Tendances robotiques 2022 : stratégies d'automatisation innovantes pour les fabricants

Avec la fin de 2021, la technologie en évolution rapide, les demandes des consommateurs et les pressions concurrentielles continuent d'inspirer la mise en œuvre de stratégies opérationnelles créatives. En conséquence, des robots plus abordables mais hautement flexibles sont mis en œuvre sur les planchers de production pour traiter efficacement les défis de la chaîne d'approvisionnement, les pénuries de main-d'œuvre qualifiée, une pandémie sans précédent et les fluctuations générales du marché. Dans cet esprit, voici quelques tendances et innovations que les fabricants avisés pourraient vouloir considérer lors de la planification pour un 2022 réussi et au-delà.

Adoption par les petits ateliers

La capacité de produire des produits de haute qualité avec un minimum de dépenses est un must pour rester compétitif dans le paysage industriel d'aujourd'hui. À mesure que les coûts d'automatisation baissent et que la facilité d'utilisation augmente, cela continue d'inciter un nombre constant de fabricants de petite et moyenne taille à intégrer des robots sur leurs planchers d'atelier. Maintenant considérés comme un atout, la disponibilité des robots rassure les clients potentiels que les attentes de livraison à temps et de qualité de produit peuvent être respectées.

Les robots collaboratifs (cobots) faciles à utiliser avec un enseignement par guidage manuel de précision pour un déploiement ou redéploiement rapide à la demande sont hautement attractifs, comblant le vide pour la production à haut mélange, faible volume. Idéaux pour le soudage à l'arc, la coupe plasma, le chargement/déchargement de machines, l'assemblage léger et la palettisation, les cobots qui peuvent travailler avec ou à proximité des humains adressent une poignée de préoccupations telles que la disponibilité des travailleurs, la sécurité des employés, l'efficacité opérationnelle et la qualité des produits.

Des robots, comme le robot collaboratif six axes HC10XP avec limitation de puissance et de force (PFL) intégrée et certifiée sécurité, peuvent facilement compléter le soudage manuel ou être déplacés vers de grandes pièces lourdes dans un cadre d'usine. Non seulement cela fournit la capacité de soudage nécessaire pour les petites opérations, mais cela maximise aussi l'espace au sol dans les environnements exigus. Sont également adeptes de l'économie d'espace au sol les cobots à charge utile plus élevée, comme le HC20XP de 20 kg de charge utile. Avec un élévateur de taille appropriée, ce cobot certifié IP67 est capable de charger ou décharger une palette de 40 x 48 pouces (jusqu'à 80 pouces de haut) sans élévateur, offrant une plus grande polyvalence pour un meilleur retour sur investissement.

« Les cellules de travail compactes, comme les séries ArcWorld^® 50 et LC, sont également utilisées pour augmenter la production pour le soudage de pièces petites à moyennes dans les ateliers de travaux », déclare Josh Leath, Responsable Produit Senior chez Yaskawa Motoman. « Disponibles en poste de travail unique ou double, ces solutions de soudage peu encombrantes permettent une installation ou relocalisation rapide et facile tout en maintenant un retour sur investissement très rapide. »

Programmation hors ligne des robots

La démographie de la main-d'œuvre et les moteurs du marché continuent de changer la façon dont les fabricants abordent l'intégration et la programmation des robots, au point de lancer une révolution de la facilité d'utilisation. Les options de programmation intuitives – y compris la programmation hors ligne (OLP) – sont indispensables pour faciliter un haut degré de disponibilité, surtout pour les opérations qui ne peuvent pas se permettre d'interrompre la production pendant qu'un programme robot est écrit point par point depuis un pendant d'enseignement.

En utilisant une représentation 3D d'une cellule de travail robotique qui montre visuellement un robot se déplaçant le long d'un chemin programmé, l'OLP fournit aux programmeurs expérimentés et novices la capacité de concevoir, tester et ajuster un programme ou travail robot depuis un environnement virtuel basé sur PC. Offrant des fonctionnalités utiles telles que la détection de collision, PDF 3D, suivi de convoyeur, chemin Came et plus, MotoSim^® de Yaskawa est un logiciel convivial et rentable idéal pour la programmation et les études de portée. D'autres options tierces offrent une fonctionnalité robuste, permettant aux experts de tâche de programmer des robots rapidement et facilement. Robotmaster^®, OCTOPUZ^® et Delfoi fournissent des solutions logicielles complètes pour une variété d'applications, y compris la programmation complexe pour systèmes de soudage robotiques. Concernant ce dernier, Delfoi peut économiser 90 % du temps de programmation par rapport à la programmation par pendant d'enseignement, en faisant un moyen extrêmement rapide d'envoyer avec précision des programmes pour des configurations même complexes telles que les cellules de travail multi-bras.

Méthodes de programmation innovantes

Le paysage de la programmation robotique est parsemé d'idées de programmation non traditionnelles – dont beaucoup facilitent une mise en œuvre extrêmement rapide et facile d'un système robotique.

Enseignement par guidage manuel de précision
Attendu pour croître de 40 % au cours des six prochaines années¹, les robots collaboratifs faciles à utilisent aident de nouvelles applications hautement pertinentes à voir le jour. L'enseignement par guidage manuel de précision est un aspect clé de cette tendance, en faisant la solution idéale pour les entreprises voulant intégrer un système robotique hautement polyvalent et convivial.

Alternativement, des entreprises comme Wandelbots utilisent une technologie de capteur intelligente qui peut modéliser les mouvements d'un opérateur, permettant expertement à l'utilisateur d'enseigner un chemin robot avec un stylet plutôt qu'en saisissant le bras. Cette approche extrêmement facile, à faible code et rentable est en moyenne 20 fois plus rapide que la programmation traditionnelle pour certaines applications.

Applications de pendant intuitives
Les pendants d'enseignement intuitifs, de type smartphone, deviennent monnaie courante aujourd'hui. Avec cette utilisation vient l'utilisation croissante d'applications de pendant et d'extension pour une fonctionnalité d'application puissante mais conviviale.

Le Smart Pendant intuitif de Yaskawa – qui change radicalement la façon dont un robot est programmé – offre maintenant une capacité robuste pour générer rapidement des travaux pour manipuler des pièces dans un motif spécifique. Connue sous le nom de Smart Pattern, cette extension Smart Pendant fournit une interface graphique qui prend en charge les tâches courantes, telles que le chargement/déchargement de machine, l'empilage/désempilage et l'emballage de caisses.

Pour le soudage cobot et robot traditionnel, les applications de pendant d'enseignement intuitives, comme l'interface universelle de soudage Weldcom (UWI) de Yaskawa, percent les barrières de programmation historiques. Des différences régionales pour l'endroit où les paramètres de soudage sont stockés à l'utilisation variable de gaz de protection, en passant par la présence de technologie de source d'alimentation sophistiquée et la croissance de nouvelles méthodes de soudage, l'UWI a été extrêmement utile aux fabricants cherchant à obtenir un contrôle facile de tout processus ou paramètre de soudage. Cela inclut la tension, l'amperage et la vitesse d'alimentation du fil.

Programmation low-code et no-code
Des outils comme l'UWI complètent également les innovations logicielles récentes pour la programmation low-code et no-code. Les utilisateurs peuvent maintenant utiliser des plateformes de développement flexibles et des modules d'application pour programmer une application ou un système robotique sans écrire une seule ligne de code.

D'autres entreprises, comme Path Robotics, développent une intelligence artificielle (IA), un apprentissage automatique et des systèmes de vision par ordinateur de pointe pour rendre les robots industriels plus intelligents. Avec un focus initial sur les applications de soudage, Path élimine l'équation de programmation avec un système de vision et de perception propriétaire qui travaille à reconnaître où une pièce se trouve dans l'espace, puis ajuste le chemin robot et les paramètres de soudage en temps réel aux variations. À mesure que les améliorations de capteurs et de traitement continuent de se développer, la performance et l'adoption des installations robotiques intelligentes se développeront également.

Automatisation robotique multiplateforme
Débloquant un nouveau paradigme d'automatisation conviviale, READY Robotics a créé un système d'exploitation de qualité entreprise pour l'automatisation robotique multiplateforme. Non seulement cela permet à presque n'importe qui de programmer virtuellement n'importe quel robot (robots Yaskawa inclus), mais cela rend aussi l'automatisation plus accessible que jamais avec une programmation par icônes graphiques qui ne nécessite pas d'expertise en codage spécifique.

Robot Operating System
Complétant les méthodes de programmation à surveiller dans la nouvelle année, l'évolution du Robot Operating System (ROS). Une collection croissante de middleware qui s'exécute sur des systèmes d'exploitation comme Linux, Java et Microsoft Windows^® IoT Enterprise, ROS est un référentiel open-source gratuit d'algorithmes, logiciels, fonctions, pilotes et plus à la pointe de la technologie, soutenu par Open Robotics sur ros.org.

Allant plus loin avec ROS, ROS-Industrial^® (ROS-I) se concentre spécifiquement sur les capacités avancées que ROS peut fournir spécifiques aux robots industriels. Vu par certains comme la colle qui maintient la technologie avancée ensemble, cette compilation d'outils riches en fonctionnalités aide les fabricants de robots, fournisseurs de composants, intégrateurs de systèmes et utilisateurs finaux à améliorer une myriade d'applications complexes, comme le traitement d'image 2D/3D ou le contrôle de force pour piloter le chemin robot en temps réel versus un chemin pré-programmé.

Voyant un besoin de plus grande capacité à faire des modifications de fonctionnalité adaptatives aux applications de robots industriels traditionnels pour des tâches à haut mélange, faible volume, Yaskawa a collaboré avec le consortium ROS-Industrial (RIC) Amériques pour développer un pilote de communication robuste qui fournit aux fabricants et chercheurs l'option de créer des modules complémentaires et d'intégrer des capteurs de perception. Hautement avantageux pour rendre un robot compatible pour une variété d'applications d'environnement non structuré de manière opportune et rentable, Yaskawa fournit la capacité d'utiliser cette technologie avec leurs robots – car toutes les générations récentes de robots Yaskawa sont compatibles ROS et peuvent être modifiées pour étendre la fonctionnalité pour des tâches plus avancées.

Vision machine optimisée

Comme mentionné, les améliorations de vision rentables permettent une plus grande variété d'applications. Les systèmes basés sur la vision, comme FreeMove^® de Veo Robotics, réinventent la façon dont les produits peuvent être fabriqués en rendant les machines plus réactives aux humains, aboutissant à des systèmes de sécurité dynamiques qui utilisent une protection minimale. Le système FreeMove projette toutes les positions futures possibles des objets dans son environnement, calculant dynamiquement les distances de séparation protectrices avant de signaler au robot de ralentir ou s'arrêter selon les besoins pour la sécurité des travailleurs.

Non seulement des systèmes comme celui-ci fournissent une option qui permet aux travailleurs humains dans l'équation de production, mais aussi, les systèmes robotiques avec cette technologie peuvent aider les fabricants à mieux s'adapter à la personnalisation de masse, aux séries de production plus courtes et aux exigences de qualité plus strictes, le rendant plus rentable à long terme. La vision va au-delà de la recherche ou de l'inspection de pièces, mais elle est utilisée pour aider à perfectionner des processus comme la fabrication additive ou la planification de chemin de soudage en utilisant la robotique.

« La vision robotique est également appliquée à un nombre croissant de tâches d'inspection », dit Chris Caldwell, Responsable Produit chez Yaskawa Motoman. « Communément plus rapide et plus fiable que les humains, l'inspection robotique devient extrêmement importante pour les fabricants cherchant à améliorer la qualité des produits et le débit des produits. » Pour réduire les rebuts, maximiser les bonnes pièces et optimiser l'efficacité globale des équipements, des modèles de robots flexibles, y compris les robots collaboratifs, sont intégrés dans les cellules de travail pour assurer la qualité de surface, l'intégrité du soudage ou la géométrie des pièces. Offrant une capacité et une cohérence que les humains et les machines de mesure coordonnées (CMM) ne peuvent pas, l'utilisation combinée de robots et de périphériques intelligents comme les systèmes de vision avancés, les alimentations robustes, l'analyse sonore intuitive, les systèmes d'inspection de soudage et plus peut fournir une richesse de données pour prendre des décisions de production éclairées.

Gestion d'actifs intégrée

L'énorme quantité de données fournie par les appareils connectés est mieux capturée avec des solutions de serveur edge, comme Yaskawa Cockpit™, qui utilisent une interface OPC-UA de premier plan ou une autre interface de collecte de données. Les systèmes de gestion d'actifs comme celui-ci peuvent fournir des informations complètes aux fabricants cherchant à gagner un avantage concurrentiel. Prenez la qualité de soudage, par exemple. Qu'elle soit utilisée pour une pièce interne ou mise en œuvre pour vérifier le calibre des pièces apportées d'une autre partie de la chaîne d'approvisionnement, l'utilisation de robots en conjonction avec ce type de connectivité multi-sources de données peut fournir un impact positif.

Cela soulève les préoccupations continues de la chaîne d'approvisionnement, qui restent au premier plan pour les fabricants. Facilitant la sécurité des travailleurs et fournissant la capacité de surveiller et gérer les appareils d'usine connectés à distance, les solutions de gestion d'actifs gagnent du terrain. Permettant une approche intégrée, intelligente et innovante de l'analyse de données, des outils comme celui-ci aident les décideurs à voir les volumes de production actuels et historiques, ainsi que le statut opérationnel de tout appareil connecté (y compris les robots), en temps réel. Non seulement cela aide les fabricants à prendre des décisions éclairées sur le maintien de la performance des équipements, mais cela donne aussi la capacité d'exécuter efficacement les objectifs opérationnels depuis pratiquement n'importe où.

Avenir industriel piloté par la technologie

En avançant vers 2022, les avancées technologiques continueront d'alimenter les demandes du marché et l'innovation robotique subséquente, tandis que les exigences pour les composants et biens de consommation emballés persisteront à avoir des tolérances en constante réduction. Alors que la marge d'erreur semble entrer à l'échelle nanométrique, la répétabilité des robots entraînera une automatisation supplémentaire, surtout là où l'électronique, les véhicules électriques, l'équipement médical et plus sont concernés. Dans l'ensemble, les fabricants qui exécutent des stratégies opérationnelles qui adoptent de nouvelles technologies, y compris l'automatisation robotique, seront le plus à même de s'ajuster rapidement aux pressions du marché pour un succès continu.

¹ Collaborative Robots Market Size, Share & Covid-19 Impact Analysis, Fortune Business Insights, 2020