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Automatisation pour les visionnaires

Aujourd’hui, les tâches monotones et répétitives dans des environnements de production structurés sont déjà largement automatisées dans le monde entier. Au-delà de ces applications, l’automatisation industrielle atteint souvent rapidement ses limites. Des entreprises comme OptoForce sont en train de changer cela. Les capteurs haptiques donnent aux robots industriels un sens fin du toucher, ce qui élargit considérablement les possibilités et permet d’automatiser des travaux de précision complexes.

 

Ce n’est pas un secret. L’automatisation est en marche. La plupart des entreprises ont depuis longtemps reconnu l’avantage concurrentiel qu’elle permet. Avec une densité de 301 robots industriels installés pour 10 000 ouvriers, l’Allemagne est le quatrième pays le plus automatisé au monde, après la Corée du Sud, Singapour et le Japon. Les robots légers collaboratifs, qui peuvent travailler directement en parallèle ou avec des êtres humains sans avoir recours à des cages de protection, appelés « cobots », y ont contribué de façon particulièrement importante au cours des dernières années.

 

Cependant, pour qu’une tâche soit automatisée uniquement avec la combinaison classique d’un bras robotisé et de l’effecteur final, elle doit répondre à toute une série d’exigences :

  • Les pièces à manipuler doivent être des objets ayant des dimensions normalisées.
  • Ces objets doivent également être constitués de matériaux résistants à la déformation.
  • Il faut également que les objets soient positionnés avec précision, dans des positions préprogrammées dans le robot.

Résultat : les tâches aujourd’hui automatisées sont essentiellement monotones, répétitives et moins exigeantes.

Le défi : sortir des sentiers battus

Si la complexité d’une tâche dépasse ce « cadre », l’automatisation atteint rapidement ses limites et de grandes parties de l’industrie en sont ainsi encore aujourd’hui à leurs balbutiements. Les environnements de production non structurés et les matériaux sensibles ne font plus exception à la règle. Ce type de tâches de précision exige d’un robot d’avoir la sensibilité et la capacité d’adapter les points de passage en temps réel pour obtenir les résultats souhaités. OptoForce, fabricant de capteurs de force et de couple sur 6 axes à Budapest, Hongrie, s’est attaqué à ce problème dans le but de donner aux robots légers un sens du toucher. Les capteurs haptiques produits par la jeune entreprise hongroise offrent toute une série de nouvelles applications pour la robotique industrielle, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives à l’automatisation.

 

En ce qui concerne les installations de production industrielle, bon nombre de ces tâches de précision sont encore effectuées manuellement :

  • par des mains humaines capables de manipuler des matériaux sensibles avec précaution.
  • Cela permet de détecter pendant l’assemblage si la partie A a été correctement raccordée à la partie B.
  • Il est possible de simplement prélever des pièces placées dans un conteneur de manière non structurée en les touchant.

Malgré cela, il devient de plus en plus difficile de trouver des ouvriers pour ce genre de travail : quasiment personne ne veut accomplir ces tâches routinières monotones.

 

Les grands groupes réagissent à ce fait depuis des années, voire des décennies, en externalisant des étapes de production simples vers des pays à bas salaires, tandis que les entreprises de taille moyenne doivent souvent trouver des solutions locales coûteuses et moins efficaces. Les capteurs haptiques de force-couple offrent désormais des options largement applicables pour l’automatisation de nouveaux processus, ce qui augmente considérablement l’efficacité de la production.

 

La main d’œuvre humaine est ainsi libérée des tâches monotones et répétitives et peut se consacrer à des étapes de travail plus exigeantes.

 

Polyvalent dans l’application

  • Que ce soit pour l’assistance à l’automatisation de tâches de précision telles que l’assemblage de précision, l’amélioration des surfaces ou l’emballage,
  • comme outil de suivi pour le contrôle de la qualité ou la collecte de données,
  • ou comme « catalyseur » du processus d’intégration, grâce au progiciel fourni, qui contient un grand nombre d’applications industrielles standard,

les capteurs de force-couple sont polyvalents. Les capteurs haptiques sont connectés entre le bras robotisé et l’effecteur final, avec une couche robuste de matière plastique élastique qui mesure les forces exercées sur les axes XYZ. Les capteurs mesurent environ 1 000 éléments de données de processus par seconde et permettent au robot de savoir si et comment il doit adapter sa trajectoire à l’objectif visé. Le matériel est directement compatible avec les robots industriels de KUKA, ABB et Universal Robots.

 

Avantages par rapport au traitement d’image

Ce flux de données offre plusieurs avantages par rapport aux caméras et autres systèmes de traitement d’images, qui capturent simplement des images fixes et agissent ensuite sur la base de cette entrée rigide. Ce n’est que dans quelques rares cas que la livraison, le traitement et la réaction aux données de traitement sont possibles en temps réel – et cela implique un effort considérable. Dans les processus de production non structurés, dans le sens où les pièces à travailler ne sont pas toujours placées exactement au même endroit, les capteurs haptiques offrent ainsi un avantage significatif. Même dans de nombreux processus structurés, la « main » bat « l’œil », par exemple dans l’insertion précise de broches dans une ouverture donnée sans jeu ou lors du travail avec des surfaces brillantes. Dans de telles applications, la sensibilité aux erreurs des systèmes robotiques peut être considérablement réduite grâce à la mise en œuvre de capteurs.

 

Une installation rapide grâce au logiciel inclus

OptoForce se distingue notamment par l’intégration d’un package intégré complet. Grâce aux applications logicielles incluses, les capteurs sont prêts à fonctionner en moins de 15 minutes.

 

Le progiciel inclus contient un grand nombre d’applications industrielles standard telles que la palettisation, le polissage, l’empilage et le guidage manuel, et est toujours complété par de nouvelles applications. Grâce à son intégration intuitive dans l’interface utilisateur du bras robotisé, même les employés non formés et sans compétences en programmation peuvent facilement mettre en œuvre les applications correspondantes en peu de temps.

 

Perspectives d’automatisation

Ces capteurs de force-couple, qui ne pèsent que 260 grammes, sont peut-être légers au sens littéral du terme, mais ils devraient avoir une influence considérable sur la fabrication industrielle dans la région germanophone.

 

Grâce aux nouvelles perspectives qu’ils offrent en matière d’automatisation des processus et au volume de données de précision qu’ils peuvent introduire dans une usine intelligente, les capteurs de force-couple ont le potentiel de véritablement changer la donne dans la robotique industrielle, provoquant un effet domino de changements, qui va de la conception des processus au développement personnel, en passant par la fiabilité de la planification.

 

Dans l’évolution des robots légers avec des effets économiques rapides et stratégiques à long terme sur les entreprises manufacturières, le sens du toucher est la prochaine étape logique.