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Des robots toujours plus rapides et plus précis

M. S.

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Des robots toujours plus rapides et plus précis

La cellule Dual Arm nous apporte déjà une réduction de coûts de 30 %. En attendant le Tri Arm. " Lionel Ollivon Responsable de développements process chez Renault

© D.R.

- Poussés par un vent propice, les constructeurs exploitent tous les gisements de productivité. Depuis les robots qui se mettent à trois jusqu'aux robots à double bras en passant par des pinces qui résistent à toutes les "tortures"...

La robotique connaît des jours fastes et le salon Industrie 2006 sera une bonne occasion pour le constater. La formidable pression sur les coûts de production et l'évolution des robots expliquent l'intérêt des entreprises, grandes comme petites, pour cette solution d'automatisme. Prix divisés par deux en dix ans et une durée de vie de plus de quinze ans font de ces "travailleurs" infatigables des machines parmi les plus productives. Encore faut-il le savoir.

Robot et périphériques "tout-en-un"

Lancé il y a un an par plusieurs constructeurs de robots importants, le programme Robotcalisez (www.robotcalisez.com) cherche justement à aider les PME, qui sont confrontées de plein fouet à la concurrence des pays à bas coût de main d'oeuvre, à faire le choix de la solution d'automatisme adéquate. Chacun des constructeurs, participants ou non à ce programme, propose sa démarche à ceux qui veulent automatiser, PME en particulier.

Produire plus vite, mieux et moins cher... Fanuc Robotics fait feu de tout bois pour répondre aux desiderata des utilisateurs avec des robots dont les prix s'étalent entre 20 000 et 90 000 euros en fonction des options. En effet, l'atout du constructeur japonais est sa capacité à fournir non seulement le robot mais aussi tous les périphériques et les outils nécessaires (vision, capteur d'effort, logiciel de simulation, etc.) pour traiter de A à Z une application d'automatisme. Plus compact, son nouveau robot, le M710 iC, manipule jusqu'à 50 kg, s'intègre dans des environnements difficiles et assure des cadences de 60 coups/min. Avec une précision de répétabilité de ± 0,07 mm.

Le système de vision proposé par Fanuc s'améliore aussi avec l'intégration du logiciel dans la commande du robot et la possibilité de préprogrammer les séquences de la trajectoire à effectuer. « Notre système Vision Shift permet une reprise de trajectoire plus rapide lors d'une installation sur site. Les utilisateurs passent ainsi de deux semaines de travail pour mettre au point une application à seulement quatre jours », souligne Florence Bertaux, responsable développement et marketing de Fanuc Robotics France. Un logiciel de simulation robotique, le Robot Guide, permet aussi de valider les implantations avant de passer à l'acte.

Plusieurs utilisateurs profitent du savoir-faire de Fanuc pour améliorer la productivité, tel ce constructeur d'équipement de BTP qui teste une installation mettant en oeuvre un robot, un système laser, une caméra et un aimant pour manipuler les pièces. Ou cet équipementier qui utilise une cellule dotée de deux systèmes de vision et de trois robots pour assurer le décaissage de pièces en semi-vrac et le chargement de la machine-outil.

Autre installation qui privilégie la réduction de coûts : l'encollage de dessous de caisses d'automobiles. Cette solution, plébiscitée par PSA avec vingt-deux installations, fait aussi son entrée chez Renault. « L'approche séduit car elle réduit à la fois la consommation de produits et les rebuts », précise la responsable de Fanuc Robotics France. Assistée par trois caméras, la caisse peut aussi être positionnée sur un robot tripode comme c'est le cas du démonstrateur installé chez Fanuc France.

Amélioration de la productivité

Reconnu pour son savoir-faire dans le domaine de la robotisation, de la fabrication et tout particulièrement de l'usinage, Kuka prouve les bienfaits de la robotique dans l'amélioration de la productivité. Exemple : l'installation adoptée par PBL, une PME de 180 personnes située à Saint-Pierre-d'Exideuil (Vienne), qui fabrique des outils coupants pour l'agriculture et le jardinage. « Nous sommes passés de la fabrication de 700 000 lames à 9 millions de lames par an », explique Gérard Barthelat, directeur technique de cette entreprise, numéro un européen et deux

mondial dans son domaine. Résultat : les systèmes monopinces, utilisés auparavant et qui ne pouvaient manipuler que deux pièces, ont été remplacés par neuf robots Kuka. Ces derniers manipulent chacun six pièces à la fois dans des opérations pénibles (température de 950 °C) de chargement/déchargement de machines-outils de formage et de trempe. Kuka surprendra d'ailleurs les visiteurs à Industrie 2006 avec une nouvelle gamme de "petits" robots 6 axes et Scara. « Rapides et précis, avec option "étanche" ou "chambre blanche", ces robots, commercialisés à moins de 20 000 euros, répondent aux besoins de marchés en expansion comme l'agro-alimentaire, le cosmétique ou

l'électronique », commente avec un air sibyllin Jean-François Germain, directeur commercial de Kuka France. Les visiteurs du salon découvriront également, sur le stand du constructeur allemand, le concept Safe Robot dans une

application de travail coopératif de robots, que privilégient d'autres constructeurs comme ABB ou Fanuc, ce dernier le prouvant avec ses solutions qui font merveille chez Renault (voir encadré).

La cellule, qu'exposera Kuka au salon, comporte trois robots : un manipulateur, le Safe Robot, équipé du système Kuka Guiding Device (joystick industriel pour la manipulation par un opérateur) et deux robots de soudage à l'arc. Les trois robots travailleront en complète coopération pour assurer le soudage d'un cadre de vélo en aluminium.

Réduction des coûts

Qui dit robot dit aussi travail sans surveillance. Alors un vieux rêve des utilisateurs refait surface : la prise de pièces en vrac. Mise au point en collaboration avec le fournisseur de systèmes de vision Visio Nerf, la cellule que montrera au salon le même Kuka assure la prise en vrac dans un bac de pièces forgées.

Pionnier du travail coopératif, car il a été parmi les premiers à mettre en oeuvre plusieurs robots sur une seule et même application, le constructeur japonais Motoman vise lui aussi le gain de productivité. Avec un robot étonnant, le IA20, un véritable serpent qui se faufile partout. Capable de supporter une charge de 20 kg, ce robot 7 axes a la même flexibilité que le bras humain, ce qui lui offre une souplesse très étendue dans des applications comme le chargement de machines, l'assemblage, la manutention, le contrôle... « L'avantage de ce robot est de s'intégrer sans peine dans une installation de production existante, mais aussi dans des multiples configurations nouvelles », confirme Cyrille Pawloski, directeur commercial de Motoman Robotics France. Il libère, par exemple, totalement l'accès frontal de la machine qu'il dessert. La réduction des coûts est multiple : à l'intégration, en surface occupée au sol...

Pour les mordus d'économies, le constructeur japonais propose une configuration à double bras, le DA20, dont les applications sont quasi infinies.

On peut ainsi imaginer une solution dans laquelle l'un des bras porte la pièce et l'autre la soude ou l'usine. Le robot assure également un gain de temps dans le transfert de pièces de poste à poste lors d'une fabrication sur des centres d'usinage à double broche, des équipements qui ont tendance à se généraliser sur le marché.

L'intégration dans les cellules d'usinage - voire l'usinage avec un robot - est l'une des voies royales de réduction des coûts. Tous les constructeurs qui se respectent ont des solutions à proposer comme le démontre ABB avec son robot IRB 1600. Piloté par l'armoire de commande IRC5, cet équipement assure des opérations d'ébavurage avec la précision et la vitesse requises.

Les pinces, éléments incontournables

Stäubli Robotics propose lui aussi des robots rapides et précis qui s'intègrent sans peine dans des cellules de fabrication. Les modèles TX60 et TX60L, qu'il dévoilera à Industrie 2006, disposent d'un capotage intégral du bras indispensable pour les environnements propres (médical, semi-conducteur) ou hostiles (machine-outil, peinture). La famille TX60 dispose également d'un poignet conçu pour éviter l'accumulation de copeaux. Robots compacts, ses RX160 peuvent, quant à eux, servir une ou plusieurs machines (machines-outils, presses à injecter...).

La vitesse est également l'atout productivité de robots Scara proposés par Adept. Un exemple : le Cobra i600 qui manipule des billes métalliques à une cadence de 4 billes par seconde. Ce robot plug and play, compact, présente une précision de répétitivité de ± 20 µm sur les axes XY et ± 10 µm sur l'axe Z. Un gage de qualité, car ces caractéristiques sont assurées même à pleine cadence et avec une charge maximale de 5,5 kg.

Rien ne serait possible cependant sans les pinces proposées par des constructeurs aussi aguerris dans la réduction des coûts de production que New-Mat ou CCMOP. Le premier le démontre avec sa pince qui équipe l'un des plus petits robots Scara du marché, le YK-X de Yamaha. Utilisé dans la pose automatique de composants CMS sur cartes mémoire, il autorise des cadences supérieures à deux cycles par seconde, hors préhension. Précision nécessaire : il ne nécessite qu'un emplacement de 99 x 34 mm pour sa fixation d'où il peut se replier afin d'offrir un dégagement pour accès à tout outillage. Ce qui réduit les temps d'arrêt machine pour changement de séries.

Mêmes performances pour CCMOP. Un robot ABB équipé d'une de ses pinces le prouve dans des opérations de chargement/déchargement de machines de taillage d'engrenages utilisées par la société Engrenages Ribaut. Chargement et déchargement de la machine-outil, lavage des pièces dans un bain spécial, présentation au séchage, dépose dans des caisses de conditionnement... cette PME sous-traitante de l'automobile, qui a commencé à robotiser sa production il y a une quinzaine d'années, ne ménage ni le robot ni la pince. Une application qui fonctionne sans soucis depuis plus de cinq ans. Qui dit mieux ?

FANUC COOPÉRATION ET FIABILITÉ

- La robotique coopérative fait partie du riche arsenal de Fanuc Robotics. Sa solution Dual Arm met en oeuvre un robot manipulateur et un robot soudeur ou encolleur. Cette installation est devenue un grand classique dans l'industrie, notamment dans la fabrication automobile. Renault utilise avec profit une dizaine d'installations de ce type pour le soudage des échappements. Réduction des coûts de fabrication, amélioration de la qualité de soudage, meilleure intégration dans le film de production... les avantages sont multiples. Un manipulateur et deux soudeurs « Utilisées 24 heures sur 24, les installations Dual Arm ne connaissent pratiquement jamais de pannes ce qui nous a obligés à acheter une installation pour les... simuler », s'enthousiasme Lionel Ollivon, responsable de développements process chez Renault. Convaincus par cette approche, les techniciens de Renault attendent avec impatience la solution Tri Arm (photo ci-contre) de Fanuc qui met en oeuvre un robot manipulateur et deux robots soudeurs. Elle est actuellement en cours de montage et témoigne de l'évolution en cours vers des îlots de robotique complets contrôlés par une seule baie de commande. Un message entendu par Fanuc qui propose d'ores et déjà une solution Quadri Arm : un manipulateur et trois robots "travailleurs"...

UNE PINCE POUR CADENCES INFERNALES

- La pince New-Mat équipe le YK-X de Yamaha, l'un des robots Scara les plus petits du marché. Un système qui autorise des cadences supérieures à deux cycles par seconde (hors préhension) dans la pose automatique de composants CMS sur cartes mémoire.

UNE SOLUTION SÛRE ET PRÉCISE

- Cette cellule de Kuka comporte un robot manipulateur, le Safe Robot, équipé du système Kuka Guiding Device (joystick industriel pour la manipulation par un opérateur) et deux robots de soudage à l'arc qui travaillent ici ensemble pour assurer le soudage d'un cadre de vélo en aluminium.

IL SE FAUFILE PARTOUT

- Capable de supporter une charge de 20 kg, le robot 7 axes IA20 de Motoman mime le bras humain. La réduction des coûts qu'apporte ce robot, qui existe aussi en configuration à double bras, est multiple : à l'intégration, en surface occupée au sol...

POUR LES CELLULES DE FABRICATION

- Les robots RX160, que dévoilera Stäubli Robotics à Industrie 2006, peuvent servir un ou plusieurs équipements (machines-outils, presses à injecter...).

UN SCARA COMPACT ET RAPIDE

- Tous les circuits de contrôle et de commande sont intégrés dans le pied du robot Cobra i600 d'Adept qui manipule des pièces à grandes cadences. Avec une répétitivité de ± 20 µm sur XY et de ± 10 µm sur l'axe Z (charge maximale de 5,5 kg).

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