Le contrôle de position suppose que la pièce se trouve là où le programme l’attend. Le meulage, le polissage, l’insertion, l’ébavurage et le suivi de surface remettent cette hypothèse en cause, car la force de contact varie en fonction des tolérances, de l’usure, des erreurs de positionnement et des variations de matériau.

Le contrôle de force ajoute une autre boucle de rétroaction. Le robot mesure l’interaction et ajuste son mouvement ou la force commandée afin que le processus puisse tolérer de petites différences géométriques sans charge excessive.

La détection au poignet mesure le contact près de l’outil, mais elle prend également en compte la masse de l’outil, l’accélération et les forces exercées par les câbles.

Choisir délibérément la source de rétroaction

Les contrôleurs de robots estiment le couple articulaire à partir du courant moteur et des données du modèle. Cette détection intégrée évite l’ajout de matériel et peut prendre en charge la détection des collisions ou une compliance générale. Sa précision est influencée par les frottements de la chaîne cinématique, l’étalonnage de la charge utile, la posture et les mouvements dynamiques.

Un capteur externe six axes de force et de couple mesure plus près du processus et peut détecter des forces et des moments plus faibles. En contrepartie, il ajoute de la masse, du câblage, un risque de surcharge, des besoins d’étalonnage et un composant supplémentaire dans la chaîne mécanique.

Le mode de contrôle doit correspondre à la tâche

La détection de contact arrête ou modifie la séquence lorsqu’un seuil est franchi. La compliance permet un déplacement sous charge. Le contrôle à force constante régule une valeur cible sur certains axes sélectionnés, tandis que le contrôle de position reste actif sur les autres. Pour les tâches d’insertion, des schémas de recherche peuvent être combinés à des limites de force afin de trouver l’alignement.

La stabilité du contact dépend de la rigidité de l’outil, de la dynamique du robot, des variations de surface et du réglage du contrôleur.

Bien distinguer le contrôle du processus et la sécurité

Un seuil de contrôle de force utilisé pour la qualité ne constitue pas automatiquement une fonction de sécurité. La protection du personnel nécessite une évaluation des risques et une architecture homologuée pour la sécurité. Les arêtes des outils, les pièces chaudes, l’énergie piégée et la quantité de mouvement de la charge utile restent des dangers, même lorsque le robot détecte le couple.

La mise en service doit vérifier les données correctes de charge utile et de centre de gravité, le biais du capteur, la vitesse d’approche, la force maximale, la perte de rétroaction, la reprise après collision et le comportement avec un outil usé. Les tendances peuvent révéler une augmentation de la force d’insertion, une dérive du montage ou une usure abrasive avant que la qualité ne se dégrade.

Le matériel de mouvement peut être consulté dans la section entraînements et contrôle du mouvement, tandis que des composants spécifiques aux robots sont disponibles dans la collection ABB Robotics.

La limite d’intégration

L’automate programmable industriel doit échanger des états clairs — prêt, contact détecté, processus terminé, résultat qualité et défaut — plutôt que de gérer dans les moindres détails la boucle de force haute fréquence du robot. Cela maintient le comportement déterministe des servomoteurs dans le contrôleur du robot tout en conservant la visibilité de la séquence au niveau de la machine.

Point de vue de l’auteur : le contrôle de force n’est pas une solution universelle aux montages médiocres. Il apporte la plus grande valeur lorsque la répétabilité mécanique est déjà raisonnable et que le contact adaptatif sert à absorber les variations restantes tout en produisant des données de diagnostic.