Les dernières technologies en robotique

La semaine passée, j’ai eu l’occasion de visiter le Centre de Robotique et de Vision Industrielles (CRVI), basé dans le CEGEP de Lévis-Lauzon. J’ai ainsi pu voir et partager avec des experts les dernières technologies dans le domaine de la robotique. Vous trouverez sur le site du CRVI l’ensemble des informations et des détails sur leurs mandats. Pour faire court, leur rôle est de faire profiter les entreprises québécoises des dernières technologies de pointe, à moindre coût via différents programmes du gouvernement.

Les robots sont utilisés en industrie depuis de longues années. En usinage, en soudure, en assemblage, ils n’ont plus besoin de démontrer leur supériorité sur l’homme pour réaliser des interventions répétitives, pénibles ou dangereuses. Sans poumons et sans muscles craignant pour leur santé, ils savent remplacer l’homme dans bien des cas, en particulier pour des actions simples et standardisées.

Leur programmation ne leur permettait jusqu’à présent pas de s’adapter à une variabilité du process. Si l’opérateur ne plaçait les pièces à souder ou à usiner dans une position très précise, le robot ne pouvait effectuer correctement son travail. Cette contrainte nécessitait l’installation de gabarits couteux et a longtemps limité leur développement par le faible retour sur investissement qu’ils apportaient.

Deux technologies devraient pouvoir améliorer ces aspects et augmenter la pénétration des robots dans les usines. Il s’agit de la vision et des capteurs de pression qui donnent au robot le sens de la vue et du toucher. L’intelligence reste programmée par l’homme, mais le robot est « capable » de prendre des décisions et de s’adapter à un process ou un produit avec de petites variations.

Pour comprendre ce que peuvent apporter ces deux technologies, rien de mieux que quelques exemples et une vidéo.

L’apport de la vision

Le robot est équipé d’une ou plusieurs caméras 2D ou 3D. Ces caméras prennent des images de la zone ou le robot va intervenir. Un programme analyse l’image. La programmation du robot recale en permanence la position du robot en fonction des informations reçues.
Dans l’exemple ci dessous, vous pouvez voir un classique : la prise de pièces sur un tapis roulant pour les disposer dans des boites. Il s’agit d’un robot de démonstration Fanuc. Donc en fin de ligne, un autre robot sort les pièces de la boite pour les remettre mélangées sur le tapis roulant. La vision sert dans ce cas à identifier la position de la pièce à prendre.

Une autre utilisation développée par le CRVI est la correction de trajectoire de soudure / usinage. Une ou plusieurs caméras capturent l’image de la pièce à travailler. Le robot est programmé en relatif :il connait la trajectoire à accomplir. L’image prise permet de donner l’emplacement de départ, et de calculer le déplacement précis du robot. Pour garantir la qualité, il est possible de définir une tolérance de modification de trajectoire. Si la position des pièces est trop décalée avec la position « standard », le robot arrête son action et l’opérateur doit intervenir.

Le gain pour l’entreprise : des gabarits moins complexes et moins couteux, un temps opératoire réduit pour mettre en place les pièces (moins de précision nécessaire).

L’apport du capteur de pression

Le capteur peut mesurer des forces selon les 3 axes (x,y et z) ainsi que les moments sur ces 3 axes. Cette capacité à « ressentir » la force peut servir dans de nombreuses applications, en particulier pour des robots humanoïdes. Côté industriel, cette technologie peut servir à :

  • Garantir l’assemblage d’une pièce dans une autre : le robot connait la position de la pièce à assembler et le trajet à effectuer. Si, au cours de son trajet, il reçoit une information d’une force incompatible avec son trajet (pièce mal alignée ou mal calibrée par exemple), il corrige sa trajectoire. Si la pièce ne correspond pas aux tolérances d’assemblage, il arête son action et c’est l’opérateur qui se charge alors de vérifier la qualité des pièces.
  • Standardiser un produit : si deux pièces doivent être assemblées à une force de 10 livres, le robot s’adaptera en fonction de la dureté des matériaux et de leur variabilité, pour que l’assemblage ait toujours une force de 10 livres. Il modulera la pression appliquée en fonction de l’information renvoyé par son capteur.

Le gain pour l’entreprise : la possibilité d’automatiser et de standardiser un process, un résultat avec un niveau de qualité constant.

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