Aujourd'hui, les projets de robotique industrielle se multiplient dans la construction métallique et dans d'autres industries comme l'automobile, le nautisme et la pharmacie. La robotique joue en effet un rôle fondamental dans l'automatisation des usines, car elle introduit de nouvelles technologies aux avantages considérables pour la production.
Qu'est-ce que l'industrie 4.0 ?
Avant d'analyser les différents projets de robotique industrielle, il est indispensable de parler de l'industrie 4.0. Il s'agit d'une sorte de quatrième révolution des machines dans les usines : si la machine à vapeur a symbolisé la révolution industrielle du XVIIIe siècle, ce sont les robots qui mènent celle du XXIe siècle. L'industrie 4.0 s'est d'ailleurs imposée grâce à la robotique industrielle et à l'automatisation ; ces deux notions sont indissociables.
La robotique industrielle est l'étude, la conception et l'utilisation de robots pour réaliser des procédés industriels ; l'automatisation, quant à elle, peut se définir comme un ensemble d'éléments ou de procédés informatiques, mécaniques et électromécaniques réalisés avec une intervention minimale, voire nulle, des opérateurs. Les robots et l'automatisation sont les piliers de l'industrie 4.0.
L'industrie 4.0 permet non seulement de réduire les temps et les coûts de production (elle est idéale pour la production en série de grandes quantités de pièces), mais aussi de réduire l'intervention des opérateurs et de garantir leur sécurité, puisqu'ils ne se chargent plus de tâches complexes pouvant présenter un risque. Par ailleurs, tout étant contrôlé par ordinateur, la marge d'erreur est moindre et les résultats plus précis.
Projets de robotique industrielle
Le robot industriel
L'un des projets de robotique industrielle les plus aboutis aujourd'hui est sans aucun doute le robot industriel. Il s'agit d'une machine qui fonctionne sur trois axes ou plus et qui peut être commandée automatiquement ou programmée et reprogrammée par ordinateur. L'histoire du premier robot industriel remonte à 1937, date de l'invention de la première de ces machines ; ce dispositif, appelé « la grue », disposait alors de cinq axes de mouvement, dont la rotation et la préhension. Au fil des ans, les entreprises pionnières de la robotique ont inventé de nouveaux robots et les ont adaptés aux nouvelles technologies.
Il existe aujourd'hui cinq types de robots industriels :
- Manipulateurs.
- Robots à apprentissage ou à répétition.
- Robots pilotés par ordinateur.
- Robots intelligents.
- Micro- et nanorobots.
Les premiers robots industriels sont à l'origine de la notion d'automatisation des processus et des tâches ; ils ont aussi été les premiers à intégrer des capteurs de sécurité pour protéger les travailleurs et les opérateurs contre les accidents dans les usines et les ateliers. Par la suite, les robots ont été dotés de meilleures fonctionnalités, comme une plus grande mobilité, ce qui s'est traduit par une hausse de l'efficacité de production. Leur efficacité a encore progressé avec l'intégration de systèmes leur permettant de travailler en collaboration avec les opérateurs.
Robots collaboratifs ou cobots
Aujourd'hui, les robots sont capables de communiquer entre eux, mais aussi de collaborer directement avec l'être humain. On les appelle cobots ou robots collaboratifs. Cela accroît non seulement leur efficacité, mais optimise aussi les processus de production, réduit les coûts et améliore la qualité de la production. C'est l'un des projets de robotique industrielle les plus ambitieux, qui permet aux cobots d'assurer des chaînes de production en série de manière très rapide, sûre et précise.
Bras robotisés articulés
Autre grande révolution de la robotique : les bras articulés. Cette technologie peut aujourd'hui s'adapter à d'autres machines-outils en tant qu'accessoire, de sorte que les opérateurs n'aient même plus à mettre en place la pièce à usiner, par exemple.
Les bras articulés sont capables de déplacer, palettiser et assembler des pièces et des composants pour former des ensembles modulaires. Ces machines peuvent être programmées à l'aide de logiciels très sophistiqués afin de réduire l'intervention humaine au minimum.
L'automatisation : le défi de l'industrie 4.0
L'objectif ultime des nombreux projets de robotique industrielle est d'automatiser l'industrie. Le niveau d'automatisation dépend du secteur concerné : construction métallique, industrie manufacturière, agroalimentaire, automobile, etc. Il existe aujourd'hui trois types d'automatisation.
- L'automatisation fixe, avec des robots qui répètent la même tâche en continu. Elle est utilisée pour la production de masse.
- L'automatisation programmable, qui permet de reprogrammer le logiciel des robots pour qu'ils puissent réaliser de multiples tâches. C'est la plus recommandée pour les industries qui ne fabriquent pas un produit unique mais différents types de pièces.
- L'automatisation flexible, qui repose sur des machines connectées entre elles mais exécutant des tâches indépendantes. Dans ce type d'automatisation, un ordinateur central pilote les autres systèmes pour que chacun exécute sa tâche. C'est là que l'on peut utiliser les cobots.