Éviter les pièges courants du prototypage robotique : 5 erreurs clés et conseils d'experts

Publié le 16 novembre 2020 | Par WayKen Rapid Manufacturing

Les robots sont des machines hautement complexes et scientifiques capables de remplacer la main-d'œuvre humaine ou d'accomplir des tâches que nous ne pouvons pas réaliser nous-mêmes. Au fil des années, de nombreux systèmes robotiques ont été développés pour assister le chargement, l'inspection et le contrôle dans de nombreux secteurs industriels. Les développeurs de robots doivent accélérer leur rythme pour rester compétitifs sur le marché. C'est pourquoi le prototypage rapide de robots est un domaine incontournable que tout bon concepteur doit maîtriser pour réussir. Voici quelques erreurs courantes de prototypage robotique commises par les débutants, ainsi que des conseils pour les éviter.

WayKen propose des prototypes fonctionnels pour communiquer vos idées et évaluer votre produit grâce à l'usinage CNC, le moulage par uréthane et l'outillage rapide.

Surconception

Les concepteurs sont des perfectionnistes qui s'efforcent de rendre leur invention à la fois fonctionnelle et esthétique. Ils s'oublient souvent et font de même avec les prototypes rapides. Ils conçoivent toutes les surfaces détaillées et complexes du boîtier robotique, et le fabricant de prototypes se gratte la tête en annonçant qu'il lui faudra six mois pour atteindre le niveau de détail requis et usiner les pièces à partir de tous les composites légers et durables mentionnés par le concepteur.

Les prototypes rapides doivent être simplifiés au maximum. Pour faire une analogie, je dirais que le design final est une lance, tandis qu'un prototype rapide n'est qu'un bâton. Inutile de perdre un temps précieux à créer toutes les surfaces esthétiques quand on peut prendre un bloc de plastique ou de bois du même poids et de la même taille, y monter l'électronique et vérifier si l'ensemble se déplace comme prévu, ne serait-ce que pour quelques essais.

S'emballer dans les fonctions du prototype

Les robots modernes ont souvent une multitude de fonctions et leur design final est très complexe pour intégrer toutes les caractéristiques dans le boîtier. Certains concepteurs pensent qu'il est nécessaire d'intégrer toutes les fonctions du produit final dans le prototype et, par conséquent, ils finissent par gaspiller de précieuses semaines, voire des mois, à ajouter ceci ou cela, à corriger telle zone, à améliorer telle fonctionnalité. Pendant tout ce temps, le prototype reste dans l'atelier de fabrication et le processus de développement est bloqué tandis que le concepteur passe un temps fou à poursuivre le prototype parfait.

Les prototypes rapides de robots ne doivent pas être parfaits. Un seul prototype rapide vise à vérifier une ou deux fonctionnalités. Par exemple, le poids qu'une main robotique peut soulever et la hauteur à laquelle elle peut le soulever. Il n'y a aucune raison de monter des caméras de détection d'objets et des mécanismes de serrage sur un tel prototype ; on peut fixer le poids sur la main avec des vis, cela fera tout aussi bien l'affaire. Cependant, une fois le prototype simple terminé et le problème testé, on peut rendre le design final plus net et meilleur.

Oublier les composants standards

Les robots sont très complexes car ils représentent un mélange de matériel et de logiciels complexes. Une main robotique doit avoir des doigts en métal robustes, mais aussi être capable de saisir avec la force minimale requise pour ne pas endommager la pièce. Les entreprises robotiques aiment imaginer et breveter de nouvelles pièces fonctionnelles telles que des unités de vision par ordinateur, des systèmes de contrôle, etc. Plus le design est original, mieux c'est. Cependant, c'est l'inverse pour un prototype rapide de robot. Plus vous passez de temps à fabriquer des pièces sur mesure, moins vous effectuez de tests.

C'est pourquoi il est important de ne jamais oublier les composants standards. On peut réaliser de nombreux types de prototypes robotiques en utilisant de simples servomoteurs, contrôleurs, caméras, diodes, etc. Non seulement cela vous fait gagner du temps et de l'argent en évitant la fabrication de pièces sur mesure pour les outils de prototypage robotique, mais cela peut potentiellement enrichir votre design original ou le simplifier, réduisant ainsi le coût du robot.

Utiliser des outils robotiques non nécessaires

De nombreux fabricants de prototypes disposent d'un certain nombre d'outils qu'ils utilisent pour développer des séquences de traitement, et ils utilisent souvent un ensemble d'outils par défaut pour la majorité des travaux. Par exemple, les ateliers de prototypage utilisent largement des outils de machines CNC. Cependant, est-il nécessaire d'utiliser l'usinage CNC dans tous les cas, ou serait-il plus simple d'utiliser un outil de machine manuel et d'omettre l'étape où il faut écrire un programme CNC, charger les outils dans le système, etc. ? On peut en dire autant des concepteurs de prototypes. Peut-être suffit-il de faire un croquis au crayon plutôt que de créer un modèle CAO détaillé d'un prototype qui ne sera testé que pendant quelques jours avant d'être jeté.

Les outils de fabrication et de développement modernes sont excellents, mais il faut toujours évaluer la nécessité de leur utilisation. En prototypage rapide, essayez toujours de fabriquer le prototype de vos mains à partir de rien en un minimum de temps. De nombreux prototypistes robotiques fabriquent des boîtiers en carton pour des prototypes de robots de preuve de concept, car il n'y a aucun intérêt à créer des éléments durables pour un modèle aussi éphémère. Ils passent peu de temps sur un prototype, mais il tient le coup pour les tests, et c'est tout. Ils n'ont gaspillé presque aucune ressource pendant que vous êtes encore en train de fraiser toutes les pièces du bras robotique.

Se décourager face aux échecs

Créer un excellent design à partir de zéro en une seule itération est une tâche quasi impossible. Il faudrait affiner uniquement les contrôles de mouvement du robot pendant des mois et des mois en utilisant la méthode essai-erreur. Comme l'industrie robotique est jeune, il n'y a pas assez de recommandations de conception, ce qui ajoute à la complexité. Cependant, si l'expérience dans cette industrie n'est pas vaste, les exigences le sont, surtout pour les robots collaboratifs. C'est pourquoi vous échouerez inévitablement.

Mais c'est normal. Plus vous échouez, plus votre design sera parfait, et les prototypes rapides sont là pour vous aider. Considérez-les simplement comme des gobelets jetables pour le vrai que vous êtes en train de fabriquer. Les prototypes rapides de robots aideront votre imagination à voir la véritable réaction d'objets physiques face à différentes situations et les façons dont ces situations sont résolues. En échouant avec des prototypes rapides, vous êtes voué à réussir avec le vrai robot final.