Faut-il choisir un cobot ou un robot industriel ?

09/04/2024

Cobot ou robot industriel : lequel convient le mieux à votre processus de production ?

Dans de nombreux secteurs industriels, l’automatisation est devenue une évolution incontournable.

L’industrie manufacturière, en particulier, bénéficie fortement du soutien de la robotique. La pénurie aiguë de main-d’œuvre, la pression croissante sur la performance et les exigences toujours plus strictes des clients finaux en matière de qualité sont autant de facteurs bien connus qui poussent les entreprises à recourir à un robot ou à son “petit frère” : le cobot.

Mais quelle est réellement la différence entre ces deux technologies, et pour quels types d’applications est-il préférable d’opter pour l’une ou l’autre solution ?

En quoi les cobots et les robots industriels diffèrent-ils les uns des autres ?

L'histoire

Le terme « cobot » est dérivé de l’anglais collaborative robot, qui signifie littéralement « robot collaboratif ».

Le cobot a été inventé en 1996 afin de permettre une collaboration directe avec les opérateurs humains au sein d’un espace de travail partagé, contrairement aux robots industriels traditionnels qui, pour des raisons de sécurité, fonctionnent généralement dans des zones séparées.

Le robot industriel a fait ses débuts en 1961 chez General Motors. Dans les années 70, le robot a fait son entrée sur le continent européen pour s'imposer définitivement dans les années 80.

Alors que le cobot est conçu pour travailler en symbiose avec l’opérateur humain, le robot industriel est destiné à fonctionner de manière autonome. Ses applications les plus courantes se retrouvent notamment dans l’assemblage, le soudage, la manutention de pièces lourdes et d’autres processus industriels similaires.

Différences

Les cobots et les robots industriels traditionnels diffèrent de manière significative, non seulement dans leurs applications fonctionnelles, mais également dans leur configuration et leur conception. Ces différences présentent à la fois des avantages et des inconvénients, en fonction de l’application spécifique et de l’environnement de travail. Chez Cibo Robotics, nous constatons que ces distinctions sont encore plus marquées dans le cadre de l’automatisation des processus de ponçage.

Dispositifs de sécurité

a. Les cobots sont conçus pour travailler en toute sécurité à proximité des opérateurs humains. Ils sont équipés de capteurs avancés leur permettant de détecter la présence humaine et d’adapter ou d’interrompre leurs mouvements afin d’éviter toute collision. Ils se déplacent également à une vitesse maximale de 1 mètre par minute afin de minimiser les blessures en cas de collision. Pour des applications telles que le pick and place, l’assemblage, le dosage ou l’assistance aux machines CNC, un cobot peut être installé sur le lieu de travail sans dispositifs de sécurité supplémentaires. Cependant, si vous y montez une ponceuse, d'autres règles s'appliquent. La ponceuse est alors le composant le plus risqué. Elle dicte dès lors les exigences de sécurité : l’opérateur doit dès lors être protégé de manière appropriée, souvent au moyen de clôtures de sécurité ou de systèmes radar. Une fois ces mesures mises en place, la limitation de vitesse de 1 m/min ne s’applique plus et la vitesse du cobot peut être optimisée en fonction des exigences du processus de ponçage.

b. Les robots industriels traditionnels ne disposent généralement pas de capteurs de sécurité intégrés de ce type et fonctionnent systématiquement dans des environnements fermés afin d’éviter toute interaction avec les opérateurs.

Avec des charges utiles dépassant fréquemment 150 kg, un contact entre un robot industriel et un opérateur représente un risque majeur, ce qui rend une séparation physique stricte indispensable.

Flexibilité et mobilité

a. Les cobots sont plus légers et plus compacts, ce qui les rend facilement déplaçables et déployables à différents endroits du processus de production.

b. Les robots industriels sont généralement plus volumineux et installés de manière fixe, ce qui limite leur flexibilité lors de la reconfiguration des lignes de production.

c. Dans les applications de ponçage, la mobilité joue un rôle moins déterminant. Le processus de ponçage occupe généralement une place fixe dans l'atelier ou le département, car il fait partie d'un processus global.

Facilité de programmation

a. Les cobots sont conçus pour être facilement programmés, y compris par du personnel ne disposant pas d’une formation technique approfondie. La programmation s’effectue souvent via des interfaces intuitives ou par guidage manuel du robot à travers les mouvements souhaités (point-and-teach).

b. Les robots industriels nécessitent généralement une programmation plus complexe, réalisée par des techniciens spécialisés disposant de compétences avancées en robotique.

Pour des opérations simples, la méthode point-and-teach est largement suffisante et, de surcroît, plus rapide que la programmation d’un robot industriel classique.

En revanche, pour des opérations plus complexes, un contrôle total des trajectoires suivies par le cobot ou le robot est indispensable.

Dans ce cas, il est nécessaire de recourir à une solution de programmation hors ligne telle que RoboDK ou à un logiciel CAM complet comme SprutCAM.

Nous reviendrons en détail sur ce sujet dans un article de blog dédié.[Cliquez ici pour le lien vers le blog].

Tables d'indexation

Une table d’indexation dispose d’une ou de plusieurs positions d’arrêt fixes, définies en degrés. Ces tables peuvent être entraînées par un moteur pas à pas, un servomoteur ou un moteur à entraînement direct (direct drive), chacun présentant ses propres avantages et niveaux de coût.

Les tables d’indexation sont idéales pour les applications nécessitant la rotation des pièces selon des angles fixes devant le robot, ainsi que pour les opérations de chargement et de déchargement de la cellule.

Exemple pratique: Cibo Robotics

Cibo Robotics utilise les trois types de tables rotatives pour assembler des cellules robotisées. Dans de nombreux cas, une table d’indexation est combinée avec deux tables rotatives synchronisées.

La cellule est systématiquement équipée d’une table rotative positionnée à l’extérieur de la cabine, permettant à l’opérateur de changer les pièces en toute sécurité et à l’abri des poussières. La table rotative synchronisée est pilotée via SprutCAM, l’ensemble des paramètres étant géré directement dans le programme. Ce logiciel CAM assure les mouvements ainsi que la coordination précise entre le robot et la table rotative.

Conclusion

Le choix entre un cobot et un robot doit être évalué au cas par cas par des experts disposant à la fois d’une connaissance approfondie des processus et des matériaux de ponçage, ainsi que de la robotique et de l’automatisation.

Pour vous donner une idée, voici les règles empiriques utilisées par Cibo Robotics pour choisir entre un cobot et un robot :

Pour les opérations d'usinage lourdes (soudage, pliage, ébavurage plasma fortes, etc.) → optez pour un robot industriel

Le processus comprend-il plusieurs étapes de ponçage ? (changements automatiques des matériaux de ponçage et des outils) → robot industriel

Intégration avec d’autres systèmes ? (Est-il commandé par d’autres machines ou par des applications logicielles externes ?) → robot industriel

Une table rotative synchronisée ou un axe linéaire est-il nécessaire (fonctionnant comme un axe supplémentaire) ? → robot industriel

Sur la base de ces règles empiriques, on pourrait avoir l’impression qu’un cobot n’est jamais adapté à l’automatisation d’un processus de ponçage. Ce n'est bien sûr pas le cas. Chaque outil doit être utilisé pour l’application pour laquelle il a été conçu.

Cela signifie que, pour des applications légères, des opérations simples et des configurations autonomes (stand-alone), un cobot peut parfaitement remplir sa fonction.

En revanche, dès que la complexité augmente ou que des opérations plus exigeantes sont requises, le robot industriel constitue tout simplement une plateforme plus performante et plus pérenne.

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