{"id":48268,"date":"2025-07-10T13:50:58","date_gmt":"2025-07-10T12:50:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.gt-engineering.it\/?post_type=approfondimento&p=48268"},"modified":"2025-07-11T08:21:07","modified_gmt":"2025-07-11T07:21:07","slug":"les-robots-et-leurs-parties-iso-10218-1","status":"publish","type":"approfondimento","link":"https:\/\/www.gt-engineering.it\/fr\/approfondissement\/la-securite-des-machines\/les-robots-et-leurs-parties-iso-10218-1\/","title":{"rendered":"Les robots et leurs parties : ISO 10218-1"},"content":{"rendered":"\n\n \n \n \n
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Nous savons tous que les robots sont le c\u0153ur battant des \u00eelots robotis\u00e9s et que leur utilisation est de plus en plus r\u00e9pandue dans l\u2019automatisation des processus industriels. Conscients de leur importance, analysons maintenant les diff\u00e9rentes parties qui les composent.<\/p>\n<\/div> <\/div>\n \n \n

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\n Le centre d\u2019outil <\/h2>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n <\/picture>\r\n\r\n \r\n\r\n \r\n \r\n <\/div>\n \n
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Nous pouvons commencer par son extr\u00e9mit\u00e9 : le centre d’outil<\/strong> (CDO)<\/strong> , consid\u00e9r\u00e9 comme essentiel pour les fonctions de s\u00e9curit\u00e9 du robot:<\/p>\n

[ISO 10218-1: 2025]3.1.2 Sous-ensembles et composants<\/strong><\/em><\/p>\n

3.1.2.11 centre d\u2019outil<\/strong> CDO: <\/strong>point d\u00e9fini pour une application (3.1.1.5) donn\u00e9e par rapport au syst\u00e8me de coordonn\u00e9es de l\u2019interface m\u00e9canique (3.1.2.7)
\nNote 1 \u00e0 l’article: Le param\u00e8tre CDO d\u00e9finit l’emplacement du CDO par rapport \u00e0 l’interface m\u00e9canique (3.1.2.7).<\/p><\/blockquote>\n

Le CDO<\/strong> est un concept g\u00e9om\u00e9trique<\/strong> : c\u2019est le point dans l\u2019espace 3D qui repr\u00e9sente l\u2019extr\u00e9mit\u00e9 de l\u2019outil ou le centre d\u2019action de le\u00a0terminal<\/strong> (end effector<\/em>). Il permet de d\u00e9finir o\u00f9 le robot \u00ab agit \u00bb par rapport \u00e0 son propre syst\u00e8me de coordonn\u00e9es<\/strong>.<\/p>\n

Physiquement<\/strong>, ce point n\u2019est pas toujours visible ou repr\u00e9sent\u00e9 par un \u00e9l\u00e9ment mat\u00e9riel<\/strong>, mais :<\/p>\n

Il est parfois mat\u00e9rialis\u00e9 par une goupille<\/strong>, une sph\u00e8re<\/strong>, une pointe<\/strong> ou un marqueur<\/strong>, afin de le mesurer ou le v\u00e9rifier. De plus, il est enregistr\u00e9 dans le logiciel du robot<\/strong> sous forme de coordonn\u00e9es (offsets<\/em>) par rapport \u00e0 la bride de l\u2019outil<\/strong>.<\/p>\n<\/div> <\/div>\n \n \n

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\n Le Terminal <\/h2>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n <\/picture>\r\n\r\n \r\n\r\n \r\n \r\n <\/div>\n \n
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C\u2019est le dispositif mont\u00e9 \u00e0 l\u2019extr\u00e9mit\u00e9 du bras du robot, responsable de l\u2019interaction directe avec l\u2019environnement ou la pi\u00e8ce \u00e0 usiner.<\/p>\n

[ISO 10218-1: 2025]3.1.2 Sous-ensembles et composants<\/strong><\/em><\/p>\n

3.1.2.3 terminal:<\/strong> dispositif sp\u00e9cifiquement con\u00e7u pour \u00eatre fix\u00e9 \u00e0 l\u2019interface m\u00e9canique (3.1.2.7) permettant \u00e0 l’application <\/em>robotis\u00e9e (3.1.1.4) d’accomplir sa t\u00e2che<\/em>
\nEXEMPLE Pr\u00e9henseur, pince \u00e0 souder, pistolet de peinture.<\/em>
\nNote 1 \u00e0 l’article: Les terminaux sont parfois appel\u00e9s outillage d’extr\u00e9mit\u00e9 de bras (EOAT, pour end-of-arm tooling)<\/em><\/p><\/blockquote>\n

Il existe diff\u00e9rents types de terminal (end-effectors<\/em>) :<\/p>\n

    \n
  • \n

    Pinces m\u00e9caniques<\/strong> : g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 2, 3 ou 5 \u00ab\u00a0doigts\u00a0\u00bb, elles utilisent une fermeture m\u00e9canique pour saisir les pi\u00e8ces. Id\u00e9ales pour des composants rigides, avec une bonne pr\u00e9cision.<\/p>\n<\/li>\n

  • \n

    Ventouses \/ pr\u00e9henseurs \u00e0 vide<\/strong> : utilisent une d\u00e9pression pour soulever des surfaces planes ou poreuses.<\/p>\n<\/li>\n

  • \n

    Pinces magn\u00e9tiques<\/strong> : parfaites pour les mat\u00e9riaux ferromagn\u00e9tiques, souvent bas\u00e9es sur des aimants permanents ou des \u00e9lectroaimants.<\/p>\n<\/li>\n

  • \n

    Outils de proc\u00e9d\u00e9 (process-tool)<\/strong> : incluent des torches de soudage, buses de peinture, outils de per\u00e7age, de fraisage, de chanfreinage.<\/p>\n<\/li>\n

  • \n

    Capteurs<\/strong> : cam\u00e9ras, capteurs de force\/couple, capteurs ultrasoniques, lasers ; utilis\u00e9s pour la vision, la mesure, ou comme retour d\u2019information dans des manipulations d\u00e9licates.<\/p>\n<\/li>\n

  • \n

    Types avanc\u00e9s<\/strong> : adh\u00e9sifs (capillaires, forces de van der Waals), soft grippers<\/strong> (en caoutchouc), pr\u00e9henseurs cryog\u00e9niques, par l\u00e9vitation ultrasonique, ou pinces laser<\/strong> pour la micro-manipulation.<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n

    Le terminal est la \u00ab main du robot<\/strong> \u00bb : cela va d\u2019une simple pince \u00e0 des syst\u00e8mes complexes int\u00e9grant des outils et des capteurs.
    Le choix de le terminal d\u00e9pend fortement de plusieurs facteurs, notamment la t\u00e2che \u00e0 accomplir, le type de mat\u00e9riau, la pr\u00e9cision requise ainsi que l\u2019environnement op\u00e9rationnel et r\u00e9glementaire.<\/p>\n<\/div> <\/div>\n \n \n

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    \n L’interface m\u00e9canique <\/h2>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n <\/picture>\r\n\r\n \r\n\r\n \r\n \r\n <\/div>\n \n
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    Le terminal n\u2019aurait pas pu \u00eatre mont\u00e9 sans l\u2019aide de l\u2019interface m\u00e9canique<\/strong>, un syst\u00e8me d\u2019embo\u00eetement utilis\u00e9 pour connecter la structure fonctionnelle du robot, c\u2019est-\u00e0-dire l\u2019effecteur + l\u2019outil, au bras robotique.<\/p>\n

    [ISO 10218-1: 2025]3.1.2 Sous-ensembles et composants<\/strong><\/em><\/p>\n

    3.1.2.7 interface m\u00e9canique: <\/strong>surface de montage \u00e0 l’extr\u00e9mit\u00e9 du manipulateur (3.1.2.5) sur laquelle est fix\u00e9 le terminal (3.1.2.3)<\/p><\/blockquote>\n

    L\u2019interface m\u00e9canique<\/strong>, comme mentionn\u00e9 pr\u00e9c\u00e9demment, est le point de connexion entre le robot et l\u2019effecteur terminal. Elle sert \u00e0\u202f:<\/p>\n

      \n
    • \n

      Fournir un support physique<\/strong> \u00e0 l\u2019effecteur pendant le cycle op\u00e9rationnel.<\/p>\n<\/li>\n

    • \n

      Transmettre des forces<\/strong>, des moments<\/strong>, de l\u2019\u00e9nergie<\/strong>, des signaux de commande<\/strong> et parfois un retour sensoriel<\/strong> entre le robot et l\u2019outil.<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n

      Par l\u2019interface m\u00e9canique transitent\u202f:<\/p>\n

        \n
      • \n

        Des connexions pneumatiques<\/strong>, \u00e9lectriques<\/strong> ou hydrauliques<\/strong> (pour des pinces ou des outils).<\/p>\n<\/li>\n

      • \n

        Des signaux de commande<\/strong> et des informations de retour<\/strong> pour les capteurs int\u00e9gr\u00e9s.<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n

        Elle est cruciale<\/strong>, car elle assure\u00a0la rigidit\u00e9, indispensable aux op\u00e9rations m\u00e9caniques,\u00a0la modularit\u00e9,\u00a0la protection contre les surcharges,\u00a0une alimentation polyvalente.<\/p>\n<\/div> <\/div>\n \n \n

        <\/div>\n \n\n <\/div>\n <\/section>\n\n \n\n\n\n\n \n \n \n
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        \n Le manipulateur <\/h2>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \r\n\r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n <\/picture>\r\n\r\n \r\n\r\n \r\n \r\n <\/div>\n \n
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        \n

        Pour que cet ensemble de composants puisse \u00eatre utilis\u00e9, une partie servant d\u2019interface avec l\u2019actionneur est n\u00e9cessaire afin de permettre les mouvements : c\u2019est le manipulateur (manipulator).<\/p>\n

        \n

        [ISO 10218-1: 2025]3.1.2 Sous-ensembles et composants<\/strong><\/em><\/p>\n

        3.1.2.5 manipulateur: <\/strong>m\u00e9canisme consistant en un arrangement de segments, articul\u00e9s ou glissants les uns par rapport aux autres<\/p>\n<\/blockquote>\n

        Le manipulateur<\/strong> est le bras robotique<\/strong>, compos\u00e9 d\u2019une s\u00e9quence de maillons<\/strong> (links<\/em>, \u00e9l\u00e9ments rigides) et de articulations\u00a0(articulations<\/em>) qui relient la base \u00e0 l\u2019effecteur terminal.<\/p>\n

          \n
        • Maillons<\/strong> : structures rigides qui d\u00e9terminent la forme et la port\u00e9e de l\u2019espace de travail<\/strong>.<\/li>\n
        • Articulations<\/b> : peuvent \u00eatre :\n
            \n
          • R\u00e9volutifs<\/strong> (revolute<\/em>)<\/li>\n
          • Prismatiques<\/strong><\/li>\n
          • Sph\u00e9riques<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

            Typiquement, un robot s\u00e9riel<\/strong> poss\u00e8de 6 joints (6 degr\u00e9s de libert\u00e9 \u2013 6 DoF)<\/strong>, n\u00e9cessaires pour positionner et orienter l\u2019effecteur terminal en tout point de l\u2019espace.<\/p>\n

            Chaque joint comprend :<\/p>\n

              \n
            • Des actionneurs<\/strong> (servomoteurs \u00e9lectriques \/ PMSM<\/em>) coupl\u00e9s \u00e0 des r\u00e9ducteurs<\/strong>, pour convertir l\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique en mouvement avec pr\u00e9cision et force.<\/li>\n
            • Les r\u00e9ducteurs<\/strong> augmentent le couple et r\u00e9duisent la vitesse, am\u00e9liorant ainsi le contr\u00f4le et la stabilit\u00e9.<\/li>\n
            • Des encodeurs<\/strong> mont\u00e9s sur les moteurs fournissent un retour de position et de vitesse, utilis\u00e9 pour le contr\u00f4le en boucle ferm\u00e9e<\/strong>.<\/li>\n<\/ul>\n

              Les connexions entre les maillons et les joints forment une cha\u00eene cin\u00e9matique<\/strong>, divis\u00e9e en deux types :<\/p>\n

                \n
              • Cha\u00eene s\u00e9rielle<\/strong> (serial chain<\/em>)<\/li>\n
              • Cha\u00eene parall\u00e8le<\/strong> (parallel chain)<\/em><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/article>\n
                \n

                 <\/p>\n<\/div>\n

                 <\/p>\n

                 <\/p>\n<\/div> <\/div>\n \n \n

                <\/div>\n \n\n <\/div>\n <\/section>\n\n \n\n\n\n\n \n \n \n
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                \n \n \n

                \n Les actionneur du robot <\/h2>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n
                \n \n
                \n

                L\u2019ensemble de ces actions est rendu possible gr\u00e2ce \u00e0 un actionneur du robot qui transforme l\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique en mouvement effectif.<\/p>\n

                \u00a0[ISO 10218-1: 2025]3.1.2 Sous-ensembles et composants<\/strong><\/em><\/p>\n

                3.1.2.10 actionneur du robot: <\/strong>m\u00e9canisme motoris\u00e9 qui convertit l’\u00e9nergie en mouvement
                \nNote 1 \u00e0 l’article: L’\u00e9nergie peut \u00eatre \u00e9lectrique, hydraulique, pneumatique ou autre<\/p><\/blockquote>\n

                L\u2019actionneur<\/strong> est le \u00ab\u202fmoteur\u202f\u00bb du manipulateur : il convertit l\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique<\/strong>, hydraulique<\/strong> ou pneumatique<\/strong> en mouvement<\/strong> (rotation ou translation) et en couple appliqu\u00e9<\/strong> au joint.
                Il en existe plusieurs types, chacun avec des caract\u00e9ristiques sp\u00e9cifiques.<\/p>\n<\/div> <\/div>\n \n \n

                <\/div>\n \n\n <\/div>\n <\/section>\n\n \n\n\n\n\n \n \n \n
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                <\/div>\n \n\n <\/div>\n <\/section>\n\n \n\n\n\n\n \n \n \n
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                  \n
                • \u00c9lectriques<\/strong>\n
                    \n
                  • \n

                    Servomoteurs<\/strong> : moteurs \u00e9quip\u00e9s d\u2019encodeurs et de contr\u00f4le en boucle ferm\u00e9e, garantissant une grande pr\u00e9cision angulaire et une excellente r\u00e9activit\u00e9 dans les bras robotiques.<\/p>\n<\/li>\n

                  • \n

                    Moteurs pas \u00e0 pas (stepper)<\/strong> : tournent par incr\u00e9ments discrets, utiles pour un contr\u00f4le pr\u00e9cis sans n\u00e9cessiter d\u2019encodeur.<\/p>\n<\/li>\n

                  • \n

                    Moteurs brushless avec r\u00e9ducteur harmonique<\/strong> : tr\u00e8s r\u00e9pandus pour obtenir un couple \u00e9lev\u00e9 dans un format compact<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/div> <\/div>\n \n \n

                    <\/div>\n \n\n <\/div>\n <\/section>\n\n \n\n\n\n\n \n \n \n
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                      \n
                    • Hydrauliques<\/li>\n<\/ul>\n<\/div> <\/div>\n \n \n
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                        \n
                      • Pneumatiques<\/li>\n<\/ul>\n<\/div> <\/div>\n \n \n
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                          \n
                        • Avanc\u00e9s et sp\u00e9ciaux\n
                            \n
                          • \n

                            Pi\u00e9zo\u00e9lectriques<\/strong> : utilis\u00e9s lorsqu\u2019une pr\u00e9cision microm\u00e9trique est requise ; ils offrent une tr\u00e8s grande pr\u00e9cision, mais avec une course limit\u00e9e.<\/p>\n<\/li>\n

                          • \n

                            Alliages \u00e0 m\u00e9moire de forme (SMA)<\/strong> et moteurs lin\u00e9aires<\/strong> : employ\u00e9s dans les robots souples (soft robots<\/em>) ou dans des applications de pr\u00e9cision sub-micronique.<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

                            Le principe de fonctionnement de l\u2019actionneur dans son ensemble repose sur des aspects fondamentaux : la conversion d\u2019\u00e9nergie, la r\u00e9duction et le contr\u00f4le en boucle ferm\u00e9e.<\/p>\n

                            L\u2019actionneur est le c\u0153ur vital des articulations robotiques : il assure le mouvement pr\u00e9cis du manipulateur et soutient le contr\u00f4le dynamique du robot.<\/p>\n<\/div> <\/div>\n \n \n

                            <\/div>\n \n\n <\/div>\n <\/section>\n\n \n\n\n\n\n \n \n \n
                            \n\n \n
                            \n \n
                            \n \n \n

                            \n Les pi\u00e8ces \u00e0 usiner (workpieces) et la charge utile (payload) <\/h2>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n
                            \n \n
                            \n

                            Lors de la manipulation de pi\u00e8ces dans le cadre d\u2019un processus de production, le robot manipule des pi\u00e8ces appel\u00e9es pi\u00e8ces \u00e0 usiner (workpieces).
                            L\u2019ensemble de ces \u00e9l\u00e9ments, ou plus pr\u00e9cis\u00e9ment la masse totale comprenant les pi\u00e8ces, le manipulateur et le terminal, constitue la charge utile (payload)<\/p>\n

                            \u00a0[ISO 10218-1: 2025]3.1.2 Sous-ensembles et composants<\/strong><\/em><\/p>\n

                            3.1.2.9 charge utile: <\/strong>masse de tout ce qui est attach\u00e9 au manipulateur (3.1.2.5), y compris le terminal (3.1.2.3) et la pi\u00e8ce<\/p>\n

                            Note 1 \u00e0 l’article: La charge utile peut, sans toutefois s’y limiter, correspondre \u00e0 la charge utile attach\u00e9e \u00e0 l’interface m\u00e9canique (3.1.2.7) du robot (3.1.1.2)<\/p><\/blockquote>\n<\/div> <\/div>\n \n \n

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