Quels sont les avantages des cobots dans un atelier d'usinage CNC ?

Qu'est-ce qu'un cobot et pourquoi les ateliers d'usinage CNC devraient-ils en tenir compte ? Découvrez les avantages et les applications des cobots pour l'usinage CNC.

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Qu'est-ce qu'un Cobot ?

Les robots collaboratifs, ou « cobots », gagnent en popularité dans les environnements manufacturiers et industriels, en particulier dans les ateliers d'usinage. Contrairement aux robots traditionnels, les cobots travaillent en toute sécurité autour des personnes et n'ont pas besoin d'être enfermés derrière une barrière ou une clôture de sécurité. En raison de leurs fonctions de sécurité intégrées, les cobots travaillent en collaboration avec leurs homologues humains, aidant dans les tâches et prenant en charge le travail répétitif, banal et ennuyeux. Dans les ateliers d'usinage, les cobots s'occupent des machines jour et nuit. Ils maintiennent la « rotation de la broche » en chargeant et en déchargeant les pièces de manière cohérente et sans interruption, ce qui augmente le débit et réduit le temps d'inactivité de la machine.

Les cobots sont très différents des robots industriels traditionnels associés aux grandes usines et chaînes de montage. Ils sont plus petits, moins chers et plus flexibles. Les cobots diffèrent des robots traditionnels de la manière suivante :

• Sécurité. Les cobots ne nécessitent pas de clôtures de sécurité ou d'autres barrières et peuvent partager des espaces de travail avec des humains. Ils ont des dispositifs de sécurité intégrés qui les font ralentir ou s'arrêter complètement si un humain entre dans leur zone de travail.

• Flexibilité. Les bras Cobot ont la flexibilité de gérer diverses tâches. Ils ne sont pas limités à une seule tâche ou opération et peuvent être redéployés selon les besoins. Les cobots peuvent passer d'une machine à l'autre dans un atelier et s'occuper de deux machines à la fois.

• Facilité d'utilisation. Les cobots sont plus faciles à programmer que les robots traditionnels. La dernière génération de cobots comme OB7 de Productive Robotics ne nécessite aucune programmation et peut être "enseignée" en leur montrant physiquement ce qu'il faut faire.

Les cobots varient en taille et en spécifications pour manipuler une large gamme de pièces. Les ateliers d'usinage peuvent choisir le cobot le plus approprié en fonction de la taille de leurs pièces et de leur environnement de cellule de machine.

Charge utile et portée. La charge utile d'un cobot est le poids que le bras du robot peut soulever. Les cobots ont une gamme de poids maximum. La portée d'un cobot est la distance que le bras du robot peut atteindre. Si vous souhaitez entretenir deux machines par exemple, vous aurez besoin d'un bras de robot qui a une portée plus longue pour accueillir les deux machines.

Bras et articulations articulés. Les bras Cobot offrent une flexibilité pour l'entretien des machines CNC et la gestion d'un large éventail de tâches industrielles. Avec sept axes de mouvement, un cobot OB7 a un avantage unique dans un environnement d'entretien de machines CNC. Il peut accéder autour de la machine CNC et charger des pièces sans bloquer l'accès pour l'opérateur, ce qui n'est pas possible avec un cobot à six axes. De plus, le mouvement sur sept axes de l'OB7 lui permet de contourner les obstacles et de s'intégrer dans des espaces plus restreints.

Robots collaboratifs travaillant avec des opérateurs de machines

Les cobots sont de plus en plus populaires dans les ateliers d'usinage car ils sont parfaitement adaptés à la gestion des tâches de maintenance des machines. Tout comme un humain, les cobots chargent et déchargent des machines, mais ils ne prennent pas de pause, ne tombent pas malades ou ne partent pas en vacances. Les cobots prennent en charge les tâches fastidieuses, répétitives et sujettes aux erreurs que les travailleurs trouvent monotones ou qui contribuent aux goulots d'étranglement de la production. En prenant en charge le processus d'entretien de la machine, les cobots optimisent l'utilisation de la broche et libèrent les opérateurs pour qu'ils puissent s'occuper d'autres tâches importantes.

Les cobots offrent simplicité et valeur dans la fabrication

De nombreux cobots offrent une "programmation facile" mais nécessitent toujours un langage de programmation difficile pour ceux qui n'ont aucune expérience en programmation. Les cobots comme OB7 de Productive Robotics ne nécessitent aucune programmation, ce qui facilite la tâche des opérateurs de machines. Ils lui «montrent» simplement ce qu'il faut faire et le cobot apprend. Cela peut prendre quelques heures pour mettre en place une cellule de surveillance des machines et commencer l'automatisation le même jour.

Alors, que fait exactement un cobot lorsqu'il s'occupe d'une machine ? Les cobots gèrent les tâches « répétitives » qu'un opérateur de machine effectue normalement, telles que :

• Ouvrir et fermer une porte de machine

• Chargement et déchargement d'ébauches ou de pièces

• Stockage de matériel pour traitement ou inspection

• Enregistrement des données pertinentes

• Ébavurage, polissage, meulage

Que vous exécutiez des milliers de pièces ou aussi peu que 5 pièces, un cobot maintient vos machines en fonctionnement constant jusqu'à ce que le travail soit terminé. Les opérateurs peuvent alors se concentrer sur d'autres tâches comme l'inspection de la qualité post-CNC ou la mise en place de nouvelles tâches. Les cobots n'ont pas besoin d'une pause et peuvent fonctionner "lumières éteintes", en faisant des chips après votre retour à la maison pour la nuit.

Compatibilité et configuration de la machine

Les cobots peuvent s'occuper de tous les types de machines, y compris les fraiseuses, les tours, les presses, les électroérosions, les coupeurs plasma, les rectifieuses et les presses. Les cobots de nouvelle génération comme OB7 de Productive Robotics peuvent fonctionner avec n'importe quelle marque de machine sans interface avec la machine, ce qui rend le processus de configuration simple et rapide. Les cobots OB7 ont également 7 axes ou degrés de liberté (comme un bras humain) qui offrent un avantage clé pour les ateliers d'usinage :

• Flexibilité d'accès autour des portes et dans les machines : Un cobot comme OB7 qui a 7 axes offre un avantage unique pour l'entretien des machines. Le cobot peut être placé sur le côté de la porte de la machine et atteindre autour et dans la machine pour charger la pièce sans bloquer l'accès pour l'opérateur de la machine. Cela est dû à la flexibilité et à la dextérité supplémentaires du 7ème axe, ce qui n'est pas possible avec un cobot 6 axes

De nombreux cobots sont livrés avec des supports de robot dotés de roues, ce qui vous permet de faire rouler le cobot et de le positionner devant une fraiseuse CNC, un tour ou une autre machine pour charger les ébauches et décharger les pièces finies. Le matériau est mis en scène sur une table de travail pour que le robot le ramasse et le charge dans la machine. De nombreux ateliers d'usinage utilisent également leur propre équipement pour créer des outils personnalisés, des fixations et des outils en bout de bras.

Productive Robotics propose des forfaits de fraisage et de tour qui incluent tous les accessoires de robot nécessaires pour travailler avec vos machines. Cette solution simple élimine le besoin d'intégration complexe et fonctionne avec tous les types de machines.

Grandes séries ou mélange élevé/faible volume

Il est facile de comprendre la valeur que les cobots apportent aux opérations d'usinage CNC pour l'exécution de travaux à volume élevé. Les cobots permettent à la broche de tourner sans interruption, et ils peuvent même fonctionner sans surveillance pendant la nuit et les week-ends pour des capacités de fabrication « lumières éteintes ». Mais que se passe-t-il si vous n'avez pas de séries élevées ou si vous faites du travail personnalisé ? Pouvez-vous encore bénéficier des cobots ? La réponse est oui.

Les cobots brillent également dans les environnements à haut volume et à faible volume, et de nombreux ateliers d'usinage de petite à moyenne taille les utilisent à leur avantage. Un grand avantage des cobots est leur flexibilité et leur capacité à se déplacer entre différentes machines. Par exemple, si vous exécutez un travail de 10 pièces avec un long temps de cycle, le cobot peut terminer ce travail et libérer votre opérateur jusqu'à ce qu'il soit terminé. Vous pouvez ensuite exécuter le robot sur un travail différent en quelques minutes.

Les cobots réduisent également le temps d'inactivité de la machine en travaillant sur des secondes opérations qui impliquent des temps de cycle plus longs. Leur faible encombrement et leur flexibilité les rendent aussi utiles dans les environnements HMLV (high-mix, low-volume) que dans les environnements LMHV (low-mix, high volume).

Charger des machines CNC avec des cobots

Les cobots peuvent être équipés d'une gamme de pinces adaptées à la saisie de tous types de matériaux, du métal aux composites, en passant par les polymères haute densité et les matériaux en feuille.

Options d'outillage. L'outillage en bout de bras ou les pinces sont les « doigts » que le robot utilise pour saisir les pièces. Ceux-ci peuvent être électriques, pneumatiques ou fabriqués sur mesure pour manipuler divers articles et matériaux de pièces. Il existe une gamme d'options d'outillage qui peuvent être utilisées pour ramasser des pièces de différentes tailles. Ils peuvent également manipuler des matériaux délicats et de petits objets.

Double pince : Une pince double est une autre option permettant de gagner du temps et d'accélérer la production en utilisant deux pinces en une. Avec un préhenseur double, vous pouvez décharger une pièce terminée puis recharger immédiatement une nouvelle pièce, éliminant ainsi le trajet supplémentaire vers et depuis la machine. Ceci est idéal pour entretenir un tour et vous permet de réduire le temps d'attente de la machine pendant le rechargement des pièces, ce qui peut réduire considérablement le temps de cycle. Voir la vidéo :Pinces doubles

Productive Robotics fabrique ses propres pinces cobot et pinces doubles. De plus, tous les cobots de Productive Robotics sont compatibles avec d'autres options d'outillage de bout de bras sur le marché.

Les 4 principaux avantages des cobots pour les machines CNC

L'entretien robotique des machines offre de nombreux avantages aux ateliers d'usinage de toutes tailles, y compris la production sans éclairage, l'amélioration de la qualité des pièces et la productivité de l'opérateur. Voici quelques-uns des principaux avantages offerts par les cobots :

1. Augmenter la productivité des machines CNC

• Débit et optimisation du temps d'exécution de la machine

Lorsque les ateliers d'usinage pensent à la productivité, ils pensent au débit. Dans un quart de travail typique de 8 heures, une personne peut exécuter un travail de 20 pièces qui prend tout le quart de travail. Ils sont distraits ou ont de multiples responsabilités qui les dissuadent de se concentrer, laissant la machine inactive. Avec un cobot, le temps d'inactivité de la machine est éliminé et les machines fonctionnent à leur capacité maximale. En travaillant de manière cohérente et sans surveillance, les cobots maximisent le débit tout en augmentant la productivité.

• Qualité, précision et cohérence

L'amélioration de la qualité des pièces est une priorité absolue pour les ateliers d'usinage. Les cobots accomplissent les tâches de manière cohérente avec exactitude et précision, minimisant les défauts dus au mauvais chargement des flans causé par la fatigue ou la distraction de l'opérateur. La qualité des pièces ainsi que la productivité de l'opérateur sont augmentées.

• Réduire les tâches manuelles répétitives

Les propriétaires d'entreprise comprennent que le temps d'un opérateur est mieux consacré au travail qui nécessite des compétences et de l'expérience humaines. En laissant les cobots s'occuper des tâches redondantes, répétitives et abrutissantes, les opérateurs peuvent effectuer un travail plus stimulant, intéressant et varié.

2. Les cobots peuvent passer facilement à de nouveaux processus

Avec une flexibilité et une portabilité accrues, les cobots peuvent s'intégrer de manière transparente aux postes de travail existants. La nouvelle génération de robots collaboratifs permet au personnel interne de configurer et de faire rouler le cobot entre différentes machines.

• Déploiement rapide et facile du cobot

Le personnel interne peut configurer un cobot OB7 de Productive Robotics en quelques heures - aucun intégrateur externe n'est nécessaire. Branchez-le simplement, mettez-le en place et «apprenez-lui» les mouvements nécessaires.

• Programmation facile

La plupart des robots collaboratifs sont programmés avec la programmation robotique traditionnelle. D'autres proposent une « programmation facile » ou un codage simple. Les cobots OB7 sont la dernière génération de cobots et ne nécessitent aucune programmation ni codage. Vous leur «enseignez» leurs tâches au fur et à mesure que vous leur montrez chaque étape. Bien que de conception simple, ces cobots sont très intuitifs et peuvent gérer des travaux d'usinage CNC complexes avec précision et qualité.

Enseignabilité. Si vous pouvez apprendre à un humain à charger une machine CNC, vous pouvez aussi apprendre à un cobot OB7 à le faire. « Enseignement » nécessite de montrer physiquement au cobot ce qu'il doit faire en déplaçant le bras à l'aide de la poignée de commande. Aucune compétence en codage ou en programmation informatique n'est requise. Ce type d'enseignement simple facilite l'utilisation par n'importe qui, quel que soit son niveau d'expérience.

3. Sécurité et automatisation flexible

• Les robots CNC protègent les travailleurs et économisent de l'espace

Sécurité intégrée. Les cobots sont conçus dans un souci de sécurité. Ils incluent des fonctions de limitation de puissance et de force qui indiquent au robot de s'arrêter ou de ralentir si une personne s'approche. Ces caractéristiques de sécurité réduisent les blessures et minimisent les risques. Les cobots peuvent également fonctionner à des vitesses plus élevées et passer à des vitesses collaboratives sûres lorsqu'un humain entre dans sa zone de travail.

Empreinte compacte. Légers, flexibles et petits, les cobots n'occupent pas beaucoup d'espace au sol. Ils sont suffisamment compacts pour tenir dans les ateliers et peuvent être montés sur une table, un chariot, un sol ou un plafond. Les cobots comme OB7 offrent une flexibilité supplémentaire sur 7 axes pour contourner les objets et pénétrer dans des espaces plus restreints.

Portabilité et flexibilité. De nombreux cobots sont équipés de supports roulants, ce qui leur permet de se déplacer facilement entre les machines. Il n'y a pas besoin de réingénierie complexe de votre équipement de fabrication, ni de travail d'intégration fastidieux.

4. Réduction des coûts

Les cobots sont moins chers que les robots industriels traditionnels. Ils ne nécessitent pas d'équipements de sécurité coûteux ni les coûts élevés liés à l'embauche d'un intégrateur d'automatisation. Les cobots de Productive Robotics sont également les plus rentables car ils sont conçus et fabriqués aux États-Unis. Un package cobot de Productive Robotics est livré avec tous les composants nécessaires pour intégrer un robot dans votre cellule d'usinage.

• ROI et période de récupération de la machine

En maximisant le temps d'exécution ou la disponibilité de la machine, un cobot offre un retour sur investissement rapide. La production à l'arrêt ouvre également la porte aux entreprises pour qu'elles acceptent plus de travail, augmentent leur résultat net et obtiennent un avantage concurrentiel. D'autres facteurs peuvent avoir un impact sur le retour sur investissement, tels que les coûts salariaux et la capacité à augmenter la production. Étant donné que chaque entreprise est unique, il est toujours préférable de calculer votre propre retour sur investissement pour comprendre les coûts et les économies.

Questions fréquentes sur les robots collaboratifs

Quel impact les cobots auront-ils sur mes employés ?

Les cobots et les humains travaillent en collaboration dans un environnement partagé qui améliore l'efficacité et la productivité de la production. Lors de l'ajout d'un cobot à un poste de travail, les employés découvrent rapidement que cela leur donne plus de temps pour effectuer les parties intéressantes et stimulantes de leur travail, ou pour acquérir entièrement de nouvelles compétences. Apprendre au cobot à effectuer différentes tâches et découvrir toutes ses utilisations potentielles amène également les gens à trouver de nouvelles façons intéressantes de l'utiliser pour aider à d'autres tâches.

• Les cobots sont conçus avec l'interaction humaine à l'esprit

Meilleure ergonomie . Lorsqu'un cobot effectue le mouvement répétitif (soulever, se pencher et se tordre), l'ergonomie s'améliore et la fatigue est réduite.

Sécurité physique. En plus des capteurs qui ralentissent ou arrêtent le bras lorsqu'une personne ou un membre s'approche, les cobots sont fabriqués avec des coins arrondis et sans points de pincement, assurant la sécurité des travailleurs, même lorsque la machine ne bouge pas.

Pour quels types de fabrication les cobots conviennent-ils ?

Les cobots ne se limitent pas à l'entretien des machines CNC. Ils peuvent effectuer un large éventail de tâches de fabrication qui impliquent des mouvements répétables et nécessitent exactitude et précision. Les tâches courantes qu'un cobot peut gérer incluent :

• Tourner

• Fraisage

• Ébavurage

• Découpe laser et plasma

• Forage

• Broyage

• Routage

• Gravure

Les autres tâches industrielles courantes incluent :

• Emballage

• Assemblage du produit

• Contrôle qualité

• Moulage des plastiques

• Soudure

• Distribution

• Guidage

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En savoir plus sur la surveillance des machines avec les cobots :

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2. Consultez nos ressources vidéo pour voir plus d'exemples de cobots en action avec des machines CNC.

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