Les constructeurs ont commencé à exposer les tout premiers
cobots entre 2014 et 2015. Démarrée avec seulement deux ou
trois modèles, la vague collaborative ne cesse de s’amplifier
depuis et si l’offre s’est parallèlement diversifiée, quelques
tendances fortes se dessinent quant à la destination de ces
équipements d’un nouveau genre.
En regardant le catalogue du robot collaboratif en ce premier semestre 2017, on observe une segmentation
de l’offre en trois familles : les robots
d’assistance à un seul bras à courte portée
destinés à déplacer des charges jusqu’à
quelques kilogrammes, les cobots toujours
mono bras transportant cette fois quelques
dizaines de kilogrammes sur des distances
comprises entre un et trois mètres,
les robots d’assistance à l’assemblage
de précision disposant de deux bras à
courte portée et conçus pour des charges
dépassant à peine le kilogramme et enfin,
différents équipements qui se situent à la
frontière séparant les robots et les bras
mécatroniques d’assistance à l’effort.
Abb
ABB a développé un robot collaboratif à
deux bras destiné à l’assemblage d’éléments
légers et de faible taille. Il est en standard,
doté de préhenseurs flexibles sans arêtes
vives, d’un dispositif universel d’alimentation
en pièces, d’une caméra intégrée et
évidemment, d’un système de gestion de
trajectoire.
Chaque bras du Yumi est capable de se
positionner sur 7 axes pour déplacer des
éléments pesant jusqu’à 500 g dans un rayon
d’action de 500 mm avec une précision si
grande qu’il est en mesure de faire passer
un fil par le chas d’une aiguille. Comme il
ne pèse que 35 kg, il peut être installé sans
difficulté sur un simple plan de travail à
proximité immédiate de l’opérateur. Il est
capable d’effectuer des assemblages de
précision dans un espace réduit avec une
portée comparable à celle d’un homme ; une caractéristique essentielle pour minimiser l’encombrement au sol
et donc, faciliter son déploiement dans un très grand nombre de
situations.
S’agissant de sa mise en exploitation, on peut encore noter que le
Yumi d’ABB est capable de mémoriser les positions que l’opérateur
lui montre en manipulant ses bras, ce qui permet d’enseigner
des gestes au cobot sans la moindre notion de programmation.
Il est parfois présenté comme l’archétype de l’outil collaboratif
de 4e génération et, force est de reconnaître qu’il ne manque pas
d’arguments pour cela.
Akeo Plus
Akeobot est une solution de robotique collaborative qui se destine
principalement aux opérations telles que le picking, le contrôle et
certaines opérations de métrologie, l’usinage ainsi que d’autres
applications qui selon leur complexité peuvent être développées en
s’appuyant sur les logiciels développés par la société Akeo Plus.
Spécialisée dans l’intégration, cette société a choisi des bras Iiwa
de Kuka déplaçant unitairement de 7 kg ou 14 kg selon les versions,
avec une portée d’environ 800 mm. Akeo Plus propose une version
mono bras destinée plus spécifiquement aux petites productions
ainsi qu’une version à deux bras, qui cible des opérations comme
l’assemblage autonome ou le prépositionnement pour faciliter une
intervention particulière nécessitant l’intervention d’un opérateur.
Les deux bras synchronisés peuvent aussi saisir des pièces sur
une ligne et les réinsérer ensuite dans un flux pour effectuer par
exemple, des contrôles échantillonnés automatiques ou manuels.
En standard, l’équipement est proposé avec le logiciel Akeospine
qui implémente les fonctions nécessaires au pilotage du robot et de
ses interfaces de communication. Tous les composants (automates,
capteurs, préhenseurs, etc.) sont contrôlés par son intermédiaire.
Le robot est en mesure d’apprendre de nouvelles références et de
mémoriser les tâches qu’il doit exécuter. L’utilisateur peut apprendre
au cobot à parcourir des trajectoires, à effectuer des contrôles de
vision et d’autres actions encore pour faciliter les changements
de lots différenciés ou même la prise en charge de fabrications
spécifiques.
Fanuc
Avec le CR-35iA, Fanuc est le premier constructeur de robots à
s’être aventuré sur le terrain des charges qui peuvent être qualifiées
de lourdes comparativement aux autres cobots du marché. Le
Fanuc Cr-35iA est un robot collaboratif à six axes capable de
déplacer jusqu’à 35 kg sur une distance de 1,80 m. L’engin n’est pas à
proprement parler un robot léger puisqu’il pèse presque une tonne
mais c’est aussi, ce qui lui donne tant de force et en fait donc un
auxiliaire précieux pour l’opérateur qui peut guider et interrompre
son mouvement à sa guise en lui confiant le soin de déplacer avec
une grande précision des objets lourds et volumineux.
Puisque qui peut le plus peut le moins, Fanuc n’en est pas resté
là. En 2016, Fanuc a présenté le CR-7iA, un autre robot collaboratif
pouvant travailler avec une charge allant jusqu’à 7 kg avec une
portée de 710 mm ainsi qu’une version référencée CR-7iA/L dont la
portée atteint 910 mm. La base est conçue à partir d’un modèle de
grande série, issu de la gamme LR-Mate. Le concept a même donné
naissance au Fanuc Cr-4iA qui déplace 4 kg sur une portée utile de
550 mm.
Isybot
Isybot propose un robot collaboratif conçu par le CEA List en
collaboration avec le Cetim au travers du projet Capme’Up. Il s’agit
d’un bras de 1,20 m de l’épaule au poignet qui est capable de
déplacer une charge de 6 kg en version 6 axes et 12 kg avec 3 axes.
Cet équipement est assemblé en France par Isybot à partir de
composants, eux-mêmes conçus et fabriqués à 80 % dans
notre pays.
Capable de travailler à côté des opérateurs, le robot collaboratif
Isybot peut apprendre facilement les trajectoires qu’il doit
reproduire en guidant simplement sa tête avec une main. Cette
facilité offerte dans la configuration des opérations sans passer
ni par la programmation, ni par un pupitre, permet de traiter des
pièces dont la forme et la taille peuvent varier considérablement dans de petites ou de moyennes séries pour la fabrication, la
maintenance ou même, la rénovation d’équipements.
Le cobot Isybot est capable de générer un effort précis qui lui
permet par exemple, de prendre en charge des opérations de
ponçage, l’opérateur contrôlant l’avancement du travail sans être
gêné par la moindre barrière. Il peut aussi approvisionner un poste
d’assemblage où la main et l’intelligence de l’homme s’avèrent
incontournables.
L’équipement s’appuie sur des vis à bille et sur des câbles
protégés de tout contact avec l’extérieur pour la transmission des
mouvements. Il en découle des efforts réduits et des frottements
plus faibles que dans le cadre d’une transmission par engrenages.
Il en résulte une plus grande fiabilité dans la transmission des
mouvements et aussi, une plus grande légèreté de l’équipement
donc, une plus grande sécurité parce que moins d’énergie cinétique.
Kuka
Kuka qualifie ses bras robotisés collaboratifs de « robots légers »
– en allemand Leichtbauroboter ou LBR. L’équipement appelé LBR
Iiwa (intelligent industrial work assistant) capable de combiner des
mouvements sur sept axes est proposé en deux versions : l’une
supportant les charges jusqu’à 7 kg avec une portée de 800 mm
et l’autre, transportant jusqu’à 14 kg sur 820 mm. L’alimentation en
énergie des composants externes qui peut être pneumatique et
électrique, est cachée dans la structure de l’équipement.
Au moyen de ses capteurs de couples d’articulation, le LBR Iiwa
détecte instantanément les contacts et réduit aussitôt la force et
la vitesse. Il manipule les pièces fragiles sans les soumettre à des
contraintes ni à des serrages exagérés grâce à la régulation de
position et de souplesse.Capable d’apprendre ce que lui montre l’opérateur, il enregistre les
positions remarquables sur une trajectoire donnée. Pour insérer
une pause, il suffit d’interrompre son mouvement et de le guider
vers la position suivante. Le LBR Iiwa de Kuka est par exemple,
déjà utilisé sur les chaînes de fabrication des usines Ford aux
Etats-Unis ainsi que dans plusieurs PME en Europe. Il trouve des
débouchés dans des applications aussi variées que les chargements
et déchargements de machines, la fixation et le positionnement de
pièces, l’application de produits d’étanchéité et de colle, la mesure
et les opérations de contrôle, l’emballage, la palettisation, etc.
MIP Robotics
MIP est une start-up parisienne installée dans le 13e arrondissement
et qui propose deux robots collaboratifs à quatre axes : les
Junior 200 et Junior 300. Le premier déplace de faible charge avec
une portée de 400 mm et le second 600 mm. Ces équipements sont faciles à mettre en place puisqu’ils ne pèsent respectivement que
11 kg et 12 kg.
Alimentés en 24 V ou en 220 V, les Junior 200 et Junior 300 sont
pilotés par l’opérateur au travers d’un écran tactile intégré dans
le pied. Ils sont dotés de fonctions d’apprentissage par guidage
manuel mais ils sont aussi programmables via un logiciel intuitif ne
nécessitant aucune formation.
Rethink Robotics
Le robot collaboratif Sawyer conçu par Rethink Robotics se
compose d’un bras à sept axes de débattement capable de déplacer
4 kg sur 1 260 mm. Bénéficiant d’un indice de protection IP54, il peut
être alimenté en 220 V sur une prise domestique. Une version à
deux bras appelée Baxter reprend les mêmes caractéristiques.
La caméra Cognex – une référence incontestable – intégrée au
niveau du poignet permet la détection de la présence de pièces,
la reconnaissance de formes statiques ou en mouvement et le
repositionnement dans l’espace. Le bras intègre aussi des capteurs
d’effort dans chaque articulation pour renforcer notablement la
sécurité.
Depuis peu, cet équipement embarque un nouvel environnement
logiciel référencé Intera 5. Les capacités d’auto-apprentissage par
guidage manuel ont été renforcées de nouvelles fonctionnalités.
Après avoir enregistré une course, l’opérateur peut la modifier
en s’appuyant sur les fonctions proposées par l’interface tactile
afin par exemple, d’insérer une temporisation ou une suspension
conditionnée à une entrée donnée. L’environnement Intera 5
intègre un serveur http/html qui permet de créer des applications
sophistiquées au travers d’une interface conviviale en se servant
d’un banal navigateur Web.
Le robot Sawyer est distribué en France par HumaRobotics qui en
a déjà mis une quinzaine en service dans des secteurs comme la
cosmétique pour le packaging, l’aéronautique pour le nettoyage
de pièces et l’usinage pour le chargement et le déchargement de
machines.
Stäubli
La gamme de robots collaboratifs Stäubli TX2 comporte trois
modèles, les TX2-40, TX2-60 et TX2-90. Le premier transporte 1,7 kg
avec une portée de 515 mm, le second 3,5 kg sur 670 mm en version
TX260 ou 2 kg sur 920 mm en version TX2-60L. Enfin les TX2-90L et
TX2-90XL, transportent respectivement 7, 6 et 5 kg sur un rayon
d’action de 1 000 mm, 1 200 mm et 1 450 mm.
Ces appareils pesant de 29 kg à 120 kg peuvent être fixés au sol,
sur un mur ou suspendus à un plafond. Ils présentent tous une
protection de classe IP65 au niveau du poignet qui peut être portée
à l’indice IP67 en option.
Les équipements de la gamme TX2 sont les premiers robots
industriels à attein
re le plus haut niveau de sécurité avec une qualification SIL3-PLe. Lorsqu’un opérateur s’approche de
la zone de travail, ce dernier détecte sa présence et réduit
automatiquement sa vitesse à une allure conforme aux
exigences de sécurité. Le robot peut ainsi poursuivre son
travail à une cadence plus faible sans enclencher l’arrêt
d’urgence. Lorsque la proximité de l’opérateur lui fait courir un
risque, le robot ralentit alors encore davantage sa vitesse de
travail ou s’immobilise complètement. L’équipement demeure
cependant en veille active ce qui lui permet de reprendre son
activité sans réinitialisation dès que l’opérateur est sorti de la
zone de travail.
Universal Robots
Notamment distribués en France par la société Sysaxes, les
bras collaboratifs de la société danoise Universal Robots se
déclinent en trois modèles à six axes. Le premier référencé
UR3 déplace 3 kg sur 500 mm, référencé UR5, le second
déplace 5 kg sur 800 mm et le dernier référencé UR10
porte 10 kg sur 1 300 mm. Le système embarqué intègre
huit fonctions de sécurité (position et vitesse conjointes,
orientation, force, accélération, etc.) qui a notamment
été approuvé et certifié par l’institut TÜV dépendant de
l’Association allemande d’inspection technique.
Le logiciel piloté sur une tablette tactile permet aux
opérateurs n’ayant aucune expérience de la programmation
de configurer et d’utiliser rapidement les robots collaboratifs
Universal Robots grâce notamment à la modélisation en 3D
des trajectoires. L’opérateur n’a qu’à déplacer manuellement
le bras sur les trajectoires souhaitées avant de les enregistrer
mais il peut aussi se servir des flèches apparaissant à l’écran
pour mouvoir le bras et mémoriser les séquences.
