Comprendre les robots collaboratifs : définition, applications et avantages

Par : Roger Mahler
Ma première expérience avec les robots remonte au lycée, dans les années 80. Notre professeur d'arts industriels avait acheté un kit de robot pneumatique à 2 axes. Aluminium usiné, piloté par électrovannes commandées par un Apple IIe. Actions : axe 0 (base) rotation horizontale 0° ou 180° butée dure ; axe 2 extension/retraction 90° pivot vertical. Pince à mâchoires ~2,5 cm.
Widgets en bois 5x5 cm, ép. 1,2 cm, avec goujon 7,5 cm pour la préhension. Mouvement saccadé : cylindre qui se coince, pression d'air variable, rotation lente ou démarrage lent puis arrêt brutal en butée, charge parfois projetée au sol. Très cool pour l'époque, mais low-tech comparé aux standards actuels.
Sure Controls continue d'évoluer et d'offrir les meilleures gammes. Sawyer fait partie de notre histoire ; l'avenir des robots collaboratifs appartient à Omron et Precise.

Qu'est-ce qu'un robot collaboratif ?

La définition littérale de collaboration est l'action de travailler avec quelqu'un pour produire ou créer quelque chose, ce qui est exactement le but des robots collaboratifs. La plupart pensent qu'un cobot est un robot sans barrière travaillant près des humains. Oui, cela le rend collaboratif, mais non, cela ne fait pas de lui un robot collaboratif.

Il existe divers types de cobots, et un seul type peut être utilisé sans dispositifs de sécurité additionnels : celui à limitation de puissance et de force. Il travaille aux côtés des humains sans sécurité supplémentaire. Le robot ressent les forces anormales sur son chemin. Programmé pour s'arrêter en cas de surcharge de force. Conçu pour dissiper les forces d'impact sur large surface (d'où leur forme arrondie). La caractéristique clé : lecture des forces dans les articulations. Détection de forces anormales pendant le travail. Programmables pour s'arrêter ou parfois inverser la position, atténuant le contact initial. Réaction immédiate au contact humain, dissipation d'énergie d'impact.

Le bras d'un cobot « cède » face à un obstacle : pause puis reprise. Si nouvel obstacle peu après, arrêt et notification d'erreur en attente d'acquittement. Fonction hand guiding (guidage manuel) : vous « entraînez » le robot à une tâche vs programmation langage complexe. Comme le robot ressent les forces, vous le déplacez littéralement pour lui montrer positions/chemins qu'il répétera. Le guidage manuel facilite collaboration et déploiement, mais ne rend pas le robot intrinsèquement sûr. Ce sont les fonctions de limitation de force, conçues mécaniquement avec capteurs de force brevetés, qui assurent la sécurité.

Économiquement, un robot à limitation de force est idéal : programmation et intégration faciles. Pas de barrière ni dispositifs de sécurité (mais évaluation des risques requise), temps de programmation réduit grâce au guidage manuel. Pas besoin de modifier la ligne de production – il est fait pour travailler aux côtés des humains. Les robots industriels étaient limités aux applications haute vitesse, haut coût, zones dures séparant robots des opérateurs. Déploiement focalisé sur gros volumes. Aujourd'hui, PME aux processus courts multiples peuvent déployer ces robots faciles, les déplacer de tâche en tâche.

Nous voyons aussi le cobot interagir avec ses collègues humains : assez simple pour que des non-ingénieurs l'entraînent à la main, communiquant sa compréhension de la tâche, indiquant où il va ensuite, comportements le rendant simplement un autre collègue/cobot sur la ligne. Ces solutions permettent aux entreprises de garder et faire grandir leurs employés, leur offrant des opportunités de croissance tandis que les cobots automatisent les tâches pour lesquelles on peine à recruter.