Est-ce la seule cellule de fabrication dont vous aurez besoin ?

Imaginez que vous n'ayez jamais eu besoin que d'une seule cellule de fabrication capable de tout faire. C'est ce que fait une équipe de chercheurs avec RoboDK.

Pensez à la façon dont vous fabriquez des pièces en ce moment.

Il y a plusieurs étapes, n'est-ce pas ? Une cellule transforme la matière première en pièces utilisables. Une autre cellule découpe l'ébauche de la pièce, puis termine l'usinage fin. Encore une autre cellule effectue la finition de surface. En fin de compte, votre lieu de travail est rempli de machines, ce qui oblige vos opérateurs à courir partout pour tenter de suivre le rythme.

Ne serait-il pas utile d'avoir une seule cellule pour effectuer toutes ces étapes ?

C'est la question qu'un groupe de chercheurs a décidé d'aborder dans une récente proposition de projet pour le programme de financement Horizon 2020 de l'UE.

Présentation… HYROMAN

HYROMAN était le nom d'une proposition de projet européen qui a été soumise en 2017.

L'UE (Union européenne) organise son financement de projets de recherche en cycles. Le cycle actuel s'appelle Horizon 2020 et, jusqu'à présent, plus de 600 000 candidatures ont été soumises au cours des 5 dernières années (dont seulement 3 % ont été financées).

HYROMAN signifie HYbrid RObotic MANufacturing. L'idée derrière le projet est de développer une plate-forme capable de réaliser toutes les étapes de fabrication au sein d'une cellule robotisée.

La proposition de projet expliquait que HYROMAN "a l'intention de construire un système de fabrication innovant et perturbateur qui permet une production agile et rentable."

La plate-forme HYROMAN

Le cœur du projet proposé est la "plate-forme HYROMAN" qui "est un système robotique avancé… pour minimiser le temps de production, l'espace de l'atelier et les dépenses d'investissement requises".

Ceci combine trois étapes de fabrication de base dans une seule cellule :

1. Fabrication additive — Plutôt que de travailler à partir de morceaux de métal, la cellule utiliserait un « outil de dépôt » (impression 3D) pour construire l'ébauche de la pièce. Un outil d'extrusion serait attaché en tant qu'effecteur final du robot pour terminer cette étape.
2. Fabrication soustractive — Ensuite, un deuxième robot au sein de la cellule utiliserait un outil d'usinage pour éliminer l'excédent de matière de la pièce.
3. Fabrication transformatrice — Enfin, le deuxième robot changerait son outil d'usinage pour un effecteur de traitement de surface. Cela serait utilisé pour transformer la microstructure de la surface de la pièce et l'amener à la qualité finale.

Il serait en fait possible de réaliser ces trois étapes avec un seul robot. Cependant, la fabrication additive prend beaucoup plus de temps que les deux autres étapes, il est donc logique d'utiliser deux robots. Il serait peut-être même judicieux d'utiliser plusieurs robots pour l'étape d'impression 3D afin d'augmenter le débit global de la cellule.

Comment HYROMAN utilise RoboDK

Une chose qui fait de HYROMAN une si bonne idée est son utilisation de RoboDK comme plate-forme de programmation. RoboDK permet de réaliser très facilement les trois étapes de programmation dans le même environnement.

Pour leur proposition, l'équipe a utilisé le logiciel pour construire une simulation de la première étape de la cellule (l'impression 3D). Pour ce faire, ils ont utilisé l'assistant d'impression 3D. Cependant, ce n'est que le début. Avec les assistants de programmation intégrés de RoboDK, les trois étapes sont faciles à réaliser.

Voici comment l'équipe d'HYROMAN peut utiliser le même logiciel pour la fabrication additive, soustractive et transformatrice :

Fabrication additive – Assistant d'impression 3D

La première étape consiste à imprimer en 3D la forme brute de la pièce à l'aide de la fabrication additive.

L'assistant d'impression 3D de RoboDK vous permet de transformer facilement un modèle CAO en une séquence d'instructions de robot. Il nécessite un fichier GCODE en entrée, qui peut être généré par le logiciel gratuit Slic3r.

Il existe de nombreuses possibilités pour l'impression 3D. Récemment, nous avons rendu compte d'une équipe qui utilise RoboDK pour imprimer des aliments en 3D. Nous avons également vu l'impression 3D de béton pour des applications architecturales.

Consultez l'exemple suivant d'impression 3D dans RoboDK et consultez la page de documentation pour obtenir des instructions pratiques.

Fabrication soustractive – Assistant d'usinage robotisé

La deuxième étape consiste à usiner les détails fins de la pièce à l'aide de machines-outils compatibles avec les robots.

L'assistant d'usinage de RoboDK suit un processus très similaire à l'impression 3D. Il utilise soit GCODE comme entrée, soit un autre type de fichier NC. Cependant, au lieu d'ajouter de la matière, l'outil est utilisé pour enlever de la matière.

Pour plus de détails sur la façon dont l'usinage par robot peut aider votre entreprise, lisez notre article Comment l'usinage par robot peut vous simplifier la vie.

Consultez l'exemple suivant d'usinage robotisé dans RoboDK et consultez la page de documentation pour obtenir des instructions pratiques.

Fabrication transformatrice – Assistant de suivi de courbe

L'étape finale consiste à effectuer un traitement de surface, afin d'améliorer les propriétés matérielles du produit final (par exemple, pour améliorer la résistance à l'usure, la soudabilité, la résistance à la corrosion, etc.).

Le mouvement exact du robot dépendra de la méthode spécifique de traitement de surface. Cependant, de nombreuses méthodes nécessiteront que le robot se déplace soit sur une trajectoire courbe, soit sur des points individuels. Pour cela, les assistants de suivi de courbe et de suivi de point de RoboDK seront les plus utiles.

Ces mouvements rendent les applications de finition de surface assez similaires aux tâches d'inspection ou de peinture, que vous pouvez découvrir dans notre article Le guide du fabricant sur l'inspection robotique.

Consultez l'exemple suivant d'une tâche de suivi de courbe (peinture) dans RoboDK et consultez la page de documentation pour obtenir des instructions pratiques.

Comment vous pouvez améliorer votre processus avec RoboDK

HYROMAN est une excellente idée. Cependant, vous n'avez pas besoin d'effectuer les trois tâches de fabrication dans la même cellule robotique pour voir les avantages. Vous pouvez améliorer vos processus en mettant en œuvre une seule des tâches.

Laquelle des trois tâches serait la plus utile pour votre entreprise ? (c'est-à-dire l'impression 3D robotisée, l'usinage robotisé ou la finition de surface robotisée).

Choisissez celui qui vous convient et utilisez les liens ci-dessus pour en savoir plus.

Que pourriez-vous réaliser avec une cellule de fabrication tout-en-un ? Dites-le nous dans les commentaires ci-dessous ou rejoignez la discussion sur LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram ou sur le forum RoboDK.