Les cobots

Un robot collaboratif (cobot) est un robot capable de travailler aux côtés des humains 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 des cobots, intuitifs et conviviaux

Le concept de « cobots », ou « équipements d'assistance intelligents », a émergé dans des projets de recherche et dans les entreprises de l'industrie automobile, où les cobots ont permis de déplacer des objets lourds, guidés par l'intervention humaine. 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, telles que :

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

Avantages des 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 physique 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, tout en garantissant la sécurité des travailleurs. 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 cobots sont conçus pour atteindre les objectifs suivants :

• 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

Système 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 et capteurs de profondeur) 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

Des obstacles technologiques subsistent et entravent le développement de cobots répondant à l'ensemble des exigences. Des algorithmes avancés sont nécessaires pour exploiter le potentiel des cobots en matière de fabrication, dans des environnements de production très diversifiés et à faible volume. Les cobots doivent être capables de fonctionner dans des situations inhabituelles sans instructions explicites, en percevant leur environnement de manière autonome grâce au Deep Learning. Le planificateur de mouvement du cobot lui permet d'atteindre une position cible, et les algorithmes d'évitement de collision permettent d'obtenir un comportement réactif dans des environnements dynamiques, à partir des connaissances locales fournies par les capteurs lorsqu'il bouge.

Applications des cobots

Les cobots transforment de nombreuses industries en fonctionnant conjointement avec les travailleurs humains, grâce à des algorithmes robotiques avancés et à l'IA, ce qui permet d'améliorer la productivité et réduire les coûts. Leurs champs d'application sont notamment les suivants :

• Industrie automobile : les cobots aident à l'assemblage, à la préparation des commandes et à l'inspection, améliorant ainsi la qualité et la rapidité de la production.
• Automatisation des entrepôts et des usines : les cobots automatisent les tâches de tri, de préparation et d'emballage, améliorant ainsi l'efficacité de l'exécution des commandes.
• Fabrication de produits électroniques : les cobots assemblent des composants délicats et effectuent des tests de précision, s'adaptant ainsi aux environnements de production très diversifiés et à faible volume.
• Transformation des aliments et des boissons : les cobots sont utilisés pour l'emballage, la palettisation, la dépalettisation et le contrôle qualité, tout en minimisant les dommages causés aux produits.
• Production pharmaceutique : les cobots manipulent les produits sensibles et aident à l'emballage, en veillant au respect des normes réglementaires.

Toutes ces applications démontrent la flexibilité des cobots et le rôle qu'ils jouent dans l'amélioration des processus de fabrication et de production.

Design de cobot avec MATLAB et Simulink

MATLAB^® et Simulink^® proposent un ensemble complet d'outils qui vous permettent de :

• 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 du cobot grâce au Deep Learning et à 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