Les cobots et les effecteurs s'associent pour des solutions flexibles abordables.
Alors que la robotique a ouvert la voie à la croissance rapide de l'automatisation, nous considérons les cobots comme la démocratisation de la technologie robotique. Ils éliminent le coût et la programmation complexe dont les robots ont généralement besoin, tout en offrant une flexibilité beaucoup plus grande...
Par Andrea Trifone, chef de projet Cobot, SMC Italie
JANVIER 2021
Le partage de l'expertise des fabricants de robots collaboratifs et des fournisseurs d’outils permettra aux processus de fabrication d'acquérir non seulement cette flexibilité, mais aussi les améliorations de la polyvalence et de la productivité, si nécessaires de nos jours. Selon nous, la technologie de préhension offre aux cobots la même flexibilité d'application que le cobot apporte au processus de production.
Pourquoi Cobots ? Des mythes à une réalité plus simple et plus rentable
Le marché des robots collaboratifs devrait connaître une croissance robuste et exponentielle dans les années à venir. Un rapport d'Interact Analysis prédit que le marché des robots collaboratifs vaudra 7,5 milliards de dollars d'ici 2027. Cela équivaudrait à environ 29% du marché mondial des robots industriels.
Une fois que l'industrie aura dépassé les mythes sur les cobots, elle commencera à récolter les avantages de ce qu'ils apportent vraiment à l'atelier. Par exemple, aidés par les progrès de l'informatique de pointe, les robots collaboratifs ne nécessitent pas la configuration complexe des robots industriels traditionnels. Celles-ci nécessitaient auparavant au moins une semaine de formation, mais certains fabricants de cobots rendent possible désormais la mise en marche en à peine une demi-heure.
Les avantages économiques qu'ils apportent à la fabrication sont très intéressants par rapport aux robots, car ils nécessitent un investissement initial beaucoup plus faible et un coût de mise en œuvre très réduit. Selon certaines estimations, le temps de rentabilisation d'un cobot classique se situe entre un et deux ans, et peut parfois être réduit à six mois, selon l'expérience de certains de nos clients. Ces deux avantages majeurs font des cobots un investissement intéressant, mais ce qui en fait une technologie vraiment attrayante, c'est la flexibilité qu'ils offrent.
Flexibilité - La réponse des cobots aux demandes en constante évolution du marché
Les cobots s'adaptent facilement à plusieurs applications, contrairement aux robots traditionnels qui sont généralement conçus pour effectuer une seule tâche. Leur poids léger et leurs dimensions plus compactes, associés à une reprogrammation plus facile, se traduisent par un niveau de mobilité énorme, afin qu'ils puissent être placés facilement là où le processus de production l'exige. Les cobots facilitent l'automatisation, même pour les petites séries de production, et le changement de ligne fréquent.
Leur contribution à la polyvalence est aussi variée que la réalité de chaque processus. Par exemple, les entreprises qui ne travaillent pas sur un flux de travail en continu peuvent configurer des cobots pour charger des machines qui fonctionnent la nuit pendant que l'usine est fermée. Le matin, à sa réouverture, une production est terminée. Dans d'autres cas, les cobots peuvent remplacer les travailleurs lorsque la tâche est exigeante, dangereuse ou simplement fastidieuse, ce qui leur laisse du temps pour effectuer des tâches plus productives et créatives.
Les possibilités sont vraiment infinies, d'autant plus lorsque vous ajoutez à l'équation, des technologies périphériques telles que l'IoT (Internet of Things /Internet des Objets) ou l'IA (Intelligence Artificielle). C'est là que réside la beauté de la technologie cobot : elle peut offrir des avantages d'automatisation auparavant réservés aux entreprises disposant d'installations de production à grande échelle. Ces avantages peuvent désormais être partagés par les petites et moyennes entreprises dans un large éventail d'industries.
Le problème de la sécurité
Conçus pour travailler aux côtés de leurs homologues humains, avec une évaluation des risques appropriée, les cobots peuvent ne pas nécessiter de carter de protection ou de dispositifs de sécurité encombrants. Christoph Ryll, un spécialiste du cobot qui collabore avec SMC pour développer des solutions de sécurité pratiques, décrit quel serait le but final : en travaillant ensemble, les humains et les cobots peuvent atteindre une efficacité plus élevée que l'un ou l'autre ne le pourrait seul. Cependant, la sécurité est toujours un problème, et 95% des cobots sont toujours enfermés et ne sont pas vraiment collaboratifs. Il note que la formation à la sécurité des opérateurs peut en effet prendre un peu plus de temps.
Outils effecteurs - Une question de symbiose
Les outils, principalement sous la forme de pinces, permettent au bras du cobot de tenir et manipuler des pièces avec une grande variété de formes, de tailles et de matériaux. La flexibilité d’adapter un cobot à de nombreuses applications différentes est un avantage majeur, du moment qu’il est facile de changer la pince. Par exemple, un cobot utilisé pour visser sur une ligne d'assemblage doit pouvoir être facilement réinstallé avec un outil différent et utilisé dans une application pick-and-place.
Les constructeurs de machines ou les intégrateurs doivent communiquer étroitement avec les utilisateurs finaux afin de garantir le succès de l’union. La technologie de préhension doit pouvoir s'adapter parfaitement aux besoins spécifiques de la tâche. Aussi important qu'il soit de sélectionner le bon cobot, il est tout aussi vital de choisir le bon outil terminal, capable d'être personnalisé pour répondre aux exigences spécifiques de la tâche, telles que la vitesse maxi (ou la vitesse de pointe), la force maximale autorisée, le profil de la pièce, sa composition et son poids.
L'optimisation de la taille et du poids est particulièrement pertinente pour les robots collaboratifs. Le poids de l’outil affecte directement la charge utile globale du cobot. En tant que fabricants de pinces, nos défis sont de fournir une force de préhension et une vitesse maximale tout en maintenant des dimensions et un poids minimum.
Simple : le meilleur préhenseur dépend toujours de la tâche
Lors du choix d'une pince, commencez par définir la tâche, y compris la ou les pièces à manipuler (forme, poids, matériau). Sont-ils tous identiques ou y a-t-il un mélange ? Quel est le temps de cycle requis ? La précision est-elle nécessaire ? Et la force ? Doit-elle être personnalisée ? Les constructeurs de machines ou les intégrateurs doivent choisir la meilleure technologie de préhension pour l'application. Des fabricants tels que SMC ont développé des solutions conçues pour fonctionner avec tous les robots et cobots du marché.
Les préhensions pneumatiques sont bien adaptées aux applications générales de pick-and-place. Les solutions pneumatiques, par définition, fournissent une force, une vitesse et une fréquence de fonctionnement plus élevées. Si aucun de ces paramètres n'a besoin d'être contrôlé ou précis, une pince pneumatique est la meilleure solution.
Les préhensions par le vide se présentent généralement sous la forme de ventouses. Le maintien par aspiration est normalement recommandé pour déplacer et transférer des pièces délicates ou fragiles. Elles peuvent s'adapter à de nombreuses formes inhabituelles et sont fabriquées à partir d'une variété de matériaux haut de gamme tels que le silicone, le NBR, l'uréthane et le FKM, ou ceux conformes aux normes FDA.
Les préhensions électriques - Lorsqu'il est nécessaire de contrôler la position, la force ou la vitesse, vous devez choisir des pinces électriques. Elles permettent par exemple une fermeture et une ouverture partielles. C’est extrêmement utile dans certains processus, car cela ne compromet pas le temps de cycle. Le contrôle de la force de préhension et de la vitesse les rend idéales pour la manipulation de pièces délicates telles que les cartes de circuits imprimés (PCB), ou lorsque le processus nécessite la manipulation de différentes pièces.
Les préhensions magnétiques - Pour les applications où les ventouses et les pinces pneumatique ne fonctionnent pas de manière optimale en raison de surfaces inégales ou poreuses, la préhension magnétique est la solution. Avec une force de maintien allant jusqu'à 120 N, c'est une solution polyvalente avec une grande variété d'applications pour la manipulation de métaux ferreux.
SMC propose toutes les différentes technologies de préhension et développe des préhenseurs et des systèmes de préhension plug-and-play pour tous les fournisseurs de cobots et de robots. Nous les concevons sur la base des concepts d'efficacité énergétique et de performance, avec un accent particulier sur l'optimisation de la taille et du poids. La prise en compte des poids, des encombrements et de l'ergonomie facilite les mouvements du poignet de la machine et évite de limiter ses performances.
Cependant, là où SMC peut vraiment faire la différence, c'est dans notre capacité à combiner une approche à 360 ° des besoins d'automatisation, telles que les solutions électriques qui aident la mobilité du cobot, avec un support technique pour personnaliser des solutions d'automatisation qui s'adaptent parfaitement aux processus de production et garantissent une flexibilité optimale.
Enfin, la technologie qui change la donne pour le marché du cobot est l'utilisation du sans fil pour piloter des signaux pneumatiques, numériques et analogiques. Cela permet de réduire ou d'éliminer le câblage, en particulier pour les applications impliquant des appareils mobiles, qui rencontrent des problèmes tels que la rupture due aux frottements de câbles, qui peuvent produire des défauts majeurs de la machine et entraîner des temps d'arrêt ou une perte de production.
L'alliance entre le cobot et l’outil permet d’atteindre la flexibilité que l'industrie et le consommateur final exigent de nos jours. Le nouveau rapport World Robotics 2020 Industrial Robots, publié le 24 septembre 2020, indique que si les robots industriels ont connu une baisse de 12% du volume des ventes, les robots collaboratifs ont affiché une hausse de 11%. Bien sûr, le marché du cobot n'en est qu'à ses tout débuts, mais il a hâte de faire partie de cette industrie florissante et passionnante.
