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Adopter un robot collaboratif

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Moins cher, moins contraignant et plus souple que le robot industriel, le robot collaboratif, ou cobot, peut assister les humains dans leur travail. Une nouvelle source de productivité pour les industriels.

Adopter un robot collaboratif
Le cobot d’assistance à l’effort du français RB3D est installé, entre autres, à la Fonderie mécanique générale castelbriantaise.

Cadiz, Espagne. Le petit humanoïde Nextage s’affaire aux côtés d’un compagnon sur la dérive d’un Airbus A 380. Il pose des rivets sur cette gouverne qui équipera le géant des airs. Conçu par le japonais Kawada, Nextage est un robot collaboratif, ou cobot. Ce qui le différencie d’un robot industriel classique, ce n’est pas qu’il dispose de deux bras et d’une « tête » équipée de caméras, mais sa capacité à travailler parmi les ouvriers, sans risquer de les blesser. Qu’il s’agisse d’humanoïdes, de bras robots ou de portiques robotisés, cette faculté va tout changer dans les ateliers.

1 Équiper les postes les plus pénibles

L’application évidente du cobot, c’est aider l’humain dans ses tâches les plus éprouvantes. C’est avec cet objectif que Gérard Thuet, le président de la Fonderie mécanique générale castelbriantaise (FMGC) exploite depuis un an un cobot d’assistance à l’effort, inventé par le français RB3D. « Nous avons placé un cobot sur un poste d’ébarbage, dit-il. C’est un poste extrêmement pénible. Les opérateurs utilisent des meuleuses de plusieurs kilos afin d’éliminer des morceaux de fonte sur les contrepoids. » Théoriquement, il est économiquement impossible de robotiser ce poste. Les contrepoids produits par FMGC vont de 500 kg à 15 tonnes et les séries produites ne dépassent pas quelques milliers de pièces par an. « L’intérêt du cobot est avant tout ergonomique : il annihile le poids et les vibrations de la meuleuse », précise Gérard Thuet. Si l’opérateur pilote le cobot, ce dernier porte le poids de l’outil et bloque tout mouvement potentiellement dangereux. Après un an d’utilisation, le chef d’entreprise souligne les atouts de la solution, ses limites aussi. « Le cobot fonctionne très bien depuis son installation en juin 2013, explique le président de FMGC. Il a été bien accepté par les opérateurs pour lesquels c’est une grosse amélioration en termes d’ergonomie du poste de travail, de sécurité et de fatigue. Nous ne l’avions pas installé pour réaliser des gains de productivité et de ce point de vue, nous n’avons pas noté de gains significatifs en la matière. »

2 Augmenter la productivité à moindres coûts

D’autres cobots, plus proches des robots traditionnels, sont conçus pour améliorer la productivité. Boog, une PME sarrebourgeoise spécialisée dans l’usinage, a déployé trois robots collaboratifs Universal Robotics. Ces bras robotisés alimentent en pièces deux centres d’usinage et un tour à commande numérique, remplaçant l’opérateur qui devait se tenir en permanence devant ces machines. Celui-ci ne passe plus qu’une fois toutes les trois heures pour mettre à disposition des robots des bacs de pièces à usiner. Même démarche chez le danois OTV Plast, une PME de la plasturgie, qui alimente une fraiseuse avec un petit bras robot du même type. La productivité du poste de fraisage a été accrue de 35 % depuis la mise en place du cobot. Et ce à moindre coût. Car, pour les industriels et tout particulièrement les PME, le prix d’une cellule robotisée est élevé. Il faut compter entre 300 000 et 400 000 euros pour le robot lui-même et son enceinte sécurisée, c’est-à-dire les barrières et dispositifs destinés à protéger les opérateurs humains des mouvements aveugles du robot. Avec la robotique collaborative, cette contrainte disparaît. Le robot est équipé de caméras et de capteurs qui scrutent son environnement en permanence. Dès qu’il détecte un humain, il s’immobilise. Les modèles les plus légers s’arrêtent au moindre contact. Une simplicité qui permet à leurs constructeurs de casser les coûts d’accès à la robotique. Universal Robotics annonce un prix inférieur à 50 000 euros pour un poste tout équipé. Même prix cassé pour un cobot RB3D, plus de deux fois inférieur au prix d’un robot traditionnel.

3 Repensez le poste de travail 

Le cobot ne remplace pas l’homme, il le seconde. Pour réaliser des gains significatifs en termes d’ergonomie, de productivité, il faut repenser la façon dont le binôme va travailler. Un atout clé du cobot, c’est sa simplicité de programmation. Une journée de formation et n’importe quel opérateur de machine-outil peut le programmer. Chez OTV Plast, le robot collaboratif a été installé en deux jours et son opérateur formé le troisième jour. Il lui faut maintenant seulement quinze minutes pour apprendre au robot à prendre la pièce, la placer dans la fraiseuse, puis la retirer lorsque l’opération d’usinage est terminée. Le cobot pallie ainsi l’absence de souplesse, un inconvénient majeur du robot industriel. Sur un bras tel que l’Universal Robots UR5 ou le Baxter de Rethink Robotics, l’opérateur programme son nouveau compagnon en le prenant par la main, littéralement. Il lui montre les mouvements à accomplir. Le robot mémorise les points de passage, les actions à faire. Il est immédiatement opérationnel. Plus besoin de faire appel à un programmeur. Et comme un cobot peut facilement être déplacé et s’adapter à une nouvelle tâche, il est possible de le changer de poste de travail, au gré des besoins.

4 Multiplier les occasions de collaboration robot-opérateur

Si les cobots ne vont pas remplacer les robots traditionnels sur les processus de fabrication à haute cadence, ou sur les chaînes de soudure ou de peinture, les appareils actuels vont bénéficier des apports amenés par leurs rivaux. Eux aussi, ils apprennent à cohabiter avec l’homme et vont pouvoir se passer de leur enceinte de protection. C’était l’objet de l’annonce de Staübli lors du salon Automatica de Munich. Le roboticien franco-suisse a présenté un bras robot « classique », le TX2, dont le nouveau contrôleur CS9 gère la présence d’êtres humains dans son environnement. « Les équipementiers automobiles de premier rang s’intéressent à ces solutions et nous menons un très gros déploiement dans l’industrie pharmaceutique, affirme Bernard Carrera, le directeur général de Stäubli Robotics. Les robots seront à proximité immédiate des opérateurs. Des personnes vont interagir avec la machine sans protection physique, mais en toute sécurité. » Jean-Charles Marcos, general manager d’Akka Research, confirme l’arrivée de cette génération de robots industriels dont les protections seront purement logicielles : « Ils arrivent sur le marché. Ils sont bardés de capteurs qui leur permettent de détecter les êtres humains dans leur environnement et de s’arrêter pour ne pas blesser l’opérateur. Reste à démontrer que cette collaboration robot-humain apporte un gain de productivité suffisant pour que les industriels repensent leurs processus de production et la conception de leurs ateliers afin d’en tirer profit. »

Réussir son adoption

Le cobot seconde l’homme. Pour obtenir des gains significatifs, il faut penser la façon dont le binôme va travailler en termes d’ergonomie.

Demandez à tester les cobot in situ. Les constructeurs assurent une mise en œuvre rapide.

N’hésitez pas à le changer de poste de travail. Un cobot peut être déplacé et s’adapter à une nouvelle tâche. 

Oubliez le robot industriel traditionnel. Les cobots répondent à des besoins très variés.

 

Consulter le guide d'achat sur les robots collaboratifs.

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Usine Nouvelle N°3385-3386

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