Des robots et des personnes collaborent à l'assemblage de produits

Sur la chaîne de montage de Weidmüller, des robots collaboratifs enfoncent les éléments de contact électrique, joignent le boîtier du connecteur et vissent les contacts de connexion. Photo fournie par le groupe Zimmer

La pince parallèle à deux mâchoires HRC-02 a été conçue spécifiquement pour être utilisée avec les cobots. La pince servo entièrement électrique n'a pas d'arêtes vives et sa longueur de course et sa force de préhension sont réglables. Photo fournie par le groupe Zimmer

La pince HRC-02 répond aux exigences de sécurité énoncées dans la norme ISO/TS 15066 pour la collaboration homme-robot et est certifiée par la DGUV, l'équivalent allemand de l'OSHA. Photo fournie par le groupe Zimmer

Les fabricants allemands, comme ceux des États-Unis, sont confrontés à trois problèmes majeurs : un marché très dynamique, une concurrence croissante due à la mondialisation et une pénurie de main-d'œuvre qualifiée. Ces problématiques sont particulièrement problématiques pour l'assemblage des produits, car il s'agit du dernier maillon de la chaîne de valeur.

De nombreux fabricants pensent que la collaboration homme-robot peut les aider à surmonter ces défis. Cependant, de nombreux fabricants n'ont pas encore mis en œuvre de projets de collaboration homme-robot en raison de préoccupations liées aux coûts et au personnel. Pour que la collaboration homme-robot décolle véritablement, des méthodes simples et flexibles seront nécessaires pour permettre aux entreprises de divers secteurs ayant des besoins variés de mettre en place des postes de travail d’assemblage collaboratifs.

C'est le principe du projet de recherche SafeMate, financé par le ministère fédéral allemand de l'Éducation et de la Recherche. L’objectif est de créer des lieux de travail sûrs et acceptés où les employés reconnaissent les avantages importants de l’automatisation robotique. Plusieurs grands fabricants allemands issus de divers secteurs participent au projet, notamment Lenze, un fabricant de technologies de contrôle de mouvement ; Lufthansa Sky Chefs, un fabricant de produits alimentaires pour avions de ligne ; Miele, un fabricant d'appareils électroménagers ; et Sennheiser, un fabricant d'équipements audio.

Une autre entreprise participante est Weidmüller, un fabricant de technologie de connexion électrique et d'électronique basé à Detmold, en Allemagne. Les produits de l'entreprise sont utilisés dans les industries de transformation, les équipements de transport, la production d'électricité et les infrastructures du bâtiment.

Jusqu'à récemment, le processus d'assemblage d'un composant électromécanique particulier chez Weidmüller était réalisé entièrement manuellement. Dans le cadre de SafeMate, une équipe d'ingénierie de Weidmüller, dirigée par l'ingénieur des procédés Tobias Stuke, a mené une analyse pour déterminer quelles tâches étaient les mieux effectuées manuellement et lesquelles pouvaient être effectuées par machine. Entre autres choses, l’équipe a constaté que les robots sont très efficaces pour effectuer les tâches monotones, répétitives et gourmandes en énergie du processus de placement sans fatigue. Et ils peuvent le faire avec une précision constante.

Cependant, l’assemblage ne peut se faire entièrement sans personnes. Par exemple, les gens savent mieux saisir et retirer de petites pièces de différentes dimensions d’une pile ou d’une boîte. Ils peuvent mieux les reconnaître et les trier. Les gens sont également supérieurs à leurs collègues robotiques pour le processus d’inspection.

Sur la base de ces résultats, le processus d’assemblage manuel a été partiellement automatisé selon un modèle de collaboration homme-robot. Le résultat est un lieu de travail d’assemblage hybride dans lequel les personnes et les robots travaillent en parallèle. Les tâches monotones et exigeantes en force sont exécutées par le robot, tandis que les tâches exigeantes sur le plan cognitif sont effectuées par des personnes.

Dans la robotique collaborative, les personnes et les robots travaillent côte à côte sur un même lieu de travail. Grâce à leur technologie de contrôle sensible, les cobots peuvent travailler en étroite collaboration avec des personnes sans barrière de protection. De telles applications nécessitent une validation pour garantir que les dangers ont été suffisamment minimisés. Cela peut être fait par des associations professionnelles, des prestataires de services externes, des intégrateurs de systèmes ou des Technischer Überwachungsverein (TÜV) ou des associations d'inspection technique, qui sont des sociétés de services internationales indépendantes d'Allemagne et d'Autriche qui testent, inspectent et certifient les systèmes techniques, les installations et les machines de tous les secteurs. types pour minimiser les dangers et prévenir les dommages. Les outils en bout de bras, tels que les préhenseurs, peuvent également être validés de cette manière.