La cellule de fabrication tout-en-un de RoboDK : rationaliser la production, réduire les coûts, booster l'efficacité

Imaginez ne jamais avoir besoin que d'une seule cellule de fabrication capable de tout faire. C'est ce qu'une équipe de chercheurs réalise avec RoboDK.

Réfléchissez à la façon dont vous fabriquez des pièces actuellement.

Il y a beaucoup d'étapes, n'est-ce pas ? Une cellule transforme la matière première en pièces brutes. Une autre découpe la forme grossière, puis effectue l'usinage de finition. Une autre encore réalise la finition de surface. Au final, votre atelier est rempli de machines, ce qui oblige vos opérateurs à courir partout pour suivre le rythme.

Ne serait-il pas utile d'avoir une seule cellule pour réaliser toutes ces étapes ?

C'est la question qu'un groupe de chercheurs a décidé d'aborder dans une récente proposition de projet pour le programme de financement Horizon 2020 de l'UE.

Présentation de… HYROMAN

HYROMAN était le nom d'une proposition de projet de l'UE soumise en 2017.

L'UE organise son financement de projets de recherche par appels à propositions. L'appel actuel est Horizon 2020 et, jusqu'à présent, plus de 600 000 candidatures ont été soumises au cours des 5 dernières années (dont seulement 3 % ont été financées).

HYROMAN signifie HYbrid RObotic MANufacturing. L'idée du projet est de développer une plateforme capable de réaliser toutes les étapes de fabrication au sein d'une seule cellule robotique.

La proposition de projet expliquait que HYROMAN « a pour but de construire un système de fabrication perturbateur et innovant permettant une production agile et rentable. »

La plateforme HYROMAN

Le cœur du projet proposé est la « plateforme HYROMAN » qui « est un système robotique avancé … pour minimiser le temps de production, l'espace au sol et les dépenses d'investissement requises. »

Cela combine trois étapes de fabrication principales en une seule cellule :

1. Fabrication additive — Au lieu de travailler à partir de pièces métalliques, la cellule utiliserait un « outil de dépôt » (impression 3D) pour construire la forme brute de la pièce. Un outil d'extrusion serait attaché comme effecteur final du robot pour cette étape.
2. Fabrication soustractive — Ensuite, un second robot dans la cellule utiliserait un outil d'usinage pour retirer l'excès de matière de la pièce.
3. Fabrication transformative — Enfin, le second robot changerait son outil d'usinage pour un effecteur de traitement de surface. Celui-ci serait utilisé pour transformer la microstructure de la surface de la pièce et l'amener à la qualité finale.

Il serait en fait possible de réaliser les trois étapes avec un seul robot. Cependant, la fabrication additive prend beaucoup plus de temps que les deux autres étapes, il est donc judicieux d'utiliser deux robots. Il pourrait même être pertinent d'utiliser plusieurs robots pour l'étape d'impression 3D afin d'augmenter le débit global de la cellule.

Comment HYROMAN utilise RoboDK

Ce qui rend HYROMAN si pertinent, c'est son utilisation de RoboDK comme plateforme de programmation. RoboDK rend très facile la réalisation des trois étapes de programmation dans le même environnement.

Pour leur proposition, l'équipe a utilisé le logiciel pour construire une simulation de la première étape de la cellule (l'impression 3D). Pour ce faire, ils ont utilisé l'assistant d'impression 3D. Mais ce n'est que le début. Avec les assistants de programmation intégrés de RoboDK, les trois étapes sont faciles à réaliser.

Voici comment l'équipe de HYROMAN peut utiliser le même logiciel pour la fabrication additive, soustractive et transformative :

Fabrication additive — Assistant d'impression 3D

La première étape consiste à imprimer en 3D la forme brute de la pièce en utilisant la fabrication additive.

L'assistant d'impression 3D de RoboDK permet de transformer facilement un modèle CAO en une séquence d'instructions robotiques. Il nécessite un fichier GCODE en entrée, qui peut être généré par le logiciel gratuit Slic3r.

Il y a de nombreuses possibilités pour l'impression 3D. Récemment, nous avons rapporté sur une équipe utilisant RoboDK pour imprimer de la nourriture en 3D. Nous avons aussi vu de l'impression 3D de béton pour des applications architecturales.

Consultez l'exemple suivant d'impression 3D dans RoboDK, et consultez la page de documentation pour des instructions pratiques.

Fabrication soustractive — Assistant d'usinage robot

La deuxième étape consiste à usiner les détails fins de la pièce en utilisant des outils d'usinage compatibles avec les robots.

L'assistant d'usinage de RoboDK suit un processus très similaire à l'impression 3D. Il utilise soit du GCODE, soit un autre type de fichier NC en entrée. Cependant, au lieu d'ajouter de la matière, l'outil est utilisé pour en retirer.

Pour plus de détails sur la façon dont l'usinage robotique peut simplifier votre vie, lisez notre article Comment l'usinage robotique peut simplifier votre vie.

Consultez l'exemple suivant d'usinage robotique dans RoboDK, et consultez la page de documentation pour des instructions pratiques.

Fabrication transformative — Assistant de suivi de courbe

La dernière étape consiste à effectuer un traitement de surface pour améliorer les propriétés du matériau du produit final (par exemple, améliorer la résistance à l'usure, la soudabilité, la résistance à la corrosion, etc.).

Le mouvement exact du robot dépendra de la méthode de traitement de surface spécifique. Cependant, de nombreuses méthodes nécessiteront que le robot se déplace soit sur un chemin courbe, soit vers des points individuels. Pour cela, les assistants de suivi de courbe et de suivi de points de RoboDK seront les plus utiles.

Ces mouvements rendent les applications de finition de surface assez similaires aux tâches d'inspection ou de peinture, dont vous pouvez en apprendre davantage dans notre article Le guide du fabricant pour l'inspection robotique.

Consultez l'exemple suivant d'une tâche de suivi de courbe (peinture) dans RoboDK, et consultez la page de documentation pour des instructions pratiques.

Comment améliorer votre processus avec RoboDK

HYROMAN est une excellente idée. Cependant, vous n'avez pas besoin de réaliser les trois tâches de fabrication dans la même cellule robotique pour en voir les avantages. Vous pouvez améliorer vos processus en implémentant juste l'une des tâches.

Laquelle des trois tâches serait la plus utile pour votre entreprise ? (c.-à-d. impression 3D robotique, usinage robotique ou finition de surface robotique).

Choisissez celle qui a du sens pour vous et utilisez les liens ci-dessus pour en savoir plus.

Que pourriez-vous accomplir avec une cellule de fabrication tout-en-un ? Dites-le-nous dans les commentaires ci-dessous ou rejoignez la discussion sur LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram ou sur le forum RoboDK.