La place des robots collaboratifs dans le contrôle qualité

Les entreprises sont toujours plus nombreuses à faire appel aux robots collaboratifs. Si beaucoup le font pour effectuer des tâches routinières, lassantes et parfois dangereuses en lieu et place des opérateurs, d’autres utilisent les cobots dans le cadre du processus de contrôle qualité.

En effet, l’extrême précision des cobots, capables d’effectuer avec une régularité constante des gestes types pendant des journées entières, en font d’excellents outils dans cette activité. Universel à toutes les entreprises manufacturières, le contrôle qualité se doit d’être le plus exact possible... et l’exactitude, c’est exactement ce pour quoi les cobots sont bons.

La mondialisation a augmenté drastiquement la concurrence entre les entreprises. Aujourd’hui, avec internet et la possibilité de se faire livrer chez soi en quelques jours des produits venant de l’autre côté de la planète, les enjeux ne sont plus les mêmes.

Une entreprise manufacturière, même une PME, doit désormais faire face à une concurrence venant potentiellement des quatre coins du monde et dispose souvent de bien plus de moyens qu’elle. L’automatisation, autrefois uniquement accessible aux grands groupes, avait creusé l’écart entre petites et grandes entreprises. Avec les cobots, les TPE/PME ont enfin accès à l’automatisation, qui permet une production plus soutenue et flexible, les aidant à gagner en compétitivité.

Aujourd’hui, la qualité des produits et services rendus sont le critère le plus important pour le succès d’une entreprise. Mise en comparaison avec le monde entier, à une époque où le bouche-à-oreille prend une ampleur inédite grâce à internet, les entreprises se doivent de créer des produits de qualité si elles veulent continuer leur activité. Une réputation peut se défaire très vite. Pour s’assurer du bon état de leurs créations, les entreprises passent par le processus de contrôle qualité. Ce dernier consiste à s’assurer de la conformité d’un produit par rapport aux caractéristiques standards attendues, en identifiant les parties défectueuses ou défaillantes du produit avant sa mise en vente ou son conditionnement.

Le contrôle qualité est généralement effectué manuellement par des techniciens professionnels, mais certains produits, à cause de leur envergure, leur poids, leur apparence ou leur nature peuvent se révéler difficiles à contrôler efficacement pour un opérateur humain, en particulier à la longue alors que la fatigue accélère la possibilité d’erreurs.

Pour assurer la réussite d’un contrôle qualité, où l’on manipule, regarde et filme une pièce pour y reporter ou en corriger les défauts, il faut être capable de répéter constamment les mêmes mouvements encore et encore, avec une précision constante, le tout pendant de nombreuses heures. Chose absolument impossible, même pour les techniciens les plus talentueux et les plus consciencieux.

Les bras robotiques Universal Robots, de par leur capacité à répéter à un rythme prédéfini les mêmes gestes avec une précision de +/- 0,05 mm les rend particulièrement adaptés à cette tâche, garantissant un taux d’erreur quasiment nul. Grâce à l’écosystème Universal Robots+, les cobots peuvent être équipés d’une multitude d’effecteurs et de produits de bout de bras (caméras, appareils photo, capteurs d’inspection 2D et 3D…). Ainsi, il est possible de programmer sur mesure le cobot en fonction du produit à contrôler.

Les six degrés de liberté des cobots leur permettent également d’inspecter rapidement et avec une précision quasi-infaillible les différents points de contrôle de la pièce, sous des angles difficiles à obtenir pour un humain. La souplesse de programmation des déplacements du bras du robot, associée aux possibilités de mesure sans contact des systèmes de vision autorisent le contrôle de pièces de différentes dimensions en production et à grande cadence. Et ce, même dans des espaces très restreints. La très faible empreinte au sol des cobots rend possible leur installation à l’emplacement du contrôle qualité sans bouleverser l’agencement de la chaîne de production. Le déploiement tout comme le redéploiement des cobots sont extrêmement simples et rapides.

Il en est de même pour leur programmation qui est très accessible, même pour les non-professionnels. Des fonctionnalités comme la remote TCP des produits e-Series qui permet de réaliser la programmation à distance, donnant aux cobots une connectivité complète et flexible. En une paire d’heures, un cobot apprend à reproduire à la perfection les gestes les plus complexes des opérateurs et se retrouve ainsi apte à opérer le contrôle de n’importe quel produit.

Les cobots offrent une production plus homogène et le maintien d’un haut niveau de qualité. Les opérateurs, libérés de cette tâche répétitive, peuvent prendre en charge des activités à plus forte valeur ajoutée.

Le gain de productivité apporté par ces cobots, combiné à un investissement moindre que pour un robot industriel classique et un ROI en moyenne inférieur à un an, font des cobots des alliés essentiels pour les entreprises souhaitant automatiser le processus de contrôle qualité. Plusieurs entreprises s’y sont essayées avec succès.

{% video_player "embed_player" overrideable=False, type='scriptV4', hide_playlist=True, viral_sharing=False, embed_button=False, width='640', height='360', player_id='16679978451', style='' %}

En Inde, Bjaj Auto, un constructeur automobile spécialisé dans la production de motos, a mis en place des robots collaboratifs afin d’améliorer sa production sur des applications multiples, comprenant le contrôle qualité. Face à une production en forte croissance l’entreprise a fait le pari des robots collaboratifs et de l’automatisation pour suivre la cadence et trouver une solution standardisée, flexible et fiable.

Les cobots Universal Robots et leur compacité, leur période d’amortissement courte, leur flexibilité, leur légèreté, leur rapport qualité-prix, leur précision et leur sûreté ont convaincu Bajaj Auto de les installer tout le long de sa chaîne de production. Le but était également de prendre en charge les activités physiques difficiles, importante pour l’entreprise, dont près de 50 % de la main-d’œuvre sur la chaîne de montage est constituée de femmes. Après 3 mois, de nombreux bénéfices ont été observés : diminution des problèmes d’espace, réduction de la répétitivité du travail pour les employés, simplification du travail de la main d’œuvre, meilleure productivité et une augmentation de la qualité des produits.

Bien plus au nord, en Suède, Nordic Sugar, une entreprise du secteur agroalimentaire, a acquis des robots collaboratifs UR5 pour automatiser son processus d’analyse d’échantillons de matières premières dans son usine de sucre. La facilité et rapidité de programmation des bras robotiques et leur capacité à peser et à manipuler avec une précision constante les dizaines de milliers d’échantillons de sucres ont transformé les employés de Nordic Sugar en experts robotiques, eux-mêmes capables désormais de se charger de la programmation, sans avoir à faire appel aux services d’un expert. Grâce aux cobots, Nordic Sugar a pu améliorer son indépendance sur le plan technique et améliorer sa production, avec un retour sur investissement de 4 mois.

Aux États-Unis, dans le secteur automobile, Comprehensive Logistics (Youngstown, Ohio), utilise un cobot UR10 dans ses opérations de contrôle qualité. Sur sa ligne d’assemblage d’engins automobiles, l’entreprise ne peut se permettre le moindre défaut de fabrication et chaque sous-assemblage doit être vérifié scrupuleusement. Une tâche difficile pour les opérateurs qui ne pouvaient pas toujours positionner le système de caméras dans des angles satisfaisants et à la vitesse requise pour effectuer un contrôle qualité satisfaisant.

La capacité du cobot UR10 à répéter exactement les mêmes gestes d’inspection durant toute la journée, sans être affecté par la fatigue, cumulé à sa dextérité naturelle lui permettant de positionner la caméra en bout de bras dans des angles impossibles, a aidé l’entreprise à atteindre les 100% de qualité dans le sous assemblage de ses engins automobiles, sans un seul défaut de réalisation, tout en accélérant sa production.

De son côté, Böco Böddecker, en Allemagne, utilise un cobot UR5 dans ses activités d’étiquetage et de contrôle qualité. Pour rester compétitif, le fabriquant de fermetures et serrures pour le secteur automobile a décidé d’automatiser une partie de ses activités. Placé en fin de ligne, le cobot, muni d’un système avancé de vision et de contrôle qualité par caméra, identifie et rejette les pièces défectueuses, avant d’étiqueter celles qui correspondent aux standards de qualité très élevés du fabricant.

Les robots collaboratifs ne servent pas uniquement à garantir la qualité des produits créés mais également que ces derniers ne posent aucun danger aux travailleurs évoluant à leurs côtés. La notion de sécurité est très importante aux yeux d’Universal Robots. En conséquence, les cobots Universal Robots sont tous équipés des systèmes de sécurité les plus avancés possibles afin de garantir que leur implémentation au sein de la chaîne de production ne fasse courir aucun risque aux opérateurs.

En effet, les cobots sont faits pour travailler aux côtés des opérateurs. Leurs mouvements lents (diminuant les chances de contact et la puissance de ces derniers), leur poids minimal (diminuant l’impact du contact) et de nombreux capteurs leur permettent de réagir à leur environnement immédiat.

Tous respectent ainsi les normes de sécurité en vigueur s’appliquant aux robots collaboratifs. Ces dernières comprennent la prise de contrôle à distance, l’arrêt de sécurité, la limitation de la puissance, le paramétrage de temps, de la distance d’arrêt et bien d’autres. Lors de l’installation d’un cobot, il est requis de procéder à une analyse des risques, afin de s’assurer qu’elle se fasse en toute sécurité et s’intègre parfaitement dans la configuration du site. C’est d’autant plus critique dans le cadre d’un cobot installé pour effectuer le contrôle qualité où il sera souvent à proximité d’un opérateur.

Notre réseau d’intégrateurs Universal Robots est là pour vous accompagner tout au long de votre projet d’automatisation afin que ce dernier se passe en toute sécurité.