Considérations lors de l'intégration de cobots dans une installation

Qu'est-ce qu'un Cobot ?

Les robots collaboratifs, ou cobots, sont un type de robot industriel conçu pour collaborer avec le travail humain au lieu de le remplacer complètement. Ces dernières années, ils ont gagné une plus grande part du monde de l'automatisation grâce à leur facilité d'utilisation et leur intégration souvent plus facile dans les processus de l'usine.

Les cobots sont principalement utilisés dans des applications où le processus est simple, direct et souvent à mélange élevé et à faible volume. Ils se déplacent généralement plus lentement que leurs homologues robotiques et devraient s'arrêter de bouger lorsqu'ils touchent un objet sur leur chemin en raison des capteurs de proximité. Leur mouvement plus lent, combiné à une sensibilité élevée aux collisions (c'est-à-dire un arrêt total du fonctionnement), aide à prévenir les blessures.

Les robots industriels sont conçus pour fonctionner dans des zones clôturées avec peu ou pas de chance de toucher un employé, car leurs vitesses plus élevées et leur sensibilité plus faible aux collisions entraîneraient probablement des blessures ou la mort. A l'inverse, les cobots n'ont généralement pas de cage de protection autour de leur espace de travail. Ils sont généralement considérés comme sûrs à proximité des travailleurs, mais assurez-vous d'explorer les exigences de sécurité appropriées.

Étant donné que les cobots devraient réduire le travail des travailleurs au lieu de les remplacer, les temps de programmation peuvent être réduits. Les travailleurs peuvent effectuer les tâches les plus compliquées pendant que le robot effectue des travaux répétitifs ou soulève des charges lourdes.

Programmation Cobot

Les cobots sont programmés différemment des robots industriels, qui nécessitent généralement un programmeur robotique dédié, un ingénieur ou une personne spécialement formée aux langages de programmation robotique et aux meilleures pratiques. Au contraire, les cobots sont programmés à l'aide de mouvements larges et peuvent souvent être programmés avec succès sans beaucoup d'aide de la part du contrôleur.

"Vous n'avez pas besoin d'être un programmeur de robot, un ingénieur robot ou un ingénieur en automatisation pour configurer le cobot et le faire fonctionner", a déclaré Joe Campbell, directeur principal, Marketing stratégique et développement d'applications chez Universal Robots, à Control Automation. rédacteurs en chef lors d'une interview.

Figure 1. La programmation d'un cobot est généralement une tâche simple. Image utilisée avec l'aimable autorisation de Robots universels

La programmation d'un cobot peut être aussi simple que de déplacer manuellement le bras à travers différents points souhaités par l'opérateur sur le chemin souhaité. Au cours de cette routine, le cobot doit être placé dans un mode de programmation où le robot est facilement déplacé à la main.

Un autre exemple de systèmes de cobot faciles à programmer implique un cobot de palettisation. L'opérateur peut programmer différentes palettes et processus en suivant quelques étapes simples. Tout d'abord, ils définissent une « boîte » autour de la palette pour obtenir sa taille, puis le motif de la palette, suivi de la charge. Après avoir défini tous les différents paramètres, l'opérateur est invité à programmer un point, et la nouvelle routine est terminée.

Cobots dans la fabrication

Les cobots peuvent être ajoutés à divers processus de fabrication et d'usine. Cependant, tous les processus ne sont pas créés égaux et l'application exacte doit être considérée avant d'ajouter un cobot.

Les cobots offrent un avantage unique aux fabricants qui cherchent à combler les pénuries de main-d'œuvre. L'incorporation d'un cobot peut aider les employés actuels à produire plus sans main-d'œuvre ou masse salariale supplémentaires. Ils peuvent être moins chers à mettre en œuvre que les robots industriels, souvent à la moitié ou au tiers du coût d'un système robotique traditionnel. Des économies importantes peuvent être réalisées grâce à la réduction des équipements professionnels de programmation et de sécurité par rapport à la robotique industrielle.

Selon Campbell, la pénurie de main-d'œuvre « ne disparaîtra pas » de sitôt.

Figure 2. Un cobot travaillant dans un entrepôt. Image utilisée avec l'aimable autorisation de Robots universels

Les cobots peuvent offrir un délai d'exécution rapide sur le processus d'installation. Les interruptions de l'infrastructure et des temps d'arrêt peuvent être réduites à trois ou quatre semaines seulement, alors que les systèmes robotiques traditionnels prennent entre 12 et 16 semaines entre le début et l'installation finale. "Certains de nos partenaires s'engagent en fait à mettre le cobot en production quatre heures après sa livraison à l'usine", déclare Campbell.

Applications de cobots

Étant donné que les cobots sont généralement plus faciles à intégrer dans les processus de production, ils ont un large éventail d'industries. Traditionnellement, les petites entreprises évitaient la robotique en raison du coût initial élevé des robots industriels et de la difficulté à changer une fois mis en œuvre. Avec les cobots, les PME (petites et moyennes entreprises) peuvent utiliser la robotique avec une intégration plus rapide et des investissements moins coûteux.

De plus, les cobots n'ont pas nécessairement besoin de fonctionner dans leur configuration d'origine pendant toute leur durée de vie utile. Certains fabricants ont des cobots sur des chariots que les employés peuvent facilement déplacer entre les postes de travail pour fournir une main-d'œuvre utile partout où cela est nécessaire. Campbell explique :« le taux d'utilisation du cobot est très élevé et le seuil d'investissement est beaucoup plus bas en raison de la flexibilité ».

Le soudage est une autre application utile pour les cobots. Il y a actuellement une pénurie de soudeurs qualifiés aux États-Unis. Selon Campbell, il y a « entre 75 et 85 000 emplois de soudage ouverts aujourd'hui. Cela ne devrait rien faire d'autre que croître au cours des 10 prochaines années. »

Figure 3. Un cobot réalisant des soudures fastidieuses sous la supervision d'un ouvrier. Image utilisée avec l'aimable autorisation de Robots universels

Les cobots sont utilisés dans de nombreux cas pour aider à pallier la pénurie de soudeurs. Ils sont utiles dans les applications où les soudures répétitives sont courantes, souvent de petites soudures sur de petites pièces. Ces soudures peuvent être fastidieuses, un cobot peut donc libérer du temps pour les travailleurs pour effectuer des soudures plus difficiles. Cette configuration peut être bénéfique car elle permet de mettre le travail humain dans des soudures plus difficiles où une marge plus élevée est rendue sur leur travail.

L'avenir des cobots

Les cobots offrent une approche de l'automatisation différente de celle de la robotique industrielle traditionnelle. Ils sont conçus pour être utilisés comme un système d'économie de main-d'œuvre au lieu d'un système de remplacement de main-d'œuvre. Campbell souligne qu'il n'a jamais "vu ou entendu parler d'un emploi perdu en raison de l'automatisation depuis des décennies. Ce n'est tout simplement pas le cas. Soit les robots automatisent des tâches que les humains ne peuvent pas faire ou ne veulent pas effectuer. »

Cela crée un avantage unique dans certaines applications, où le robot effectue des tâches répétitives sous la supervision d'un ouvrier d'usine. Ils peuvent également aider les clients qui n'ont plus de prix pour la robotique industrielle. Les cobots ont un coût d'investissement initial inférieur et leur coût total est souvent moins cher car ils ne nécessitent pas autant d'infrastructure de sécurité et ont des coûts de programmation réduits.

Lorsque les fabricants envisagent d'adopter des cobots dans leurs processus, ils doivent changer leur idée de robots « dangereux » à des cobots collaboratifs. Les cobots ont plusieurs protocoles de sécurité et peuvent fonctionner dans des environnements que la robotique traditionnelle ne peut pas. Ils fonctionnent bien dans les tâches répétitives plus lentes et ont même la capacité de fonctionner sur une plate-forme mobile. Les pénuries de main-d'œuvre dans le secteur manufacturier ont aidé le cobot à devenir un acteur clé de l'industrie manufacturière, allant des petites opérations aux grandes entreprises comme Ford et d'autres grands fabricants.

Où voyez-vous les cobots aller dans le futur ?