L’avenir des robots dans le taillage et l’affûtage CNC

Les entreprises n’ont jamais autant investi dans la robotique. Pour les utilisateurs de machines CNC d’affûtage, les choses commencent à devenir très intéressantes, comme en témoigne cet article qui met en lumière les multiples avantages que procure l’acquisition d’une solution robotique associée à une machine de taillage ou d’affûtage. Ce bénéfice est profitable pour l’ensemble des secteurs, à commencer par l’automobile.

Que ce soit dans les pays à coût de main d’œuvre élevé ou bas, l’intérêt porté aux robots industriels n’a jamais été aussi fort. L’année dernière, le rapport de la Fédération internationale de la robotique (IFR) a clairement démontré que les chiffres des ventes unitaires en 2015 ont augmenté de 15% par rapport à l’année précédente, atteignant un sommet historique de 253 748 unités. Suivant ce rapport, depuis 2010, les améliorations techniques apportées par les robots et les automatismes ont boosté les investissements ; une croissance à deux chiffres par an est d’ailleurs attendue jusqu’en 2019.

Cependant, en ce qui concerne l’usinage CNC, les applications de la robotique ont été essentiellement orientées par les tendances données par les machines. Dans l’ensemble, les avantages dont ont bénéficié les utilisateurs industriels de robots tels que la précision, la productivité et la capacité d’utilisation, sont sous-utilisés par les utilisateurs de machines-outils. Selon l’enquête d’IFR de 2012, seulement 1,5 % des machines-outils ont été automatisés en conjonction avec des robots. Cette situation tend à évoluer ; les robots sont plus abordables et plus faciles à programmer, rendant ainsi la technologie plus accessible au marché du taillage et de l’affûtage CNC. Les influences mondiales ont aussi leur impact, comme celle du gouvernement Sud-Coréen imposant la réduction des heures de travail, poussant ainsi les industriels à rechercher des alternatives au travail traditionnel.

Les chiffres d’un des leaders comme Anca montrent que depuis 2014 le nombre de clients ayant commandé des machines d’affûtage avec robot est passé de 10 à 50 % des ventes. Au fur et à mesure que le rythme des changements s’accélère, d’autres développements ont permis à la robotique d’acquérir d’autres possibilités et des applications plus souples pour l’affûtage. Au simple chargement de pièces ont été ajoutés le changement des trains de meules et d’autres nouvelles possibilités maintenant.

Offrir toujours plus

Une récente innovation, la première sur le marché, a été une cellule Multi-robot d’Anca. Il était prévisible que les robots industriels auraient la capacité de gérer plusieurs opérations de fabrication, dès lors qu’ils seront plus « intelligents » et c’est ce qui a été démontré par cette nouvelle cellule de production. L’idée est d’avoir un premier robot de grande capacité capable de changer les pièces et les trains de meules tandis qu’un deuxième robot, plus petit, multitâches, est disponible pour d’autres opérations. Cela ouvre un grand champ d’applications car la simple affûteuse devient une cellule flexible de production. Les clients qui ont déjà investi dans cette technologie ont constaté que le fait de posséder deux robots dans une même cellule de production permet de gérer plus facilement des pièces complexes à serrer telles que des ailettes de turbine ou des prothèses médicales.

Pour ces applications, le petit robot charge les pièces dans des montages eux-mêmes chargés dans la machine par le plus gros robot. Selon Pat Boland, co-fondateur d’Anca, « une autre orientation pour les configurations à deux robots est la combinaison de deux process de production dans une même cellule. Par exemple, un grand robot pour les pièces et les trains de meules et un petit pour des opérations secondaires en temps masqué telles que la mesure, le gravage laser, le nettoyage ultrason ». Autoriser plusieurs opérations dans une seule cellule de production offre de nombreux avantages tels que la réduction de l’investissement, une meilleure productivité, la réduction des encours et des stocks. « Ce qui est intéressant dans ce nouveau concept à deux robots, c’est qu’il ouvre la porte à des possibilités illimitées pour l’industrie, peu importe la complexité des exigences de rectification, ajoute Pat Boland. À ce jour, nous connaissons son application pour la fabrication de pièces pour les industries aérospatiale et médicale, mais il y a bien d’autres potentiels très importants dans d’autres industries comme par exemple dans le secteur de l’automobile ». La première mondiale a été proposée, comme la solution clef en main, à un nombre important de clients mondiaux et a été exposée sur le salon EMO d’Hanovre en septembre dernier.

Plus convivial donc plus performant

En matière de robots industriels, la demande est forte en raison du souhait des entreprises de disposer de matériels simples à programmer et à utiliser, donc des interfaces et des programmes plus intuitifs ; certaines sociétés utilisent même le terme d’« apprentissage » à la place de « programmation ». L’intérêt principal est d’avoir une programmation d’une nouvelle tâche possible pour un large panel d’opérateurs et pas seulement pour un spécialiste robot, employé ou formé à cela. Pat Boland poursuit : « traditionnellement, beaucoup de nos clients avaient peur de la quantité de formation requise pour utiliser des robots avec nos machines. La première préoccupation était la maintenance du robot : comment redémarrer après un incident mineur ou créer une nouvelle palette d’outils. La deuxième était l’interaction quotidienne de l’opérateur avec le robot : comment programmer le robot pour une autre pièce ou simplement permettre l’inspection d’un outil taillé pendant l’exécution d’une série ».

Et d’ajouter : « nous avons investi dans le développement de logiciels qui simplifient ce qui était auparavant complexe ; maintenant nous avons le RoboTeach qui facilite la maintenance des robots et RoboMate pour la programmation des applications d’affûtage/ taillage ». Anca a mis sur le marché, l’année dernière, RoboTeach qui offre une programmation extrêmement simplifiée des robots sur ses machines. En réduisant la programmation de quelques heures à moins de 30 minutes, RoboTeach permet à un opérateur non qualifié de programmer le chargeur Fanuc LR Mate 200iD utilisé sur les chargeurs RoboMate. Il utilise une touche de palpeur (serrée dans les griffes du robot), une sphère montée dans la machine, et la haute précision de positionnement de la machine : l’opérateur est guidé au travers de tout le process d’étalonnage du robot.

RobotMate permet à l’opérateur de programmer une simple automatisation. Les paramètres tels que la longueur de préhension des outils et la longueur d’insertion dans la pince sont contrôlés par le logiciel ; celui-ci permet aussi la programmation d’outils de différents types dans une même palette. RoboMate ne permet pas seulement d’accroître la production en totale automatisation, il réduit sensiblement les besoins de formation.

La robotique fera partie du quotidien

Ce qui était réservé au début à une élite sur le marché de l’affûteuse CNC devient maintenant un standard et c’est grâce à l’apport de technologie et aux améliorations apportées. Pour Pat Boland,  « tout comme à mes débuts avec mon partenaire commercial, nous avons ajouté un contrôle numérique à une affûteuse manuelle, je vois la robotique comme un catalyseur de changement pour le marché. Nous développons maintenant nos propres solutions de robotisation pour nos clients ». Que ce soit pour l’affûtage, le taillage d’outils ou pour d’autres fabrications, les possibilités offertes par la robotique et les solutions d’automatisation de plus en plus accessibles vont nous offrir un futur très passionnant.

N° 96 Février 2018