traitement.
En mode manuel (à commande radio), la plateforme avec le robot peut se déplacer dans toutes les directions, la destination étant le quai de chargement/déchargement. Une fois le quai atteint, il passe en mode autonome. Lorsqu'il se trouve dans une remorque de camion avec peu de place, le robot n'a toutefois qu'une marge de manœuvre très restreinte pour avancer, reculer et tourner pour se recentrer. Cette situation crée un problème de place pour le guidage des nombreux câbles d'alimentation électrique, de commandes et pneumatiques entre l'extérieur et la remorque où le robot officie. Une batterie pour l'alimentation en énergie ou un moteur n'était pas possible en raison de restrictions de taille et de poids pour le robot.
Le choix s'est donc porté sur un système de chaînes porte-câbles qui est tiré horizontalement derrière le robot, sur le béton et le fond en bois ou en plastique de la remorque du camion. Il y effectue une course d'au moins 14 m à une vitesse de 12 m/min et une accélération de 1 m/s².La petite différence de hauteur entre le quai et la remorque pose aussi un petit problème et le guidage des câbles devait donc s'user le moins possible. Comme la chaîne porte-câbles était légèrement décentrée par rapport à la trajectoire de la plateforme mobile, elle devait aussi être en mesure de faire face à une torsion/déformation.

Solution

Pour répondre aux exigences très particulières du guidage des câbles, nous avons cherché la meilleure solution technique en coopération étroite avec le client.
Le choix s'est finalement porté sur une e-spool à ressort de rappel qui permet aux ingénieurs de guider de manière sûre tous les câbles d'alimentation électrique et de données ainsi que les tuyaux pneumatiques jusqu'à la plateforme et le robot.
Pour que la chaîne porte-câbles déroulée puisse également se déplacer dans l'axe Y, le système e-spool et la chaîne porte-câbles de la série 1400 ont été montés sur un plateau tournant. Les derniers maillons de la chaîne faisaient aussi l'objet d'une spécification particulière. Ils devaient en effet être montés à l'envers pour que la chaîne soit plus près du sol lorsque l'e-spool est déroulée.Des capteurs supplémentaires ont aussi été installés sur la chaîne porte-câbles afin d'arrêter la plateforme avant que la chaîne arrive au bout. Le système e-spool a permis d'enrouler les câbles sur un espace réduit. Le système à ressort de rappel intégré a permis aux ingénieurs de se passer d'un système d'enroulement motorisé.
Le robot a ainsi pu rester léger et fin, contrairement à ce qui se serait produit avec une alimentation à batterie ou à moteur. De surcroît, le système e-spool a aussi permis à l'équipe du projet de rester dans le budget prévu pour le guidage des câbles. Nous avons fourni les câbles et les tuyaux en plus de la chaîne porte-câbles. Il s'agissait avant tout de câbles de puissance pour moteurs chainflex, de câbles de commandes chainflex et d'un tuyau pneumatique.