{"id":754,"date":"2026-06-03T02:05:14","date_gmt":"2026-06-03T02:05:14","guid":{"rendered":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/?p=754"},"modified":"2026-06-03T02:05:14","modified_gmt":"2026-06-03T02:05:14","slug":"planetary-gearbox-selection-industrial-robot-joint-j1-j6","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/planetary-gearboxes.com\/fr\/planetary-gearbox-selection-industrial-robot-joint-j1-j6\/","title":{"rendered":"S\u00e9lection de r\u00e9ducteurs plan\u00e9taires pour articulations de robots industriels J1 \u00e0 J6"},"content":{"rendered":"
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La Cor\u00e9e toujours puissante<\/span>
\nGuide d'application de la robotique<\/span><\/div>\n

S\u00e9lection des r\u00e9ducteurs plan\u00e9taires pour les articulations J1 \u00e0 J6 des robots industriels\u00a0: pourquoi chaque axe n\u00e9cessite des sp\u00e9cifications diff\u00e9rentes<\/h1>\n

Avec 542\u00a0076 robots industriels install\u00e9s dans le monde en 2024 \u2014 le deuxi\u00e8me chiffre annuel le plus \u00e9lev\u00e9 de l'histoire \u2014, les fabricants cor\u00e9ens d'\u00e9quipement d'origine (OEM) sont soumis \u00e0 une forte pression pour sp\u00e9cifier correctement les servor\u00e9ducteurs d\u00e8s le d\u00e9part. Une seule sp\u00e9cification d'articulation incorrecte sur un robot \u00e0 6 axes peut entra\u00eener soit une d\u00e9faillance pr\u00e9matur\u00e9e des roulements sur une unit\u00e9 sous-dimensionn\u00e9e, soit des co\u00fbts et une inertie inutiles dus \u00e0 une unit\u00e9 surdimensionn\u00e9e. Ce guide pr\u00e9sente la m\u00e9thodologie axe par axe.<\/p>\n

Obtenez une assistance \u00e0 la s\u00e9lection articulaire \u2192<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Pourquoi une seule s\u00e9rie de r\u00e9ducteurs plan\u00e9taires ne peut pas alimenter les six articulations du robot<\/h2>\n

Les six axes d'un robot industriel standard diff\u00e8rent non seulement par le couple requis, mais aussi fondamentalement par la propri\u00e9t\u00e9 physique du r\u00e9ducteur qui importe le plus. Les axes J1 et J2 sont principalement soumis \u00e0 des exigences d'inertie et de rigidit\u00e9 en torsion que les r\u00e9ducteurs plan\u00e9taires de pr\u00e9cision standard ne peuvent satisfaire de mani\u00e8re ad\u00e9quate dans leur cat\u00e9gorie de couple. L'axe J3 repr\u00e9sente un probl\u00e8me d'\u00e9quilibre entre couple et rendement. Les axes J4 et J5 sont avant tout un probl\u00e8me d'encombrement, o\u00f9 la profondeur axiale d\u00e9termine si le poignet du robot reste dans son enveloppe cible. L'axe J6 repr\u00e9sente un probl\u00e8me de minimisation de la vitesse et de la masse.<\/p>\n

L'utilisation d'une m\u00eame s\u00e9rie de r\u00e9ducteurs pour les six articulations \u2014 une pratique courante en phase de conception pr\u00e9liminaire de robots \u2014 conduit \u00e0 des articulations surdimensionn\u00e9es (lourdes, co\u00fbteuses, \u00e0 forte inertie) et sous-dimensionn\u00e9es (rigidit\u00e9 ou capacit\u00e9 de charge axiale insuffisantes). La m\u00e9thode appropri\u00e9e consiste \u00e0 traiter chaque articulation comme un probl\u00e8me de s\u00e9lection ind\u00e9pendant, r\u00e9solu s\u00e9quentiellement \u00e0 partir de J1.<\/p>\n

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Articulation<\/th>\nPrincipal facteur de conception<\/th>\nPlage de couple typique<\/th>\nRapport typique<\/th>\nExigence IP<\/th>\nS\u00e9rie EP recommand\u00e9e<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
J1 \u2014 Taille<\/td>\nrigidit\u00e9 en torsion
\nL'inertie est toujours > 5:1<\/span><\/td>\n		800\u20133\u00a0000+ N\u00b7m<\/td>\n20:1 \u2013 40:1<\/td>\nIP65 pr\u00e9f\u00e9r\u00e9<\/td>\nEP-ZDS-142\/190<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
J2 \u2014 Grand bras<\/td>\nCouple + Rigidit\u00e9
\nCouple de gravit\u00e9 maximal<\/span><\/td>\n		600\u20132\u00a0000+ N\u00b7m<\/td>\n16:1 \u2013 25:1<\/td>\nIP65 pr\u00e9f\u00e9r\u00e9<\/td>\nEP-ZDS-115\/142<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
J3 \u2014 Arme l\u00e9g\u00e8re<\/td>\nCouple + rendement<\/td>\n250\u2013800 N\u00b7m<\/td>\n10:1 \u2013 20:1<\/td>\nIP54<\/td>\nEP-ZDS-115<\/strong> ou EP-ZDE-160<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
J4 \u2014 Roulement du poignet<\/td>\nProfondeur axiale (compacte)<\/td>\n20\u201380 N\u00b7m<\/td>\n8:1 \u2013 16:1<\/td>\nIP54<\/td>\nEP-ZDWE-80<\/a> ou EP-ZDE-80<\/td>\n<\/tr>\n
J5 \u2014 Flexion du poignet<\/td>\nProfondeur axiale (compacte)<\/td>\n15\u201360 N\u00b7m<\/td>\n8:1 \u2013 16:1<\/td>\nIP54<\/td>\nEP-ZDWE-60\/80<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
J6 \u2014 Rotation de l'outil<\/td>\nMinimisation de la masse<\/td>\n5\u201320 N\u00b7m<\/td>\n3:1 \u2013 8:1<\/td>\nIP54<\/td>\nEP-ZDE-60<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n<\/section>\n

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\"R\u00e9ducteurs<\/p>\n
Les articulations des bras de robots industriels n\u00e9cessitent des sp\u00e9cifications diff\u00e9rentes de r\u00e9ducteurs plan\u00e9taires \u00e0 chaque axe \u2014 des unit\u00e9s IP65 \u00e0 haute rigidit\u00e9 \u00e0 J1\/J2 aux unit\u00e9s d'entr\u00e9e compactes \u00e0 angle droit \u00e0 J4\/J5. Voir le r\u00e9ducteur plan\u00e9taire s\u00e9rie EP \u2192<\/a><\/div>\n<\/div>\n

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J1 et J2 \u2014 Pourquoi la rigidit\u00e9 en torsion est plus importante que le jeu axial<\/h2>\n

Les articulations J1 (rotation de la taille) et J2 (bras) sont les plus exigeantes de tout robot \u00e0 6 axes. Au niveau de J1, le corps du robot et sa charge utile maximale pivotent autour de la base. Au niveau de J2, le poids combin\u00e9 de l'avant-bras, du poignet et de la charge utile exerce un bras de levier maximal lorsque le bras est compl\u00e8tement \u00e9tendu horizontalement. Ces deux articulations ont une caract\u00e9ristique d\u00e9terminante\u00a0: leur inertie de charge d\u00e9passe de 10 \u00e0 35 fois celle du rotor du servomoteur, m\u00eame avec un rapport de r\u00e9duction de 20:1.<\/p>\n

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Pourquoi le rapport d'inertie J1\/J2 d\u00e9passe toujours 3:1 \u2014 et qu'est-ce que cela signifie ?<\/div>\n

Pour un robot supportant une charge utile de 100 kg, l'inertie de charge effective en J1 est d'environ 540 kg\u00b7m\u00b2 \u2014 le corps du robot et sa charge utile tournant autour de la base. Un servomoteur de grande taille pour ce type de robot a une inertie de rotor J_moteur \u2248 0,15 kg\u00b7m\u00b2. Avec un rapport de r\u00e9duction de 20:1\u00a0: J_r\u00e9fl\u00e9chi = 540\/20\u00b2 = 1,35 kg\u00b7m\u00b2<\/strong>, ce qui donne un rapport d'inertie de 1,35\/0,15 = 9:1<\/strong> \u2014 bien au-dessus du seuil \u00ab\u00a0s\u00fbr\u00a0\u00bb de 3:1. \u00c0 J2, avec un ratio de 20:1, ce ratio s\u2019am\u00e9liore pour atteindre environ 2:1, ce qui fait de 20:1 le ratio optimal pour J2.<\/p>\n

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Rapport d'inertie J1 \u00e0 20:1\u00a0: 1,35 \/ 0,15 = 9,0:1 \u2190 toujours \u00e9lev\u00e9 pour l'axe de la taille<\/div>\n
Rapport d'inertie J2 \u00e0 16:1\u00a0: 0,38 \/ 0,12 = 3,2:1 \u26a0\ufe0f limite \u2014 utiliser 20:1<\/div>\n
Rapport d'inertie J2 \u00e0 20:1\u00a0: 0,24 \/ 0,12 = 2,0:1 \u2705 id\u00e9al<\/div>\n
Rapport d'inertie J3 \u00e0 16:1\u00a0: 0,09 \/ 0,05 = 1,7:1 \u2705 id\u00e9al<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

Solution technique\u00a0: la rigidit\u00e9 en torsion augmente la fr\u00e9quence de r\u00e9sonance<\/h3>\n

Lorsque le rapport d'inertie d\u00e9passe 3:1, la m\u00e9thode standard (augmentation du gain Kv du servomoteur) excite la fr\u00e9quence de r\u00e9sonance m\u00e9canique de la transmission. Pour J1 et J2, cette fr\u00e9quence de r\u00e9sonance doit \u00eatre port\u00e9e au-del\u00e0 de la bande passante de la commande du servomoteur (g\u00e9n\u00e9ralement de 50 \u00e0 100 Hz pour les contr\u00f4leurs d'articulations de robots) afin d'\u00e9viter les oscillations. La fr\u00e9quence de r\u00e9sonance du syst\u00e8me charge-r\u00e9ducteur est\u00a0:<\/p>\n

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f_r\u00e9sonant = (1\/2\u03c0) \u00d7 \u221a(Ct_sortie \/ J_sortie_charge)<\/div>\n
o\u00f9 Ct_output = rigidit\u00e9 en torsion \u00e0 l'arbre de sortie [N\u00b7m\/rad] ; J_load_output = inertie de la charge [kg\u00b7m\u00b2]<\/div>\n
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EP-ZDE-160 (Ct=38 N\u00b7m\/arcmin \u2192 130 000 N\u00b7m\/rad) : f_r\u00e9sonant \u2248 2,5 Hz<\/strong> Au niveau de J2 \u2014 en dessous de la bande passante du servo \u2192 risque d'oscillation<\/div>\n
EP-ZDS-115 (Ct=20 N\u00b7m\/arcmin \u2192 68\u00a0755 N\u00b7m\/rad)\u00a0: f_r\u00e9sonant \u2248 4,2 Hz<\/strong> \u00e0 J2<\/div>\n
EP-ZDS-142 (Ct=44 N\u00b7m\/arcmin \u2192 151\u00a0260 N\u00b7m\/rad)\u00a0: f_r\u00e9sonant \u2248 6,3 Hz<\/strong> \u00e0 J2 \u2014 plage g\u00e9rable<\/div>\n<\/div>\n
1 arcmin = \u03c0\/(60\u00d7180) rad \u2248 0,000291 rad. Ct[N\u00b7m\/rad] = Ct[N\u00b7m\/arcmin] \/ 0,000291.<\/div>\n<\/div>\n

Ce calcul explique pourquoi les fabricants de robots ont historiquement utilis\u00e9 des r\u00e9ducteurs \u00e0 ondes de contrainte (sans jeu, rigidit\u00e9 extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9e) pour les articulations J1 et J2, et pourquoi la s\u00e9rie EP-ZDS \u00e0 haute rigidit\u00e9 \u2014 avec une rigidit\u00e9 en torsion jusqu'\u00e0 130 N\u00b7m\/arcmin et une capacit\u00e9 axiale de 28\u00a0000 N \u2014 est la s\u00e9rie EP appropri\u00e9e pour ces articulations, plut\u00f4t que la s\u00e9rie standard EP-ZDE. La sp\u00e9cification du jeu (<\u00a08\u00a0arcmin pour EP-ZDS) est secondaire par rapport \u00e0 la valeur Ct sur cet axe.<\/p>\n

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Liste de contr\u00f4le des sp\u00e9cifications J1<\/div>\n