Une conception collaborative pour un robot collaboratif

Le CEA-List et le Cetim aident une PME à développer un robot collaboratif d’assistance au geste industriel. Celui-ci démultiplie l’effort de l’humain pour l’assister dans les tâches industrielles pénibles et répétitives.
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Une conception collaborative pour un robot collaboratif
Le Cobot est un concept de robot collaboratif prévu pour limiter les TMS chez les opérateurs industriels

La PME auxerroise Rb³d a développé, en collaboration avec le Cetim et le CEA-List, un bras mécatronique dédié à des tâches industrielles pénibles et répétitives comme le brossage, le burinage ou encore la manipulation.

Celui-ci associe l’intelligence et l’adaptabilité de l’opérateur humain à la force du robot, un robot collaboratif en quelque sorte, d’où son nom de Cobot. L’opérateur manipule l’outil avec le bras instrumenté : « là où une opération de brossage réclame un effort de 20 kg, le Cobot ne demande plus qu’un effort d’un kilo », explique Serge Grygorowicz, président et fondateur de la société Rb³d.

Une prouesse qui a nécessité l’apport de technologies issues du Cetim et du CEA-List. En effet, si les évolutions récentes de la robotique manufacturière autorisent aujourd’hui une interaction directe ‘‘homme-robot’’, ces fonctionnalités de pilotage interactif, développées essentiellement pour des besoins de programmation simple et rapide, ne permettent pas de travailler en amplification d’effort. De plus, l’inertie de ces systèmes rend leur contrôle délicat, avec un impact important dans le ressenti par l’opérateur.

La mécatronique pour lutter contre les TMS

Pour relever ces défis et dans le but de développer une nouvelle génération de robots industriels, le CEA-List a apporté son expertise en télé-opération à retour d’effort, initialement développée pour l’industrie nucléaire. Un mode de commande intuitif, intégré au Cobot, amplifie l’effort de l’opérateur d’un facteur réglable de 1 à 50, en utilisant un unique capteur d’efforts. L’opérateur conserve ainsi une information quantitative du déroulement de la tâche par un retour d’effort paramétrable. L’inertie apparente et les autres imperfections éventuellement ressenties par l’opérateur, frottements par exemple, sont également grandement réduites par l’introduction du facteur d’amplification.

De son côté, le Cetim a contribué au projet en structurant la démarche autour de la conception mécatronique. Son soutien, via les meilleurs experts du domaine, a été mis en œuvre pour la conformité du produit final aux directives européennes, tant au niveau méthodologique qu’en termes de support technique et de démarche de certification.

Incluant une forte composante logicielle, le développement du Cobot s’intègre parfaitement dans la stratégie mécatronique de Rb³d, société de 12 personnes créée voici 10 ans et qui consacre 20 % de son chiffre d’affaires à la R&D. « Le fait d’être une jeune entreprise nous a permis de démarrer avec des collaborateurs qui ont tous une formation de mécatronicien », explique Serge Grygorowicz. « L’intégration mécatronique, qui se fait naturellement, nous permet de développer des outils intelligents, adaptés au domaine industriel, et qui ont notamment pour objectifs d’apporter à l’homme puissance et endurance dans ses gestes, tout en limitant le risque de troubles musculo-squelettiques (TMS) au travail ».

Un savoir faire reconnu qui a valu à Rb3d de recevoir deux EMM Mechatronics Award aux Rencontres européennes de mécatronique en 2010 et 2011.

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://www.rb3d.com & http://www-list.cea.fr & http://www.cetim.fr

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