Découvrez les Cobots

Rentables, flexibles, sûrs et simples d’utilisation !

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Avec la modernisation constante du secteur industriel et l'apparition des cobots, beaucoup d’entreprises se posent des questions et hésitent encore à se lancer dans des projets de robotique collaborative. Qu’est ce qu’un cobot ? Comment ça marche ? Que peuvent-ils faire ? Est-ce qu’ils seraient utiles à mon entreprise? Comment les intégrer ?

C’est pour apporter les réponses et faire tomber les barrières autour de la cobotique et ses enjeux que nous vous présentons ce dossier. Destiné à être étoffé au fur et à mesure du temps, il répondra à toutes vos questions, et vous expliquera par où commencer.

Le cobot, qu’est-ce que c’est ?

Un terme qui n’est pas choisi au hasard…

Le mot cobot est apparu pour la première fois en 1999. Il s’agit en réalité d’un néologisme formé à partir des mots « coopération » et « robotique ». La coopération est le point central de la cobotique et du cobot lui-même. Il est en effet spécialement créé pour collaborer et interagir avec l’être humain. Ce robot collaboratif n’est pas programmé pour répéter éternellement une même tâche, mais pour travailler avec un opérateur humain. Qu’il soit piloté en temps réel, configuré à l’avance, le cobot est l’assistant de son assistant.
 

Pourquoi ce choix d’un robot collaboratif et assistant ? Car les emplois entièrement automatisables ne sont qu’une minorité (autour de 10%). Une étude de 2016 menée par des chercheurs du prestigieux MIT a montré que la collaboration homme-robot est 85% plus productive qu’un humain ou un robot travaillant seul. C’est pour cela que la collaboration homme-robot est, pour nous, le réel avenir de l’industrie.cobot

La polyvalence, clé du succès

Si le cobot peut théoriquement revêtir de multiples formes, la plus commune est celle d’un bras robotisé et articulé. En fonction de la programmation qui lui est imprimée, le cobot est capable de visser, poncer, saisir, frapper, coller, souder... La programmation du cobot, associée aux nombreuses extensions possibles aussi appelées effecteurs (capteur de force, pince, vis…) est ce qui lui permet de remplir ses tâches. La programmation a été spécifiquement conçue pour être simple de compréhension et d’utilisation. Elle ne demande en effet aucune compétence de robotique ou de programmation poussées, et est accessible à tous et à toutes !

C’est dans cette polyvalence que se trouve la plus grande force des robots collaboratifs. Malgré leur forme simple, ils peuvent effectuer une variété illimitée de tâches. Des activités que vous ne voudriez pas confier à des opérateurs humains, car trop épuisantes, difficiles, dangereuses, ou peu gratifiantes pour eux. On estime aujourd’hui que les troubles musculo-squelettiques et accidents de travail ont fait perdre plus de 8 millions de jours de travail entre 2015 et 2016 au Royaume-Uni, avec des chiffres comparables pour la France ou l’Espagne.

C’est pour cette raison que les cobots sont de plus en plus répandus dans les secteurs de l’automobile, du bâtiment, de l’électronique et également de la santé. Dans ce dernier, les cobots sont un atout précieux dans l’assistance des personnes âgées, l’utilisation de substances potentiellement toxiques, ou les opérations de grande précision. D’autres domaines à première vue insolites, comme le spectacle et les arts, font appels aux cobots, témoignage de leur polyvalence et efficacité

Et là où les robots étaient auparavant faits pour une et unique tâche, le cobot est lui reprogrammable à l’envie. Une polyvalence précieuse dans un monde de plus en plus rapide. Plus besoin d’acheter une autre machine en cas d’apparition d’un nouveau besoin ! La programmation comme déjà expliqué est très simple, et ne nécessite pas l’intervention coûteuse d’un spécialiste. Il est ainsi possible d’affecter le cobot à plusieurs tâches dans une même journée. Les applications les plus simples ne nécessitent généralement qu’une demi-journée pour être opérationnelles.

Des robots sûrs

Relativement petits et légers, les robots collaboratifs ne sont pas dangereux pour l’homme. Programmés pour s’arrêter dès qu’ils percutent (avec douceur) un obstacle, ils ne nécessitent pas d’investissement de votre part dans une cage de sécurité ou autre matériel associé. Ils respectent les dernières normes de sécurité en vigueur et sont ainsi bien plus facile à implémenter dans une usine que des robots classiques. 

Des formations en ligne

Des formations en ligne gratuites sont aujourd’hui accessibles pour permettre à quiconque d’apprendre à programmer un cobot. Autre avantage : il devient bien plus aisé de réorienter et reformer un de vos travailleurs dont l’ancien emploi est « occupé » par le cobot, qui deviendra ainsi « sa » machine et lui libérera du temps pour des tâches à plus forte valeur ajoutée.

L’importance de l’accessibilité aux TPE / PME

La popularité croissante des robots collaboratifs ne s’explique pas uniquement par ses capacités, mais également par les coûts inférieurs de son application et exploitation. Son retour sur investissement est en moyenne inférieur à une année. Une particularité unique qui le rend accessible aux TPE ainsi qu’aux PME qui jusqu’alors ne pouvaient s’automatiser, à cause du prix des robots.

Ainsi, l’écosystème autour du cobot croît constamment, avec la mise en place de plates-formes accueillant accessoires, périphériques et outils chaque mois plus nombreux. A la clé, un même cobot, universel, capable de profiter de fonctionnalités adaptées aux besoins immédiats de votre atelier.

Quel marché pour la cobotique en France:

L’importance d’un pays industrialisé

La réindustrialisation de la France, la modernisation de son industrie et l’implantation du numérique sont des étapes essentielles pour permettre à l’hexagone de se maintenir dans le peloton de tête des économies mondiales. Depuis 10 ans, la France connaissait un lent déclin de son tissu industriel. Or depuis 2017, selon l’Observatoire de l'Investissement Trendeo, l’hexagone voit repartir le nombre de création de sites de production, qui dépasse même le nombre de fermeture d’usines. En tête, l’industrie agro-alimentaire suivie de près par le secteur du traitement des déchets, de l’énergie et de l’habillement. Plus petites avec en moyenne 49 emplois, et des investissements plus modestes de l’ordre de 3 millions d’euros, ces nouvelles usines sont aussi beaucoup plus modernes et robotisées. Elles nécessitent un type de main d’œuvre plus qualifiée dans les ateliers et un nombre accru de postes sur les ventes et le commercial.

marché de la cobotique et industrialisation en france

La filière robotique en France

Dans son dernier rapport, l’IFR (Fédération Internationale de la Robotique) indiquait que la France a une densité de robot de 132 unités pour 10 000 employés dans l'industrie manufacturière. La France se classe ainsi à la 18ème place mondiale, derrière nombre de ses voisins de l'UE. L'Allemagne, pays le plus automatisé d'Europe et le 3ème au rang mondial, compte ainsi près de 309 unités pour 10 000 employés. Si les robots sont donc présents en France, en particulier dans les nouvelles usines, le pays a encore une grande marge de progression sur le parc d’usines existantes, qui se doit d’être exploitée.

Le cobot, la clé pour changer les mentalités ?

Un des défis principaux pour faciliter l’implantation des cobots est de changer la mentalité anti-robot et la méfiance qu’ont certaines personnes face aux robots et aux améliorations qu’ils peuvent apporter. Une méfiance issue d’une peur que la multiplication des robots se fasse aux dépens de l’emploi.

Il y a 50 ans, si le premier robot industriel était bel et bien conçu pour remplacer l’humain, ce n’est plus le cas aujourd’hui. A présent, humains et machines doivent travailler ensemble, comme des collègues. Cette notre vision que nous cherchons à partager à travers la cobotique. Avec les cobots, il devient possible de réintégrer l’intervention humaine dans un processus de production, gage de qualité auprès du consommateur, tout en gagnant en productivité, et en respectant le bien-être des opérateurs.

Notre soutien pour l’enseignement

Si la France est un excellent marché potentiel pour la robotique, nous pensons que le meilleur moyen de le développer passe par l’enseignement. Promouvoir l’enseignement de la robotique à l’école, développer les compétences en informatique, bureautique et programmation aux élèves sont des enjeux de taille, à la fois pour l’industrie française (qui fait face à une pénurie de candidats) et pour les élèves, pour qui ces connaissances seraient précieuses pour l’avenir.

L’industrie du futur résultant de la coopération homme-robot appelle également de nouvelles approches pédagogiques et innovantes (usines-écoles, vitrines technologiques animées…). Elles sont des voies ouvertes vers un progrès social dans lequel il faudra investir pour réussir cette transition éducative ! En diversifiant la formation qu’il sera possible d’offrir à la France une industrie tournée vers l’avenir et capable d’attirer de nouveaux profils.

Des entreprises, surtout de grande taille, multiplient d’ores et déjà les initiatives en formation professionnelle de jeunes et d’actifs. Devenues « de réelles actrices du système de formation professionnelle », elles méritent d’être soutenues dans leurs efforts. Pourquoi ne pas les rejoindre ?

L’importance de la robolution

Utilisée longtemps exclusivement dans l’automobile, la robotique, grâce aux cobots, se démocratise et s’ouvre aux autres industries. La cobotique, plus facile d’accès et répondant de manière plus adaptée aux besoins actuels des industries tire l’excellence industrielle française vers le haut.

Des cobots qui, au-delà de leur ROI rapide, leur bon rendement et leur confort d’utilisation, sont simples et rapides à programmer. Ils représentent donc la meilleure solution d’automatisation pour les PME françaises, soutenant la production dans de meilleures conditions et valorisant les emplois.

démonstration : automatisez votre production avec les cobots

Ce qui distingue le cobot du robot :

Les robots industriels ont fait progresser la productivité à un niveau jamais atteint. Mais les avancées technologiques permettent aujourd’hui aux robots collaboratifs de les remplacer, grâce à leur capacité à s’occuper de tâches inaccessibles pour eux.

Une différence de mobilité

Les cobots et robots industriels traditionnels se différencient sur de nombreux points. Le robot industriel est massif, prend beaucoup d’espace et se trouve à un poste fixe. Le cobot, lui, est compact, ne prend que peu d’espace et peut être déplacé au gré des besoins de votre entreprise. 

Une garantie de sécurité

Les robots industriels, de par leur activité intensive et souvent dangereuse, ne peuvent être installés sans barrières de sécurité « repoussant » l’humain plus loin. L’absence de capteurs de force/couple (qui donne au robot la conscience de son environnement, et la capacité de s’arrêter automatiquement en cas d’intrusion dans son espace), associée à un poids élevé, font d’eux des outils potentiellement dangereux qu’il ne faut pas approcher.

A l’inverse, les cobots sont tous munis de capteurs qui stoppent leurs mouvements en cas d’obstruction. Leur faible vitesse et poids très léger font que si choc il y a, celui-ci ne sera pas dangereux. Ainsi, les cobots vous offrent l’opportunité de supprimer les barrières de sécurité pour ramener l’humain au cœur même du processus productif. L’intégration d’un cobot à la chaine de production est donc bien plus facile que pour un robot, et plus économique, puisqu’il n’y a pas besoin d’acheter et d’installer le moindre dispositif de sécurité.

automatiser le polissage avec le cobot en toute sécurité

Quels usages ?

Qui dit robot dit programmation, et pour beaucoup, il s’agit encore d’un domaine obscur réservé à une élite. C’est le cas pour les robots industriels, machines complexes qui demandent l’intervention d’un expert souvent ingénieur, sous peine que le colosse de métal soit inutilisable. A l’inverse, les cobots, plus simples à manipuler peuvent être utilisés par quiconque sans besoin de formation préalable, du moins pour les tâches les plus simples.

De plus, la mise en fonction est un autre point de différenciation entre le robot industriel et le cobot qui peut être opérationnel en moins d’une demi-journée. Ceci, ajouté au prix largement inférieur des cobots (parfois jusqu’à 10 fois moins chers), leur donne un retour sur investissement extrêmement rapide, qui les rend bien plus abordables pour une petite entreprise.  

Polyvalence contre spécialité

Les robots industriels traditionnels et les cobots ne sont pas créés dans le même but. Un robot traditionnel est imaginé, planifié, construit et mis en marche dans un seul et unique but, qu’il atteindra avec une efficacité optimale. Le cobot, lui, n’est pas l’outil d’une seule tâche, il peut être reprogrammé pour effectuer tout un ensemble de nouvelles activités rapidement, sans l’assistance d’un expert en robotique.

Enfin, là où le robot effectue son travail seul, le cobot le fait aux côtés de l’homme tel un « assistant » et non un substitut. Le cobot, grâce à sa polyvalence et son retour sur investissement rapide est de répondre à un plus grand nombre de défis industriels actuels auxquels vous serez amenés à faire face.

Découvrez les cobots en 10 étapes

Rentabilité, sécurité et souplesse : avec les robots collaboratifs, ou cobots, l’automatisation n’a jamais été aussi simple, y compris pour les PME. Pour autant, même si les cobots sont extrêmement polyvalents, certaines tâches se prêtent mieux à l'automatisation que d'autres, en particulier lorsque vous vous lancez.

vous aider à définir ce qui peut être automatisé, nous avons classé les processus en 10 grandes étapes, 1 répertoriant les processus les plus simples qu’il est possible de réaliser soi-même et 10 ceux les plus avancés qui nécessitent une aide externe.

QU’EST-IL POSSIBLE D’AUTOMATISER ?

automatiser-avec-le-cobot 

Les applications idéales pour les cobots sont les processus répétitifs et manuels exécutés à proximité des opérateurs, mais n’exigeant pas pour autant une dextérité humaine, une capacité de discernement ou une prise de décision à la volée.

Les opérations de chargement et de préhension-positionnement constituent un excellent point de départ, en particulier pour les tâches pouvant causer des blessures liées à un défaut d'ergonomie ou contraignant les opérateurs à interagir avec des machines dangereuses.

1 – la Cadence

Les cobots exécutent généralement un processus simple à la vitesse d'un opérateur humain. Il est ainsi possible d’automatiser les opérations dont on maîtrise la cadence manuelle actuelle. Bien sûr, un cobot peut travailler 24 h/24 h sans s’arrêter, ce qui augmente votre productivité. De plus, les cobots garantissent une production homogène et fiable libérant les opérateurs des tâches les plus pénibles et répétitives pour les recentrer sur des activités à plus forte valeur ajoutée.

Faire fonctionner un cobot au-delà de la cadence d’un opérateur humain est possible, mais cela complexifie l’analyse des risques. Des dispositifs complémentaires seront nécessaires pour assurer la sécurité des personnes. De même, il faudra probablement programmer des trajectoires réalistes pour le robot et tenir compte des charges utiles.

2 - Portée et charge utile

Les cobots existent en plusieurs dimensions, mais sont idéalement adaptés à la manipulation de pièces de moins de 10 kg sur une portée inférieure à 1 300 mm. Il faut penser à prendre en compte le poids de l’outil dans le calcul de la charge utile totale. Si vous avez plusieurs processus à automatiser, optez pour une famille de cobots déclinés en plusieurs tailles et caractéristiques techniques. Hormis pour les applications d’envergure telles que la mise en palettes, il est préférable de privilégier l’automatisation de tâches qu’un opérateur peut réaliser sans quitter son poste de travail.

Pour les travaux exigeant un rayon d’action supérieur, il sera nécessaire d’installer plusieurs cobots ou réorganiser son atelier pour inclure le processus dans la portée d’un seul cobot.

3 – Pièces et présentation

Les cobots sont idéalement adaptés à la manipulation de pièces de dimensions et de formes homogènes, ce qui simplifie le choix d’une pince pour les saisir. Pour faciliter la programmation, Il est conseillé de présenter toutes les pièces dans la même position sur une table ou un plateau afin que le robot puisse répéter le même processus indéfiniment.

Une autre méthode consiste à les disposer de manière ordonnée (sur un plateau ou dans une corbeille) : il suffit alors d’indiquer au robot la position initiale et la position finale ainsi que le nombre de pièces dans chaque ligne et colonne. Certains cobots possèdent même des capacités préprogrammées de mise en palette.

Mieux vaut éviter de recourir aux systèmes de vision ou de détection pour identifier et saisir les pièces. Manipuler des pièces aux propriétés variables (dimensions et formes) ou présentées de manière non structurée (en vrac dans une caisse) reste tout à fait possible, mais plus complexe.

4 – Collaboration avec les opérateurs

travail collaboratif entre l'opérateur et le cobot

Les robots collaboratifs sont conçus pour travailler à proximité immédiate des opérateurs humains en garantissant leur sécurité. Toutefois, une analyse préalable des risques est conseillée pour définir l’interaction opérateurs-cobots adaptée à la situation de l’entreprise. À l’instar des opérateurs humains travaillant ensemble, la sécurité doit être assurée lors de la manipulation de pièces aux bords saillants ou l’utilisation d'un outil de découpe, d’un chalumeau ou d’une meule.

Dans un environnement collaboratif idéal, les opérateurs exploitent au mieux leurs compétences, notamment en supervisant le processus, tandis que le cobot se charge des tâches répétitives, manuelles voire dangereuses de manipulation des pièces et des machines. Dans les cas où le cobot doit se déplacer à vitesse élevée, ou si les tâches posent d’autres problèmes de sécurité, un rideau lumineux ou un scanner de sécurité est recommandé pour arrêter ou ralentir le bras lorsqu'une personne entre dans son espace de travail.

5 – Connectivité et intégration

intégration et outillage des cobots

Au début du projet, il est recommandé de déterminer les machines avec lesquelles votre cobot devra interagir et la nature de cette interaction. Le cobot remplacera-t-il simplement une interaction humaine (ouvrir une porte, charger ou décharger des pièces ou presser un bouton) ?

Ou cherche-t-on une intégration rapprochée entre le robot et la machine, avec une interconnexion directe ?

Plus le cobot est interconnecté à une machine, plus l’automatisation du processus sera complexe.

L’intégration entre le cobot et la machine est facilitée par les contrôleurs d’E/S numériques intégrés ou les protocoles de communication basés sur Ethernet tels qu’EthernetIP. Pour minimiser la complexité, on limite généralement les interactions de la machine aux commandes de base telles que le démarrage et la fin du cycle

6 – Pinces et outils

Dans chaque application, le cobot utilise un outil monté sur son bras pour interagir avec les pièces et les machines. Appelés effecteurs ou encore EOAT (end of arm tools), ils sont aujourd’hui de plus en plus nombreux démultipliant le nombre d’applications possibles.

Pour chercher le bon outil, il faut au préalable se poser la question de choisir un outil spécifique pour une tâche unique ou d’aller vers un outil plus flexible pour plusieurs processus.

Par exemple une ventouse ou une pince pour saisir les pièces, un dispositif de soudage ou de pulvérisation de peinture, ou tout autre outil issu de votre imagination pour répondre aux besoins.

Pour des applications plus spécifiques, il est possible de créer des outils personnalisés grâce à l'impression 3D. Mais attention toutefois à l’ajout de complexité !

7 – Montage et enceinte de sécurité

Dans les applications les plus communes, le cobot est installé à un point fixe et répète la même tâche indéfiniment. Ainsi, la plupart des applications mettant en œuvre un cobot ne nécessitent pas forcément de capteur ou de périmètre de sécurité, en fonction des résultats de l’analyse des risques. Les fonctionnalités intégrées respectent les exigences de sécurité et les limites de couple en vigueur. Ainsi, le cobot s’arrêtera automatiquement, ne provoquant aucune blessure en cas de collision avec une personne.

Or, légers et faciles à programmer, les cobots peuvent également être déplacés entre les processus, éventuellement montés sur un chariot roulant par commodité. Cela nécessite quelques précautions supplémentaires et la programmation de ses trajets Après chaque déplacement, le cobot doit toutefois être localisé par rapport à son environnement afin que les pièces et les machines soient à l’endroit où il les attend. Les programmes peuvent être stockés sur la console d’apprentissage et chargés d’une simple pression sur un bouton.

8 – Environnement

Les cobots fonctionnent dans la quasi-totalité des environnements adaptés aux humains, sans craindre la température, le bruit ou la saleté. Bien entendu, ils peuvent également travailler dans des environnements hygiéniques ou en salle blanche. Mais comme tout équipement (ou opérateur humain), les cobots évoluant dans les environnements extrêmes peuvent nécessiter une protection supplémentaire.

Par exemple, des manchons peuvent protéger le bras du cobot contre les températures et taux d’humidité extrêmes, les fluides, les atmosphères corrosives et les particules telles que les gravillons, la poussière ou les débris. Ces protections sont souvent disponibles dans le commerce, mais plus les conditions sont extrêmes, plus l’automatisation sera complexe.

9 – Programmation et logique

programmation-simple-cobot

L’application se complexifie au fur et à mesure que l’on ajoute des machines ou des dispositifs avec lesquels le cobot doit interagir. Des opérations simples de préhension-positionnement de pièces uniformes présentées de manière ordonnée peuvent être programmées en quelques minutes.

De même, il est aisé de basculer sur d’autres opérations ou des types de pièces différents. Les processus dans lesquels le robot peut exécuter ses tâches en recevant des informations basiques de capteurs ou contrôleurs externes sont généralement les plus simples à automatiser.

Le processus se complexifie lorsqu’on souhaite ajouter des systèmes de vision ou de détection de force pour identifier et saisir les pièces, ou des dispositifs surveillant et contrôlant les performances du robot et son interaction avec les autres machines.

10 – Besoins futurs

Si vous découvrez les cobots, ne soyez pas trop ambitieux au départ. Cela ne doit pas pour autant vous empêcher de prévoir. Après avoir accompli vos premières réussites, vous porterez un nouveau regard sur toutes vos opérations manuelles.

Explorez la gamme disponible et déterminez si les cobots capables de répondre à vos besoins actuels le seront également pour vos besoins futurs.

Une fois que vous aurez automatisé votre première application avec un cobot, vous verrez que ce qui vous semblait ambitieux au début est finalement tout à fait raisonnable. Grâce à sa souplesse, sa légèreté et sa simplicité de programmation, vous envisagerez probablement de déplacer votre premier cobot pour essayer de nouvelles applications, plus ambitieuses, dans votre atelier.

Faites votre choix parmi les différentes dimensions et caractéristiques techniques des cobots et appliquez les connaissances que vous avez acquises pour lancer rapidement de nouvelles opérations.

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