Un robot collaboratif est un bras robotique conçu pour interagir directement avec des travailleurs humains au sein d'un espace de travail partagé. Contrairement aux robots industriels traditionnels qui fonctionnent de manière isolée derrière des protections de sécurité, les cobots sont équipés de :
Capteurs limiteurs de force qui arrêtent le bras au contact
Des conceptions plus rondes et plus lisses pour minimiser les risques de blessures
Charge utile et vitesse inférieures à celles de leurs homologues industriels (généralement 3 à 16 kg de charge utile)
Facilité de programmation - souvent enseignable à l'aide d'un guidage manuel ou d'interfaces simples
Encombrements compacts adaptés à un déploiement flexible
L'Organisation internationale de normalisation (ISO) définit quatre types d'opérations collaboratives selon la norme ISO/TS 15066 : arrêt surveillé de sécurité, guidage manuel, surveillance de la vitesse et de la séparation, et limitation de la puissance et de la force.
Cobots vs robots industriels traditionnels
格
Fonctionnalité |
Robot Collaboratif (Cobot) |
Robot industriel traditionnel |
Sécurité |
Limitation de force intégrée, fonctionne sans cage |
Nécessite une clôture de sécurité et des verrouillages |
Charge utile |
Généralement 3 à 16 kg |
Jusqu'à des centaines de kg |
Vitesse |
Plus lent (vitesses sans danger pour les humains) |
Fonctionnement à grande vitesse |
Programmation |
Guidage manuel, sur tablette, sans codage |
Programmation hors ligne, ingénieurs nécessaires |
Empreinte |
Compact, mobile, redéployable |
Grand encombrement, installation fixe |
Coût |
15 000 $ – 60 000 $ |
50 000 $ – 200 000 $+ |
Idéal pour |
Tâches flexibles, à faible volume et à forte diversité |
Tâches volumineuses, répétitives et lourdes |
Sécurité : les quatre modes de fonctionnement collaboratifs (ISO/TS 15066)
Arrêt surveillé de sécurité — Le robot s'arrête automatiquement lorsqu'un humain entre dans l'espace de travail collaboratif. Le travail reprend lorsque l'humain part.
Guidage manuel — L'opérateur guide physiquement le bras du robot tout au long d'une tâche à l'aide d'un appareil portatif. Le robot se déplace uniquement avec l'intervention humaine.
Surveillance de la vitesse et de la séparation — Le robot ralentit à mesure qu'une personne s'approche et s'arrête si la distance de séparation minimale est violée.
Limitation de puissance et de force — L'énergie cinétique du robot est plafonnée à des niveaux sûrs grâce à des limites mécaniques et logicielles. Même en cas de contact, les blessures sont évitées.
Applications clés des robots collaboratifs dans la fabrication
1. Entretien des machines
L'entretien des machines (chargement et déchargement de pièces de machines CNC, de presses à injection, de presses ou d'autres équipements) est l'une des applications les plus courantes des cobots. Un seul cobot peut s'occuper de plusieurs machines dans une opération « éteinte », réduit la variabilité du temps de cycle causée par la fatigue humaine et permet aux machinistes qualifiés de se concentrer sur la configuration, la programmation et la qualité. Exemple : un fournisseur de pièces automobiles de taille moyenne déploie un cobot UR10e pour s'occuper de deux tours CNC, signalant une augmentation de 40 % de l'utilisation des machines.
2. Assemblage
L'assemblage assisté par cobot permet aux travailleurs humains de gérer des étapes complexes tandis que le cobot gère des sous-ensembles répétitifs comme le vissage avec contrôle du couple, l'assemblage par encliquetage de composants en plastique, le montage sous pression de roulements et la mise en kit. Les cobots dotés de systèmes de vision intégrés peuvent gérer la vérification de la présence des pièces et les contrôles d'orientation, réduisant ainsi considérablement les taux de défauts.
3. Contrôle de qualité
Les cobots équipés de caméras, de scanners laser ou de capteurs tactiles effectuent des mesures dimensionnelles, une détection des défauts de surface, une vérification du couple et un tri réussite/échec en ligne. La programmabilité du cobot permet différentes routines d'inspection pour différentes références de produits, ce qui le rend idéal pour les environnements à forte mixité et à faible volume.
4. Emballage et palettisation
L'emballage de fin de ligne bénéficie d'un changement rapide entre les différentes références de produits, de modèles d'empilage cohérents qui réduisent les dommages causés par le transport et d'un faible encombrement qui s'adapte aux lignes de convoyeurs existantes sans réaménagement majeur.
5. Manutention et transfert du matériel
Les cobots transportent les pièces entre les postes de travail via le pick-and-place, le chargement/déchargement des plateaux pour le traitement par lots et le transfert de matériaux inter-cellules avec intégration AGV/AMR
