Six jobs adaptés pour les robots collaboratifs

Des robots adaptés pour travailler avec l’homme et simples à programmer – telle est la définition des robots collaboratifs. Dans cet article, nous allons passer six applications en revue, où la combinaison de ces deux caractéristiques peut fournir des avantages spécifiques.

Ces six applications sont répertoriées dans un livre blanc d’Universal Robots, un des principaux fabricants dans le segment des robots collaboratifs.

La toute première question est sans aucun doute : qu’est-ce qui rend une application adaptée à un robot collaboratif ? D’après le livre blanc, la réponse se trouve essentiellement dans la recherche de la productivité.

Pour de nombreuses tâches, et certainement lorsque la flexibilité et l’habileté sont requises, l’opérateur humain s’avère plus efficient qu’un robot. Mais quand il s’agit de tâches répétitives, où l’homme n’apporte pas vraiment grand-chose, c’est le robot qui prend l’avantage puisqu’il est infatigable et peut travailler 24 heures par jour.

Dans de nombreux emplois, ces deux tâches sont combinées, ce qui devient le domaine de travail par excellence des robots collaboratifs.

Pick & place

Les missions de pick & place sont probablement les tâches les plus répétitives que l’on trouve dans un environnement de production et souvent les plus simples à automatiser, certainement lorsque les produits sont proposés en un emplacement fixe. Les wizards permettent d’adapter l’emplacement par cycle afin d’empiler les produits ou de les déposer selon des patrons définis.

L’avantage d’un robot collaboratif est qu’il peut être facilement intégré dans une configuration existante, même lorsque d’autres personnes y travaillent.

Chargement de machines

Le chargement/déchargement de machines est une variante spécifique des tâches pick & place qui se caractérise par un laps de temps entre les diverses tâches, à savoir le temps qu’a besoin la machine pour réaliser un processus de production. L’usage d’un robot permet de préparer les produits en lots à la machine de sorte que l’opérateur peut piloter plusieurs machines ou travailler à d’autres tâches. La programmation est généralement assez simple, à l’instar des tâches pick & place. Il faut néanmoins prévoir une communication entre le robot et la machine afin que la machine puisse faire savoir quand elle est prête pour un nouveau produit et le robot, quand il est sorti de la machine. Cette communication peut généralement être réalisée 1 sur 1 via les E/S classiques.

L’usage de robots collaboratifs pour le chargement de machines offre l’avantage de ne pas devoir prévoir de protection de sorte que l’opérateur peut facilement approcher la machine et les pièces, même lorsque le robot est actif.

Conditionnement et palettisation

Le conditionnement et la palettisation sont des variantes des missions de pick & place. Typiquement, un produit est prélevé d’un convoyeur, ce qui peut nécessiter le placement d’un encodeur pour synchroniser le mouvement du robot à la vitesse du convoyeur. Si les produits arrivent dans un sens aléatoire, un système de vision peut aussi s’avérer utile, ce qui rend l’application plus complexe. Enfin le placement des produits dans des cartons peut s’avérer plus délicat qu’il n’y paraît au premier abord, non seulement suite aux patrons d’empilement qui doivent être programmés mais aussi au fait que s’il reste peu de place dans les cartons, une force s’avère utile pour y ranger les produits.

Cette complexité peut justement représenter un avantage pour les robots collaboratifs car on peut pleinement exploiter la collaboration entre l’homme et la machine, les tâches étant réparties ou l’opérateur pouvant reprendre des tâches lorsque le robot n’y arrive pas.

Processus de production

Si les robots collaboratifs sont souvent associés à des tâches d’assemblage simples – comme on peut souvent le voir lors de démonstrations à des salons – ils peuvent néanmoins aussi réaliser d’autres processus en production, comme la pose de colle et même du soudage. Ces tâches ont en commun qu’il faut prévoir un tracé fixe. La commande du robot dispose généralement d’une fonction qui veille à ce que la vitesse soit maintenue constante tout au long du tracé, ce qui s’avère utile lors de l’application homogène de colle, par exemple.

L’avantage du robot collaboratif ici est que sa programmation simple permet de le confier à un spécialiste au sein du processus que l’on veut automatiser. Néanmoins, de telles applications deviennent vite complexes, notamment par la communication et la synchronisation nécessaires entre le robot et le processus. L’aspect sécurité n’est pas non plus à sous-estimer car la sécurité intrinsèque d’un cobot n’est pas aussi évidente lorsque l’appareil a par exemple une torche de soudage dans les mains.

Finition

Une des plus belles applications de collaboration entre l’homme et la machine est la finition de produits (polissage, ébavurage, …). Ces processus exigent pas mal de travail répétitif mais demandent aussi de la perspicacité et un pouvoir d’adaptation de la part de l’opérateur. Une automatisation complète peut donc s’avérer complexe, et le traitement manuel contraignant pour l’opérateur.

L’usage de cobots permet une automatisation partielle, l’opérateur peut alors compléter le cobot et reprendre éventuellement des tâches complémentaires. La programmation est généralement limitée à la définition du tracé que le robot doit parcourir. Le contrôle de la force exercée sur la pièce est une fonction qui peut être intégrée en standard dans chaque cobot.

Contrôle qualité

Les systèmes de vision sont de plus en plus mis en oeuvre pour l’inspection de produits finis, et ils exigent souvent que le produit soit analysé sous différentes faces. Pour réaliser cela, il suffit de prévoir une caméra en haute résolution sur un robot, qui peut également disposer d’un préhenseur pour manipuler les produits.

L’avantage du cobot est à nouveau une programmation aisée car seules quelques positions doivent être définies. Certes il faut prévoir une communication pour piloter le système de vision, mais il peut s’agir d’une E/S simple. Dans certains cas, le contrôle de qualité exigera que la pièce soit fixée dans une position fixe, ce qui nécessitera une E/S supplémentaire.

© Productivity.be, Photo: Universal Robots


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