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Robots collaboratifs : Ils vont booster la productivité… à condition d’être bien sécurisés

Actuellement testées par les industriels, ces machines conçues pour travailler avec les humains sont au cœur d'une nouvelle révolution industrielle : l'usine du futur


PSA, Airbus, Saint-Gobain... les industriels testent actuellement ces robots conçus pour travailler avec les humains, accompagnés par Bureau Veritas.

Sur le site d’assemblage PSA de Rennes, une dizaine de robots collaboratifs assistent les ouvriers. Le constructeur a aussi intégré ces machines sur le site de Vigo en Espagne, et dans sa fonderie de Sept-Fons. Ford en utilise pour monter des amortisseurs sur la Ford Fiesta en Allemagne. Quant à Airbus, Faurecia, Essilor, ThyssenKrupp, Danone ou encore Saint-Gobain, ils ont également équipé certains de leurs sites de production.

Les robots collaboratifs seront au cœur de l’usine du futur. Légers et maniables, ils sont conçus pour fonctionner au plus près des opérateurs. Cette caractéristique leur permet d’effectuer des opérations sur toutes les chaînes d’assemblage, à la différence des robots industriels traditionnels qui, n’étant pas sécurisés pour fonctionner à proximité des humains, sont généralement installés dans des cages. « Les machines dites collaboratives vont permettre d’améliorer la rentabilité d’une usine, en automatisant des postes de travail qui ne pouvaient pas l’être jusqu’à présent, par exemple en créant des lignes de montage homme-machines, et de soulager les opérateurs des tâches pénibles ou répétitives, nécessitant par exemple de porter de lourdes charges », explique Florimond Lapaque, ingénieur sécurité machines chez Bureau Veritas et spécialiste de la robotique collaborative.

les types de robots collaboratifs

Les fabricants de robots « traditionnels » misent sur la sobriété. Leurs modèles collaboratifs sont des bras robotisés, à l’image de la gamme « UR » d’Universal Robots, « CR » de FANUC, du YuMi d’ABB, ou du LBR iiwa de KUKA Robotics.si manipuler sans effort des objets de 100 kilos.


Baxter et Sawyer de Rethink Robotics sont les plus célèbres des robots collaboratifs. Ils se démarquent par leur système de vision embarquée qui leur permet une reconnaissance des formes et d’interagir avec les ouvriers. 
 

Certains robots collaboratifs sont équipés de roues pour se déplacer, comme ceux d’Omron Adept Technologies. Ils sont ainsi capables de transporter des objets d’un point A à un point B.

 


Les exosquelettes, ici ceux de RB3D, sont considérés comme des robots collaboratifs. Ils permettent de diviser par dix l’effort requis pour soulever une charge. Avec leur aide, un technicien peut ainsi manipuler sans effort des objets de 100 kilos.

22 700 co-robots vendus en 2016

« C’est un marché vraiment naissant, qui progresse lentement », a expliqué aux Echos André Montaud, administrateur du cluster Coboteam, un groupement d’entreprises spécialistes de la robotique de la région Auvergne-Rhône-Alpes. Ainsi, selon le fonds Loup Ventures, 22 700 unités ont été vendues dans le monde en 2016, contre plus de 335 000 robots industriels « traditionnels ». Des débuts timides, qui peuvent s’expliquer notamment par l’absence, jusqu’à n septembre 2017, de règle spécifique autour de l’intégration des robots collaboratifs. Ces robots sont prééquipés de fonctions de sécurité — dans la plupart des cas des capteurs accompagnés d’un système de blocage en cas de contact involontaire avec l’environnement. « Ces fonctions de sécurité peuvent suffire dans certains cas, mais doivent être correctement paramétrées, par exemple pour un contact avec le bras ou la jambe de l’opérateur, précise Florimond de Lapaque de Bureau Veritas. Elles peuvent toutefois être insuffisantes en cas de rapprochement avec des zones sensibles de la tête (œil, tempe, tympan...) et doivent alors être complétées. »

Le co-robot Hiro de Kawada sur une chaîne d’assemblage de pièces de l’A380 en Espagne. Crédits : Airbus

Scrutateur lasers et barrières immatérielles

Jusqu’à début octobre 2017, aucune règle spécifique ne précisait ce qui devait être fait pour l’implantation de telles machines à proximité des opérateurs. Il existe bien une norme internationale — ISO / TS 15 066 — portant sur la sécurisation des robots collaboratifs, mais elle n’est pas harmonisée à l’échelle européenne. « II était urgent de donner aux industriels la démarche de prévention à adopter. L’application du cadre réglementaire pour les robots collaboratifs restait complexe, compte tenue de l’interaction recherchée entre l’opérateur et le robot. À cet effet, le ministère du Travail vient de publier un guide délivrant des indications plus précises aux fabricants et utilisateurs. » Les ingénieurs sécurité machine de Bureau Veritas, qui ont participé à l’élaboration de ce guide, aident les industriels. Essilor, Saint-Gobain et Faurecia ont déjà pu bénéficier de l’assistance des experts Bureau Veritas pour leurs premières applications de robotique collaborative. « Nous sommes amenés à analyser les risques et identifier les mesures de préventions ou les fonctions de sécurité externes qui peuvent être nécessaires, en complément de celles intégrées aux robots (scrutateurs lasers, barrières immatérielles, tapis de détection sensible...).»

Pleinement sécurisés, les robots collaboratifs pourront ainsi se démocratiser. Un scénario très probable selon Loup Ventures, qui table sur une multiplication des ventes par 19 d’ici à 2024. Cela représenterait alors près de la moitié des ventes totales de robots industriels. La Fédération internationale de la robotique table sur les mêmes prévisions. Dans son dernier rapport, l’organisation affirme ainsi que « les robots collaboratifs (...) seront le moteur du marché mondial de la robotique dans les années à venir ».




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