1 – la Cadence
Les cobots exécutent généralement un processus simple à la vitesse d'un opérateur humain. Il est ainsi possible d’automatiser les opérations dont on maîtrise la cadence manuelle actuelle. Bien sûr, un cobot peut travailler 24 h/24 h sans s’arrêter, ce qui est un gain de productivité. De plus, les cobots garantissent une production homogène et fiable libérant les opérateurs des tâches les plus pénibles et répétitives pour les recentrer sur des activités à plus forte valeur ajoutée.
Faire fonctionner un robot collaboratif au-delà de la cadence d’un opérateur humain est possible, mais cela complexifie l’analyse des risques. Des dispositifs complémentaires seront nécessaires pour assurer la sécurité des personnes. De même, il faudra probablement programmer des trajectoires réalistes pour le robot et tenir compte des charges utiles.
2 - Portée et charge utile
Les cobots existent en plusieurs dimensions, mais sont idéalement adaptés à la manipulation de pièces de moins de 10 kg sur une portée inférieure à 1 300 mm. Il faut penser à prendre en compte le poids de l’outil dans le calcul de la charge utile totale. Si vous avez plusieurs processus à automatiser, optez pour une famille de robots déclinés en plusieurs tailles et caractéristiques techniques. Hormis pour les applications d’envergure telles que la mise en palettes, il est préférable de privilégier l’automatisation de tâches qu’un opérateur peut réaliser sans quitter son poste de travail.
Pour les travaux exigeant un rayon d’action supérieur, il sera nécessaire d’installer plusieurs robots collaboratifs ou réorganiser son atelier pour inclure le processus dans la portée d’un seul cobot.
3 – Pièces et présentation
Ils sont idéalement adaptés à la manipulation de pièces de dimensions et de formes homogènes, ce qui simplifie le choix d’une pince pour les saisir. Pour faciliter la programmation, Il est conseillé de présenter toutes les pièces dans la même position sur une table ou un plateau afin que le robot puisse répéter le même processus indéfiniment.
Une autre méthode consiste à les disposer de manière ordonnée (sur un plateau ou dans une corbeille) : il suffit alors d’indiquer au robot la position initiale et la position finale ainsi que le nombre de pièces dans chaque ligne et colonne. Certains cobots possèdent même des capacités préprogrammées de mise en palette.
Mieux vaut éviter de recourir aux systèmes de vision ou de détection pour identifier et saisir les pièces. Manipuler des pièces aux propriétés variables (dimensions et formes) ou présentées de manière non structurée (en vrac dans une caisse) reste tout à fait possible, mais plus complexe.
4 – Collaboration avec les opérateurs
Les robots collaboratifs sont conçus pour travailler à proximité immédiate des opérateurs humains en garantissant leur sécurité. Toutefois, une analyse préalable des risques est conseillée pour définir l’interaction opérateurs-cobots adaptée à la situation de l’entreprise. À l’instar des opérateurs humains travaillant ensemble, la sécurité doit être assurée lors de la manipulation de pièces aux bords saillants ou l’utilisation d'un outil de découpe, d’un chalumeau ou d’une meule.
Dans un environnement collaboratif idéal, les opérateurs exploitent au mieux leurs compétences, notamment en supervisant le processus, tandis que le bras robotisé se charge des tâches répétitives, manuelles voire dangereuses de manipulation des pièces et des machines. Dans les cas où le cobot doit se déplacer à vitesse élevée, ou si les tâches posent d’autres problèmes de sécurité, un rideau lumineux ou un scanner de sécurité est recommandé pour arrêter ou ralentir le bras lorsqu'une personne entre dans son espace de travail.
5 – Connectivité et intégration
Au début du projet, il est recommandé de déterminer les machines avec lesquelles votre cobot devra interagir et la nature de cette interaction. Remplacera-t-il simplement une interaction humaine (ouvrir une porte, charger ou décharger des pièces ou presser un bouton) ?
Ou cherche-t-on une intégration rapprochée entre le robot et la machine, avec une interconnexion directe ?
Plus le robot est interconnecté à une machine, plus l’automatisation du processus sera complexe.
L’intégration avec la machine est facilitée par les contrôleurs d’E/S numériques intégrés ou les protocoles de communication basés sur Ethernet tels qu’EthernetIP. Pour minimiser la complexité, on limite généralement les interactions de la machine aux commandes de base telles que le démarrage et la fin du cycle.
6 – Pinces et outils
Dans chaque application, le cobot utilise un outil monté sur son bras pour interagir avec les pièces et les machines. Appelés effecteurs ou encore EOAT (end of arm tools), ils sont aujourd’hui de plus en plus nombreux démultipliant le nombre d’applications possibles.
Pour chercher le bon outil, il faut au préalable se poser la question de choisir un outil spécifique pour une tâche unique ou d’aller vers un outil plus flexible pour plusieurs processus.
Par exemple une ventouse ou une pince pour saisir les pièces, un dispositif de soudage ou de pulvérisation de peinture, ou tout autre outil issu de votre imagination pour répondre aux besoins.
Pour des applications plus spécifiques, il est possible de créer des outils personnalisés grâce à l'impression 3D. Mais attention toutefois à l’ajout de complexité !
7 – Montage et enceinte de sécurité
Dans les applications les plus communes, le cobot est installé à un point fixe et répète la même tâche indéfiniment. Ainsi, la plupart des applications ne nécessitent pas forcément de capteur ou de périmètre de sécurité, en fonction des résultats de l’analyse des risques. Les fonctionnalités intégrées respectent les exigences de sécurité et les limites de couple en vigueur. Ainsi, il s’arrêtera automatiquement, ne provoquant aucune blessure en cas de collision avec une personne.
Or, légers et faciles à programmer, les robots collaboratifs peuvent également être déplacés entre les processus, éventuellement montés sur un chariot roulant par commodité. Cela nécessite quelques précautions supplémentaires et la programmation de ses trajets Après chaque déplacement, il doit toutefois être localisé par rapport à son environnement afin que les pièces et les machines soient à l’endroit où il les attend. Les programmes peuvent être stockés sur la console d’apprentissage et chargés d’une simple pression sur un bouton.
8 – Environnement
Les cobots fonctionnent dans la quasi-totalité des environnements adaptés aux humains, sans craindre la température, le bruit ou la saleté. Bien entendu, ils peuvent également travailler dans des environnements hygiéniques ou en salle blanche. Mais comme tout équipement (ou opérateur humain), les bras robotisé collaboratif évoluant dans les environnements extrêmes peuvent nécessiter une protection supplémentaire.
Par exemple, des manchons peuvent protéger le bras du cobot contre les températures et taux d’humidité extrêmes, les fluides, les atmosphères corrosives et les particules telles que les gravillons, la poussière ou les débris. Ces protections sont souvent disponibles dans le commerce, mais plus les conditions sont extrêmes, plus l’automatisation sera complexe.
9 – Programmation et logique
L’application se complexifie au fur et à mesure que l’on ajoute des machines ou des dispositifs avec lesquels le cobot doit interagir. Des opérations simples de préhension-positionnement de pièces uniformes présentées de manière ordonnée peuvent être programmées en quelques minutes.
De même, il est aisé de basculer sur d’autres opérations ou des types de pièces différents. Les processus dans lesquels le robot peut exécuter ses tâches en recevant des informations basiques de capteurs ou contrôleurs externes sont généralement les plus simples à automatiser.
Le processus se complexifie lorsqu’on souhaite ajouter des systèmes de vision ou de détection de force pour identifier et saisir les pièces, ou des dispositifs surveillant et contrôlant les performances du robot et son interaction avec les autres machines.
10 – Besoins futurs
Si vous découvrez les nouvelles générations de robots, ne soyez pas trop ambitieux au départ. Cela ne doit pas pour autant vous empêcher de prévoir. Après avoir accompli vos premières réussites, vous porterez un nouveau regard sur toutes vos opérations manuelles.
Explorez la gamme disponible et déterminez si les cobots capables de répondre à vos besoins actuels le seront également pour vos besoins futurs.
Une fois que vous aurez automatisé votre première application, vous verrez que ce qui vous semblait ambitieux au début est finalement tout à fait raisonnable. Grâce à sa souplesse, sa légèreté et sa simplicité de programmation, vous envisagerez probablement de déplacer votre premier cobot pour essayer de nouvelles applications, plus ambitieuses, dans votre atelier.
Faites votre choix parmi les différentes dimensions et caractéristiques techniques et appliquez les connaissances que vous avez acquises pour lancer rapidement de nouvelles opérations.
