Robots collaboratifs : révolutionner l'interaction homme-machine

En 2008, Universal Robots a vendu le premier robot collaboratif (cobot) à Linatex, un fournisseur danois de plastiques techniques et de caoutchouc pour applications industrielles. Ce robot a brisé toutes les idées préconçues sur la manière dont les entreprises pouvaient intégrer l'automatisation sur le lieu de travail. Un robot collaboratif travaille directement avec les humains dans un espace défini sans risque d'accident grave ou de blessure sévère. L'attrait d'un cobot ne réside pas seulement dans son aspect collaboratif, mais aussi dans son installation rapide et son retour sur investissement (ROI). La série des robots collaboratifs a décollé dans divers secteurs, permettant de nouvelles avancées technologiques et son introduction dans des environnements non manufacturiers.

Après son introduction, le secteur des robots collaboratifs a connu une croissance explosive du marché. En 2019, le revenu mondial des robots collaboratifs était de 669,9 millions de dollars, avec 22 459 robots expédiés cette année-là. Le marché a continué de connaître du succès jusqu'à ce que la pandémie mondiale de Covid-19 frappe, entraînant une baisse brutale de la demande, comme pour le reste du marché robotique. Cependant, le marché prévoit un rebond considérable et atteindra son taux de croissance le plus élevé en 2021 à 20 %. La conception innovante du robot collaboratif lui confère les avantages d'un robot industriel tout en offrant flexibilité, sécurité et abordabilité, ce qui en fait le robot le plus populaire du marché.

Qu'est-ce qui rend ces robots « collaboratifs » ?

La conception innovante d'un cobot permet aux travailleurs d'interagir en toute sécurité avec le robot dans un espace collaboratif, avec un risque minimal de blessures ou de dommages. Les cobots atteignent ce niveau de sécurité élevé grâce à un design arrondi, une surveillance d'arrêt certifiée, des limitations de force, une programmation par guidage manuel et un corps compact. Le programme de surveillance d'arrêt du robot collaboratif détecte les intrusions et s'arrête tout en occupant l'enveloppe de travail du robot. Un exemple serait un travailleur entrant dans l'espace collaboratif pour interagir avec le robot, ce qui le déclenche pour s'arrêter complètement jusqu'à ce que le travailleur quitte l'enveloppe de travail du robot. Le design arrondi et les limitations de force contribuent également à un impact plus doux en cas de collision avec les travailleurs, entraînant peu ou pas de blessures.

Outre les fonctions de sécurité, les robots collaboratifs offrent aux utilisateurs une interface de programmation de pointe, mais conviviale. Les travailleurs peuvent commencer à utiliser le robot collaboratif après seulement une courte formation. La programmation de ces robots est intuitive pour l'utilisateur grâce à sa fonction de guidage manuel, également appelée mode FreeDrive. L'utilisateur peut programmer le trajet du robot en le déplaçant physiquement vers ses positions souhaitées. La technologie des robots collaboratifs progressera davantage, voyant des avancées à mesure que leur champ d'application continue de s'élargir.

Les applications des cobots s'étendent avec les avancées technologiques

Les analystes du marché s'attendent à ce que le marché des robots collaboratifs continue de croître en raison de plusieurs facteurs :

• Une pénurie de main-d'œuvre qualifiée (écart de compétences dans la fabrication)
• Plus d'industries investissant dans l'automatisation collaborative
• Une demande plus élevée pour les produits
• Un besoin de flexibilité dans les processus automatisés

Les petites et moyennes entreprises (PME) ont été les plus gros acheteurs de robots collaboratifs. Le prix plus bas et l'investissement initial plus faible des cobots en font naturellement un meilleur ROI. Leur intégration rapide et leur flexibilité permettent aux PME de réduire les temps d'arrêt et les activités non productives pendant les heures de production. Les avancées dans l'automatisation collaborative ont conduit de nouvelles industries à investir dans des applications robotiques utilisant des cobots. Parmi ces industries, les secteurs de l'automobile et de l'électronique devraient être les plus grands utilisateurs de robots collaboratifs.

Les entreprises utilisent des robots collaboratifs pour des applications hautement répétitives et nécessitant une grande précision. Les trois applications les plus populaires effectuées par les robots collaboratifs sont la manutention, l'assemblage et le pick & place. Ces applications représentaient 71,9 % des revenus des robots collaboratifs en 2019 et devraient détenir une part de 62,7 % en 2024. Cependant, de nouvelles industries investissant dans les cobots ont conduit à l'expérimentation dans différentes applications, notamment en dehors de la fabrication. Un excellent exemple se trouve dans l'industrie de la santé, où les cobots sont utilisés pour assister lors de chirurgies et dans d'autres domaines médicaux. D'autres applications courantes effectuées par les cobots incluent l'assemblage, le dosage, la finition, le chargement/déchargement de machines, la manutention, le soudage, l'enlèvement de matière, les inspections qualité.

Les cobots sont-ils adaptés à votre entreprise ?

Les robots collaboratifs sont populaires pour de bonnes raisons ; cependant, ils ne conviennent pas à toutes les situations. Une entreprise envisageant l'automatisation collaborative doit d'abord déterminer la tâche à automatiser, les exigences à respecter, l'évaluation des risques de la solution et consulter un fournisseur de solutions d'automatisation. De nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de l'investissement dans une solution automatisée. Bien que la technologie des cobots progresse à un rythme accéléré, ces robots ont encore certaines limitations. Avec une conception compacte et une construction mince, ces robots ont une charge utile et une portée réduites par rapport à leurs homologues robots industriels. La plupart des robots collaboratifs courants ne peuvent manipuler que des charges utiles entre 3 et 16 kg, avec une limite maximale de 35 kg. Une autre limitation possible des robots collaboratifs est leur vitesse restreinte. La sécurité étant une priorité absolue, la vitesse est généralement réduite pour protéger les travailleurs et limiter le risque d'impact. La meilleure façon de décider si l'automatisation collaborative convient à votre entreprise est de répondre à ces questions :

• Quel est l'objectif de l'automatisation ?
• L'installation est-elle un lieu sûr et souhaitable pour les travailleurs ?
• Les processus à automatiser sont-ils fixes ou changeants ?
• La solution soutiendra-t-elle les processus manuels ou automatisera-t-elle une ligne de fabrication complète ?
• Combien d'espace l'installation a-t-elle pour l'équipement d'automatisation ?
• Quelles sont les exigences d'évolutivité pour soutenir la croissance à long terme ?
• Quelles sont les exigences en matière de charge utile, de portée, de précision et de temps de cycle ?

Après avoir répondu à toutes ces questions, une entreprise peut consulter un fournisseur de solutions d'automatisation pour évaluer les options et choisir la solution la plus bénéfique.

Les robots collaboratifs ont gagné beaucoup de popularité ces dernières années pour de bonnes raisons. Les avancées dans la technologie d'automatisation les rendent utiles dans diverses applications, et l'investissement initial abordable les rend désirables dans de nombreux secteurs (dans et hors fabrication). Cependant, comme pour toute solution automatisée, il est préférable de faire des recherches et de consulter des professionnels avant de décider si les robots collaboratifs sont la meilleure solution pour votre entreprise.