Les robots industriels

Robot poly-articulé de Yaskawa.
Un robot poly-articulé peut prendre en charge diverses opérations sur une ligne de production.

  • Les robots se sont aujourd’hui invités à tous les postes d’une ligne de production : chargement des machines, pick & place, manipulation, manutention, vissage, assemblage, soudage, encaissage, palettisation
  • Ils s’adaptent aisément aux changements de gammes de fabrication, de formats et de types de pièces à produire.

Selon l’ISO (International Organization for Standardization), un robot industriel est un dispositif piloté automatiquement, multi-applicatif, reprogrammable, polyvalent, manipulateur et programmable sur trois axes ou plus. La mise en service des premiers robots dans l’industrie a démarré au début des années soixante.

Le déploiement des robots en quelques décennies à tous les stades du process tient à la baisse de leurs coût au fil des ans, liée à l’effet volume, et à leur adaptation aux spécificités d’une applications tant en terme de compacité que de vitesse d’exécution. L’efficacité opérationnelle des robots conjuguée à leur fiabilité et leur répétabilité conduit à une diminution des coûts et, au final, à une réduction des temps de retour sur investissement.

Les robots permettent dans de nombreuses situations, de par leur fiabilité, leur répétitivité et leur précision, de gagner en productivité. Ils offrent aussi l’opportunité d’écarter les opérateurs des tâches à faible valeur ajoutée et d’éliminer les risques de TMS (trouble musculo squelettique) dus aux gestes répétitifs et à la manipulation de lourdes charges. La vague de la robotisation devrait encore grossir avec l’avènement de la cobotique. Déjà, les systèmes de vision guident les robots qui s’adaptent automatiquement aux cadences de production. Via des logiciels de gestion de flux, ils collaborent et se répartissent les tâches pour assurer, par exemple, le chargement dans les caisses sans accumulation de produits. Ce n’est là qu’une première étape. Des capteurs embarqués, s’appuyant sur des algorithmes de calcul redondants pour connaître à tous moment la position exacte de chacun de leurs axes, sécurisent leur environnement. Certains robots peuvent ainsi fonctionner sans barrière. D’autres sont d’ors et déjà prêts à collaborer avec un opérateur, et franchir une nouvelle étape vers l’industrie du futur.

Robot mobile de Staubli
Le robot mobile et autonome de Staübli circule d’un poste de fabrication à l’autre pour y réaliser diverses opérations.

Les robots sont reconnus pour leur polyvalence. Néanmoins, certains d’entre eux sont particulièrement conçus pour répondre aux spécificités d’applications telles que le soudage, l’encaissage, la palettisation, la peinture, etc. Certains modèles affichent la précision nécessaire aux opérations d’injection plastique, de thermoformage ou de soufflage. D’autres sont mieux adaptés faux opérations d’usinage à grande vitesse tels le parachèvement, le détourage, le modelage, le perçage, le taraudage, l’ébavurage, le contournage, l’usinage de cordon de soudure… Certains robots peuvent être montés sur des rails assurant leur déplacement longitudinal ou même être embarqués sur des plate-formes mobiles. Ces robots mobiles peuvent ainsi circuler dans une zone déterminée pour effectuer diverses tâches en toute autonomie telles que l’approvisionnement de ligne de fabrication ou le transport de pièces d’une unité d’assemblage à une autre. Ils peuvent même être employés comme atelier mobile (pour le vissage par exemple) en se déplaçant d’une unité de fabrication à l’autre au grès des besoin. Les robots mobiles sont conçus pour travailler et parfois même collaborer avec des opérateurs tout en garantissant la sécurité des personnes se trouvant à proximité.

Robots Delta et Scara
Opération de picking avec robots Delta de Fanuc (à gauche) et exemple de robot Scara.

L’offre en la matière de robots se décline en une variété de modèles se distinguant par leur architecture, leur nombre d’axes (3 à 6), leur capacité (de un à quelques dizaines de kilogrammes), et leur rayon d’action (jusqu’à plus de deux mètres). Il existe sur le marché diverses architectures de robots telles que les bras polyarticulés, les robots Delta à structure parallèle et les robots Scara. Les robots Delta sont limités en terme de masse transportée mais capables de fortes accélérations. Ils visent donc les opérations à cadences élevées sur des produits de poids inférieur au kilogramme. Dès lors qu’une plus grande portée est nécessaire et des charges plus lourdes sont impliquées, les bras polyarticulés s’imposent. Moins volumineux et de plus grande capacité (quelques kilogrammes) que les robots Delta, les robots Scara 4 axes constituent la solution intermédiaire.