De nouvelles façons d'automatiser avec la robotique en 2022

Alors que 2021 touche à sa fin, 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 très flexibles sont mis en œuvre sur les sites de production pour faire face efficacement aux défis de la chaîne d'approvisionnement, aux pénuries de main-d'œuvre qualifiée, à une pandémie sans précédent et aux fluctuations générales du marché. Dans cet esprit, voici quelques tendances et innovations que les fabricants avisés pourraient vouloir prendre en compte lors de la planification d'une année 2022 réussie et au-delà.

Adoption des petits magasins

La capacité de produire des produits de haute qualité avec un minimum de dépenses est indispensable pour rester compétitif dans le paysage industriel d'aujourd'hui. À mesure que les coûts d'automatisation diminuent 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 dans leurs ateliers. Désormais considérée comme un atout, la disponibilité des robots rassure les clients potentiels sur le fait que les attentes en matière de livraison à temps et de qualité des produits peuvent être satisfaites.

Des robots collaboratifs (cobots) faciles à utiliser avec un enseignement manuel de précision pour le déploiement rapide ou le redéploiement à la demande sont très attractifs, comblant le vide pour une production à haut volume et à faible volume. Idéaux pour le soudage à l'arc, le coupage plasma, l'entretien des machines, l'assemblage léger et la palettisation, les cobots qui peuvent travailler avec ou à proximité des humains répondent à quelques préoccupations telles que la disponibilité des travailleurs, la sécurité des employés, l'efficacité opérationnelle et la qualité des produits.

Les robots, comme le robot collaboratif à six axes HC10XP avec limiteur de puissance et de force (PFL) intégré, peuvent facilement compléter le soudage manuel ou être enroulés sur de grandes pièces lourdes dans un réglage d'usine. Non seulement cela fournit la capacité de soudage nécessaire pour les petites opérations, mais cela maximise également l'espace au sol dans les environnements restreints. Les cobots à charge utile plus élevée, tels que le HC20XP d'une capacité de charge utile de 20 kg, sont également aptes à économiser de l'espace précieux. Avec une colonne montante de taille appropriée, ce cobot classé IP67 est capable de charger ou de décharger une palette de 40 x 48" (jusqu'à 80 pouces de hauteur) sans ascenseur, offrant une plus grande polyvalence pour un meilleur retour sur investissement.

"Des cellules de travail compactes, comme l'ArcWorld ^® Les séries 50 et LC sont également utilisées pour augmenter la production pour le soudage de petites et moyennes pièces dans les ateliers », déclare Josh Leath, chef de produit senior chez Yaskawa Motoman. "Disponibles dans un poste de travail simple ou double, les solutions de soudage peu encombrantes comme celles-ci permettent une installation ou un déplacement rapide et facile tout en conservant un retour sur investissement très rapide."

Programmation de robots hors ligne

La démographie de la main-d'œuvre et les moteurs du marché continuent de modifier la façon dont les fabricants abordent l'intégration et la programmation des robots, à tel point qu'ils ont lancé 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, en particulier pour les opérations qui ne peuvent pas se permettre d'interrompre la production pendant qu'un programme de robot est écrit point par point à partir d'un pendentif d'apprentissage.

En utilisant une représentation 3D d'une cellule de travail robotique qui montre visuellement un robot se déplaçant le long d'un chemin programmé, OLP offre aux programmeurs expérimentés et novices la capacité de concevoir, tester et ajuster un programme ou une tâche de robot à partir d'un ordinateur virtuel basé sur PC. environnement. Fournissant des fonctionnalités utiles telles que la détection de collision, les PDF 3D, le suivi des convoyeurs, Cam Path et plus encore, MotoSim ^® de Yaskawa est un logiciel convivial et économique, idéal pour la programmation et les études de portée. D'autres options tierces offrent des fonctionnalités robustes, permettant aux experts en tâches de programmer rapidement et facilement des robots. Robotmaster ^® , OCTOPUZ ^® et Delfoi fournissent des solutions logicielles complètes pour une variété d'applications, y compris la programmation complexe pour les systèmes de soudage robotisés. En ce qui concerne ce dernier, Delfoi peut économiser 90 % sur le temps de programmation par rapport à l'apprentissage de la programmation pendante, ce qui en fait un moyen extrêmement rapide d'envoyer avec précision des programmes même pour des configurations complexes telles que des cellules de travail à plusieurs bras.

Méthodes de programmation innovantes

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

Enseignement manuel de précision
Croissance prévue de 40 % au cours des six prochaines années ¹ , des robots collaboratifs faciles à utiliser aident à donner vie à de nouvelles applications très pertinentes. L'enseignement manuel de précision est un aspect clé de cette tendance, ce qui en fait la solution idéale pour les entreprises souhaitant intégrer un système robotique très polyvalent et convivial.

Alternativement, des entreprises comme Wandelbots utilisent la technologie des capteurs intelligents qui peut modéliser les mouvements d'un opérateur, permettant à l'utilisateur d'enseigner de manière experte une trajectoire de robot avec un stylet plutôt que de saisir le bras. Cette approche extrêmement simple, à faible code et rentable est en moyenne 20 fois plus rapide que la programmation traditionnelle pour certaines applications.

Applications suspendues intuitives
Des pendentifs d'apprentissage intuitifs, semblables à ceux d'un smartphone, deviennent monnaie courante aujourd'hui. Parallèlement à cette utilisation, il y a l'utilisation croissante d'applications de pendentif et d'extension pour une fonctionnalité d'application conviviale mais puissante.

Le pendentif intelligent intuitif de Yaskawa - qui change radicalement la façon dont un robot est programmé - offre désormais une capacité robuste pour générer rapidement des travaux pour manipuler des pièces selon un modèle 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 ou le déchargement de la machine, l'empilage ou le désempilage et l'emballage des caisses.

Pour le soudage cobot et le soudage robotisé traditionnel, les applications intuitives d'apprentissage des pendentifs, telles que l'interface Universal Weldcom (UWI) de Yaskawa franchissent les barrières historiques de la programmation. Des différences régionales pour l'endroit où les paramètres de soudage sont stockés à l'utilisation variable du gaz de protection, ainsi que la présence d'une technologie de source d'alimentation sophistiquée et la croissance de nouvelles méthodes de soudage, l'UWI a été extrêmement utile aux fabricants qui cherchent à obtenir un contrôle facile de tout processus de soudage ou paramètre. Cela inclut la tension, l'ampérage et la vitesse d'alimentation du fil.

Programmation à faible code et sans code
Des outils comme UWI complètent également les innovations logicielles récentes pour la programmation low-code et no-code. Les utilisateurs peuvent désormais utiliser des plates-formes 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 sociétés, telles que Path Robotics, développent des systèmes artificiels de pointe l'intelligence artificielle (IA), l'apprentissage automatique et les systèmes de vision par ordinateur pour rendre les robots industriels plus intelligents. En se concentrant initialement sur les applications de soudage, Path supprime complètement l'équation de programmation avec un système de vision et de perception propriétaire qui fonctionne pour reconnaître où se trouve une pièce dans l'espace, puis ajuste la trajectoire du robot et les paramètres de soudage en temps réel aux variations. À mesure que les améliorations des capteurs et du traitement continuent de se développer, les performances et l'adoption d'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 niveau entreprise pour l'automatisation robotique multiplateforme. Non seulement cela permet à presque tout le monde de programmer pratiquement n'importe quel robot (y compris les robots Yaskawa), mais cela rend également l'automatisation plus accessible que jamais grâce à une programmation graphique basée sur des icônes qui ne nécessite aucune expertise de codage spécifique.

Système d'exploitation du robot
Pour compléter les méthodes de programmation à surveiller dans la nouvelle année, il y a l'évolution du système d'exploitation du robot (ROS). Une collection croissante d'intergiciels qui s'exécutent sur des systèmes d'exploitation tels que Linux, Java et Microsoft Windows ^® IoT Enterprise, ROS est un référentiel open source gratuit d'algorithmes, de logiciels, de fonctions, de pilotes de pointe et plus encore, pris en charge par Open Robotics sur ros.org.

Prenant ROS un aller plus loin, ROS-Industrial ^® (ROS-I) se concentre spécifiquement sur les capacités avancées que ROS peut fournir spécifiquement aux robots industriels. Considérée par certains comme le ciment qui maintient la technologie de pointe ensemble, cette compilation d'outils riches en fonctionnalités aide les fabricants de robots, les fournisseurs de composants, les intégrateurs de systèmes et les utilisateurs finaux à améliorer une myriade d'applications complexes, comme le traitement d'images 2D/3D ou le contrôle de la force pour conduire le chemin du robot en temps réel par rapport à un chemin préprogrammé.

Voyant un besoin d'une plus grande capacité à apporter des modifications de fonctionnalités adaptatives aux applications robotiques industrielles traditionnelles pour les tâches à grande diversité et à faible volume, Yaskawa s'est associé à le ROS-Industrial Consortium (RIC) Americas dans le développement d'un pilote de communication robuste qui offre aux fabricants et aux chercheurs la possibilité de créer des add-ons et d'intégrer des capteurs de perception. Très avantageux pour rendre un robot compatible avec une variété d'applications d'environnement non structuré de manière rapide et rentable, Yaskawa offre la possibilité d'utiliser cette technologie avec ses robots - car toutes les générations récentes de robots Yaskawa sont compatibles ROS et peuvent être modifiées pour étendre les fonctionnalités pour des tâches plus avancées.

Vision industrielle optimisée

Comme mentionné, les améliorations de la vision rentables permettent une plus grande variété d'applications. Systèmes basés sur la vision, tels que 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 un minimum de protection. Le système FreeMove projette toutes les positions futures possibles des objets dans son environnement, calculant dynamiquement les distances de séparation de protection avant de signaler au robot de ralentir ou de s'arrêter selon les besoins pour la sécurité des travailleurs.

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

"La vision robotique est également appliquée à un nombre croissant de tâches d'inspection », explique Chris Caldwell, chef de produit chez Yaskawa Motoman. "Généralement plus rapide et plus fiable que les humains, l'inspection robotisée devient extrêmement importante pour les fabricants qui cherchent à améliorer la qualité et le débit des produits." Pour réduire les rebuts, maximiser les bonnes pièces et optimiser l'efficacité globale de l'équipement, des modèles de robots flexibles, y compris des robots collaboratifs, sont intégrés dans les cellules de travail pour garantir la qualité de surface, l'intégrité des soudures ou la géométrie des pièces. Offrant une capacité et une cohérence que les humains et les machines de mesure coordonnées (MMT) ne peuvent pas offrir, l'utilisation combinée de robots et de périphériques intelligents tels que des systèmes de vision avancés, des alimentations électriques robustes, des analyses sonores intuitives, des systèmes d'inspection des soudures et bien plus encore peut fournir une mine de données pour une prise de décision éclairée. décisions de production.

Gestion d'actifs intégrée

L'énorme quantité de données fournies par les appareils connectés est mieux capturée avec des solutions de serveur de périphérie, comme Yaskawa Cockpit™, qui utilisent un OPC-UA de premier plan ou une autre interface de collecte de données. Les systèmes de gestion des actifs tels que celui-ci peuvent fournir des informations complètes aux fabricants qui cherchent à acquérir un avantage concurrentiel. Prenez la qualité des soudures, par exemple. Qu'il soit utilisé pour une pièce en interne ou mis en œuvre pour vérifier le calibre des pièces importées d'une autre partie de la chaîne d'approvisionnement, l'utilisation de robots en conjonction avec ce type de connectivité à plusieurs sources de données peut avoir un impact positif.

Cela soulève des préoccupations persistantes en matière de chaîne d'approvisionnement, qui continuent d'être au premier plan pour les fabricants. Facilitant la sécurité des travailleurs et offrant la possibilité de surveiller et de gérer à distance les appareils d'usine connectés, les solutions de gestion des actifs gagnent du terrain. Permettant une approche intégrée, intelligente et innovante de l'analyse des données, des outils comme celui-ci aident les décideurs à visualiser les volumes de production actuels et historiques, ainsi que l'état 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 des performances de l'équipement, mais cela donne également la possibilité d'exécuter efficacement les objectifs opérationnels de pratiquement n'importe où.

Un avenir industriel axé sur la technologie

À l'approche de 2022, les avancées technologiques continueront d'alimenter les demandes du marché et l'innovation robotique qui en résultera, tandis que les exigences relatives aux composants et aux biens de consommation emballés continueront d'avoir des tolérances de plus en plus réduites. Comme la marge d'erreur semble atteindre l'échelle nanométrique, la répétabilité des robots entraînera une automatisation supplémentaire, en particulier en ce qui concerne l'électronique, les véhicules électriques, les équipements médicaux, etc. Dans l'ensemble, les fabricants qui exécutent des stratégies opérationnelles qui adoptent les nouvelles technologies, y compris l'automatisation robotique, seront très probablement en mesure de s'adapter rapidement aux pressions du marché pour un succès continu.

^{1 Analyse de la taille, de la part et de l'impact du marché des robots collaboratifs, Fortune Business Insights, 2020}