Workspace: Du bureau à la zone d'atteinte du robot

Pour la plupart des gens, le terme « workspace » (espace de travail) désigne un bureau, un cubicule ou le coin d'un atelier où l'on s'installe pour effectuer une tâche. C'est simplement la zone où l'on s'assoit ou se tient debout pour accomplir ses tâches. Dans un bureau, il peut s'agir de quelques mètres carrés de table. Sur un chantier de construction, il peut s'agir d'une zone délimitée où les matériaux sont stockés et les outils disposés.

En ingénierie mécanique, le « workspace » a une signification beaucoup plus étroite et précise. Il fait référence à l'ensemble de tous les points dans l'espace tridimensionnel que l'effecteur terminal (l'extrémité de travail, généralement une pince ou une tête d'outil) d'un manipulateur robotique peut physiquement atteindre. Cela dépend entièrement de la structure cinématique du robot: les longueurs de ses liaisons, les plages de ses articulations et le nombre de degrés de liberté dont il dispose. Un bras industriel à 6 axes a un « workspace » différent de celui d'un robot SCARA à 4 axes, même s'ils ont une portée similaire. Le « workspace » n'est pas une simple sphère ou un cube, mais souvent une forme irrégulière et difficile à visualiser, déterminée par la géométrie du mécanisme.

Le calcul du « workspace » est essentiel dans la fabrication. Les ingénieurs doivent savoir si un robot peut réellement atteindre tous les points d'une pièce à souder, percer, peindre ou assembler. Si un point critique tombe en dehors du « workspace », la pièce doit être repositionnée ou un robot différent doit être sélectionné. Certains robots industriels sont conçus avec une portée étendue ou des degrés de liberté supplémentaires spécifiquement pour étendre leur « workspace » sur des géométries difficiles.

Le terme apparaît également dans d'autres domaines de l'ingénierie avec une précision similaire. En usinage à commande numérique par ordinateur (CNC), le « workspace » fait référence au volume de matière qu'un outil de coupe ou une broche peut atteindre compte tenu des limites de déplacement des axes de la machine. En vision industrielle, le « workspace » peut décrire le champ de vision qu'une caméra doit couvrir pour inspecter toutes les surfaces d'une pièce.

La divergence reflète un passage du sens humain quotidien de « l'endroit où je travaille » à un sens robotique ou mécanique de « l'enveloppe de mouvement qu'un dispositif peut commander ». À mesure que l'automatisation a remplacé le travail humain dans les usines, le mot a été emprunté pour décrire non pas un endroit où une personne se tient, mais la zone volumétrique qu'un bras ou un outil occupe lorsqu'il se déplace à travers toutes ses configurations possibles.