Des cobots à six axes servant d'ambassadeurs de l'automatisation

Les robots à puissance et force limitées peuvent être plus faciles à déployer, en partie grâce aux nouveaux contrôleurs

Les robots collaboratifs à six axes ont-ils atteint un point de basculement dans l'établissement de leur créneau dans la fabrication ? Et pourraient-ils ouvrir la porte aux fabricants pour qu'ils adoptent l'automatisation en général ?

"Nous constatons clairement une tendance croissante à l'application de robots collaboratifs », ou cobots, a déclaré Claude Dinsmoor, directeur général du segment industrie générale et automobile de Fanuc America. « Dans certains cas, les robots à puissance et à force limitées peuvent être plus faciles à déployer, et tout à coup, cela encourage les gens à examiner tous les domaines de l'automatisation. Pour certains clients, il s'agit en quelque sorte d'une passerelle."

Passerelle ou pas, les robots collaboratifs sont certainement au centre de l'innovation.

La société suisse Stäubli Robotics a récemment introduit de nouveaux collaboratifs à six axes. Des entreprises déjà implantées dans le secteur collaboratif à six axes, comme Fanuc, ABB et Denso, améliorent les contrôleurs et les logiciels de surveillance des robots. Et les clients d'Universal Robots trouvent des moyens innovants d'utiliser les robots collaboratifs à six axes de l'entreprise.

Stäubli a récemment proposé de nouveaux bras robotiques, avec la gamme TX2 de robots à six axes prêts pour la collaboration. L'entreprise a également monté l'un de ses robots TX2 sur un véhicule à guidage automatique et l'a baptisé HelMo.

"Le TX2 est notre nouvelle génération, il fonctionne avec notre contrôleur CS9 (sécurité)", a déclaré Sébastien Schmitt, responsable de la division robotique de Stäubli Amérique du Nord. "C'est notre réponse à l'environnement collaboratif."

Il a souligné la flexibilité de la ligne TX2, qui peut être déployée dans une cellule gardée ou travailler en toute sécurité aux côtés des humains en adaptant sa vitesse à l'environnement d'exploitation.

"Vous n'avez pas à faire de choix, en disant 'Vais-je utiliser la collaboration dans ma fabrication, ou vais-je utiliser un robot clôturé ? Je n'en suis pas encore sûr. Aurai-je besoin d'une production à pleine vitesse, ce qui complique la collaboration, ou dois-je interagir souvent avec mon robot ? » dit Schmitt.

Beaucoup de clients de Stäubli sont des équipementiers automobiles, mais les robots de l'entreprise sont également utilisés dans l'industrie des sciences de la vie où le Lab 4.0, similaire à l'Industrie 4.0, gagne du terrain. La gamme TX2 comprend des robots à charge utile faible et moyenne, allant de 1,1 à 75 lb (0,5 à 34 kg), et peut être adaptée pour travailler dans des environnements sensibles, tels que les zones humides et les salles blanches.

HelMo est un TX2-90L à charge utile moyenne sur un AGV et fonctionne via un système de navigation intuitif à scanner laser. Les scanners laser fournissent une rétroaction acoustique et optique et déclenchent un arrêt en cas de présence humaine ou d'obstacle à proximité.

HelMo est déployé pour le chargement et le déchargement des machines, l'emballage et l'assemblage, a déclaré Schmitt.

Utilisation d'une barrière virtuelle

Le nouveau contrôleur RC8A de Denso permet aux humains de travailler en toute sécurité autour de ses robots en créant une clôture virtuelle. Une nouvelle fonctionnalité - Safety Motion - s'ajoute aux fonctionnalités et fonctions déjà disponibles dans le RC8.

Safety Motion utilise deux capteurs optiques, un en haut et un en bas d'une cellule, qui permettent au contrôleur de savoir qu'un humain s'approche du robot. Lorsque cela se produit, le contrôleur réduit progressivement la vitesse du robot, à un niveau sûr, en fonction de la distance de l'humain. Lorsque la personne atteint la zone la plus proche, le robot réduit le couple de son moteur pour s'arrêter ou ralentir suffisamment pour permettre à un opérateur d'interagir avec lui. Lorsque l'opérateur s'éloigne, le robot reprend automatiquement sa vitesse normale, ce qui permet de minimiser le temps d'arrêt.

Les accessoires en option incluent un pendentif d'enseignement avec un écran tactile couleur de 7,5 pouces et un mini pendentif avec un écran LCD de 128 x 64 pixels.

Denso est la seule entreprise de robotique qui propose la simulation dans son pendant d'enseignement, a déclaré Dave Robers, directeur régional des ventes.

"La simulation devient très, très essentielle car si vous ne savez pas comment le robot va se rendre à un point spécifique ou quelle sera sa position finale lorsqu'il arrivera à À ce stade, vous avez le potentiel de planter votre robot ou d'endommager votre outillage ou votre équipement », a-t-il déclaré.

Avec des dimensions de 12,5 x 14 x 3,69″ (31,75 x 35,56 x 9,37 cm), le RC8A reste le plus petit contrôleur de robot industriel au monde avec une sortie de 3 kW. La taille compacte permet d'économiser un espace précieux au sol de l'usine et facilite l'intégration.

Le système de mise en réseau d'interface à ressources ouvertes ORiN de Denso permet au RC8A de communiquer avec plus de 100 types d'appareils différents.

Améliorer la facilité, la vitesse

Le nouveau contrôleur R-30iB Plus de Fanuc facilite et accélère l'utilisation de ses robots à six axes.

Le R-30iB dispose d'un nouvel iPendant avec une résolution d'écran et une capacité de traitement améliorées. L'interface utilisateur, iHMI, dispose d'un écran à base d'icônes, qui offre une expérience familière avec des guides intuitifs pour la configuration et la programmation. Il comprend également des tutoriels de la page d'accueil principale qui sont conçus comme ceux des CNC Fanuc, permettant une transition plus facile vers l'utilisation des robots.

La société a amélioré les performances de traitement du matériel et des logiciels du R-30iB Plus, et le cycle de traitement du signal a été raccourci. Par rapport aux contrôleurs précédents, la synchronisation de sortie du signal est améliorée, élargissant les applications possibles aux systèmes qui nécessitent un haut niveau de précision de positionnement, tels que les applications laser.

"Grâce aux vitesses de traitement plus rapides, nous avons pu rendre l'interface de programmation du pendentif plus rapide, plus rapide et plus réactive", a déclaré Dinsmoor de Fanuc America. "Avec l'augmentation de la vitesse de traitement, nous pouvons également accélérer le traitement logique du robot pour lui permettre de gérer un traitement logique plus rapide et un temps d'exécution."

La fonction de vision du R-30iB Plus dispose d'une nouvelle interface de caméra qui multiplie par quatre la vitesse de transmission des images depuis la caméra, ainsi que d'une configuration de câble simplifiée.

"De plus, dans notre architecture, puisque nous avons intégré la vision artificielle où nous pouvons vous permettre de brancher une simple caméra et un câble et de les intégrer à la fonction du robot, nous constatons que d'autres actions telles que le traitement d'image de vision artificielle intégré au robot sont également plus rapides », a déclaré Dinsmoor. "Donc, encore une fois, ce que nous essayons vraiment de faire, c'est d'améliorer ce que fait le robot et à quelle vitesse il le fait."

Assurer la sécurité des opérateurs

ABB a une nouvelle version de son logiciel de surveillance de robot, SafeMove2.

Comme le premier SafeMove, SafeMove2 comprend un certain nombre de fonctions, y compris les limites de vitesse sûres, la surveillance sûre de l'arrêt, les plages d'axes sûres et la surveillance de la position et de l'orientation. Par conséquent, les clôtures peuvent être installées beaucoup plus près du robot, ce qui permet une utilisation plus efficace de l'espace au sol.

"Vous pouvez placer plus de robots dans le même espace", a déclaré Henrik Jerregard, chef de projet mondial pour les contrôleurs de robots chez ABB à Västerås, en Suède.

"Les deux versions ont les caractéristiques de base pour s'assurer que le robot reste dans la zone typique de la portée du robot", a-t-il déclaré. "Avec la deuxième itération, c'est beaucoup plus flexible. Nous permettons plus de fonctionnalités telles que des zones, des plages et des outils supplémentaires et nous pouvons les simuler dans RobotStudio », le logiciel de simulation et de programmation hors ligne d'ABB.

Un autre aspect de SafeMove2 est qu'il offre une solution de sécurité basée sur le logiciel au lieu d'une solution basée sur le matériel. En conséquence, les utilisateurs peuvent s'attendre à des investissements réduits ainsi qu'à une flexibilité et une fiabilité accrues.

Une application commune que SafeMove2 permet est avec des applications collaboratives telles que le chargement ou l'inspection de machines, a déclaré Jerregard. Grâce au logiciel de sécurité combiné à des capteurs de sécurité, un opérateur peut s'approcher du robot et regarder la pièce sur laquelle le robot travaille actuellement, car l'application ralentira puis arrêtera le robot.

SafeMove2 intègre également la connectivité du bus de terrain de sécurité dans la gamme de contrôleurs de robot IRC5 d'ABB, ainsi que dans les contrôleurs IRC5 Single, Compact et Paint.

Devenir matériel partenaire

Universal Robots, une société danoise, fabrique trois robots collaboratifs à six axes, les UR3, UR5 et UR10. Leur charge utile varie de 6,6 à 22 lb (3 à 10 kg) et leur portée de 19,7 à 51,2″ (500 à 1 300 mm).

Task Force Tips, un fabricant d'équipements de lutte contre les incendies basé dans l'Indiana, a installé un robot UR10 et deux robots UR5 pour s'occuper des machines CNC. Un quatrième robot, un UR5, est monté sur une table à roulettes et déplacé entre les tâches.

" Légers, faciles à configurer, à programmer et à déployer, les robots universels permettent aux clients d'aujourd'hui de répondre aux exigences de production à haut mix/faible volume en partageant le même robot dans plusieurs applications et usines emplacements sans encourir le coût de robots supplémentaires », a déclaré Brian Dillman, directeur régional des ventes chez Universal Robots.

Le PDG de Task Force Tips, Stewart McMillan, a déclaré :"Nous pouvons faire rouler la table avec le robot jusqu'à la machine et, en quelques minutes, apprendre au robot à charger des pièces. Ils deviennent une sorte de partenaire pour une personne qui se promène et les aide avec la corvée."

Les deux robots UR5 guidés par la vision travaillent en tandem, l'un ramassant et plaçant des ébauches pour les lances d'incendie dans une fraiseuse, puis prenant la pièce à moitié usinée et la remettant vers le deuxième UR5 pour un traitement supplémentaire.

Le transfert du robot et le guidage visuel utilisent les registres du protocole de communication MODBUS dans le contrôleur des robots UR.

Si la détection de force d'un robot identifie une pièce déformée ou des copeaux d'usinage dans les mâchoires d'un mandrin, il essaie de faire sauter les débris avec de l'air sous pression, puis lave le mandrin si cela ne fonctionne pas. Si tout cela échoue et que la pièce ne peut toujours pas être chargée, le robot avertit l'opérateur.

Le coude du robot se plie au lieu de tourner

Les fabricants qui souhaitent installer un bras robotique dans un espace restreint et accélérer les temps de cycle peuvent être intéressés par la nouvelle série Flexion d'Epson Robotics.

Le « coude » des bras robotiques de la série se replie sur lui-même au lieu de tourner. Cela permet au Flexion N2, le premier robot disponible de la série, de travailler dans un espace jusqu'à 40 % plus petit que les robots à six axes comparables et maximise l'efficacité du mouvement pour accélérer les temps de cycle, a déclaré Epson. Le N2 a une portée de 17,7" (450 mm), nécessite 18" (460 mm) d'espace et a une charge utile de 5,5 lb (2,5 kg).

"Sur le marché de l'électronique, où nous vendons une tonne de robots, nous avons parlé avec quelques-uns de nos clients et ils étaient très enthousiastes à l'idée que nous réduisions la taille de ce robot, afin qu'ils puissent réduire leur espace total d'usine, ” a déclaré Rick Brookshire, chef de produit du groupe. "Tout a commencé dans l'industrie électronique, mais une fois que nous avons introduit le produit, nous avons commencé à recevoir de nombreuses demandes de la part des industries médicale et automobile."

Même si les robots à six axes C4 d'Epson sont compacts par rapport aux offres concurrentes, le robot à six axes C4 d'Epson ne fait pas le poids, même avec le N2 de l'entreprise lorsqu'il s'agit d'espaces restreints, a-t-il déclaré. Le C4 a une portée de 23,6" (600 mm) mais nécessite 26" (660 mm) pour travailler.

Le N2 peut être monté au plafond ou sur une table. Il dispose d'options telles que le guidage visuel et la détection de force.