Le cobot mobile et ses avantages par rapport aux robots industriels traditionnels

L'industrie 4.0 à la pointe de la technologie : les cobots mobiles en action

Les cobots mobiles (robots collaboratifs) allient l'autonomie des plateformes mobiles à la précision et à la polyvalence des bras robotisés pour gérer des tâches exigeantes dans des environnements de production flexibles. Ces systèmes innovants transforment l'automatisation industrielle en permettant une interaction homme-machine fluide. Qu'il s'agisse de manutention, d'alimentation de machines ou de contrôle qualité, les cobots mobiles offrent des solutions à de nombreux défis de la production moderne.

Fonctions clés des cobots mobiles modernes

Les cobots mobiles modernes intègrent diverses technologies innovantes qui en font des outils puissants dans l'industrie :

• Navigation autonome utilisant des capteurs 2D/3D (par exemple, scanners laser de sécurité, caméras) pour la détection d'obstacles et la planification d'itinéraire.
• Bras robotisés collaboratifs avec charges utiles jusqu'à 10 kg, équipés de systèmes de préhension et de capteurs modernes.
• Intégration facile aux systèmes informatiques existants tels que les systèmes ERP et MES via des interfaces sans fil.
• Fonctionnement 24h/24 et 7j/7 grâce à des bornes de recharge automatiques et à la recharge par induction.

Portée:

• Logistique des matériaux
• Support à la production
• Assurance qualité

Exemples :

• Transport de pièces entre les stations, palettisation
• Chargement et assemblage de la machine
• Inspection du véhicule, inspection visuelle

Industries :

• Automobile, Industrie pharmaceutique
• Électronique, métal
• Automobile, Aviation

Modèles et fabricants leaders sur le marché

Voici quelques-uns des principaux cobots mobiles et leurs caractéristiques respectives :

• Omron Moma : Une combinaison de la plateforme mobile LD et du bras robotisé TM, optimisée pour les tâches de prélèvement et de placement dans les industries électroniques et pharmaceutiques.
• Le KMR iisy de KUKA : un robot mobile autonome (AMR) capable de collaboration homme-robot (HRC) avec des caméras 3D et des lasers de sécurité pour la production automatisée de véhicules.
• Série de cobots Rebel d'Igus : une solution économique (à partir de 10 000 €) pour les petites et moyennes entreprises avec navigation basée sur le SLAM.

Convient à:

• Les cobots en plein essor : les principaux esprits derrière cette technologie

Avantages par rapport aux systèmes stationnaires

• Temps d'arrêt réduit : En s'adaptant rapidement aux nouvelles configurations de production, les temps d'arrêt peuvent être réduits jusqu'à 70 %.
• Amélioration de l'efficacité spatiale : les concepts d'espaces de travail partagés optimisent l'utilisation de l'espace disponible jusqu'à 30 %.
• Sécurité et conformité : Conforme à la norme ISO/TS 15066 pour une collaboration homme-robot sûre.

Grâce au traitement d'images assisté par l'IA, les cobots mobiles modernes peuvent désormais gérer des tâches visuellement complexes telles que l'inspection de surfaces ou la manipulation de pièces non triées. Cette avancée en fait des éléments centraux de l'Industrie 4.0 et des usines intelligentes.

Principaux avantages des cobots mobiles

1. Sécurité et collaboration directe homme-robot

• Fonctionnement sans barrière de sécurité : grâce à des capteurs de sécurité modernes tels que des limiteurs de force et des caméras 3D, les cobots mobiles s’arrêtent automatiquement au contact des personnes.
• Travail d'équipe physique : les cobots peuvent interagir avec les humains, maintenir des pièces ensemble ou leur remettre des composants.

2. Flexibilité et mobilité

• Navigation autonome : la technologie SLAM permet une orientation et un déplacement précis entre les postes de travail.
• Déploiement facile sur de nouveaux sites : les cobots mobiles peuvent être adaptés avec souplesse à de nouvelles tâches et lignes de production.
• Intégration plug-and-play : connexion aux systèmes informatiques existants sans câblage complexe.

3. Rentabilité et retour sur investissement rapide

• Coût d'achat réduit : disponible à partir d'environ 10 000 €.
• Amortissement rapide : retour sur investissement généralement compris entre 5 et 18 mois.
• Modèles de location (Robots en tant que service) : Réduisent les investissements initiaux et facilitent l’accès à la robotique moderne.

4. Optimisation de l'espace

• L'élimination des clôtures de sécurité permet de réduire de 30 % l'espace nécessaire.
• Il peut être utilisé dans des espaces confinés où les robots industriels traditionnels ne peuvent pas être utilisés.

Avantages stratégiques pour la production

• Réduction des temps d'arrêt grâce à la recharge automatique pendant les phases d'inactivité.
• Utilisation accrue de l'espace grâce à des systèmes flexibles et mobiles.
• Résilience face aux pénuries de personnel : soulager les travailleurs qualifiés en prenant en charge les tâches monotones.

Les limites de la technologie

Malgré leurs avantages, les cobots mobiles présentent également des limites :

• Les applications à grande vitesse, telles que le soudage à 10 m/s, restent le domaine des robots industriels traditionnels.
• Les charges lourdes supérieures à 100 kg ne sont pas adaptées aux cobots.
• La production de masse à très haut débit nécessite toujours des robots industriels classiques.

La combinaison de mobilité, de sécurité et d'amortissement rapide fait des cobots mobiles un élément clé de la transformation numérique industrielle. Ils offrent des avantages considérables, notamment dans les secteurs à forte diversité de produits, tels que les technologies médicales et la fabrication de produits électroniques. Grâce au développement continu de l'IA, des capteurs et des systèmes de contrôle basés sur le cloud, les cobots mobiles deviendront encore plus performants et polyvalents à l'avenir.

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Les cobots mobiles : une révolution dans la production moderne

Le monde de l'automatisation industrielle connaît actuellement une profonde transformation, impulsée par le développement et l'intégration des robots collaboratifs mobiles, également appelés cobots mobiles. Ces systèmes sophistiqués, qui allient la flexibilité des plateformes mobiles autonomes à la précision et à la polyvalence des bras robotisés, inaugurent une nouvelle ère de collaboration homme-robot et offrent des perspectives inédites pour la conception de processus de production efficaces et flexibles. Contrairement aux robots industriels traditionnels, souvent cantonnés à des environnements de travail rigides et isolés, les cobots mobiles sont conçus pour travailler de manière dynamique et sécurisée à proximité des humains. Cette capacité d'adaptation aux tâches et environnements changeants en fait un outil indispensable pour les entreprises souhaitant renforcer leur compétitivité dans une économie mondiale toujours plus exigeante et en constante évolution.

L'interaction entre mobilité et collaboration

L'innovation majeure des cobots mobiles réside dans leur capacité à combiner deux éléments clés de l'automatisation moderne : la mobilité et la collaboration. Alors que les robots traditionnels sont limités par leur installation fixe et la nécessité de barrières de sécurité, les cobots mobiles offrent une flexibilité inédite. Ils peuvent se déplacer de manière autonome dans l'environnement de production, effectuer des tâches sur différents postes de travail et s'adapter à l'évolution des besoins de production. Ceci est rendu possible grâce à des systèmes de navigation sophistiqués capables de percevoir leur environnement et d'éviter les obstacles. Parallèlement, les cobots mobiles sont équipés de capteurs et de mécanismes de sécurité qui leur permettent de travailler en toute sécurité aux côtés des employés humains. En combinant ces deux aspects, les cobots mobiles permettent une méthode de production plus efficace et flexible, répondant aux exigences de l'industrie moderne.

Fondements technologiques des cobots mobiles

Les performances des cobots mobiles reposent sur un ensemble de technologies avancées qui s'intègrent parfaitement :

Navigation autonome

Les cobots mobiles utilisent une combinaison de capteurs 2D et 3D, tels que des scanners laser, des caméras et des capteurs ultrasoniques, pour cartographier leur environnement et détecter les obstacles. Grâce à la technologie SLAM (localisation et cartographie simultanées), ils sont capables de se localiser automatiquement et de planifier des itinéraires optimaux sans nécessiter de contrôle externe constant. La capacité à s'adapter en temps réel aux changements de l'environnement est essentielle à la flexibilité de ces systèmes.

bras robotisés collaboratifs

Les bras robotisés montés sur des plateformes mobiles sont spécialement conçus pour la collaboration avec les humains. Ils intègrent des capteurs de force et de couple qui leur permettent de réagir à tout contact inattendu avec une personne et d'interrompre immédiatement leurs mouvements. Leur capacité de charge varie selon le modèle et le fabricant, mais se situe généralement entre 5 et 15 kg, ce qui les rend parfaitement adaptés à diverses tâches telles que l'assemblage, la manutention et le contrôle qualité.

systèmes de préhension intégrés

Les systèmes de préhension des cobots sont conçus pour la manipulation flexible d'objets variés. Ils peuvent être équipés de différents types de pinces, ventouses ou outils spéciaux pour réaliser diverses tâches. De nombreux systèmes permettent un changement d'outil rapide, ce qui accroît leur adaptabilité aux différents processus de production.

Intégration plug-and-play

Les cobots mobiles sont généralement conçus pour s'intégrer facilement aux systèmes informatiques existants, tels que les ERP (Enterprise Resource Planning) et les MES (Manufacturing Execution System). Cela permet une intégration aisée à l'infrastructure de production existante, sans câblage ni programmation complexes. Les interfaces sans fil, comme le Wi-Fi ou le Bluetooth, facilitent la communication et le transfert de données.

capacité opérationnelle 24h/24 et 7j/7

De nombreux cobots mobiles sont équipés de stations de recharge automatiques ou de systèmes de recharge par induction qui leur permettent de recharger leurs batteries de manière autonome, sans intervention humaine. Ceci assure un fonctionnement continu 24h/24 et 7j/7 et contribue ainsi à optimiser la productivité.

Domaines d'application : Diversité et flexibilité

Les cobots mobiles sont utilisés dans une grande variété de secteurs et d'applications, notamment :

Logistique des matériaux

Ils peuvent transporter des matériaux et des composants entre différents postes de travail, effectuer des tâches de préparation de commandes et même charger des palettes. Dans l'industrie automobile, par exemple, ils transportent des pièces d'un entrepôt à la chaîne de montage ou d'un centre d'usinage à l'autre. Dans le secteur pharmaceutique, ils servent à déplacer des matières sensibles et des médicaments.

Support à la production

Les cobots mobiles peuvent être utilisés dans l'assemblage, la transformation et le contrôle qualité. Dans l'industrie électronique, ils chargent les composants sur les machines, effectuent des opérations d'assemblage et vérifient la qualité des produits. En métallurgie, ils assistent l'usinage des pièces et la manutention des matériaux lourds.

Assurance qualité

Les cobots mobiles peuvent être équipés de caméras et de capteurs pour effectuer des inspections visuelles et des contrôles qualité. Dans l'industrie automobile, par exemple, ils vérifient les pièces de carrosserie afin de détecter les défauts ou les erreurs de mesure. Dans l'aéronautique, ils inspectent les surfaces des pièces d'aéronefs pour déceler les dommages et effectuent des mesures précises.

Principaux modèles et fabricants : une sélection

L'offre de cobots mobiles sur le marché est diversifiée et en constante expansion. Voici quelques-uns des modèles et fabricants les plus connus :

Omron Moma

Le modèle d'Omron associe une plateforme laser mobile à un bras robotisé TM et est fréquemment utilisé dans les industries pharmaceutique et électronique pour les opérations de prélèvement et de placement. L'intégration d'un traitement d'image intelligent permet au Moma de gérer des tâches complexes et d'atteindre une grande précision.

KMR iisy de KUKA

KUKA propose le KMR iisy, un robot mobile et collaboratif équipé de caméras et de scanners 3D, utilisé dans la production automobile pour des tâches telles que l'assemblage automatisé. Le KMR iisy se caractérise par sa grande flexibilité et sa sécurité optimale lorsqu'il travaille aux côtés d'opérateurs humains.

Série de cobots rebelles d'Igus

Avec sa gamme de cobots Rebel, Igus propose une solution économique pour les petites et moyennes entreprises (PME). Basés sur la technologie SLAM, ces cobots s'intègrent facilement aux environnements de production existants. Igus privilégie l'accessibilité et la simplicité d'utilisation de ses cobots.

Convient à:

• De la vision à la réalité : des personnes et des robots dans une équipe – Pourquoi les cobots façonnent l'avenir de l'automatisation et de la fabrication

Avantages par rapport aux systèmes traditionnels : un changement de paradigme

Les avantages des cobots mobiles par rapport aux robots industriels traditionnels sont nombreux et ont conduit à un changement de paradigme dans l'automatisation industrielle :

Temps d'arrêt réduit

La possibilité de modifier rapidement et facilement l'agencement des machines peut réduire jusqu'à 70 % les temps d'arrêt lors des changements de production. La flexibilité des cobots mobiles permet aux entreprises de réagir rapidement aux nouvelles conditions du marché ou à l'évolution des demandes des clients.

Optimisation de l'espace

Grâce au partage des espaces de travail, il est possible d'économiser jusqu'à 30 % de surface au sol dans les sites de production. La suppression des barrières de sécurité et la conception compacte des cobots contribuent à une utilisation optimale de l'espace disponible.

Amélioration de la sécurité au travail

La conformité à la norme ISO/TS 15066 relative à la collaboration homme-robot garantit un environnement de travail sûr. Grâce à leurs dispositifs de sécurité intégrés et à leur capacité de réaction au contact, les cobots mobiles minimisent les risques de blessure et permettent une collaboration directe avec les collègues humains.

Principaux avantages en détail : un aperçu des aspects les plus importants

Sécurité et collaboration directe homme-robot

Les cobots mobiles peuvent fonctionner sans barrières de sécurité grâce à leurs capteurs de sécurité sophistiqués. Ces capteurs, comprenant des limiteurs de force et des caméras 3D, permettent aux cobots d'immobiliser instantanément leurs mouvements en cas de collision avec une personne. Cette capacité d'interaction sécurisée permet une collaboration étroite entre humains et machines, notamment pour la manipulation de pièces ou le transfert de composants. Il en résulte une symbiose harmonieuse où les atouts des humains et des robots sont exploités de manière optimale.

Flexibilité et mobilité

Les cobots mobiles se déplacent de manière autonome entre différents postes de travail grâce à la technologie SLAM qui cartographie leur environnement et détermine leur position. Ceci permet leur déploiement rapide et facile sur différents sites, un avantage considérable lors des pics de production saisonniers ou en cas d'évolution des besoins de production. Leur intégration simplifiée aux systèmes informatiques existants facilite la mise en service et réduit les efforts d'installation.

Rentabilité et retour sur investissement

Le coût d'acquisition des cobots mobiles est généralement inférieur à celui des robots industriels traditionnels, et le retour sur investissement peut être atteint en 5 à 18 mois. De plus, de nombreux fabricants proposent des formules de location (Robots-as-a-Service) permettant aux entreprises de louer des cobots plutôt que de les acheter, réduisant ainsi leur investissement initial. Grâce à leur déploiement flexible et à leur capacité à effectuer des tâches variées, les cobots mobiles contribuent à diminuer les coûts d'exploitation et à accroître la productivité.

Optimisation de l'espace

Les cobots mobiles nécessitent beaucoup moins d'espace que les robots conventionnels, car ils ne requièrent pas de barrières de sécurité et présentent une conception compacte. Cet avantage est particulièrement important dans les environnements de production exigus. Ils peuvent être déployés dans des endroits où l'utilisation de robots traditionnels serait impossible faute de place. Les entreprises peuvent ainsi optimiser leurs zones de production existantes et créer des flux de travail plus efficaces.

Comparaison avec les robots industriels traditionnels : une perspective nuancée

Bien que les cobots mobiles offrent des avantages indéniables en termes de flexibilité et de sécurité, les robots industriels traditionnels conservent toute leur utilité dans les domaines exigeant des vitesses élevées et des charges importantes. Par exemple, ils sont encore utilisés pour le soudage à des vitesses allant jusqu'à 10 m/s ou pour le déplacement de charges supérieures à 100 kg. Le choix du robot le plus adapté dépend donc des exigences et des spécificités de chaque application.

Avantages stratégiques pour la production : Façonner l'avenir

Les avantages stratégiques de l'utilisation de cobots mobiles en production sont multiples :

Temps d'arrêt réduit

La recharge automatique pendant les périodes d'inactivité permet un fonctionnement continu 24h/24 et 7j/7 et garantit une utilisation optimale des capacités de production. Les cobots mobiles peuvent ainsi être utilisés en rotation sans interruption humaine ni limitation des horaires de travail, préservant ainsi la productivité.

Utilisation accrue de l'espace

La création d'espaces de travail partagés, organisés en cellules de travail collaboratives, permet d'optimiser l'utilisation de l'espace dans les sites de production. Humains et robots peuvent ainsi partager les mêmes zones de travail et collaborer plus efficacement.

Résilience face aux pénuries de personnel

L'automatisation des tâches monotones et répétitives par des cobots mobiles, comme la manutention, libère les ouvriers qualifiés et leur permet de se concentrer sur des tâches plus complexes et exigeantes. Cela aide les entreprises à pallier la pénurie de main-d'œuvre qualifiée tout en garantissant la productivité et la qualité de leurs produits.

Limites de la technologie : attentes réalistes

Bien que les cobots mobiles offrent de nombreux avantages, il est important de prendre en compte leurs limites. S'ils excellent en matière de flexibilité et de sécurité, ils ne peuvent égaler la vitesse et la capacité de charge des robots industriels traditionnels. De ce fait, ils ne conviennent pas à certaines applications, notamment celles exigeant une production de masse à haut débit. Dans ces domaines, les robots traditionnels demeurent indispensables en raison de leurs performances et de leur spécialisation dans des tâches spécifiques.

Les cobots mobiles, une technologie clé pour l'industrie 4.0

La combinaison de mobilité, de sécurité, de flexibilité et d'amortissement rapide fait des cobots mobiles une technologie clé de l'Industrie 4.0. Ils sont particulièrement intéressants pour les industries à forte diversité de produits et aux processus de production dynamiques, comme les technologies médicales ou la fabrication de produits électroniques. Leur capacité d'adaptation aux besoins changeants permet aux entreprises de gagner en efficacité, en flexibilité et en compétitivité. Les cobots mobiles représentent non seulement une innovation technologique, mais transforment également la collaboration entre humains et robots dans la production. Ils ouvrent la voie à une nouvelle ère d'automatisation intelligente et auront un impact de plus en plus significatif sur l'industrie mondiale dans les années à venir. L'usine du futur sera ainsi caractérisée par une collaboration entre humains et robots mobiles pour garantir une production efficace, dynamique et résiliente.

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