INTÉGRER UN ROBOT DANS LA LIGNE DE PRODUCTION:

L’entreprise ELCO a présenté un cas concret de robotisation lors du séminaire  » Robotisation et usinage de SUNI PFT « .

La société dispose déjà d’une cellule automatisée, équipée d’une rectifieuse cylindrique STUDER S31, d’un embarreur, et d’un bras robot. 

Son nouveau besoin : Réaliser des opérations de rectifications extérieures entre pointes en chargement automatique sans surveillance., le temps de cycle étant variable de 2 à 6 minutes, la longueur de 30 à 350 mm, pour un poids maximum de 5kg. Les quantités par série représentent de 30 à 100 pièces.

« Nous avons étudié deux solutions : un robot de chargement « cartésien » associé à un convoyeur, proposé par STUDER, et une alternative proposée par un autre intégrateur, constitué d’une cellule robotisée indépendante » confie Bertrand GALODE, responsable technique production chez Elco. Pour les deux options, le changement de série était très simple. Les points de différenciation résidaient dans l’autonomie et la capacité de la machine, la limitation ou pas sur les dimensions de pièces, et le prix. 

L’usage des robots se démocratise : Si vous envisagez, vous aussi, un projet de robotisation, SUNI PFT  peut vous accompagner dans les premières étapes telle que la mise en œuvre du projet notamment. Voyons ensemble les bonnes questions à se poser dans le cadre d’un projet de robotisation.

Avez- vous besoin de robots dans votre usine, combien cela vous coûtera d’intégrer un robot ?

Voici ce qu’il faut garder à l’esprit lors du choix d’une solution de fabrication robotisée.

• Etudiez les tâches de production à automatiser. Si vous fabriquez un produit en série, au moyen d’une opération de faible complexité, un simple robot programmable ou même une machine semi-automatique peuvent représenter une option adéquate.

• Notez cependant qu’un robot industriel intelligent est plus polyvalent, plus flexible, nécessite moins d’équipements et demande moins de temps de programmation et de mise en place.

• Plus la charge utile et la puissance sont élevées, plus l’intelligence est avancée, plus le prix du robot est élevé. La marque du fabricant tient également une place dans l’équation.

• L’introduction d’un robot dans une partie de la chaîne de production va améliorer d’autres étapes de production et peut nécessiter des changements ultérieurs. Lors de la robotisation d’une cellule de production, anticipez également les changements de production à venir.

• Évaluez soigneusement l’expérience de mise en œuvre du fournisseur de solutions robotiques. Sélectionnez un intégrateur capable de proposer la meilleure solution et de la mettre en œuvre clé en main.

La fourchette de prix pour un robot varie de 10 000 € à plus de 200 000 €. Plus la puissance et la capacité de charge utile du robot sont importantes, plus le prix est élevé.

La pince la plus simple (ventouse) coûte moins de 100 €, mais elle ne peut retenir que des objets légers, jusqu’à un kilo. Mais une pince sophistiquée, avec des capteurs et des systèmes pneumatiques pour le soudage, coûtera plus de 10 000 €.

La mise en œuvre constitue un élément de coût distinct. Le coût d’installation d’une solution simple – un robot sans vision industrielle pour effectuer une ou deux opérations sur un type de pièce – est comparable au coût du robot (et peut le doubler si des solutions complexes sont intégrées). Il convient de noter que ces solutions sont de plus en plus ergonomiques à programmer : plus besoin d’embaucher un spécialiste en robotisation pour la conduite de cellule !

À mesure que la technologie progresse et que l’éventail des conceptions robotiques s’élargit, le concept de fabrication se transforme, développant le panel des tâches que les robots peuvent accomplir mieux que les humains, et changeant ainsi la vision des tâches qui doivent être laissées aux machines et de celles qui doivent être laissées aux humains.

À l’ère du numérique, l’évolution des machines a atteint un nouveau palier. Parmi les développements foisonnants, quatre orientations prometteuses émergent.

Intelligence et capacité d’apprentissage

Bien que les machines pensantes capables d’effectuer des actions complexes au même titre que les humains n’existent pas encore, l’intelligence artificielle primitive est déjà une caractéristique inhérente aux robots industriels. Par exemple, grâce à la vision industrielle, un robot peut sélectionner le bon objet parmi une variété d’objets, le comparer visuellement à une référence et prendre une décision de correspondance. C’est une compétence très utile lorsqu’il s’agit de trier des articles et d’éliminer les rejets.

Ces manipulateurs robotisés sont utilisés, par exemple, pour le tri des déchets. Certains robots intelligents trient les ordures deux fois plus vite et avec plus de précision qu’un humain.
Un robot équipé d’un système de vision par ordinateur est capable, non seulement de trier avec précision des déchets de texture, de forme et de poids différents, mais aussi de « se souvenir » de ses actions, ce qui permet d’analyser son travail et d’améliorer le processus de tri des déchets. La société finlandaise Zen Robotics a également développé une machine de tri des déchets intelligente.
Les machines intelligentes sont également très demandées dans le secteur de la construction. Certains robots peuvent trier des carreaux de céramique pour la production de panneaux muraux. Ils sont alors en mesure de faire correspondre les couleurs des carreaux de céramique, de reconnaître les nuances parmi une palette d’une cinquantaine de couleurs, de rejeter les carreaux éclatés et/ou de taille irrégulière.

L’estimation des paramètres du produit et la correction de l’algorithme

peuvent également être gérées avec succès par les robots industriels intelligents.

Cette compétence est importante pour le soudage, la peinture, le pliage ou l’assemblage, où le robot peut évaluer de manière indépendante – c’est-à-dire comparer avec un point de référence – la qualité de l’opération, l’effort, le nombre de tours et le temps nécessaire pour l’effectuer, et optimiser son travail. Par exemple, les systèmes robotisés d’IGM Robotersysteme AG permettent de résoudre des tâches qui sont hors de portée du soudeur le plus qualifié.

Grâce aux réseaux neuronaux, les robots industriels sont capables d’apprendre de nouvelles opérations par eux-mêmes. Citons l’équipe de recherche de l’université de Berkeley, qui a mis au point une méthode de « prédiction visuelle profonde pour la planification des mouvements du robot », grâce à laquelle la machine acquiert de l’expérience et l’applique dans son travail.

L’utilisation des réseaux neuronaux en robotique industrielle est encore au stade de prototype, mais c’est une application prometteuse. Le matériel, la programmation et l’installation représentent les deux tiers du coût d’un robot industriel. La capacité d’auto-apprentissage des machines permettra de réduire ces coûts.

Sécurité et collaborativité

Les cobots, ou robots capables de collaborer avec les humains dans le processus de travail, constituent un autre domaine de développement de la robotique.

Par rapport aux robots industriels travaillant dans des cages (espaces isolés), les cobots ont une intelligence artificielle plus avancée. Ils sont littéralement remplis de capteurs sensibles au mouvement, à l’effort, et ont une capacité de résistance au mouvement. Au moindre danger pour les humains, le cobot s’arrête.

Un cobot est moins cher qu’un robot industriel. Il est également facile à installer ; mais sa charge utile et sa vitesse sont inférieures à celles de ses homologues industriels. Pour les petites et moyennes entreprises, les petites usines, ou la production de produits surdimensionnés et non standard, un cobot est le meilleur choix.

L’un des meilleurs représentants de la famille des cobots est l’UR-10 d’Universal Robots. Grâce à ses systèmes de contrôle adaptatifs, il peut visser, coller, souder, assembler et couler.

Il peut être difficile de programmer les robots pour qu’ils puissent manipuler des objets. Les développeurs veulent supprimer la barrière de la communication entre les robots et les humains.

Grâce au système Kaisu, même une personne non formée peut rapidement apprendre à configurer et à contrôler le robot. Il suffit à l’opérateur de déplacer le joystick dans l’air pour que le robot apprenne les opérations nécessaires.

Un autre « simulateur » simple pour les machines a été développé par Fanuc. Il suffit à l’homme d’indiquer sur l’écran l’élément à trier du plateau.

Pour le fabriquant Kuka, les développeurs proposent un système exploitant le principe de la matrice. L’idée est de penser en termes de cellules de production universelles. Chaque cellule robotique est composée de plusieurs robots et peut effectuer différentes opérations – tri, assemblage, conditionnement – et peut être utilisée pour presque toutes les tâches de production

•  10:00-10:15  Introduction au contexte par Yann Macé – Manager de la plate-forme technologique Suni-pft.

• 10:15-11:00  Présentation de la solution ROBOTFLEX par André Fustier-Technico-commercial-TECAUMA

•  11-11:30 Retour d’expérience d’intégration en fraisage par Jean-Baptist Frenel-Dirigeant SOPROFAME

•  11:30-12:00 Retour d’expérience d’intégration en rectification par Bertrand Galodé-Responsable Production ELCO

Vous avez des questions? Nous sommes à votre écoute si vous souhaitez aller plus loin dans la démarche. Nos évènements sont soutenus financièrement par l’État (délégations régionales à la recherche et à la technologie), par la Région Bretagne, par le département Ille et Vilaine et Rennes Métropole.

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