Cobot ou robot: à quoi faut-il faire attention ?

Le choix pour l'automatisation est de plus en plus étendu

Aujourd'hui, les entreprises métallurgiques ont le choix entre de nombreuses solutions d'automatisation. Des cellules avancées équipées de robots industriels pour la manipulation des produits et des palettes jusqu'aux tours CNC avec alimentation en barres et pinces intégrées. Pour les entreprises qui se lancent dans l'automatisation pour la première fois ou qui cherchent à accroître leur capacité, il existe des cobots et des systèmes prêts à l'emploi basés sur un robot industriel. Et les robots mobiles connaissent une ascension.

Obstacles

Les cobots gagnent rapidement en popularité, en particulier dans les environnements logistiques où l'on déplace généralement des produits moins lourds. Cela montre d'emblée la limite du cobot dans l'industrie métallurgique: le poids de levage est limité. La limite est actuellement de 25 kg (préhenseur compris). Dans la pratique, ce poids sera généralement inférieur - environ 12 kg, avec une portée maximale d'environ 1.300 mm.

Les cobots gagnent rapidement en popularité, mais le poids de levage est limité et la précision est inférieure à celle d'un robot industriel

Une autre limite est la précision inférieure à celle d'un robot industriel, bien que les fabricants portent la précision à un niveau supérieur avec la nouvelle génération de cobots. On peut déjà atteindre des précisions de positionnement de 30 microns avec les plus petits systèmes. Les fabricants de cobots y parviennent grâce à des caméras qui déterminent la position de la pince par rapport à un point de référence, après quoi toute déviation est corrigée. C'est utile pour les applications d'assemblage. Souvent, cette précision n'est même pas nécessaire pour le chargement d'une machine CNC.

Quel degré de flexibilité faut-il?

La question la plus importante à poser au sujet du cobot dans l'industrie métallurgique est la suivante: quelle doit être la flexibilité de l'automatisation et ne sera-t-il pas nécessaire de manipuler des pièces plus lourdes ou de les déplacer sur de plus grandes distances? Si c'est le cas, un robot industriel à 6 axes combiné à un système de chargement standardisé est une solution plus intelligente.

Ce qu'il faut également savoir, c'est que le prix d'achat du cobot n'est pas le seul facteur. En effet, il faut toujours effectuer un investissement supplémentaire dans une table où sont stockés les produits ou dans une autre solution.
La force de ce 'compagnon' de l'opérateur réside dans sa flexibilité. Beaucoup de modèles courants peuvent être combinés avec des extensions permettant au cobot - en plus des tâches de manipulation des produits près d'une machine -, d'ébavurer ou de poncer automatiquement une pièce . Ce sont des tâches qu'un robot industriel peut également effectuer mais cela nécessite des connaissances supplémentaires en matière de programmation, si bien que cette solution plug-and-play perd une partie de sa force, à savoir une programmation rapide et très simple. Le cobot peut souvent être programmé via teach-in. 

Morale de l'histoire: lorsque vous investissez dans l'automatisation, accordez l'attention nécessaire à la programmation du système. La programmation rapide et facile est un avantage important des systèmes plug-and-play; c'est une différence fondamentale entre le robot et le cobot. Tout opérateur de CNC peut apprendre à les utiliser en une journée.

D'autre part, l'extension des tâches d'un cobot peut être une option intéressante. Mais le système de commande est-il convivial au point qu'un opérateur puisse programmer lui-même une telle tâche supplémentaire? Et quelle est la facilité de lecture des plug-ins, fournis par l'intégrateur du système ou non?

La tendance générale est que la programmation d'un robot sera de plus en plus facile. De nouvelles plateformes de commande sont également développées pour le robot industriel afin de faciliter l'utilisation d'un robot grâce à une programmation simple.

Sécurité

La sécurité est une question que l'on a parfois trop vite tendance à négliger dans l'automatisation. Avec les cellules plug-and-play, qui sont connectées à la machine CNC par le fournisseur, l'utilisateur n'a pas à s'en préoccuper. C'est inclus dans l'offre par le fournisseur. Cette question est réglementée par la directive européenne sur les machines, qui attribue la responsabilité de la sécurité à la partie qui connecte les systèmes.
Il y a trois niveaux de sécurité qui ne sont pas immédiatement visibles (par exemple les composants électriques) et un qui saute aux yeux: l'intégration de la sécurité de la cellule dans celle de la machine CNC.

Avec les robots industriels plus lourds, un rideau lumineux, voire une barrière, est obligatoire. Avec les petits robots et les cobots, d'autres systèmes de sécurité sont autorisés, comme un scanner de sol qui balaie l'environnement.

Le thème de la sécurité prend une autre dimension dès qu'une entreprise compose sa propre solution d'automatisation ou souhaite l'utiliser de manière flexible et installe un cobot alternativement près de différentes machines. La responsabilité juridique de la sécurité de l'ensemble du système incombe alors à l'entreprise elle-même. Bien qu'un cobot soit conçu au sens strict du terme (robot collaboratif) pour travailler avec les humains et qu'il utilise des capteurs de pression et de force pour détecter tout contact avec les humains, l'aspect sécurité ne doit pas être sous-estimé. Aussi lent que soit le déplacement d'un cobot, une pièce à arête vive dans une pince peut provoquer des blessures en cas de collision involontaire. Un poids relativement faible de 10 kg peut avoir un impact important lors d'un mouvement rapide.

Les différents fabricants de cobots en sont bien conscients, c'est pourquoi ils intègrent des solutions de sécurité avancées dans le cobot. Il s'agit notamment de systèmes de caméras 3D qui balaient l'environnement. Dès qu'ils voient un objet s'approcher trop près, ils ralentissent automatiquement le mouvement, voire arrêtent complètement le robot.

Cette technologie est d'une efficacité comparable à celle des scanners à la base de nombreuses solutions compactes prêtes à l'emploi. Cette solution pour une utilisation sûre maintient la flexibilité du système sans que les opérateurs soient chaque fois confrontés à une barrière de sécurité ou à un rideau lumineux qui arrête immédiatement et complètement le robot ou le cobot.

Logistique autonome

Une forme d'automatisation de la production, qui n'en est encore qu'à ses débuts en termes d'application dans l'industrie métallurgique, est le robot mobile, également connu sous le nom d'AGV (Automated Guided Vehicle) ou d'AMR (Automated Mobile Robot). Ces termes sont souvent utilisés de manière interchangeable, bien qu'à proprement parler ils désignent des systèmes différents.
Les AGV sont conçus pour suivre un itinéraire prédéfini, le long de points fixes reconnaissables. Les robots mobiles sont plus intelligents. Ils utilisent des radars LIDAR (les mêmes que dans les voitures) ou des caméras 3D pour cartographier leur environnement. Comme il y a aussi des marquages fixes, le robot mobile connaît sa position exacte à chaque instant et peut déterminer son itinéraire dans l'usine beaucoup plus librement.

La différence est flagrante lorsqu'il y a un obstacle sur le parcours: l'AGV s'arrête et attend, le robot mobile cherche une déviation. De cette façon, le transport interne peut être automatisé. Comme ces robots mobiles utilisent des points de repère dans l'usine et sont équipés de capteurs, ils peuvent se déplacer librement dans toute l'usine. Les robots mobiles peuvent ainsi prendre en charge une partie du transport interne.

On pourrait croire que cette option n'est intéressante que pour les grandes entreprises, mais ce n'est pas le cas. Dans chaque entreprise de métallurgie, les employés perdent chaque jour du temps à aller chercher des outils dans un entrepôt central pour les amener à la machine, par exemple. Ou pour aller chercher des matériaux à usiner. Ou des produits semi-finis. Certaines de ces tâches peuvent déjà être effectuées par un robot mobile, sans devoir aller très loin dans la technologie et, par exemple, installer des systèmes capables de récupérer des produits dans les rayons d'un entrepôt.

Plus les entreprises manufacturières continueront d'automatiser leur production et plus les employés techniques seront rares, plus la demande de ce genre de solutions va augmenter

Dès qu'on prérègle des outils de manière centralisée dans l'usinage, un robot mobile peut transporter le bon jeu d'outils vers la machine. Avec un système plus lourd, il est possible de transporter de manière autonome une palette de produits traités vers un entrepôt. On peut utiliser à cet effet un chariot élévateur autonome, ce qui évite à l'équipe du matin de passer du temps chaque jour à retirer les produits traités de la machine.

Tout cela est techniquement possible, mais la question est de savoir si l'investissement en vaut la peine à ce stade et si la configuration de l'environnement de production offre suffisamment de possibilités pour ce type d'automatisation. Ce qui est certain, c'est que plus les entreprises manufacturières continueront d'automatiser leur production et plus les employés techniques seront rares, plus la demande de ce genre de solutions va augmenter.