La pertinence durable des robots industriels standards dans la fabrication moderne

Absolument pas. Les robots industriels font ce pour quoi ils sont conçus extrêmement bien. Haute vitesse, haute répétabilité, charges lourdes, et plus. Il y a de nombreuses raisons pour lesquelles les robots industriels sont là pour rester. Vrai, ils sont dangereux, c'est pourquoi ils sont derrière des protections pour protéger les travailleurs des blessures. Mais il est aussi important de noter que la plupart des petits et moyens fabricants n'ont pas d'applications qui nécessitent toutes les capacités que les robots industriels ont à offrir : grandes quantités du même produit, haute vitesse et charges lourdes. En fait, avec un espace au sol limité, de nombreux petits et moyens fabricants ne pourraient probablement pas accueillir un robot industriel standard en premier lieu. Mais un cobot est plus une extension de leurs travailleurs humains. Les cobots ne sont pas un remplacement pour les robots industriels standards, mais un nouveau sous-ensemble excitant de robots industriels qui est augmentatif et ouvre la porte pour le petit et moyen fabricant.

Le diable est dans les détails, mais ça devient plus facile

Mais les robots industriels standards et les cobots ne sont qu'une partie de la solution. Considérez-les seulement comme le mécanisme qui amène quelque chose à l'endroit où le travail doit être fait. Cette chose qui fait réellement quelque chose et qui est attachée au bout du bras du robot s'appelle un « effecteur terminal ». Une pince est un exemple d'effecteur terminal et est l'outil qui effectue réellement l'opération nécessaire. Des exemples d'autres types d'effecteurs terminaux incluent : visseuses automatiques, perceuses automatiques, têtes de distribution pour adhésifs ou peinture, têtes de soudage, têtes de découpe au jet d'eau... etc. Pas si mal, non ?

Eh bien, compliquant le choix, non seulement il y a plusieurs fabricants de ces effecteurs terminaux, mais il y a différents types disponibles pour répondre à différents besoins d'utilisation. Par exemple, il est très courant d'utiliser un robot pour une application appelée « Pick and Place » où le robot avec un certain type de pince comme effecteur terminal ramasse quelque chose à un endroit et le place ailleurs. Au sein de la seule catégorie des pinces, il y a une grande variété à choisir : pinces à vide, pinces parallèles et autres variantes. Au sein de la catégorie des pinces parallèles, il y a des types pneumatiques et électromécaniques. Il y a aussi des options. Combien de « doigts » sur la pince ? La pince nécessite-t-elle une détection de force ajustable ?

Sans aller plus loin, vous pouvez voir qu'il y a pas mal de choses à considérer pour faire le bon choix. Cependant, ayant dit cela, je peux dire sans équivoque que c'est devenu plus facile. Il n'y a pas si longtemps, les fabricants de composants d'automatisation et de robots industriels concevaient et fabriquaient leurs produits dans le vide avec seulement un effort conscient minimal fait vers la standardisation, la communalité ou la compatibilité. Pour les robots industriels, aucun langage de programmation commun n'existait, chaque fabricant utilisant un langage propriétaire. Dans un passé pas si lointain, simplement monter un effecteur terminal sur un robot nécessitait souvent la fabrication par l'utilisateur d'une plaque de montage personnalisée et ce n'est que pour monter l'effecteur terminal sur la machine. Obtenir des communications pour que le robot puisse actionner l'effecteur terminal n'était pas non plus très simple ou facile à faire et nécessitait que les fabricants engagent quelqu'un pour le faire. De nos jours, les montages sont devenus standardisés selon une norme internationale appelée ISO. De nombreux fabricants d'effecteurs terminaux ont également rendu leurs produits compatibles avec les grandes marques de robots/cobots tant en termes de communications/connectivité que d'opération et très alignés avec la fonctionnalité plug-and-play que nous commençons à attendre de l'électronique grand public. De plus, de nombreux fabricants de cobots offrent des systèmes clés en main avec pinces et autres effecteurs terminaux déjà intégrés au robot pour une solution sortie de boîte.

Vision machine

Dans certains cas, le point de départ et/ou le point d'arrivée du mouvement fourni par un robot industriel ou un cobot n'est pas le même point à chaque fois. Un exemple pourrait être des produits en vrac descendant un convoyeur à bande qui doivent être ramassés et mis dans une boîte ou des boîtes. Si c'est le cas, vous devrez peut-être envisager la vision machine. Fondamentalement, une version de vision machine que presque tout le monde a vue et a au moins une certaine familiarité sont les caméras en place pour surveiller les intersections. C'est une forme de vision machine qui, dans sa définition de base, est un dispositif caméra avec des algorithmes mathématiques qui permettent aux ordinateurs (le robot ou cobot) de voir et de prendre des informations du monde extérieur. Alors, comment la vision machine pourrait-elle être utile au petit et moyen fabricant ? La vision machine peut être utilisée dans quatre (4) catégories d'application majeures : Guidage, Inspection, Mesure et Identification (GIMI).

Guidage

Un exemple de guidage d'un robot est une caméra orientée vers le bas regardant un convoyeur en mouvement. Lorsqu'une pièce entre dans le champ de vision, le système de vision machine envoie les données de position de la pièce à un robot pour que la pièce puisse être ramassée par le robot. Finis les jours où le point de ramassage devait être le même endroit tout le temps ou où le convoyeur devait s'arrêter momentanément. Les pièces peuvent être ramassées en mouvement et à la volée !

Inspection

La vision machine peut être utilisée pour vérifier les pièces. Toutes les vis qui doivent être dans votre produit sont-elles présentes ? Une étiquette est-elle droite ou dans les tolérances définies par l'utilisateur ? Est-ce la bonne couleur ?

Mesure

La vision machine peut être utilisée pour mesurer plusieurs dimensions sur une pièce en millisecondes.

Identification

La vision machine peut avoir une grande variété de codes tels que codes-barres, codes QR, etc. Cela peut être utile quand vous avez beaucoup de produits différents et que vous voulez vous assurer que la bonne étiquette va avec la bonne pièce ou produit. La vision machine peut aussi vérifier ce qui est écrit (OCV : vérification optique de caractères) ou lire ce qui est écrit (OCR : reconnaissance optique de caractères). Par exemple, l'étiquette lue reflète-t-elle le bon code de date et de lot ?

Considérations environnementales

Votre environnement de fabrication est-il poussiéreux ou huileux ? Poussière de bois fine ou copeaux de métal ? Y a-t-il des vapeurs inflammables présentes ? Votre robot devra-t-il être lavé ? Ai-je besoin d'un couvercle pour mon robot parce que je ne veux pas que des choses entrent dans le mécanisme de mon robot ou est-ce parce que j'ai besoin d'empêcher quoi que ce soit de l'intérieur de mon robot (graisse, huile, particules... etc) de sortir et d'aller potentiellement dans mon produit ? L'environnement est-il à haute chaleur ou basse température ? Le système robotique sera-t-il situé près d'une source d'interférence électromagnétique/bruit qui pourrait affecter négativement et interférer avec le fonctionnement de votre système ?

Ok, vous avez mon attention. Et maintenant ?

Il y a à peine quelques années, il aurait été presque inédit pour un petit ou moyen fabricant sans expérience préalable ou formation technique de prendre en charge la tâche de faire la recherche, d'acheter les composants et d'assembler un système automatisé interne pour leur propre usage. La raison pour laquelle certaines personnes envisagent même d'essayer de faire cela elles-mêmes est le coût historiquement élevé de faire fonctionner ensemble tous ces composants disparates dans un système automatisé fonctionnel. Le sorcier qui faisait tout fonctionner est connu comme l'intégrateur de systèmes. Si vous pensez à un iceberg, le coût des composants de l'équipement est la partie que vous voyez au-dessus de l'océan. Le coût de faire fonctionner tout ensemble est la partie additionnelle et significativement plus grande qui est sous la surface.

Par conséquent, quand on parle du coût de l'implémentation de l'automatisation, c'est surtout le matériel dont on parle. L'effort d'intégration de systèmes pour faire tout fonctionner est le coût beaucoup plus élevé qui, ajouté au coût du matériel, rend souvent les projets hors de portée de la plupart des petits et moyens fabricants. J'utilise l'analogie du sorcier parce que ces fabricants qui avançaient ne savaient souvent pas grand-chose sur le fonctionnement du système, mais ça marchait jusqu'au point où ça ne marchait plus. Une fois engagés, les fabricants sans capacités techniques internes étaient souvent engagés dans des relations continues avec leurs intégrateurs de systèmes parce que même faire de petits/changements minimes nécessitait souvent des changements programmatiques au logiciel.

Heureusement, ces jours changent. La bonne nouvelle est que le niveau de dépendance pour engager les services d'un intégrateur de systèmes est grandement réduit. Pourquoi ? La raison est encore parce que les entreprises de robots et surtout les nouveaux cobots représentent une technologie plus récente conçue avec la facilité d'utilisation à l'esprit. De nombreux petits et moyens fabricants en viennent à réaliser que c'est quelque chose qu'ils pourraient réalistement gérer eux-mêmes, surtout s'ils engagent les services d'un intégrateur de systèmes pour leur première fois.

Si c'est si facile, ai-je besoin d'un intégrateur de systèmes ?

En général, et basé sur ma propre expérience, je pense qu'il est prudent d'engager les services d'un intégrateur de systèmes principalement parce que le temps c'est de l'argent. En comparaison avec ce que cela coûtait auparavant, la quantité de services d'intégrateur de systèmes est beaucoup plus faible qu'auparavant. De plus, un intégrateur de systèmes peut vous aider à naviguer à travers la myriade de choix en répondant simplement à quelques questions, surtout sur votre première implémentation robotique. Mon conseil est d'engager un intégrateur de systèmes pour assembler et configurer votre premier système avec vous, pas pour vous. Ne vous faites pas donner le poisson. Apprenez à pêcher. Restez impliqué. Regardez, apprenez, posez des questions. Je pense que vous trouverez qu'à la fin, vous vous sentirez à l'aise pour assumer plus de responsabilités la deuxième fois ou même développer votre prochain système vous-même.

Aider à payer l'automatisation : Section 179

Sachez qu'il existe des déductions fiscales disponibles du gouvernement fédéral pour aider à compenser le coût d'achat d'équipements d'investissement tels que l'automatisation d'usine et les robots industriels. Essentiellement, la Section 179 du code fiscal de l'IRS permet aux entreprises de déduire le prix d'achat complet des équipements et/ou logiciels qualifiés achetés ou financés pendant l'année fiscale. Cela signifie que si vous achetez (ou louez) un équipement qualifiant, vous pouvez déduire le PRIX D'ACHAT COMPLET de votre revenu brut. C'est un incitatif créé par le gouvernement américain pour encourager les entreprises à acheter de l'équipement et à investir en elles-mêmes. Contactez votre comptable ou CPA pour plus de détails.

Comment California Manufacturing Technology Consulting (CMTC) peut-il aider ?

Pour la plupart des petites et moyennes entreprises sans expérience préalable en automatisation, je pense que la meilleure ligne de conduite est de faire appel à un professionnel plutôt que d'y aller seul. Ce faisant, cela garantira que votre première incursion dans l'automatisation sera couronnée de succès et que quelle que soit la solution que vous instituez, elle pourra commencer à bénéficier à votre entreprise le plus rapidement possible.

La question très suivante devient rapidement : « quel professionnel est le bon pour moi et mon besoin particulier ? » Comment choisir ? Quels devraient être mes critères ou base de sélection ? Où puis-je aller pour obtenir un avis impartial d'un conseiller de confiance sans intérêt personnel pour fournir des recommandations sur la direction et les fournisseurs de solutions spécifiques de quelqu'un qui est neutre en marque et peut m'aider à comprendre mes options locales ? Il n'y a pas, disons, de Craig's list per se en existence pour l'automatisation. Mais CMTC a la capacité de fournir des conseils et de vous donner des options claires sur lesquelles baser et prendre une décision d'affaires éclairée. Laissez-nous vous montrer les possibilités et clarifier vos options.