Robots collaboratifs dans les ateliers de machines: où sont- ils utiles?

Les robots collaboratifs, communément appelés cobots, deviennent une option d'automatisation pratique pour les ateliers d'usinage qui ont besoin d'une production plus flexible sans avoir à repenser entièrement leurs installations. Ils peuvent gérer des tâches répétitives telles que le chargement, le déchargement, le transfert de pièces et l'assemblage simple de machines CNC.

Cependant, un cobot n'est pas automatiquement le meilleur choix pour toutes les opérations d'usinage. La charge utile, le temps de cycle, la variation des pièces, la disposition de la machine et les exigences de sécurité influencent tous la pertinence commerciale de l'automatisation collaborative.

De nombreux ateliers d'usinage traitent différents composants en lots de production petits ou moyens. Les changements fréquents peuvent rendre les systèmes d'automatisation dédiés difficiles à justifier.

Les robots collaboratifs offrent plusieurs avantages potentiels :

• Déploiement flexible : Un cobot adapté peut être configuré pour différentes tâches à mesure que les exigences de production évoluent.

• Installation compacte : Certains systèmes peuvent s'intégrer dans des zones de travail existantes avec un espace au sol limité.

• Programmation simplifiée : Les interfaces de programmation conviviales peuvent aider les opérateurs à configurer les mouvements répétitifs et à changer de tâche.

• Manipulation répétable : Les robots peuvent effectuer des séquences de chargement et de déchargement cohérentes pendant la production.

• Automatisation progressive : Les fabricants peuvent commencer avec une machine et étendre le système après avoir validé les résultats.

Ces avantages sont particulièrement pertinents pour les petits et moyens fabricants qui souhaitent automatiser certaines opérations avant d'investir dans une ligne de production plus importante.

La maintenance de machines CNC est l'une des applications les plus pratiques pour les robots collaboratifs. Un cobot peut prendre un composant brut, le charger dans un montage de machine, retirer la pièce finie et la placer dans une zone désignée.

Cela réduit la manipulation manuelle répétitive et peut aider à maintenir la productivité des équipements d'usinage lorsque les opérateurs sont occupés par d'autres tâches.

Un système complet peut comprendre un robot collaboratif, une pince électrique ou pneumatique, des commandes de porte de machine, des bacs à pièces et des dispositifs de sécurité. La séquence de fonctionnement du robot doit être coordonnée avec la machine CNC pour éviter le chargement avant la fin du cycle d'usinage.

Les cobots peuvent transférer des composants entre les postes d'usinage, d'inspection, de nettoyage et d'emballage. Ceci est utile lorsque la production implique plusieurs opérations courtes plutôt qu'une ligne automatisée continue.

La principale considération est de savoir si le robot peut atteindre tous les postes requis tout en respectant le temps de transfert requis.

Un cobot peut positionner des pièces pour l'inspection ou effectuer des opérations d'assemblage répétitives telles que le vissage et le placement de composants. L'outillage requis, la précision du positionnement et les forces du processus doivent être vérifiés avant de sélectionner le robot.

Pour les applications impliquant des composants lourds, des forces élevées ou des temps de cycle exigeants, un robot industriel conventionnel peut être plus adapté.

La décision dépend du processus de production plutôt que de la catégorie de robot seule.

Un robot collaboratif peut être adapté lorsque :

• L'atelier gère des changements de produits fréquents.

• Le poids des pièces se situe dans la capacité nominale du robot.

• Le temps de cycle requis est compatible avec les limites de fonctionnement du cobot.

• Le déploiement flexible et la facilité de programmation sont importants.

• Les opérateurs ont besoin d'accéder à des postes de travail à proximité.

Un robot industriel conventionnel peut être préférable lorsque :

• La production nécessite un débit très élevé.

• La pièce ou l'outillage est lourd.

• Le processus implique des forces élevées ou des exigences de mouvement exigeantes.

• Une cellule de production dédiée à haut volume est justifiée.

• Les dangers du processus rendent une cellule robotisée industrielle protégée plus appropriée.

Les robots collaboratifs n'éliminent pas automatiquement le besoin de protection. L'application complète doit faire l'objet d'une évaluation des risques, y compris le robot, la pince, la pièce, la machine CNC, les arêtes vives, les équipements mobiles et d'autres dangers potentiels.

Avant de comparer les modèles, les ateliers d'usinage doivent définir les exigences opérationnelles réelles.

Charge utile : Inclure la pièce, la pince, les adaptateurs et les autres outils de bout de bras. Vérifiez également la charge et l'inertie du poignet, pas seulement le poids total.

Portée : Mesurez la distance entre la base du robot, le mandrin ou le montage de la machine et la position de chargement de la pièce. Confirmez que le robot peut accéder à chaque point sans interférence.

Temps de cycle : Calculez le temps requis pour le déchargement, le chargement, le fonctionnement de la porte, le serrage et le transfert de pièces. La séquence de manipulation du cobot doit s'intégrer dans le cycle de production.

Répétabilité : Vérifiez si le robot et le montage peuvent positionner la pièce de manière cohérente pour l'opération d'usinage. La répétabilité seule ne garantit pas la localisation précise de la pièce.

Intégration : Confirmez comment le robot communiquera avec la machine CNC, actionnera la porte, recevra les signaux de fin de cycle et répondra aux défauts.

Sécurité : Évaluez si des protections, des scanners de sécurité, des interverrouillages ou d'autres mesures de protection sont nécessaires pour la cellule complète.

Les fabricants évaluant la maintenance de machines collaboratives peuvent considérer la série UR d'Universal Robots ou les robots collaboratifs AUBO, en fonction de la charge utile, de la portée, de l'espace d'installation et des exigences d'intégration. Le modèle approprié doit être sélectionné en utilisant la pièce réelle et la disposition de la machine plutôt que la marque du robot seule.

L'outillage de bout de bras est tout aussi important. Les pinces électriques peuvent être utiles lorsque le serrage programmable est requis, tandis que les pinces pneumatiques peuvent convenir aux applications avec une infrastructure d'air comprimé établie. Des doigts personnalisés, des bacs à pièces et des montages peuvent améliorer encore la cohérence de la manipulation.

Pour un projet complet de maintenance de machines, le système peut également nécessiter des interfaces machine, des équipements de sécurité, des convoyeurs et un support de mise en service. L'examen de ces composants ensemble permet d'identifier les problèmes d'intégration avant l'installation.

Un projet de cobot doit être évalué en utilisant le processus de production réel et les coûts d'exploitation.

Commencez par enregistrer le temps actuellement consacré au chargement et au déchargement, le temps d'arrêt de la machine, l'implication de l'opérateur, la fréquence des changements et le volume de production. Estimez ensuite la part de ce travail qui peut être réalistement automatisée.

L'évaluation doit inclure le robot et l'outillage, l'intégration, les équipements de sécurité, la maintenance et les exigences de programmation. Elle doit également tenir compte des tâches qui nécessitent toujours l'attention de l'opérateur, telles que les contrôles de qualité, le réapprovisionnement et la gestion des exceptions de processus.

Une installation pilote sur une machine CNC adaptée peut aider à valider le temps de cycle, la fiabilité et le processus de changement avant d'étendre l'automatisation à d'autres machines.

Les robots collaboratifs ont un sens pratique dans les ateliers d'usinage lorsque la flexibilité, la manipulation répétitive et le déploiement simple sont plus importants que la vitesse de production maximale. La maintenance de machines CNC est un excellent point de départ, en particulier pour les fabricants qui traitent des pièces variées et des changements fréquents.

La meilleure solution dépend de l'application entière, y compris le robot, la pince, l'interface CNC, les montages et les mesures de sécurité. Une évaluation claire de ces exigences aide les fabricants à décider si un cobot ou un robot industriel conventionnel offre une meilleure valeur à long terme.