Cobot et robot s'aventurent de plus en plus sur le territoire de l'autre

Un cobot est rapide à déployer, flexible, facile à utiliser et collaboratif. Ces avantages spécifiques les destinent à un large éventail d'applications, même s'il existe toujours une zone grise entre le cobot et le robot. Quand et quelle solution choisir?

Principaux paramètres 

Charge utile

Lourd = robot et léger = cobot. C'est à peu près la division arbitraire que nous faisons entre les deux depuis des temps immémoriaux. Parmi les systèmes robotiques traditionnels, il existe depuis longtemps des systèmes permettant de manipuler des charges plus faibles – les robots SCARA, par exemple – et les cobots ont eux aussi été initialement classés dans ces applications.

Les fabricants de cobots ne sont pas restés inactifs ces dernières années et la charge utile maximale des cobots a considérablement augmenté, ce qui a permis d'élargir les applications. Des charges utiles de plus de 30 kg sont désormais possibles, bien que les avantages d'un cobot diminuent au fur et à mesure que le poids de la charge augmente. Toutefois, les cobots peuvent être de plus en plus envisagés pour certaines applications, comme les espaces confinés ou les contacts fréquents avec les personnes.

La sécurité

Un cobot est sûr; un robot doit être logé dans une cage. Si seulement c'était aussi simple. L'idée fausse selon laquelle un cobot est plus sûr qu'un robot est probablement liée à la charge utile et à la vitesse limitées qui caractérisaient autrefois les cobots. Il ne faut cependant pas s'y tromper, car c'est toujours essentiellement l'application qui détermine le degré de sécurité de l'appareil.

Un cobot est soumis aux mêmes exigences de sécurité que n'importe quelle autre machine, avec, par ailleurs, les règles spécifiques de la norme ISO/TS 15066 qui traitent, entre autres, de la combinaison du travailleur et de la machine. La première étape est et reste l'évaluation des risques, souvent réduite à tort à l'analyse des risques dans le langage populaire. L'évaluation des risques selon la norme bien connue EN ISO 12100 comporte un certain nombre d'étapes:

• Indiquer les limites de l'application: que se passe-t-il, quelle est la zone de travail, où se trouve l'interaction humaine, quelles sont les machines actives, etc.
• Identifier les dangers et vérifier la conformité aux exigences de la norme
• L'estimation des risques
• L'évaluation des risques, au cours de laquelle des mesures de réduction des risques sont prises sur la base des exigences de la norme 12100, après quoi l'évaluation doit être répétée

La norme ISO 15066 – qui est en fait une spécification technique – indique comment traiter les forces et les pressions exercées sur le corps humain et quelles sont les limites acceptables. Trois grandeurs sont citées dans la norme pour indiquer ce risque:

• La force maximale [F, Newton]
• La pression maximale par surface [P, Newton/cm²]
• La vitesse maximale [v, mm/s]

Ces trois paramètres sont déterminés en fonction de la zone de danger et du risque potentiel. Un doigt peut supporter des forces et des pressions différentes de celles d'une jambe. Les valeurs maximales doivent être déterminées pour chaque zone. Toutes ces valeurs figurent dans la norme.

C'est toujours l'application qui détermine le degré de sécurité du dispositif

La règle fondamentale veut avant tout qu'on part du principe que la force maximale exercée sur cette partie du corps est déterminée lors du réglage du cobot. Une fois ce point de départ calculé, la surface du point de contact (en cm²) peut être utilisée pour calculer la pression de contact maximale à cet endroit.

L'idée selon laquelle le cobot peut simplement être emporté et déployé ailleurs doit donc être nuancée, car ici aussi, une approche intégrale de la sécurité est nécessaire. Non seulement les normes s'adaptent à la technologie des cobots, mais la technologie de la sécurité devient également plus performante.

Au départ, les dispositifs fonctionnaient en enregistrant les forces observées sur une cellule de charge, chaque mesure étant vérifiée par rapport à la force attendue sur cette cellule. Dès que cette comparaison devenait incorrecte – en raison d'un contact inattendu de la part de l'opérateur – un signal d'erreur était généré. Aujourd'hui, on utilise plutôt des capteurs de couple capables de détecter les différences directement sur l'entraînement.

La précision

La répétabilité est extrêmement importante dans de nombreuses applications et indique le degré de concordance entre les différentes positions obtenues par l'effecteur terminal du robot collaboratif pour la même position. Les cobots conviennent-ils pour cela? La réponse est oui et non. En tant que tel, un cobot est moins bien adapté pour atteindre une précision de l'ordre du micron. Toutefois, ceci peut être atteint par des équipements périphériques, tels que des préhenseurs et des capteurs supplémentaires.

La vitesse

Le nombre d'opérations par minute est le deuxième facteur le plus important. Les robots sont généralement envisagés pour les travaux rapides et répétitifs. Mais la vitesse en elle-même ne dit pas grand-chose, car les facteurs évoqués précédemment, tels que la précision de répétition et le poids, jouent un rôle, par exemple. Dans les cas où il faut réaliser, grosso modo, 50 prélèvements par minute, il peut même être nécessaire d'utiliser plusieurs systèmes en parallèle. La solution peut donc parfois être une combinaison de cobots et de robots.

Coût

L'une des principales différences entre un robot industriel et un cobot est le coût. Pour ceux dont la direction s'intéresse principalement aux chiffres du devis, il peut être plus facile de justifier l'achat d'un cobot. Non seulement les coûts de démarrage des cobots sont moins élevés, mais les coûts d'exploitation (tels que l'énergie et la maintenance) le sont également. Les cobots ont généralement un retour sur investissement de moins d'un an.

Flexibilité

Un robot industriel traditionnel implique également d'opter pour une disposition fixe: une fois qu'un robot industriel est affecté à une tâche particulière, il est susceptible de le rester pendant une période prolongée. Pour certaines applications, c'est l'idéal, mais il y a aussi des applications qui bénéficieraient d'une disposition plus flexible.

La possibilité de reprogrammer et de personnaliser plus facilement un cobot grâce à une large gamme de préhenseurs, de capteurs, de composants et de logiciels spécialisés signifie qu'un seul cobot peut exécuter une grande variété de fonctions. Mais il ne faut pas oublier qu'un premier cobot implique une adaptation à chaque niveau de l'entreprise. Le fait que votre personnel soit prêt à accueillir un cobot dépend de sa volonté d'apprendre ce qu'il faut pour le programmer, le faire fonctionner et l'entretenir.

Parfois, la solution peut être une combinaison de cobot et de robot

Tout dépend de la place qui est accordée au cobot dans le processus: par exemple, s'il prend en charge une tâche monotone, il n'y aura guère d'opposition. Si l'autonomie du personnel est également bien assurée par une formation adéquate, l'effet inverse peut même être obtenu: les travailleurs seront tout simplement plus positifs à l'égard de l'avènement d'une nouvelle technologie.

Avec l'avènement de la robotique sans code facilement programmable, l'interaction avec les robots est encore plus facile. Le mythe de l'obsolescence de l'homme s'estompera à mesure que les travailleurs se rendront compte que travailler avec des cobots peut être agréable et techniquement accessible, et que la production augmentera de manière exponentielle puisqu'un seul opérateur humain peut faire fonctionner quatre cobots ou plus.

La question de savoir si votre entreprise est prête à leur mise en service dépend principalement de la nature des tâches de production. Les cobots sont idéaux pour prendre en charge des tâches répétitives ou non ergonomiques dans des séries de production variables, où un humain doit encore effectuer une partie du travail.

Nous devons de plus en plus considérer le lieu de travail comme une application dynamique et hybride de différentes solutions créatives. Que ce soit un humain, un robot ou un cobot qui fasse le travail ne change pas grand-chose en principe: c'est la nature de la tâche qui détermine quelle solution est la plus appropriée.

Travail hybride

Souvent, un cobot est considéré comme une "nouvelle" solution, remplaçant une autre solution. Cette approche n'est toutefois pas correcte à 100%. Prenons l'exemple d'une petite entreprise qui a acheté trois scies conventionnelles automatiques pour fabriquer des fenêtres et des portes. Naturellement, elle voulait utiliser au mieux ces machines, mais ce n'est pas évident aujourd'hui. Les opérateurs sont difficiles à trouver et, en outre, le travail du soir et de la nuit est coûteux.

La solution a consisté à fournir trois cobots qui prennent en charge le chargement à la place de l'opérateur après les heures de travail normales. Naturellement, cela a eu l'impact nécessaire sur le processus de production, car les cobots ont été utilisés pour effectuer les tâches simples. Les tâches les plus difficiles, qui nécessitent davantage de contrôle et de manipulation manuelle, sont effectuées par les opérateurs.

En d'autres termes, il s'agit d'une situation gagnant-gagnant: pour l'entreprise, il s'agit d'un moyen peu coûteux de mieux utiliser le parc de machines et pour les employés, les tâches les plus répétitives sont désormais prises en charge par un cobot.

Ne comparez pas des pommes et des poires

Enfin, nous aimerions également mentionner que comparer entre différents fournisseurs est une bonne chose, mais assurez-vous de mettre en parallèle les bonnes spécifications. Par exemple, la charge utile maximale et la portée des bras peuvent être calculées différemment. En outre, l'outillage utilisé en bout de bras exerce également une influence évidente sur le fonctionnement et la sécurité. L'utilisateur doit donc vérifier la charge utile exacte de sa pièce après que l'outil a été monté sur son cobot.