Performance, agilité, simplicité : les 3 mots d’ordre de la nouvelle robotique industrielle

Jérôme Gaudry, expert des solutions robotiques pour l’industrie et responsable de la gamme de robots Kassow chez Bosch Rexroth, nous parle des dernières évolutions de la robotique industrielle.

Il nous explique pourquoi les robots collaboratifs et les robots industriels sont appelés à se rejoindre ; il nous montre comment de nouvelles avancées en matière de cinématique permettent de robotiser de nouveaux gestes et comment les nouvelles générations de robots contribuent à rendre l’usine plus flexible. Une présentation claire et synthétique sur un sujet qui concerne tous les industriels.

Animateur : Bonjour ! Bienvenue dans ce nouvel épisode de notre podcast, pour lequel nous avons choisi d’évoquer les dernières évolutions en matière de robotique industrielle.

J’ai à mes côtés Jérôme Gaudry, expert du développement de solutions robotiques pour l’industrie, et responsable Business Development sur une nouvelle gamme de robots récemment intégrée au portefeuille Bosch Rexroth. Jérôme va nous expliquer pourquoi performance, agilité et simplicité sont les nouveaux mots d’ordre de la robotique industrielle.

Mais avant cela j’ai une question Jérôme : lorsque vous parlez de la nouvelle gamme des robots Kassow, vous les appelez robots industriels collaboratifs, pourquoi ?

Jérôme Gaudry : Robots industriels collaboratifs, oui, tout à fait. Il me semble important d’associer ces deux mots, industriel et collaboratif, pour expliquer ce que sont ces nouveaux robots.

Un robot industriel collaboratif est un robot qui associe la robustesse et le niveau de performance des robots industriels avec des fonctions collaboratives intégrées en natif. C’est un robot qui offre le meilleur des deux mondes et qui peut être utilisé, au choix, en mode industriel ou en mode collaboratif. Jusqu’à très récemment, les robots industriels et les cobots avaient chacun leur terrain de jeu. C’est de moins en moins le cas et il y a pour moi deux raisons à cela :

L’environnement industriel demande beaucoup de robustesse, même pour les cobots, on demande aujourd’hui aux robots de pouvoir être déplacés d’une application à une autre, et on peut tout à fait imaginer qu’une de ces applications soit par exemple du pick and place rapide sans opérateur à proximité, tandis que l’autre sera du chargement machine dans l’espace de travail de l’opérateur. Il faut pouvoir travailler dans les deux modes.

Animateur : J’ai le sentiment qu’il y a là, déjà, une évolution : est-ce qu’il s’agit d’un retour en arrière par rapport au « tout collaboratif » au « tout cobot » ?

Jérôme Gaudry : Il ne s’agit pas pour moi d’un retour en arrière, non. Je crois au contraire que le mode collaboratif a trouvé sa juste place. L’arrivée des premiers cobots a suscité un engouement extraordinaire. On s’est imaginé, peut-être, que chaque salarié aurait à terme son propre cobot comme assistant personnel. Qu’il pourrait le programmer lui-même pour n’importe quelle tâche. On a vu la possibilité de robotiser de nouvelles applications, de nouveaux gestes.

Mais rapidement, le rêve a rencontré la réalité. On s’est rendu compte qu’intégrer un robot dans un atelier, c’est bien plus que le poser à côté d’une machine et lui dicter une trajectoire. On a vu les contraintes que le mode purement collaboratif pose en termes de productivité : la vitesse de déplacement du cobot est très limitée. Les industriels se sont aussi aperçus que certains cobots manquaient de précision et de robustesse.

Ce qui est sûr néanmoins, c’est que les premières générations de cobots ont contribué à démocratiser encore un peu plus la robotique. Et que l’enthousiasme qu’ils ont suscité a fait évoluer de manière significative les bras robotiques industriels. Les robots Kassow en sont la preuve.

J’aime l’idée qu’aujourd’hui, le mode collaboratif soit envisagé comme une fonctionnalité native dans un robot industriel. Elle peut être activée ou non, selon le besoin.

Animateur : Quand vous dites Jérôme que le rêve a rencontré la réalité en termes de productivité, de précision et de robustesse, vous nous parlez de performance, le premier des 3 mots d’ordre que nous voulons évoquer dans ce podcast. Vous pouvez nous en dire un peu plus ?

Jérôme Gaudry : Oui bien sûr. La performance, c’est le pré-requis de base d’un robot en milieu industriel. C’est sa raison d’être. Le robot doit travailler aussi bien qu’un être humain, mais plus vite et sans se fatiguer. Ce qui se traduit en trois caractéristiques essentielles et indissociables : la précision de positionnement, la vitesse de déplacement et la répétabilité du mouvement. Arriver au point exact que l’on souhaite, au premier cycle comme au millième, en se déplaçant rapidement, n’est pas aussi évident que ça en a l’air. C’est une affaire de mécanique et d’asservissement.

Les robots Kassow ont une précision au dixième, une vélocité de 2 mètres par seconde et une répétabilité de 3 centièmes, ce qui les place dans le haut du panier en matière de performance. On pourrait aussi mettre derrière le terme performance deux autres caractéristiques importantes des robots : la charge admissible et le rayon d’action : la précision et la répétabilité sont challengées lorsque la charge et la distance augmentent. Les 5 modèles de la gamme Kassow ont une charge admissible qui va de 5 à 18kg et un rayon d’action de 850 à 1800 mm. Ils couvrent ainsi la majorité des applications industrielles courantes.

Animateur : Parlons des applications justement. Le deuxième mot d’ordre que nous évoquons dans le titre de ce podcast est agilité. Est-ce que les nouveaux robots sont plus agiles ? Est-ce que cela permet d’automatiser de nouveaux gestes ?

Jérôme Gaudry : Une des évolutions récentes qui rend les robots encore plus agiles est le développement de bras robotisés à 7 degrés de liberté. Jusqu’ici, pour toutes les applications dans lesquelles on cherche à reproduire le mouvement humain, ce sont des robots polyarticulés 6 axes qui sont utilisés. Et lorsqu’on parle d’un septième axe, on parle en général d’un rail sur lequel le robot se déplace, que ce soit pour gagner en amplitude de mouvement ou pour travailler alternativement sur 2 postes. Le 7e axe sert dans ce cas à donner des jambes au robot.

Dans le cas d’un robot à sept degrés de liberté, le septième axe est intégré dans le bras. Cela permet d’écarter ou de rapprocher le poignet du corps du robot, de contourner un obstacle, d’atteindre une zone difficile d’accès sans avoir à repositionner la pièce par exemple.

L’ajout d’un septième axe vient de la recherche en cinématique dans des domaines tels que le médical ou le BTP. Cette recherche bénéficie aujourd’hui à l’industrie en permettant d’utiliser des robots sur des postes que l’on pensait non robotisables, ou alors avec des coûts d’intégration prohibitifs et une productivité médiocre.

Avec ce septième axe, il est possible d’aller plus loin dans les applications de pick&place en accédant au cœur d’une machine-outil pour récupérer une pièce, ou encore de prendre un produit dans une caisse lors d’un dévracage 3D. Il est aussi possible de réaliser des opérations d’assemblage complexes, en incluant la dépose de colle ou la réalisation d’un cordon de soudure. Enfin, les robots 7 axes permettent d’automatiser les opérations de parachèvement telles que le polissage, ou de finition comme la peinture.

Animateur : D’accord, donc un septième axe pour donner plus d’agilité de mouvement au bras robotisé ; et qu’en est-il de l’agilité à l’échelle de l’atelier ou de l’usine ? Je pense en disant cela à l’usine reconfigurable de l’Industrie 4.0. Est-ce que les nouveaux robots y contribuent ?

Jérôme Gaudry : Le robot est par nature un outil très polyvalent et reconfigurable. Mais avant l’arrivée des robots collaboratifs, on imaginait mal déplacer un robot d’un poste à un autre sur une même journée. Dans le monde de l’automobile par exemple, une cellule était développée pour une application, elle tournait en continu sur des grandes séries, et n’était éventuellement reconfigurée que quand un nouveau marché arrivait.

Aujourd’hui, quand on combine les performances d’un robot industriel et la possibilité de fonctionner en mode collaboratif, on a un robot qui est beaucoup plus flexible. Attention, il y aura quand même un travail d’intégration à faire pour chaque application : je ne crois pas au mythe du robot plug and play. Mais on va vraiment pouvoir utiliser un même robot pour des tâches différentes, et donc mieux s’adapter aux besoins dans l’atelier.

Par ailleurs, le septième axe a aussi des conséquences directes sur l’encombrement des cellules robotiques. Il devient possible d’installer un robot sur des postes de travail situés dans les espaces confinés, et de revoir les lignes pour réduire leur empreinte au sol. C’est encore une autre façon de gagner en agilité.

Animateur : Cette vision de l’agilité apportée par un robot flexible et polyvalent nous amène tout droit, il me semble, à notre troisième mot d’ordre : la simplicité. Est-ce que tout le monde peut programmer un robot aujourd’hui ?

Jérôme Gaudry : Tout le monde peut-être pas. Mais ce qui est sûr c’est que les IHM sont de plus en plus intuitives, et c’est appréciable autant pour les intégrateurs que pour les utilisateurs finaux.

Sur les robots Kassow par exemple, nous avons une IHM sous base Android et Linux, avec des fonctions de programmation simplifiées que l’on peut glisser/déposer, et des variables paramétrables par l’utilisateur, pour s’adapter à un nouveau format par exemple. La prise en main se fait en une ou deux heures de formation.

Côtés intégrateurs, nous désamorçons aussi beaucoup de points de complexité en évitant les singularités, grâce à notre septième axe. Une singularité est une position dans laquelle l’organe de préhension se bloque en raison d’un conflit dans les systèmes de pilotage. Moins un robot présente de risque de singularités et plus la programmation est simple.

Animateur : Merci Jérôme pour ce partage. La robotique est vraiment un domaine passionnant, dans lequel il y a toujours de nouvelles choses à découvrir.

Voilà, ce podcast touche à sa fin. J’espère, chers auditeurs, qu’il vous aura donné envie de robotiser de nouveaux postes dans vos ateliers. Si vous souhaitez en savoir plus sur les robots industriels collaboratifs Kassow, n’hésitez pas à contacter Jérôme. Je vous donne rendez-vous très vite pour découvrir ensemble un nouveau sujet.