La flexibilité apportée par la simplicité d’installation et d’utilisation des petits robots collaboratifs (cobots) séduit les PME, comme BWIndustrie, qui fabriquent souvent des petites séries. Mais pas uniquement : les industriels habitués de la robotique s’y mettent aussi. Chez Renault, les cobots se sont installés dans les usines. Mais ils ont fait leur entrée par la petite porte, restant pour l’instant dédiés à des tâches annexes comme le vissage ou l’assistance aux opérateurs. Ils ne sont pas près de détrôner les robots industriels traditionnels, nombreux, rapides et bien ancrés sur les lignes de production. Pour leur fournir la flexibilité requise, le constructeur automobile mise sur de nouvelles technologies comme la vision embarquée ou l’intelligence artificielle. À l’inverse, BWIndustrie a tourné le dos à son robot traditionnel au profit des petits cobots. Toutefois, ceux-ci ne riment pas forcément avec petites charges : la PME a trouvé une application dans laquelle l’UR16 d’Universal Robots a pu mettre à profit sa capacité de 16 kg.
Renault : réduire le temps d’industrialisation
Pour réduire les coûts d’intégration de ses nouveaux véhicules dans ses usines, Renault entend flexibiliser son système de production. Le constructeur fait état d’une production très automatisée. Aujourd’hui, l’ensemble des usines de carrosserie et de montage du groupe dans le monde accueillent plus de 11 000 robots industriels, dont 90 % sont dédiés à l’activité tôlerie. « Nous devons faire avec le parc robotique existant, explique Nicolas Estèbe, le directeur de l’ingénierie du système industriel de Renault. L’enjeu pour nous aujourd’hui n’est donc pas de remplacer tous nos robots, mais de faire évoluer notre système pour le rendre plus flexible et reconfigurable. Depuis trente ans, les robots installés dans l’industrie sont programmés pour répéter la même tâche en permanence là où ils ont été installés. La programmation via l’interface homme-machine nécessite les compétences d’un expert. Nous devons donc évoluer puisque nous voulons réduire le temps d’industrialisation d’un nouveau véhicule, qui est compris entre dix-huit et vingt-quatre mois aujourd’hui. »
Vision embarquée
Pour cela, Renault entreprend de rendre ses robots industriels plus collaboratifs. Le passage à la 5G permettra de supprimer leur connexion filaire et facilitera leur déplacement. « Un autre enjeu consiste à limiter l’empreinte de la sécurisation, pointe le responsable. Nos robots sont habituellement enfermés dans des cages pour protéger nos opérateurs. Nous attendons à l’avenir que ce soit le robot qui sécurise son environnement par des capteurs ou l’intégration de la vision. Bien sûr, nous avons des freins importants : nos robots sont beaucoup trop lourds pour s’arrêter immédiatement, comme les cobots, à l’approche d’un opérateur. Pour tendre vers un tel résultat, il nous faudrait ralentir notre cadence industrielle qui est d’un véhicule à la minute. C’est inenvisageable. »
L’industriel a bien déployé 250 cobots, notamment dans ses ateliers de mécaniques, mais sur des opérations de vissage ou en phase de préparation pour accompagner l’opérateur à la prise de petites pièces et améliorer l’ergonomie de son environnement de travail. Pour rendre ses robots plus agiles, Renault a commencé à les doter de vision embarquée qui leur permet de s’adapter automatiquement au positionnement des diverses pièces qui leur sont présentées. Ainsi, « les pièces n’ont plus besoin d’être positionnées au millimètre près », détaille Nicolas Estèbe.
Le machine learning pourrait également permettre d’intégrer de nouvelles pièces à la chaîne de fabrication sans avoir à reparamétrer le robot. « Nos robots pourront apprendre à définir leur propre stratégie pour saisir différentes pièces en fonction de leurs formes », ajoute-t-il. Une preuve de concept (POC) est en cours.
Renault espère que les cobots évolueront également. « Il faut savoir qu’un cobot est de l’ordre de 40 % plus cher qu’un robot industriel équivalent, souligne Nicolas Estèbe. Nous attendons donc que les cobots deviennent un must. Qu’il y ait une fusion entre les cobots et les robots industriels. » ? F. l.
BWIndustrie : passer d’une tâche à l’autre PME spécialisée dans l’usinage, l’entreprise a adopté plusieurs robots collaboratifs pour faire face aux évolutions rapides de sa production.
La PME sarrebourgeoise BWIndustrie, spécialisée dans la sous-traitance d’usinage de pièces mécaniques en série, a accueilli son premier robot en 2008. « Il s’agissait d’un robot traditionnel dédié au chargement et au déchargement d’un centre d’usinage de paliers de pompes hydrauliques, explique le responsable de la robotique Raphael Schwartz. Nous avons perdu ce marché et avons tenté de recycler ce robot sur d’autres applications, mais nous avions des temps de changement de séries de quatre à cinq heures chaque fois que l’on voulait réaffecter le robot à une nouvelle tâche. Or, en tant que sous-traitant, nous cherchions à être dynamique. Nous avons donc investi dans un premier cobot en 2011. L’objectif était de pouvoir le déplacer facilement dans l’atelier et l’adapter à diverses machines. »
Aujourd’hui, la PME, qui s’est diversifiée dans les domaines de l’automobile, de l’hydraulique et de l’électronique, héberge cinq cobots Universal Robots : deux UR5, deux UR10 et un UR16. Et projette d’en acquérir un sixième cette année. Ces robots permettent notamment de réaliser le chargement et le déchargement de tours à commande numérique, le contrôle qualité de centaines de milliers de tubes métalliques par an et l’ébavurage de pièces de fonderie pesant jusqu’à 14 kg.
Apprentissage accéléré
« Chaque jour, nous réglons l’UR10 pour des tâches très différentes, explique Raphael Schwartz. Or, la programmation de ces nouveaux cobots, facilitée par une interface intuitive, s’opère désormais en quelques minutes au lieu de quelques heures et ne nécessite plus l’intervention d’un roboticien. » Une option sert à apprendre une nouvelle trajectoire au robot « en le prenant par la main afin d’effectuer avec lui le mouvement pour qu’il l’enregistre automatiquement. De quoi faciliter l’apprentissage des gestes de ponçage, peinture. » Le temps d’apprentissage de l’UR16, dédié à l’ébavurage de pièces variées et complexes, a été divisé par cinq.
Rapides à mettre en place, ces cobots ne nécessitent pas non plus d’installations lourdes comme des grillages de protection. « Les mesures de sécurité sont intégrées dans le robot à qui l’accès à certaines zones est interdit, pointe Raphael Schwartz. Nous utilisons aussi des barrières de sécurité immatérielles pour sécuriser l’espace qui reste ainsi ouvert, permettant le passage de l’opérateur. » En gagnant en flexibilité, la PME a augmenté son chiffre d’affaires de 70 %, le portant à 5,6 millions d’euros, et doublé ses effectifs. ? F. l.
