Des usines aux laboratoires : la puissance polyvalente des robots industriels

Quand on pense aux robots industriels, la première chose qui vient probablement à l'esprit est un robot de soudage sur une ligne d'assemblage automobile, mais les robots industriels haute performance sont conçus de manière unique pour bien plus. De l'industrie aérospatiale au laboratoire clinique, et tout ce qui se trouve entre les deux, l'automatisation robotique peut amener les processus de production d'usine, l'automatisation ciblée par tâche et d'autres applications au niveau supérieur. Voici quelques utilisations intéressantes et impressionnantes qui pourraient vous inspirer à mettre en œuvre l'automatisation robotique dans un avenir proche.

Ablation laser

Application/Secteur
Automobile, Aérospatiale

Modèle de robot
Typiquement, un robot à long bras avec une charge utile plus faible (ex. : Yaskawa AR3120). Un ou plusieurs robots peuvent être utilisés, selon la taille de la pièce et le temps de cycle souhaité.

Description
Dans les applications où une surface a un revêtement (peinture, graisse, glaçure, etc.) qui doit être retiré, des produits chimiques sont généralement utilisés. Malheureusement, cela crée beaucoup de déchets, généralement considérés comme matières dangereuses. L'impact environnemental qui en résulte, et donc la réglementation, rend difficile l'utilisation de solvants chimiques pour ce processus. De plus, le nombre d'heures de main-d'œuvre manuelle nécessaires pour essuyer ou gratter le revêtement pour laisser un substrat propre est chronophage.

Voici l'ablation laser, qui brûle cette couche de revêtement pour laisser un substrat propre et pur. Un filtre ou autre dispositif de containment collecte alors facilement le revêtement carbonisé. Comme les procédés thermiques laser nécessitent une cellule de travail étanche à la lumière, un robot est requis pour la sécurité. Le robot peut aussi être programmé pour suivre la courbure complexe de la surface, plutôt que l'utilisation d'autres automatismes durs.

Impression jet d'encre sur surfaces complexes

Application/Secteur
Aérospatiale, potentiel pour d'autres

Modèle de robot
Long bras pour aérospatiale, plus petit selon l'échelle.

Description
Autrefois, quand on appliquait des graphismes sur un avion ou autre grande surface, il était difficile de créer précisément du détail en travaillant avec des surfaces courbes et complexes. Cependant, un projet 2017 du Southwest Research Institute (SwRI) a rendu cette tâche complexe réalité, en utilisant une tête d'impression jet d'encre spécialisée attachée au bras d'un robot. Ce processus complexe utilise l'impression numérique pour une performance supérieure et remplace la tâche manuelle intensive de peinture de graphismes ou d'application de décalcomanies en orientations variées sur de grandes zones. Comme l'ablation laser, le robot est conçu pour manœuvrer aisément, accommodant expertement les changements d'angles de surface très bien et maintenant une répétabilité et qualité d'impression cohérentes.

Depuis l'avènement de cette technologie, des entreprises comme le fabricant de robots néerlandais XYREC, en coopération avec SwRI, Airbus et Marabu, ont démontré avec succès cette application révolutionnaire sur des avions, affirmant réduire le temps en atelier de peinture de 16 à 5 jours. Potentiellement compatible avec tout substrat de surface, cette technologie pourrait aussi être utilisée pour appliquer des graphismes uniques ou personnalisés sur des surfaces plus petites, comme les textiles et panneaux d'affichage, ou même des graphismes complexes sur des zones de surface plus larges.

Fabrication additive

Application/Secteur
Prototypage, Pièces personnalisées

Modèle de robot
Variable – généralement un robot 6 axes hautement répétable avec six degrés de liberté (ex. : Yaskawa AR1440).

Description
Grâce à l'adoption de la technologie de commande de mouvement, de la robotique et de la conversion d'énergie, l'impression 3D a atteint un niveau de finesse et de précision ces dernières années qui est suffisant pour créer des pièces utilisables sans aucune (ou peu) finition. Idéal pour attacher des outillages uniques permettant une imprimante 3D à large zone, l'utilisation de robots industriels dans la fabrication additive aide à créer un mélange diversifié de produits, incluant des outillages de machines.

Jadis limitée aux plastiques, la technologie actuelle peut accommoder des substances telles que les céramiques, composites, métaux, matériaux hybrides et plus. Plus récemment, les avancées dans les logiciels de tranchage dans les logiciels de programmation robotique hors ligne ont rendu possible l'impression de pièces métalliques en utilisant des techniques de métal d'apport comme MIG, TIG, ou soudage laser. Ces pièces peuvent ensuite être utilisées directement ou usinées selon les besoins, économisant beaucoup de déchets des autres techniques de fraisage ou d'usinage sur un bloc de métal.

Fraisage de haute précision

Application/Secteur
Usinage, Composants personnalisés

Modèle de robot
Robot de manipulation polyvalent et puissant avec charge utile moyenne (ex. : robots série GP Yaskawa).

Description
Traditionnellement une tâche manuelle ardue, le fraisage est le processus de meulage ou de découpe du matériau superflu d'un moule pour former une structure spécifique. Dans un effort pour augmenter la sécurité des travailleurs, accélérer les taux de production, améliorer la qualité du produit et mieux adhérer aux normes du secteur, des entreprises dans divers secteurs mettent en œuvre l'utilisation de systèmes de fraisage automatisés, avec des robots faciles à programmer équipés d'outillages flexibles. Cela est souvent utilisé en conjonction avec l'impression 3D pour la finition de pièces.

Assemblage de palettes

Application/Secteur
Production de palettes

Modèle de robot
Robot de palettisation 6 axes, charge utile de 50 kg à 800 kg.

Description
Difficile et dangereux, la tâche de construire manuellement des palettes est un travail dur. Cela, combiné à la tendance croissante pour des palettes personnalisées plus solides, a incité les fabricants compétitifs à mettre en œuvre des systèmes d'assemblage de palettes robotiques qui offrent la flexibilité et la cohérence nécessaires pour construire des palettes personnalisées, à chevrons et à plots depuis le même système. De même, libérer les travailleurs du travail ennuyeux, sale et dangereux de la production de palettes permet aux décideurs de redéployer les travailleurs qualifiés vers des emplois à plus haute valeur au sein de l'entreprise, maximisant le retour sur investissement.

Transformation de viande

Application/Secteur
Emballage de viande, Production avicole, etc.

Modèle de robot
Robot de manipulation rapide et puissant avec charge utile moyenne.

Description
Bien que plus sûrs et plus sanitaires qu'autrefois, les usines d'emballage de viande et de production avicole présentent encore des dangers distincts qui peuvent impacter la santé physique des travailleurs manuels. Pour réduire l'erreur humaine et protéger les employés, les entreprises de transformation de viande et volaille recherchent la technologie robotique pour piloter la sécurité, optimisant l'efficacité dans le processus. De plus, les améliorations dans la technologie de vision et l'outillage de bout de bras sur la dernière décennie ont permis aux robots de faciliter aisément une variété de tâches de transformation de viande, optimisant la production.

Traitement d'échantillons

Application/Secteur
Laboratoire clinique

Modèle de robot
Variable selon l'application (ex. : Yaskawa MotoMini pour chargeur en vrac, ou robot 6 axes haute performance avec charge utile plus faible pour centrifugeuse).

Description
De la pénurie de techniciens qualifiés aux exigences d'accréditation rigoureuses – en passant par les volumes d'échantillons croissants combinés à des flux de travail inefficaces – les laboratoires cliniques font face à de nombreux défis aujourd'hui. Principal parmi ceux-ci est la pression d'étendre les services de manière créative, fournissant une approche de soins plus axée sur la valeur tout en générant des économies. Dans un effort pour avancer vers l'avenir du Laboratoire Clinique 2.0, les laboratoires de diagnostic clinique à haut débit se tournent vers des solutions d'automatisation robotique pour accomplir les tâches de tri et traitement d'échantillons pré- et post-analytiques.

Nœud de ruban

Application/Secteur
Alimentation et boissons, Pharmaceutiques, Produits de consommation, Emballage et logistique, Emballage industriel

Modèle de robot
Robot de manipulation de matériaux compact et agile avec charge utile plus faible.

Description
Le nœud de ruban manuel peut être une tâche fastidieuse, causant potentiellement des dommages physiques aux travailleurs. En raison de la demande accrue pour l'emballage personnalisé, le nœud de ruban gagne en popularité. Utilisé pour la première fois en 2014 pour Esther Price Fine Chocolates Candy Co., cette application difficile à automatiser a requis l'utilisation combinée de logiciels de simulation 3D pour une programmation précise et d'un robot haute performance pour une plus grande manœuvrabilité et cohérence. De même, avoir le bon outillage de bout de bras et un environnement contrôlé pour cette application était critique pour atteindre la répétition chorégraphiée optimale.

Divertissement / Assemblage alimentaire

Application/Secteur
Divertissement, Restauration décontractée, Parc à thème, etc.

Modèle de robot
Variable selon l'application.

Description
Non seulement les robots industriels aident à fournir de la cohérence pour certaines tâches dans les opérations quotidiennes, mais ils permettent aussi aux propriétaires de restaurants et autres entreprises de fournir une expérience unique aux clients. De l'utilisation pour des manèges de carnaval à la fabrication de sandwichs aux œufs et la distribution de crème glacée, les robots industriels grandissent dans l'utilisation à travers le monde du divertissement. Équipés du bon outillage de bout de bras et dotés des bonnes fonctions de sécurité, les robots peuvent accomplir une grande variété de tâches hors du commun comme le service de bar et plus.

Conclusion

Bien que la liste de ces applications uniques puisse continuer, le fait que les robots industriels puissent ajouter de la valeur aux entreprises dans presque tous les secteurs est impressionnant. La vérité est que certaines applications sont extrêmement dangereuses pour les humains, faisant de ces tâches des candidates parfaites pour l'automatisation robotique. D'autres applications qui sont ennuyeuses ou sales sont bien adaptées aux robots, car ils peuvent combler un besoin là où un humain ne voudrait pas faire le travail. Si vous pouvez le rêver, très probablement, notre équipe d'experts peut en faire une réalité. Et, si vous êtes sur la clôture pour savoir si une tâche particulière pourrait être automatisée, il y a de fortes chances qu'il y ait un robot pour ça !