De nombreux produits que vous utilisez quotidiennement sont composés de petits éléments. Ces produits nécessitent un assemblage pour être fonctionnels. Traditionnellement, ce processus exigeait une intervention humaine. Les progrès de la robotique permettent désormais aux fabricants d'optimiser leurs lignes de production en optant pour des robots d'assemblage.

Pour les fabricants qui découvrent l'automatisation, l'un des défis consiste à déterminer quand il est judicieux d'automatiser. De plus, ils peuvent souvent bénéficier d'un retour sur investissement important grâce à la robotique. Cet article vous expliquera quand automatiser votre processus d'assemblage, où vous pourriez réaliser des gains significatifs et comment vous lancer.

Dans cet article :

• Quels secteurs utilisent des robots d'assemblage ?
• Quand automatiser le processus d'assemblage
• Comment choisir le robot d'assemblage à utiliser
• Considérations relatives aux coûts

Quels secteurs utilisent des robots d'assemblage ?

Les produits assemblés sont présents dans de nombreux secteurs industriels. C'est pourquoi les robots d'assemblage sont utilisés dans une grande variété d'industries. Ces robots peuvent assembler aussi bien de petits composants de circuits imprimés que des châssis de véhicules lourds. Voici quelques exemples d'industries qui utilisent aujourd'hui des robots d'assemblage :

• Automobile
• Médical
• Électronique
• Société des métaux
• Entreprise de plastiques
• Entreprise agroalimentaire

Ce ne sont que quelques exemples. Tout fabricant qui assemble des composants pourrait potentiellement utiliser cette technologie. Mais quels sont les avantages de l'assemblage automatisé ?

Avantages de l'automatisation du processus d'assemblage

Les entreprises choisissent souvent d'automatiser le processus d'assemblage pour plusieurs raisons :

• Débit accru
• Sécurité et ergonomie
• Répétabilité accrue

Quand automatiser le processus d'assemblage

Pour les entreprises qui découvrent l'automatisation, la question du moment opportun peut s'avérer complexe. Les projets d'investissement comportent toujours des risques. Comprendre quand l'automatisation est judicieuse permet d'aborder un projet de robotisation avec plus de sérénité. Les entreprises ont tendance à automatiser leurs chaînes d'assemblage dans les scénarios suivants :

• Ils nécessitent un débit accru
• La tâche est dangereuse ou peut entraîner des blessures.
• Ils doivent réduire leurs frais généraux.
• Ils rencontrent des problèmes de qualité de production inconstante.

débit

Les robots surpassent souvent facilement la main-d'œuvre humaine. Les tâches d'assemblage ne font pas exception à cette règle. Les fabricants qui assemblent des produits ont souvent des quotas élevés à atteindre. Les robots d'assemblage constituent un moyen d'accroître les volumes de production. Les fabricants sont fréquemment confrontés à des goulots d'étranglement. Il s'agit d'une situation où une étape spécifique d'un processus ralentit la productivité globale. Prenons l'exemple d'une usine d'embouteillage. Sur une ligne de production donnée, une bouteille doit être remplie, capsulée et étiquetée. Supposons que le capsulage soit manuel et ne permette actuellement de produire que 45 bouteilles par minute (PPM). Le reste de la ligne, en revanche, pourrait potentiellement atteindre 120 PPM. L'automatisation du capsulage permet d'exploiter pleinement ce potentiel, ce qui se traduit par une augmentation du chiffre d'affaires de l'usine.

Sécurité

L'une des raisons pour lesquelles les entreprises automatisent leurs processus est que les tâches d'assemblage peuvent entraîner des blessures. C'est particulièrement vrai lorsque les composants sont très grands ou très petits. Les composants lourds présentent des risques évidents pour la sécurité. Les opérateurs peuvent se blesser en manipulant de grandes pièces. Les petites pièces sont également une source de préoccupation. L'assemblage de circuits imprimés est un bon exemple des risques liés à la manipulation de petites pièces. Parmi les troubles musculo-squelettiques courants, on peut citer :

• Fatigue oculaire
• Déchirure musculaire
• Inhalation de fumées
• Imputations

Les robots d'assemblage éliminent les risques de blessures pour les opérateurs liés à ces tâches. On peut ainsi réaliser des économies en évitant les arrêts de production, les frais médicaux et les amendes associés aux accidents du travail.

Réduction des coûts

Les chaînes de montage engendrent de nombreux coûts. Le principal est celui de la main-d'œuvre. Ce coût peut varier selon les pays, mais il représente toujours une part importante du coût des produits. S'y ajoutent les coûts des matières premières, ainsi que certains coûts cachés. Parmi ces derniers, on peut citer les coûts de formation, les pertes de productivité dues aux arrêts de travail et, dans certains cas, les frais de santé. Les chaînes de montage entièrement automatisées éliminent la main-d'œuvre et les coûts cachés, car les robots ne nécessitent ni salaires ni avantages sociaux. Il en résulte une chaîne de production plus efficace et optimisée. De nombreux fabricants réaffectent ce capital humain à des tâches plus difficiles à automatiser, où la productivité est accrue.

Un robot représente un investissement initial important et engendre des frais de maintenance tout au long de son cycle de vie. Cependant, dans des conditions idéales, les projets robotiques peuvent atteindre un retour sur investissement net en 12 à 18 mois. C'est notamment le cas pour les projets d'automatisation standardisés qui s'appuient sur des solutions robotiques éprouvées. Les projets d'automatisation expérimentaux ou complexes risquent de ne pas atteindre ces objectifs de retour sur investissement. Il est donc essentiel d'en discuter avec votre intégrateur afin d'évaluer les risques.

Qualité de production constante

Les systèmes automatisés sont plus précis dans leurs mouvements que les humains. Leur haut niveau de performance est dû à leur programmation. Les robots sont conçus pour suivre des instructions précises. Lorsque les tâches sont prévisibles et répétitives, ils excellent. Cette caractéristique leur permet de fabriquer des produits plus homogènes, ce qui réduit les défaillances et le nombre de produits non conformes aux contrôles qualité.

Comment choisir le robot d'assemblage à utiliser

Les différentes tâches d'assemblage ont des exigences spécifiques. Ces exigences déterminent souvent le choix du robot. Heureusement, tous les types de robots sont capables d'effectuer des opérations d'assemblage. Cependant, tous les robots ne peuvent pas réaliser toutes les tâches d'assemblage. Les principaux facteurs qui déterminent le robot à utiliser sont les suivants :

• Complexité de l'assemblage : complexité de l'assemblage
• charge utile et portée
• Vitesse

Les assemblages complexes nécessitant une grande flexibilité sont parfaitement adaptés aux robots à six axes. Ceci s'explique par leur amplitude de mouvement exceptionnelle et leur capacité à atteindre des angles difficiles. Les robots collaboratifs sont un exemple de robot à six axes pouvant être déployé à proximité des personnes.

Les applications nécessitant une charge utile élevée et/ou une grande portée représentent souvent un défi pour la plupart des robots. Les variantes comme le Delta et le SCARA sont généralement plus petites et moins puissantes. Elles sont donc plus adaptées aux applications de petite envergure. Il est essentiel de bien comprendre la charge utile et la portée requises pour mener à bien votre tâche. Toute erreur à ce niveau peut s'avérer coûteuse.

La vitesse requise pour accomplir votre tâche est un autre facteur majeur. Tous les robots peuvent être rapides. Certains types de robots se situent incontestablement parmi les plus rapides. Un robot delta en est un parfait exemple. Grâce à leur conception, ils peuvent atteindre des vitesses très élevées. Ils sont également extrêmement réactifs aux changements de direction. Ces robots sont idéaux pour les applications à faible charge utile et à grande vitesse. Un cobot, en revanche, serait un mauvais choix pour une application très rapide. Leur vitesse est généralement limitée pour des raisons de sécurité.

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Considérations relatives aux coûts

Enfin, il vous faut déterminer si le prix est approprié. Le coût des systèmes robotisés d'assemblage peut varier considérablement, de 10 000 $ US à plus de 100 000 $ US. Les principaux facteurs sont les suivants :

• Complexité du projet
• Type, marque et taille du robot
• exigences de sécurité

Les projets plus complexes sont toujours plus coûteux. Ils peuvent nécessiter plusieurs robots, des systèmes de vision ou une intégration avec des équipements existants. Cela implique davantage de matériel et de main-d'œuvre pour intégrer le système. Les prix varient d'une marque à l'autre et encore plus d'un type de robot à l'autre. De plus, les coûts augmentent proportionnellement à la taille du robot. Les tâches d'assemblage importantes requièrent des équipements plus grands et plus onéreux. Les équipements de sécurité supplémentaires sont souvent négligés lors de l'estimation des coûts. Les robots peuvent être dangereux pour les humains ; il est donc impératif d'utiliser des équipements de sécurité pour protéger les opérateurs. Les coûts liés à la sécurité comprennent notamment :

• cages de sécurité
• Rideaux lumineux
• Scanners de sécurité
• Relais de sécurité et interverrouillages
• Automates programmables de sécurité dédiés