« Les fournisseurs d'automatisation ont fait d'énormes progrès avec des logiciels, des commandes et des capteurs qui permettent de quantifier ce que ressent le robot. S'il sent quelque chose d'anormal, il s'arrêtera avant d'exercer trop de force », déclare Mike Cicco, président et CEO, FANUC AmericaCorporation et membre du conseil d'administration d'AMT – The Association for Manufacturing Technology, qui organise IMTS du 10 et 15 septembre au McCormick Place de Chicago. «  Là où les robots opéraient auparavant dans des zones restreintes, nous pouvons maintenant rapprocher les gens et l'automatisation pour améliorer les opérations d'assemblage. »

Comme exemple de cobot, considérons une situation où un robot ramasse une vis à billes lourde et la tient pendant qu'un opérateur insère des roulements ou un assemblage électronique où un humain effectue la corvée compliquée d’insérer des câbles de routage à travers un châssis et un robot effectue des tâches répétitives, comme visser des écrous.

« Les emplois dans les domaines tels que les robots collaboratifs, les robots mobiles, les systèmes compatibles avec l’internet des Objets, l’intelligence Artificielle et l’automatisation seront parmi les principales tendances de l'automatisation à l'IMTS 2018», déclare Tim Shinbara, VP - Technologie, AMT.

 La mobilité est importante

Mike Cicco pense que les propriétaires et les gestionnaires de machines-outils qui assistent à l'IMTS devraient se renseigner sur les robots collaboratifs et mobiles, et ceci pour des moyens à grands volumes d’opération. Il envisage une cellule de travail où le robot pourrait s'occuper de la Commande numérique informatisée (CNC), par exemple pour le chargement et le déchargement sur de longues pièces. Le cobot pourrait fonctionner sans nécessiter de surveillance supplémentaire et les opérateurs pourraient aller à leur routine sans problèmes de sécurité (des améliorations aux normes de sécurité qui reflètent la technologie actuelle rendent maintenant cela possible). Pour des petits volumes ou des opérations qui nécessitent une intervention manuelle, le robot pourrait être poussé sur le côté ou déplacé vers une autre cellule.

« La mobilité de l'automatisation se développe. L'équipement était boulonné au sol, mais maintenant il y a tout un tas de robots mobiles, qui associe un véhicule guidé automatisé à un robot à bras articulé », explique Mike Cicco. « Nous avons également trouvé des moyens intéressants de livrer des pièces aux robots et aux cellules automatisées via des plateformes de robots mobiles. » Au lieu d'investir dans l'automatisation pour chaque opération de fraisage, un robot mobile peut s'occuper de plusieurs machines, notamment pour les opérations avec des temps de cycle longs.

Les robots mobiles peuvent être automoteurs, à roues ou à patins. Dans le passé, le déplacement d'un robot aurait nécessité de réintégrer tous ses points de mouvement à l'aide d'une commande pendante, une tâche qui prenait beaucoup de temps. La nouvelle génération de robots mobiles élimine ce problème. Utilisant des points de référence placés sur la CNC, le robot mobile utilise un système de vision pour capturer des images des points. Tant que les opérateurs orientent le robot relativement près de sa position d'origine, le robot peut rééquilibrer tous ses « points d'apprentissage », en économisant des heures de programmation.

« Nous avons constaté une avancée considérable avec des robots mobiles qui peuvent être rangés lorsqu'ils ne sont pas utilisés et être déployés rapidement et efficacement, »  dit Mike Cicco. Pour les ateliers et les fabricants qui veulent sauver leur talent humain pour des opérations de grande valeur, l'utilisation de robots mobiles pour des tâches fastidieuses est logique.

En aparté, Mike Cicco dit que l'industrie est confrontée à une pénurie de talent robotique. Tout comme les ateliers d'usinage et les fabricants ne peuvent pas trouver des gens qui veulent devenir machinistes, ils ont de la difficulté à trouver des gens pour programmer et entretenir des robots. Répondant à ce besoin, les fournisseurs d'automatisation continuent à travailler pour atteindre l'objectif de rendre le fonctionnement d'un robot aussi intuitif que la mise sous tension d'un Smartphone ou d'un PC.

MTConnect 10ème anniversaire

IMTS 2018 marque le 10e anniversaire de MTConnect, un ensemble de normes ouvertes et libres de redevances qui favorise une plus grande interopérabilité entre les commandes, les appareils et les applications logicielles, lancée à l'IMTS 2008. À l'époque, Mike Cicco, ingénieur électricien, était au Comité technique de MTConnect pour AMT.

Il explique que la vision à l'époque était que le monde de la fabrication développe un protocole qui permette aux commandes, logiciels et périphériques de communiquer aussi simplement que de connecter des périphériques USB à un PC, par exemple une souris, un ordinateur et une imprimante, tous provenant de différents fabricants, qui peuvent fonctionner de manière transparente simplement en installant les pilotes appropriés. « AMT et IMTS avaient des années-lumière d'avance sur tout le monde en matière de financement, de leadership pour le développement et le marketing de MTConnect », déclare Mike Cicco. « Une décennie plus tard, et vous pouvez voir une foule de fournisseurs d'automatisation et de machines-outils démontrant les avantages des dispositifs connectés à IMTS 2018. »

L'une des premières démonstrations aura lieu au Centre des technologies émergentes (CTE) de l'AMT.   «Pour la première fois chez IMTS, nous allons démontrer un écosystème compatible avec MTConnect », explique Tim Shinbara. La démonstration comprend un broyeur CNC vertical, une interface ROS-I (Robot Operating System-Industrial) et un bras robotisé articulé qui transfère de manière autonome la pièce usinée à une machine de mesure des coordonnées (MMC).

« Ce système d'interface multiples peut montrer comment le partage de données crée un système en boucle fermée » says Tim Shinbara. « En utilisant les données du MMC, la CNC pourrait compenser l'usure de l'outil en recalculant ses décalages pour maintenir des tolérances plus proches de la médiane de la spécification. »

« Comme autre exemple de MTConnect, les fournisseurs d'automatisation peuvent exécuter des analyses spécifiques qui indiquent la santé du système robotique et de ses composants individuels », explique Mike Cicco. « Au lieu de temps d'arrêt imprévus pour les contrôles et la maintenance, surtout si une pièce aencore un pourcentage élevé de vie utile, les systèmes d’automatisation peuvent communiquer leurs besoins de maintenance et leur fréquence, de façon à ce que les temps de maintenance disparaissent ».  

En bref, la connectivité est la clé pour les entreprises qui veulent améliorer la qualité, maintenir des tolérances plus strictes, porter les taux d'utilisation des machines à 90% ou accomplir une foule d'autres objectifs d'amélioration continue.

 Intelligence Artificielle, les étudiants et l'avenir

En jetant un regard rétrospectif sur une décennie et en la comparant aux expositions de l'IMTS 2018, l'un des progrès technologiques les plus percutants sera l'utilisation de systèmes de vision sur les bras des robots pour le prélèvement sur emplacement.

« Les premières tentatives d'utiliser des caméras sur des robots étaient considérées comme des « projets scientifiques » plutôt que comme la base de futurs produits commerciaux», explique Mike Cicco. «  Cela a changé très rapidement. Aujourd'hui, l'industrie utilise tous les jours des systèmes robotisés de ramassage et de contrôle 3D pour améliorer la productivité. Les propriétaires de petites et moyennes entreprises pourraient penser que de tels systèmes sont trop sophistiqués, mais ce n'est pas forcément le cas. « 

L'un des futurs systèmes d'automatisation mis en évidence à l'IMTS 2018 combinera un système de vision avec intelligence artificielle (IA) et un algorithme d'apprentissage en profondeur pour que le robot apprenne lui-même à prélever en 3D le contenu d’une corbeille. Le robot utilisera une caméra pour prendre une photo de ce qui se trouve dans la corbeille. Mais comme il n'a aucune idée de ce à quoi la pièce ressemble, où et comment la ramasser,  l'algorithme déterminera si le prélèvement réussit ou échoue, permettant au système d'apprendre à faire un bon choix en vidant le bac. « Ce qui est génial avec l'apprentissage en profondeur, c'est que si deux robots effectuent la même opération et partagent leurs réussites et leurs échecs sur un réseau de neurones, ils réduiront le temps d'apprentissage de moitié car ils ne répéteront jamais la même erreur. Si des centaines de robots connectés effectuent la tâche, nous pourrions trouver des réponses à des problèmes complexes assez rapidement. »â??

Tim Shinbara dit : « La beauté de l'Intelligence Artificielle et de la science des données est que vous pouvez mettre en corrélation les événements avec des causes qui n'auraient pas été trouvées naturellement. Un deuxième domaine de l'IA est l'optimisation des processus. À mesure que le système   «apprend » à travers le processus, il peut passer automatiquement à des opérations de profilage grossier pour obtenir une durée de vie de l'outil plus longue au lieu d'envoyer un signal pour remplacer un outil usé.

 Embrasser le futur

Contrairement aux rapports alarmistes qui prétendent que les robots vont conquérir le monde, les robots prennent en charge des tâches ennuyeuses, répétitives et dangereuses pour libérer des ressources humaines rares afin de se concentrer sur d'autres tâches, généralement plus épanouissantes. «  Les gens ont besoin d'embrasser le changement. L'industrie ne peut pas faire les choses comme elle le faisait il y a 10 ans et s'attendre à rester rentable ou compétitive », affirme Mike Cicco. « Nous voulons changer la mentalité afin que les gens considèrent l'automatisation comme une nouvelle opportunité de carrière ou voient comment cela améliore leur travail actuel. Cela est valable quelque que soit votre niveau d’éducation. »

Les étudiants peuvent expérimenter directement l'automatisation au Smartforce Student Summit. En partenariat avec des établissements d'enseignement de premier plan et des sociétés de technologies de pointe telles que FANUC, ABB Robotics, Carl Zeiss, Festo-Didactic, Haas Automation, Heidenhain, Mastercam, Mitutoyo et Siemens Le Smartforce Student Summit offre aux étudiants des défis pratiques et aux enseignants ainsi qu’aux étudiants avancés des Learning Labs. « L'automatisation crée des emplois manufacturiers de haute technologie. En tant que fournisseurs d'automatisation, nous devons aider à éduquer la main-d'œuvre de la prochaine génération », explique Mike Cicco. «  Collectivement, les leaders de l'automatisation ont installé des milliers de robots et de systèmes d'automatisation, principalement dans les lycées et les écoles techniques. Les étudiants, les parents et les instructeurs peuvent explorer une myriade de carrières potentielles au Smartforce Student Summit, ainsi qu'à travers de nombreuses démonstrations d'automatisation des exposants à l'IMTS 2018. »

IMTS www.IMTS.com

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