Cobots 6 axes : révolutionner l'automatisation dans la fabrication

Robots à puissance et force limitées : déploiement plus facile grâce aux nouveaux contrôleurs

Les robots collaboratifs à six axes ont-ils atteint un point de bascule pour établir leur niche dans la fabrication ? Et pourraient-ils ouvrir la voie aux fabricants pour adopter l'automatisation dans l'ensemble ?

On voit définitivement une tendance croissante vers l'application de robots collaboratifs, ou cobots, dit Claude Dinsmoor, directeur général du segment industrie générale & automobile de Fanuc America. Les robots à puissance et force limitées peuvent dans certains cas être plus faciles à déployer, et soudain ça encourage les gens à regarder tous les domaines de l'automatisation. Pour certains clients, c'est une sorte de passerelle.

Passerelle ou pas, les robots collaboratifs sont certainement le focus de l'innovation.

L'entreprise suisse Stäubli Robotics a récemment introduit de nouveaux collaboratifs six axes. Les entreprises déjà établies dans le secteur collaboratif six axes, comme Fanuc, ABB et Denso, améliorent contrôleurs et logiciels de surveillance robot. Et les clients d'Universal Robots trouvent des façons innovantes d'utiliser les robots collaboratifs six axes de l'entreprise.

Stäubli a offert de nouveaux bras robotiques récemment, avec la ligne TX2 de robots six axes, prêts pour la collaboration. L'entreprise a aussi monté un de ses robots TX2 sur un véhicule à guidage automatique et l'a baptisé HelMo.

Le TX2 est notre nouvelle génération, il travaille avec notre contrôleur de sécurité CS9, dit Sebastien Schmitt, responsable division robotique pour Stäubli North America. C'est notre réponse à l'environnement collaboratif.

Il a souligné la flexibilité de la ligne TX2, qui peut être déployée dans une cellule gardée ou travailler en sécurité aux côtés des humains en adaptant sa vitesse à l'environnement d'exploitation.

Vous n'avez pas à faire un choix, disant « Vais-je utiliser la collaboration dans ma fabrication, ou vais-je utiliser un robot en clôture ? Je ne suis pas si sûr encore. Aurai-je besoin de production pleine vitesse, ce qui rend la collaboration difficile, ou ai-je besoin d'interagir souvent avec mon robot ? » dit Schmitt.

Beaucoup de clients de Stäubli sont des fournisseurs automobiles, mais les robots de l'entreprise sont aussi utilisés dans l'industrie des sciences de la vie où Lab 4.0, similaire à l'Industrie 4.0, prend de l'ampleur. La ligne TX2 inclut des robots de charge faible et moyenne, allant de 0,5 à 34 kg (1,1 à 75 lb), et peut être adaptée pour travailler dans des environnements sensibles, comme zones humides et salles blanches.

HelMo est un TX2-90L à charge moyenne sur un AGV et opère via un système de navigation intuitif par scanner laser. Les scanners laser fournissent un retour acoustique et optique et initient un arrêt en cas d'humain ou d'obstacle à proximité.

HelMo est déployé pour le chargement/déchargement machine, l'emballage et l'assemblage, dit Schmitt.

Clôture virtuelle avec le contrôleur Denso RC8A

Le nouveau contrôleur RC8A de Denso rend plus sûr le travail des humains autour de ses robots en créant une clôture virtuelle. Une nouvelle fonctionnalité — Safety Motion — s'ajoute aux fonctions et fonctionnalités déjà disponibles dans le RC8.

Safety Motion utilise deux capteurs optiques, un en haut et un en bas d'une cellule, qui informent le contrôleur qu'un humain approche le robot. Quand cela arrive, le contrôleur réduit la vitesse du robot incrémentalement, à un niveau sûr, selon la distance de l'humain. Quand la personne atteint la zone la plus proche, le contrôleur réduit le couple du moteur pour arrêter ou ralentir suffisamment pour laisser un opérateur interagir avec lui. Quand l'opérateur s'éloigne, le robot reprend sa vitesse normale automatiquement, ce qui aide à minimiser le temps d'arrêt.

Accessoires optionnels : pendant d'enseignement avec écran tactile couleur 7,5 pouces, et mini-pendant avec affichage LCD 128 x 64 pixels.

Denso est la seule entreprise de robotique qui offre la simulation dans son pendant d'enseignement, dit Dave Robers, responsable ventes régional. La simulation devient très, très essentielle parce que si vous n'êtes pas sûr comment le robot va aller à un point spécifique ou quelle sera sa position finale quand il y arrive, vous avez le potentiel de crasher votre robot ou d'endommager votre outillage ou équipement, dit-il.

Avec des dimensions de 31,75 x 35,56 x 9,37 cm (12,5 x 14 x 3,69 pouces), le RC8A reste le plus petit contrôleur de robot industriel au monde avec une sortie 3 kW. La taille compacte économise un espace précieux au sol d'usine et facilite l'intégration.

Le système de mise en réseau d'interface de ressources ouvertes ORiN de Denso permet au RC8A de communiquer avec plus de 100 types différents de dispositifs.

Améliorer facilité et vitesse avec Fanuc R-30iB Plus

Le nouveau contrôleur R-30iB Plus de Fanuc rend ses robots six axes plus faciles et plus rapides à utiliser.

Le R-30iB propose un nouvel iPendant avec résolution d'écran et capacité de traitement améliorées. L'interface utilisateur, iHMI, a un écran basé sur icônes, qui fournit une expérience familière avec guides intuitifs pour la configuration et la programmation. Il inclut aussi des tutoriels depuis la page d'accueil principale conçus comme ceux pour les CNC Fanuc, permettant une transition plus facile vers l'utilisation de robots.

L'entreprise a amélioré la performance de traitement pour le hardware et le software dans le R-30iB Plus, et le cycle de traitement du signal a été raccourci. Comparé aux contrôleurs passés, le timing de sortie de signal est amélioré, étendant les applications possibles aux systèmes qui requièrent un haut niveau de précision de positionnement, comme les applications laser.

Avec les vitesses de traitement plus rapides, on a pu rendre l'interface de programmation sur le pendant plus rapide, plus réactive, dit Dinsmoor de Fanuc America. Avec l'augmentation de la vitesse de traitement, on peut aussi accélérer le traitement logique du robot pour lui permettre de gérer un traitement logique plus rapide et le temps d'exécution.

La fonction vision du R-30iB Plus a une nouvelle interface caméra qui augmente de quatre fois la vitesse de transmission d'images depuis la caméra, avec une configuration de câble simplifiée.

En plus, dans notre architecture, puisque nous avons intégré la vision machine où on peut vous permettre de brancher une caméra et un câble simples et les intégrer avec la fonction du robot, on trouve que d'autres actions comme le traitement d'image de vision machine intégré avec le robot est aussi plus rapide, dit Dinsmoor. Donc encore, ce qu'on essaie très fort de faire, c'est d'améliorer ce que le robot fait et comme vite il le fait.

Garder les opérateurs en sécurité avec ABB SafeMove2

ABB a une nouvelle version de son logiciel de surveillance robot, SafeMove2.

Comme le premier SafeMove, SafeMove2 inclut un certain nombre de fonctions, incluant limites de vitesse sûres, surveillance d'arrêt sûr, plages d'axes sûres et supervision de position et orientation. En résultat, les clôtures peuvent être installées beaucoup plus près du robot, rendant possible une utilisation plus efficace de l'espace au sol.

Vous pouvez mettre plus de robots dans le même espace, dit Henrik Jerregard, chef de projet global pour contrôleurs robot chez ABB à Västerås, Suède.

Les deux versions ont les fonctionnalités de base pour s'assurer que le robot reste dans la zone typique de la plage du robot, dit-il. Avec la deuxième itération, c'est bien plus flexible. On permet plus de fonctionnalités comme zones additionnelles, plages et outils et on peut les simuler dans RobotStudio, le logiciel de simulation et programmation hors-ligne d'ABB.

Un autre aspect de SafeMove2 est qu'il offre une solution de sécurité logicielle au lieu d'une solution matérielle. En résultat, les utilisateurs peuvent s'attendre à des investissements réduits ainsi qu'une flexibilité et fiabilité accrues.

Une application courante que SafeMove2 permet est avec des applications collaboratives comme le chargement machine ou l'inspection, dit Jerregard. Avec le logiciel de sécurité combiné avec des capteurs de sécurité, un opérateur peut marcher jusqu'au robot et regarder la pièce sur laquelle le robot travaille actuellement — parce que l'appli va ralentir puis arrêter le robot.

SafeMove2 intègre aussi la connectivité fieldbus de sécurité dans la famille de contrôleurs robot IRC5 d'ABB, ainsi que les contrôleurs IRC5 Single, Compact et Paint.

Devenir matériel partenaire avec Universal Robots

Universal Robots, une entreprise danoise, fabrique trois robots collaboratifs six axes : UR3, UR5 et UR10. Ils vont en charge utile de 3 à 10 kg (6,6 à 22 lb), et en portée de 500 à 1300 mm (19,7 à 51,2 pouces).

Task Force Tips, un fabricant d'équipement anti-incendie basé en Indiana, a installé un robot UR10 et deux robots UR5 pour soigner des machines CNC. Un quatrième robot, un UR5, est monté sur une table à roulettes et déplacé entre tâches.

Légers, faciles à configurer, programmer et déployer, les Universal Robots permettent aux clients aujourd'hui d'adresser les exigences de production high-mix/low-volume en partageant le même robot dans multiples applications et emplacements d'usine sans encourir le coût de robots additionnels, dit Brian Dillman, responsable ventes zone chez Universal Robots.

Le PDG de Task Force Tips, Stewart McMillan, dit : On peut rouler la table avec le robot droit jusqu'à la machine et en quelques minutes enseigner au robot à charger des pièces. Ils deviennent une sorte de partenaire pour une personne qui va autour et l'aide avec la corvée.

Les deux robots UR5 guidés par vision travaillent en tandem, l'un prenant et plaçant des ébauches pour buses de lance à incendie dans une fraiseuse, puis prenant la pièce mi-usinée et la passant au second UR5 pour usinage additionnel.

Le passage de robot et la guidance vision utilisent tous deux les registres de protocole de communication MODBUS dans le contrôleur des robots UR.

Si la détection de force d'un robot identifie une pièce malformée ou des copeaux d'usinage dans les mâchoires d'un mandrin, il essaie de souffler les débris avec de l'air sous pression, puis lave le mandrin si ça ne marche pas. Si tout ça échoue, et que la pièce ne peut toujours pas charger, le robot notifie l'opérateur.

Le coude du robot se plie au lieu de pivoter

Les fabricants qui veulent loger un bras robotique dans un espace serré et accélérer les temps de cycle peuvent s'intéresser à la nouvelle série Flexion d'Epson Robotics.

Le « coude » sur les bras robotiques de la série se replie sur lui-même au lieu de pivoter. Cela permet au Flexion N2, le premier robot disponible de la série, de travailler dans un espace jusqu'à 40 % plus petit que les robots six axes comparables et maximise l'efficacité de mouvement pour accélérer les temps de cycle, dit Epson. Le N2 a une portée de 450 mm (17,7 pouces), nécessite 460 mm (18 pouces) d'espace, et a une charge utile de 2,5 kg (5,5 lb).

Dans le marché de l'électronique, où on vend une tonne de robots, on a parlé avec quelques-uns de nos clients et ils étaient très excités par la possibilité de nous réduire la taille de ce robot — pour qu'ils puissent réduire leur espace d'usine total, dit Rick Brookshire, responsable produit groupe. Ça a commencé dans l'industrie électronique, mais une fois qu'on a introduit le produit, on a commencé à recevoir beaucoup de demandes des industries médicale et automobile.

Même si les robots six axes C4 d'Epson sont compacts comparés aux offres concurrentes, le C4 six axes d'Epson n'est pas à la hauteur même avec le N2 de l'entreprise quand il s'agit d'espaces serrés, dit-il. Le C4 a une portée de 600 mm (23,6 pouces) mais nécessite 660 mm (26 pouces) pour travailler.

Le N2 peut être monté soit au plafond, soit sur table. Il a des options incluant guidance vision et détection de force.