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L’essentiel à comprendre sur les robots collaboratifs de mesure (Cobots)

Les explications des experts ALICONA. Interview d’Anne Calvez

L’essentiel à comprendre sur les robots collaboratifs
L’essentiel à comprendre sur les robots collaboratifs

L’industrie 4.0, « l’usine du futur », implique des stratégies de production flexibles et nécessite une véritable interaction entre l’Homme et le Robot. La société Alicona a développé ses propres systèmes collaboratifs qui combinent la robotique et la métrologie 3D optique afin de permettre un contrôle qualité très flexible en production. Ces nouveaux systèmes de mesure collaboratifs innovants permettent de réaliser des mesures sur des pièces de grande dimension.  Anne Calvez, gérante de la société Alicona apporte ici toutes les précisions utiles sur les cobots (robots collaboratifs).  

Qu’est-ce qu’un Cobot ?

Qu’est-ce qu’un Cobot ?
Qu’est-ce qu’un Cobot ?

Les Cobots Alicona combinent robot collaboratif 6-axes et capteur de mesure 3D optique robuste. Ils permettent de réaliser des mesures haute résolution, raccordées et répétables, y compris en environnement de production.

Ils ne nécessitent aucune connaissance préalable en métrologie et facilitent la manipulation, la programmation et l’exécution de séries de mesures. Ceci est rendu possible par une programmation en autoapprentissage manuel des séries de mesures et de leur évaluation automatisée, ainsi qu’un concept de sécurité sans barrière.

Les Cobots représentent la solution idéale pour vérifier l’état de surface et les écarts de forme de pièces sur des lignes de production existantes.

Les exemples suivants issus d’applications réelles déjà implémentées, montrent les avantages et les capacités des deux premiers types de Cobots Alicona.

Le DiscCobot est utilisé pour vérifier en automatique les cassages d’angle et les rayonnages sur les brides et les entrées d’alvéole des disques de turbine.

Le ToolCobot est une solution de mesure très flexible qui permet à ses utilisateurs de mesurer des outils coupants de grande dimension directement dans leurs centres d’usinage.

DiscCobot : Éviter les arêtes vives sur les disques de turbine

Le DiscCobot est utilisé pour le contrôle qualité des disques de turbine pesant jusqu’à 120kg. Son utilisation est particulièrement indiquée dans le contrôle des cassages d’angle sur les grosses pièces mécaniques dans le secteur aéronautique. En vérifiant la taille des rayons de raccordement minimum, il permet aux fabricants de pièces de turbine, de détecter et de corriger les éventuelles zones de concentration de contrainte qui pourraient compromettre la sécurité globale des avions.

Le fonctionnement et la programmation des Cobots sont faciles et intuitifs. Le bras robot, équipé du capteur de mesure, se manipule simplement et de manière très ergonomique afin d’atteindre la position de mesure souhaitée à la surface de la pièce. Deux poignées, avec un joystick intégré, sont montées sur le capteur, ce qui facilite le déplacement du bras du robot. Un smartphone, positionné sur le capteur et muni d’une application de visualisation en temps réel, facilite le positionnement précis du capteur sur les zones de mesure.

En utilisant un logiciel d‘automatisation connecté, il est possible de programmer, en différentes positions, des séries de mesures que l‘opérateur peut ensuite lancer en appuyant sur un simple bouton. Le contrôle et la mesure sont alors entièrement automatisés. Au final, l’opérateur voit s’afficher un rapport de mesure qui inclut des indicateurs d’acceptation ou de rejet (OK ou NOK).

ToolCobot : La mesure d’outils directement dans le centre d’usinage

Conçu pour mesurer de gros outils, le ToolCobot représente un complément innovant dans la gamme des systèmes de mesure d’arête de coupe Alicona.

Il est utilisé pour le contrôle qualité des forets, des fraises, etc., comportant des corps d’outils pouvant aller jusqu’à 1m de longueur. Les broches et les fraises mères peuvent également être mesurées avec ce type de Cobot.

Le ToolCobot est doté d’une interface HSK permettant de brider les outils très simplement. Afin d’assurer un fonctionnement ergonomique, celle-ci peut être ajustée verticalement et horizontalement grâce à la flexibilité de ses axes. Le système est également muni de roulettes pour une mobilité accrue, il peut ainsi être facilement déplacé pour répondre à des besoins dans des zones de production différentes.

Le ToolCobot peut également mesurer les outils à l’intérieur des centres d’usinage, évitant ainsi le montage/démontage des outils coupants et les erreurs qui pourraient en résulter.

Ainsi, les défauts et les écarts de forme peuvent être détectés à un stade précoce, plutôt qu’à la fin du procédé de production, afin d’éviter que des pièces non conformes ne soient produites.

Quelles applications ?

En terme d’applications, ce nouveau système de mesure robotisé, intégré en production, permet d’analyser des cassages d’angle selon les normes aéronautiques. La vérification du rayon minimum et de la longueur de chanfrein permet d’éviter la présence d’arêtes vives, qui pourraient dans le pire des cas, porter atteinte à la sécurité des avions. Le système permet également de quantifier des impacts ou des micro-rayures à la surface de ces pièces.

Autres applications possibles avec ce type de système : le contrôle qualité des arêtes de coupe sur les lames de scies circulaires et tous types d'outils coupants de grande dimension, ainsi que le contrôle de forme et de surface sur des meules. 

Quels avantages ?

Le fonctionnement du robot est très flexible et il peut donc être facilement déplacé dans différentes zones. L’utilisateur a ainsi la possibilité de réaliser la mesure directement sur la pièce, ou bien d’amener la pièce jusqu’au système pour la mesurer.

Le nouveau système de mesure robotisé est très ergonomique et simple d’utilisation, tant en manuel qu’en automatique. Des séries de mesures peuvent être préprogrammées, puis réalisées sans supervision particulière.

En mode manuel, l’utilisateur peut aisément manipuler le bras du robot grâce à deux poignées et un joystick intégrés sur le capteur, pour l’orienter dans la position de mesure souhaitée. Un smartphone, muni d’une application dédiée, permet de réaliser la visualisation, le positionnement manuel très précis et la mesure en direct. Enfin, un rapport de mesure mettant en évidence les données conformes et non conformes est émis à l’issue du contrôle.

Conclusion de l’expert

Selon Alicona, "l’usine intelligente" est basée sur une totale interaction entre les machines et les Hommes. Nos systèmes de mesure collaboratifs permettent une maîtrise des procédés de fabrication grâce à l’alliance de la métrologie automatisée de précision et de la robotique. En tant qu’utilisateur, vous pouvez bénéficier d’une meilleure précision et d’une plus grande rapidité de production, ainsi que d’une plus grande efficacité et d’une sécurité accrue pour les opérateurs.

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