Cobots

Un robot collaboratif (cobot) est un robot qui permet aux humains de travailler aux côtés du robot par le biais d'une interaction directe sans barrières de protection conventionnelles. L'interaction humaine directe avec les cobots offre les avantages suivants :

• Exécution de tâches complexes en toute sécurité
• Haute qualité de production
• Apprentissage et programmation intuitifs et conviviaux des cobots

Le concept de « cobots », ou « équipements d'assistance intelligents », a émergé dans des projets de recherche et les entreprises de l'industrie automobile, où les cobots ont permis de déplacer des objets lourds sous contrôle humain par le biais d'interfaces directes. Ces systèmes ont assuré une utilisation des capacités d'assistance des cobots en toute sécurité. Au fil des ans, des cobots ont été développés pour effectuer un certain nombre de tâches, notamment les suivantes :

• Pick-and-place
• Inspection de la qualité
• Les dernières étapes d'assemblage et de finition

Pourquoi les cobots ?

Dans l'automatisation industrielle conventionnelle, il convient d'éviter tout contact physique entre les robots et les humains pour garantir un fonctionnement fiable sans danger pour ces derniers. Dans ces systèmes, les robots fonctionnent dans des zones entièrement exemptes de présence humaine ou dans des cages.

Automatisation flexible

Contraindre des robots à des cages limite leurs capacités. Les marchés actuels demandent des délais de production réduits et une personnalisation de masse. Ces demandes ont stimulé l'intérêt pour des systèmes de fabrication flexibles et polyvalents adoptant les collaborations entre humains et robots qui ne mettent pas les travailleurs en danger. Dans le domaine de l'automatisation flexible et collaborative, les cobots augmentent et améliorent les capacités humaines grâce à des capacités de force d'exécution, de précision et d'analyse des données qui sont des valeurs ajoutées pour les utilisateurs finaux des cobots. Les objectifs du développement de cobots sont :

• La coexistence : partager l'espace de travail avec les travailleurs humains pour optimiser un processus
• La collaboration : l'automatisation flexible pour différentes tâches avec une implication humaine

Systèmes de sécurité

Les barrières de sécurité constituent un obstacle technologique à l'adoption plus large des robots. Les cobots sont conçus pour satisfaire aux exigences de sécurité avec des designs de sécurité intrinsèque qui permettent des interactions en toute sécurité entre le cobot et les objets dans son espace de travail (par exemple, la norme ISO^® 10218-1). Les cobots réduisent l'inertie associée aux potentielles collisions et comportent des composants conformes tels que des capteurs de couple pour absorber l'énergie des impacts indésirables. De plus, les développeurs de cobots utilisent une grande variété de capteurs externes (par exemple : caméras, capteurs laser, capteur de profondeur, etc.) et fusionnent les données acquises pour permettre une reconnaissance fiable de la proximité et des gestes entre l'humain et le robot.

Programmation de cobots en utilisant des algorithmes avancés et l'IA

Certaines carences au niveau des applications et des technologies des cobots constituent un frein au plein déploiement des cobots. Des algorithmes avancés sont nécessaires pour exploiter au maximum le potentiel des cobots en matière de fabrication, dans des environnements de production diversifiés et à faible volume. Les cobots doivent être capables de fonctionner dans des situations inhabituelles sans instructions explicites, en percevant leur environnement grâce au Deep Learning. Le planificateur de mouvement du cobot lui permet d'atteindre une position cible, et les algorithmes d'évitement de collision lui permettent d'obtenir un comportement réactif dans des environnements dynamiques, à partir des connaissances locales fournies par les capteurs lorsque il bouge.

Design de cobot avec MATLAB et Simulink

MATLAB^® et Simulink^® proposent un ensemble complet d'outils qui vous aident à :

• Utiliser des modèles de capteur tels que des caméras, des capteurs LiDAR et IMU pour prototyper la façon dont votre cobot perçoit un environnement
• Percevoir l'environnement pour des applications de cobotiques en utilisant le Deep Learning et la Computer Vision
• Enseigner des mouvements à votre cobot avec Inverse Kinematics Designer et la planification de mouvement
• Concevoir, itérer et optimiser les contrôleurs de mouvement pour des interactions en toute sécurité avec vos cobots
• Modéliser la logique de contrôle du système et évaluer les algorithmes autonomes pour vos applications de cobotiques
• Connecter et contrôler les cobots de Kinova^® et d'Universal Robots avec MATLAB
• Générer automatiquement du code de production à déployer sur les systèmes de contrôle du cobot et les ordinateurs embarqués