Travailler et grandir avec des robots collaboratifs

Les robots font partie de l'industrie depuis plus longtemps que vous ne le pensez. Le brevet du premier robot industriel, Unimate, a été accordé en 1961. Alors que les robots étaient parfois utilisés par de plus grands fabricants, tels que les fabricants d'équipement d'origine automobile (OEM), ils étaient rarement une option pour les petits et moyens fabricants (SMM).

Cependant, les temps ont changé. Les robots sont désormais souvent considérés comme des outils essentiels pour les SMM, permettant aux petites opérations de rivaliser avec les plus grands acteurs. C'est notamment le cas avec la nouvelle vague de « robots collaboratifs ». Selon la Robotics Industries Association, un robot collaboratif, également connu sous le nom de "cobot", est spécifiquement conçu pour travailler directement avec des humains, côte à côte, dans un espace de travail collaboratif défini.

Qu'est-ce que les cobots offrent aux fabricants ?

Pour chaque employé de fabrication occupé souhaitant avoir un bras supplémentaire, les robots collaboratifs peuvent fournir des bras de haute technologie avec des caméras et des capteurs de mouvement, conçus avec différentes portées et charges utiles. Contrairement aux machines « autonomes » traditionnelles à une seule tâche, la technologie des robots collaboratifs peut imiter plusieurs mouvements main-bras requis pour des tâches répétitives telles que l'inspection de petites pièces automobiles ou des assemblages de moyeux de roue.

Les robots collaboratifs peuvent être utilisés pour libérer les employés des tâches répétitives afin qu'ils puissent se concentrer sur des tâches qui nécessitent des compétences plus avancées. Par exemple, trois personnes qui consacraient auparavant leur temps à l'inspection d'un seul bac peuvent désormais être affectées à des tâches telles que la conduite d'un chariot élévateur, selon Brian Pelke, président de Kay Manufacturing à Calumet City, Illinois. "Nous voulons qu'ils utilisent leur cerveau plus que leurs mains", a déclaré Pelke.

Pelke a récemment vanté les nombreux avantages du retour sur investissement des robots collaboratifs dans un Chicago Tribune article. Pelke a acheté son premier robot collaboratif pour moins de 50 000 $ et l'a rendu pleinement opérationnel en 30 jours. Il a fallu moins de 90 minutes aux employés pour terminer le didacticiel de programmation de base.

Pelke déclare que les cobots ont permis à Kay d'économiser environ 150 000 $ en coûts d'emballage en déplaçant les tâches de l'opérateur de la machine loin de l'emballage des pièces terminées. Pelke a noté que les machines peuvent détecter systématiquement les défauts visuels des pièces automobiles, tandis que les humains, qui peuvent devenir fatigués ou distraits, ne détectent les défauts que 9 fois sur 10.

Un autre avantage des cobots est leur mobilité, qui leur permet de s'adapter à presque tous les espaces de travail. La plupart des machines pèsent bien moins de 80 livres et ont une empreinte de quelques pouces. Ils nécessitent beaucoup moins d'énergie pour fonctionner que les robots traditionnels et peuvent être redéployés pour de multiples applications sans modifier les schémas de production. Idéal pour les petits travaux et les changements rapides, les cobots sont performants

tâches récurrentes à des niveaux de cohérence très élevés.

Ce que l'avenir réserve aux robots collaboratifs

Les ventes de robots collectifs devraient augmenter de 34 % d'ici 2026, avec des dépenses robotiques mondiales estimées à 13 milliards de dollars, selon la Tribune article. Et la Robotic Industries Association a récemment signalé qu'un nombre record de robots ont été expédiés à des entreprises nord-américaines au cours du premier trimestre de 2018.

Mais les cobots ne représentent actuellement que trois pour cent des ventes de robots, comme indiqué dans la Tribune article, peut-être en raison du fait que la technologie des robots collaboratifs est encore un domaine émergent.

Les normes de sécurité formelles pour les robots n'ont été inaugurées qu'en 2016, lorsque l'Organisation internationale de normalisation (ISO) a publié la spécification technique ISO (TS) 15066. L'American National Standards Institute (ANSI) a adopté la norme ISO/TS 15066 qui même année que le rapport technique ANSI/RIA R15.606 (RIA est la Robotic Industries Association).

Selon ces normes, les robots sont considérés comme « sûrs » s'il existe une distance adéquate entre les personnes et les machines actives, et s'il existe des limitations pour le transfert des forces et de la pression, en cas de contact.

Ces directives de sécurité constituent un excellent point de départ pour de futures recherches, selon le National Institute of Standards and Technology (NIST), une agence du département américain du Commerce qui utilise la science pour faire progresser l'innovation aux États-Unis. fabricants. En plus des recherches en cours sur la sécurité des robots collaboratifs, le NIST mène deux initiatives de recherche liées aux subtilités des humains travaillant côte à côte avec des robots et des cobots, qui promettent des gains majeurs en termes de sécurité et de productivité, selon Elena Messina. , responsable de programme, Sciences de la mesure pour la robotique de fabrication au NIST.

1. Visibilité

De nombreux cobots ont des caméras intégrées qui leur permettent de percevoir leur environnement environnant. Pour qu'ils fonctionnent correctement, il doit y avoir une interface entre le système de coordonnées de la caméra et le système de coordonnées du robot. Selon Messina, le NIST travaille à la création d'outils pour améliorer cette coordination en posant des questions telles que « le robot s'est-il déplacé de l'endroit où il pense qu'il se trouve ? » et "Le système de coordonnées s'aligne-t-il avec l'environnement réel ?"

Les recherches du NIST sur la visibilité des robots examinent également de plus près les caméras et les algorithmes pouvant être utilisés pour détecter et suivre les humains, ce qui promet d'améliorer la sécurité et l'interaction homme-robot en général.

2. Programmation

Il n'est pas difficile de programmer des cobots pour effectuer la plupart des tâches de fabrication, mais cela pourrait être encore plus facile. Et plus c'est facile, moins il y a de possibilités d'erreurs d'origine humaine, qui peuvent entraîner des problèmes de sécurité et de production. À cette fin, le NIST est en train de prototyper des interfaces avancées qui s'appuient sur la réalité augmentée et la réalité virtuelle afin de rendre la programmation des cobots plus intuitive, selon Messina.

Ce que les fabricants font actuellement avec les robots collaboratifs

Alors que les normes de sécurité et les technologies de gestion des cobots continuent d'évoluer, les robots collaboratifs fonctionnent déjà à proximité immédiate des humains dans l'atelier, souvent sans avoir besoin de clôtures ou de blindages de sécurité supplémentaires. Travaillant dans le cadre des directives de sécurité actuelles, ils sont capables d'effectuer des tâches récurrentes qui posaient auparavant des risques de blessures répétitives aux travailleurs, le tout pour beaucoup moins que les machines d'atelier traditionnelles.

Du tri et de l'emballage au collage et au montage, les robots collaboratifs peuvent être rapidement programmés pour rationaliser des tâches telles que :

• Contrôles qualité
• Polissage
• Entretien des machines
• Vissage
• Moulage par injection
• Assemblage
• Choisir et placer

Des employés comme David Young chez Kay Manufacturing affirment qu'ils ne manqueront pas d'effectuer des tâches telles que des inspections visuelles de petites pièces automobiles, qui ont été prises en charge par des robots collaboratifs de l'entreprise. Lors d'un entretien avec la Tribune , Young a déclaré que les cobots s'occupaient maintenant du travail manuel qui lui causait de l'arthrite dans les mains et les pieds. « Il est difficile de voir chaque petite chose », a-t-il déclaré. « Cela facilitera mon travail. »

Si vous êtes un SMM qui n'a pas encore profité des nombreuses opportunités qu'offrent les cobots, c'est le moment présent ! Connectez-vous avec votre centre MEP local au sein du réseau national MEP ^TM pour en savoir plus sur la façon dont les cobots peuvent également vous aider.