Robotique industrielle 101 : Maîtrisez les bases de l'automatisation

Machines intelligentes et physiquement incarnées, les robots s'intègrent chaque jour un peu plus dans tous les aspects de notre monde.

Dans les années 1960, l'entreprise de la Silicon Valley SRI International a présenté le premier robot mobile et perceptif : Shakey. Capable de naviguer dans un environnement complexe, bien que lent et maladroit, il a posé les jalons d'un secteur de la robotique industrielle qui ne cesse de révolutionner la technologie.

De meilleurs algorithmes et des processeurs plus puissants rendent les robots toujours plus efficaces. Résultat : de nombreux emplois pénibles, répétitifs, dangereux ou monotones sont désormais confiés à des machines robotiques.

Mais que recouvre exactement la robotique industrielle ? Poursuivez votre lecture pour découvrir ce guide d'initiation.

Qu'est-ce que la robotique industrielle ?

Les robots industriels sont des dispositifs mécaniques programmables. Ils remplacent l'humain pour exécuter des tâches répétitives ou dangereuses avec une extrême précision.

De nombreux composants entrent dans leur fabrication : câbles, petites pièces, préhenseurs, systèmes de protection, et bien d'autres éléments.

Quels sont les différents types ?

Si de nombreux types de robots industriels existent, quelques catégories principales sont largement utilisées par les fabricants.

Les robots cartésiens, aussi appelés robots linéaires, opèrent sur trois axes linéaires selon le système de coordonnées cartésiennes : ils se déplacent en ligne droite sur trois axes distincts.

Appréciés pour leur flexibilité, leur vitesse, leur course, leur précision et leur taille sont ajustables. On les retrouve souvent dans l'impression 3D et les machines à commande numérique (CNC).

Autre figure emblématique : le robot articulé. Sa configuration et ses mouvements mécaniques imitent le bras humain.

La plupart possèdent 4 à 6 axes, chaque axe supplémentaire offrant un degré de liberté additionnel. Ils excellent dans le soudage à l'arc, la manutention, l'emballage, le chargement/déchargement de machines et l'assemblage.

Les robots SCARA fonctionnent sur trois axes avec une capacité de mouvement rotatif. Ils sont typiquement utilisés pour l'assemblage, la palettisation et les applications biomédicales.

Les robots cylindriques comportent toujours un joint rotatif à la base et un joint prismatique pour relier les segments. Leur conception compacte les destine aux espaces restreints pour le chargement de machines, l'assemblage simple et les applications de revêtement.

Les robots Delta (ou robots parallèles) disposent de trois bras reliés à une base unique. Ils travaillent dans un espace en forme de dôme et se déplacent avec précision et délicatesse à grande vitesse, car l'effecteur final est directement contrôlé par les trois bras. On les utilise pour des applications rapides de prise et pose dans les secteurs pharmaceutique, alimentaire et électronique.

Les robots polaires comptent parmi les tout premiers robots industriels développés. Ce sont des robots sphériques, couramment employés pour le moulage par injection, le soudage, la fonderie sous pression et la manutention.

Enfin, les robots collaboratifs (cobots) peuvent interagir en toute sécurité avec les humains dans un espace de travail partagé. De nombreuses marques et modèles existent. Ils sont typiquement utilisés pour la palettisation, la prise et pose, l'inspection qualité et le chargement de machines. Consultez notre article dédié pour en savoir plus sur les cobots.

Quels sont les avantages ?

Les robots industriels offrent de nombreux bénéfices, à commencer par une qualité de production constante. Un robot de peinture, par exemple, applique une couche uniforme, sans gouttes ni débordements.

Ils facilitent le travail humain en prenant en charge les tâches répétitives. Ils réduisent les erreurs et le gaspillage, diminuent les risques de blessures, et améliorent la productivité et le rendement.

Malgré un investissement initial élevé, la robotique industrielle offre un excellent retour sur investissement (ROI). Bien programmés et constants, les robots réduisent les rebuts et améliorent la qualité globale des produits.

Grâce à ces atouts, l'adoption des robots industriels ne cesse de croître. Ils peuvent fonctionner des heures durant et répéter les mêmes tâches pendant des années.

Comment sont-ils intégrés ?

C'est une idée reçue : l'arrivée de robots industriels ne signifie pas la fin des opérateurs humains.

Les robots peuvent s'interfacer avec les machines déjà présentes dans l'atelier. Ils reprennent les tâches dangereuses pour laisser les humains se concentrer sur les missions nécessitant plus de savoir-faire.

Ils nécessitent toujours une supervision, une maintenance et des réparations humaines.

Il est fréquent que les employés soient réticents à l'introduction de robots. Il suffit de leur rappeler que ces machines rendront leur environnement de travail plus sûr.

Quelle est leur popularité ?

En 2017, les livraisons mondiales de robots industriels ont atteint environ 387 000 unités, soit près de 100 000 de plus que l'année précédente.

Cette croissance spectaculaire s'explique principalement par le secteur automobile, qui a enregistré plus de 125 000 nouvelles installations en 2017.

Les pays dotés d'une forte industrie automobile affichent une forte densité de robots. Au Japon, on compte environ 1 240 robots industriels pour 10 000 employés de l'automobile.

On s'attend à ce que l'essor de la robotique industrielle incite les pays industrialisés à rapatrier leur production sur leur territoire national.

La robotique industrielle ne fera que progresser

La robotique industrielle gagnera en popularité année après année. Elle transforme de nombreux secteurs, notamment l'automobile.

Elle augmente la productivité, sécurise les lieux de travail et prend en charge les tâches monotones, libérant ainsi les humains pour des missions à plus haute valeur ajoutée.

Même si les coûts initiaux sont élevés, la robotique industrielle a prouvé qu'elle générait des économies substantielles sur le long terme.

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