Robots pick-and-place : accélérer la production et augmenter le rendement

Les robots pick-and-place sont la clé d'un rendement accru et de temps de production plus courts. Découvrez comment ils réduisent les coûts, les erreurs humaines et les goulots d'étranglement.

Le terme « pick-and-place » (prise et pose) désigne toute application où une pièce est saisie à un endroit, déplacée et placée ailleurs. Il est le plus associé aux applications d'emballage et de palettisation. C'est une tâche critique dans les processus de fabrication à haut volume. Mais quand et comment la réaliser ?

Dans cet article, vous apprendrez :

• Quels secteurs utilisent les robots pick-and-place ?
• Quand automatiser votre processus pick-and-place ?
• Quels robots peuvent effectuer des applications pick-and-place ?
• Un mot sur les effecteurs terminaux
• Coût

Quels secteurs utilisent les robots pick-and-place ?

Les applications pick-and-place se retrouvent couramment dans une variété d'usines de fabrication. C'est une tâche d'automatisation fondamentale. Autrement dit, même des tâches complexes comme l'assemblage, l'emballage, la palettisation, etc. incluent le pick-and-place comme sous-tâche. De ce fait, on trouve des robots pick-and-place dans presque tous les secteurs. Les secteurs courants incluent :

• Emballage
• Agroalimentaire
• Pharmaceutique
• Commerce de détail
• Fabrication sous-traitée
• Plasturgie
• Automobile

Les environnements de fabrication modernes exploitent la technologie pick-and-place dans de nombreuses applications. Exemples : robots cartésiens remplissant des flacons de médicaments et robots delta conditionnant des lingettes pour bébés. Bien que ces tâches puissent être complexifiées, elles nécessitent toutes la capacité pick-and-place. C'est un composant nécessaire de nombreuses applications industrielles. Les tâches incluant du pick-and-place comprennent :

• Assemblage
• Entrepôt automatisé
• Palettisation
• Conditionnement en caisses
• Séparation
• Remplissage

Les tâches d'assemblage nécessitent de prélever des pièces dans des bacs et de les placer au bon endroit sur le produit. Les entrepôts automatisés requièrent des robots pour prélever et placer les produits. Le robot doit d'abord se déplacer à la position du produit, le prélever de l'étagère ou du bac, puis le placer dans une zone de préparation. La palettisation et le conditionnement en caisses sont très similaires du point de vue pick-and-place, mais les deux nécessitent cette capacité fondamentale. Il est probable que certaines tâches de votre usine comportent une composante pick-and-place.

Quand automatiser votre processus pick-and-place ?

De nombreuses tâches pick-and-place se déroulent sur des lignes d'assemblage ou d'emballage. Souvent, cela devient un goulot d'étranglement lorsqu'elles sont effectuées manuellement. De gains importants en débit et en efficacité peuvent être réalisés en automatisant ici. Quels signaux d'alerte doivent inciter à l'automatisation ?

• Besoin d'augmenter le débit ou présence d'un goulot d'étranglement
• Recherche de réduction des coûts
• Préoccupations de sécurité avec le processus manuel
• Problèmes de contrôle qualité

Débit

Les robots sont simplement plus rapides que les opérateurs humains moyens. Lorsque le débit devient une préoccupation, l'automatisation devrait être une considération principale. C'est particulièrement vrai lorsqu'un processus manuel crée un goulot d'étranglement. Sur une ligne d'assemblage, par exemple, cela signifie que le convoyeur pourrait être ralenti pour compenser la vitesse d'assemblage en aval. Un assemblage plus rapide permet d'accélérer le convoyeur. Cela conduit à plus de pièces par minute, heure ou jour. Un débit plus élevé signifie plus de revenus pour vous et votre usine.

Les préoccupations de débit ne sont pas toujours un feu vert immédiat pour automatiser. Certaines situations peuvent rendre l'automatisation inutile, voire pire pour votre processus. Par exemple, considérez un processus avec une sous-tâche incroyablement difficile à automatiser. Un exemple classique est quelque chose qui requiert une motricité fine ou du « ressenti ». L'automatisation d'un tel processus pourrait vous donner un meilleur volume, mais vous perdriez probablement la qualité et la constance obtenues avec l'opération manuelle. Un projet robotique dans ce scénario aurait du mal à réussir.

Réduction des coûts

De nombreux fabricants cherchent à automatiser lorsque la réduction des coûts est nécessaire. Les projets d'automatisation ont un coût initial élevé. Cependant, ils offrent d'immenses retours sur investissement. Les opérateurs doivent être payés toute l'année. Le projet robotique idéal atteint le retour sur investissement net sur un horizon de 12 à 18 mois. Après ce point, l'investissement est entièrement amorti et de faibles coûts de maintenance maintiendront cette machine rentable en fonctionnement pendant longtemps. Les tâches pick-and-place sont souvent simples et monotones. Payer un opérateur humain pour les effectuer n'est souvent pas la solution optimale. De nombreuses usines constatent qu'elles peuvent réaffecter cette main-d'œuvre déplacée vers des domaines difficiles ou impossibles à automatiser.

Il est important de bien comprendre le tableau du ROI avant tout investissement. Si un robot est déployé dans une tâche où il n'a pas d'avantage significatif sur les opérateurs humains, le chiffre de ROI devient difficile à atteindre. De plus, si un robot est mal supporté et que les techniciens locaux ne sont pas formés pour le dépannage, les interventions de service peuvent être très coûteuses. Sans parler du coût supplémentaire des temps d'arrêt. Remplacer simplement des opérateurs par des robots peut s'avérer coûteux dans de mauvaises circonstances.

Sécurité

Parfois, les processus doivent être automatisés pour des raisons de sécurité. Avec les tâches pick-and-place, c'est souvent parce que les composants sont volumineux ou lourds. Ces composants peuvent entraîner des blessures des tissus mous pouvant causer des complications à long terme pour les travailleurs. Ces blessures sont coûteuses pour les fabricants. Les coûts résident dans les factures et frais potentiels ainsi que dans le manque à gagner dû aux pénuries de main-d'œuvre. L'automatisation de ces tâches avec des robots élimine une grande partie du risque de sécurité pour les travailleurs humains.

Problèmes de contrôle qualité

Les pièces défectueuses ou rejetées représentent du revenu gaspillé pour les fabricants. Parfois, ces produits peuvent être retravaillés ou corrigés. Mais souvent, les pièces défectueuses sont simplement mises au rebut. Si ces échecs sont causés par l'erreur humaine, l'automatisation peut être une solution. Les robots sont précis et hautement répétables. Cela signifie qu'ils sont très exacts dans leurs mouvements. Ils effectueront la même tâche de la même manière à chaque fois. Ils ne se fatiguent pas, ce qui entraîne un travail plus lent et de moindre qualité comme les opérateurs humains. Il n'y a pas de période de rodage où ils doivent apprendre leur tâche. Les robots augmentent la constance de la qualité dans votre application. Cela conduit à des gains d'efficacité avec moins de rebuts et de défaillances sur le terrain.

Quels robots peuvent effectuer des applications pick-and-place ?

Les robots capables d'effectuer des tâches pick-and-place sont aussi variés que les secteurs qui les déploient. Quelques exemples courants incluent :

• Robots à six axes (collaboratifs et non collaboratifs)
• Delta
• SCARA
• Cartésiens

Puisque c'est une application fondamentale, la plupart des robots peuvent effectuer des tâches pick-and-place. Cependant, la question plus importante pour vous est de savoir lequel convient à votre application. Cette question est plus difficile à répondre sans plus de détails. Heureusement, nous avons une ressource pour vous. Notre réseau de conseillers indépendants peut vous aider à faire le bon choix en fonction de vos exigences spécifiques. Nous pouvons vous aider à vous connecter et à commencer à discuter si et comment l'automatisation est faite pour vous.

Un mot sur les effecteurs terminaux

Il est important de noter le rôle des effecteurs terminaux dans ces applications. Les effecteurs terminaux sont la pièce au bout du bras du robot qui manipule la pièce dans l'espace. Souvent, des effecteurs terminaux personnalisés sont fabriqués spécifiquement pour l'application. Parfois, c'est un effecteur à ventouse. D'autres fois, c'est une pince ou un électroaimant. Dans tous les cas, cela doit être une discussion ciblée lors de la phase de planification de votre projet. Choisir le bon effecteur terminal est crucial pour maximiser les gains de votre investissement. Le mauvais effecteur peut réduire le rendement que vous tirez de l'automatisation de la tâche. Assurez-vous d'en discuter en détail avec votre consultant ou intégrateur.

À propos du coût

Combien pouvez-vous vous attendre à payer pour votre robot pick-and-place ? C'est une question difficile car cela varie largement selon l'application. Les applications simples et petites peuvent se situer autour de 10 000 $. Les applications grandes et complexes peuvent coûter bien plus de 100 000 $. Il est important de consulter un conseiller dès le début pour comprendre les estimations approximatives pour votre projet. Notre outil de devis peut vous aider à démarrer. Nous pouvons vous mettre en relation avec des fournisseurs et vous aider à commencer à recevoir des devis pour votre projet.

L'important est de garder à l'esprit le retour global, pas seulement le prix affiché. Par exemple, disons que vous envisagez un projet robotique de 250 000 $ pour votre ligne d'emballage. Selon votre taille, cela pourrait être un investissement énorme. Cependant, imaginez que le calcul du ROI montre que ce projet s'amortira en 12 mois. Après cette première année, le robot s'est payé lui-même et génère désormais des gains bien plus importants pour votre usine. Consultez notre calculateur d'investissement pour commencer à créer un budget et estimer le ROI de votre projet.