Robotique et automatisation dans la fabrication de produits métalliques et la fabrication automobile: Par où commencer

Chargement et déchargement de machines

Le chargement et déchargement de machines est peut-être l’application robotique la plus simple et la plus élémentaire. Ces robots ne font habituellement qu’une chose: charger et décharger une machine de pièces ou de matières premières.

Ils peuvent également être programmés pour accomplir d’autres tâches, comme les suivantes:

• inspection des pièces
• lavage
• ébavurage
• triage
• emballage
• calibrage

Dans le secteur de la fabrication de produits métalliques, par exemple, un robot de chargement/déchargement peut placer une pièce brute d’aluminium dans une fraiseuse et retirer la pièce finie une fois l’usinage terminé.

Les robots de chargement et déchargement des machines peuvent alimenter la plupart des machines du secteur:

• tours
• broyeurs
• meuleuses
• machines de marquage au laser
• presses-plieuses

Bien qu’il soit simple, le chargement/déchargement des machines offre un certain nombre d’avantages, de l’efficacité accrue à la réduction des coûts de main-d’œuvre, en passant par la qualité des produits. Il peut aussi permettre de libérer du personnel qualifié qui pourra exécuter des tâches de plus grande valeur. Il s’agit d’un avantage important, alors qu’on s’attend à ce que les nouvelles offres d’emploi pour des machinistes au Canada dépassent le nombre de nouvelles personnes à la recherche d’un emploi au cours de la période 2022 à 2031.

Les robots de chargement et déchargement des machines sont une composante clé de la fabrication dans le noir, un terme qui fait référence à une méthode de production exigeant une participation humaine minimale sur le plancher de l’usine. Essentiellement, les robots fonctionnent de façon autonome, même dans une usine sombre et inoccupée. Ces robots sont indispensables pour l’exploitation d’une chaîne de production jour et nuit.

Comme le chargement et déchargement des machines est une application relativement simple de la robotique – la programmation des robots est souvent réalisable en quelques minutes –, il est compatible avec de petits volumes de production ainsi qu’avec des volumes plus importants. En règle générale, le chargement/déchargement des machines commence à être utile lorsque les lots de production sont supérieurs à 10 à 15 unités.

Coût des robots de chargement et déchargement des machines

Les systèmes de robots collaboratifs de chargement et déchargement des machines coûtent généralement entre 110 000 $ et 200 000 $, selon les options nécessaires (table d’équerre, nombre d’axes, accessoires, etc.).

Les robots industriels seul peuvent être moins chers, mais comme ils ne sont pas collaboratifs, il faut ajouter le matériel de sécurité, les clôtures et autres accessoires. Si l’on regarde seulement le robot, le prix dépend principalement de la charge utile, de l’enveloppe de travail et de la complexité des tâches. Un petit robot d’une portée de 0,9 m, conçu pour des charges pouvant atteindre 7 kg, par exemple, peut coûter entre 35 000 $ et 50 000 $. De son côté, un grand robot avec une portée pouvant atteindre 2,23 m, conçu pour des charges utiles pouvant atteindre 80 kg, peut coûter jusqu’à 115 000 $. La solution complète clé en main dépendra de la gamme, mais vous pouvez vous attendre à ce qu'elle soit comprise entre 200 000 et 500 000 dollars.

Enlèvement de matière

Les robots d’enlèvement de matière sont des machines qui automatisent des tâches comme les suivantes:

• polissage
• bufflage
• meulage
• ponçage
• détourage
• coupe
• ébavurage

La finition des pièces par ponçage, meulage ou ébavurage peut être ennuyeuse et dangereuse. Les robots, toutefois, ne craignent pas l’effort. Pour cette raison, l’enlèvement de matière est un bon point de départ si vous cherchez à automatiser les processus sur le plancher de votre usine. Non seulement l’automatisation de ces tâches rendra votre milieu de travail plus sûr, mais elle contribuera aussi à réduire le roulement de personnel et à accroître sa satisfaction.

Les robots d’enlèvement de matière peuvent être rentables dans une variété de combinaisons et de volumes de production, selon la tâche précise que vous souhaitez automatiser.

Le ponçage et le polissage, par exemple, peuvent bien fonctionner dans un contexte de mélange élevé et de faible volume, la tâche en soi étant très simple à accomplir pour une machine. La programmation du robot sera relativement simple.

En revanche, le meulage, l’ébavurage et le contournage sont des tâches plus complexes. L’outil d’extrémité de votre machine doit suivre de près chaque bord, chaque surface et chaque contour de la pièce. C’est pourquoi la programmation sera plus complexe et prendra plus de temps. Des volumes plus élevés et des mélanges réduits pourraient être nécessaires pour tirer le maximum de votre investissement.

Coût d’un robot d’enlèvement de matière

La plupart des système de robots collaboratif de ponçage et de finition de surface coûteront entre 90 000 $ et 180 000 $. Mais certaines tâches de finition sont beaucoup plus complexes que d’autres. Par conséquent, un projet d’ébavurage exigeant des tolérances élevées et une programmation complexe, par exemple, pourrait coûter jusqu’à 800 000 $, ou même plus.

Soudage

Les robots de soudage comprennent une vaste gamme de robots industriels qui peuvent gérer diverses techniques de soudage:

• soudage à l’arc
• soudage par points
• soudage au laser
• soudage par résistance
• soudage TIG
• soudage MIG
• soudage au plasma

Les robots de soudage présentent plusieurs avantages. Ils peuvent améliorer la qualité, l’efficacité et l’uniformité, ainsi que la sécurité du milieu de travail.

Mais l’avantage le plus important pour votre entreprise est peut-être qu’ils peuvent vous aider à faire face à la pénurie de main-d’œuvre. On s’attend à ce qu’il y ait une pénurie de soudeuses et de soudeurs au cours de la période 2022 à 2031, avec seulement 16 800 chercheuses et chercheurs d’emploi pour 17 700 nouveaux postes à pourvoir.

Parmi les trois applications robotiques présentées dans cet article, le soudage est peut-être celle qui exige le volume le plus élevé (et le mélange le plus faible) pour être au moins rentable, avec des robots industriels standards. Un robot collaboratif pourrait convenir à de plus petits volumes. Comme la programmation peut prendre beaucoup de temps, selon la complexité des soudures, il est préférable de réserver les robots de soudage industriels pour des travaux à volume plus élevé. Pour de très petits volumes, les entreprises devraient plutôt se tourner vers des modèles simples et des positionneurs hydrauliques pour le soudage, ce qui permettra à vos soudeuses et soudeurs de travailler plus rapidement et de façon plus ergonomique.

Coût d’un robot de soudage

Les robots de soudage collaboratifs peuvent coûter entre 120 000 $ et 175 000 $. Si vous avez besoin d’une enceinte de soudage et d’un système d’alimentation, le prix peut atteindre 250 000 $.

En revanche, un robot de soudage industriel standard coûtera environ 350 000 $.

Ne pas oublier le coût de l’intégration

En règle générale, un projet de robot collaboratif clé en main coûte environ deux à trois fois le prix du robot collaboratif lui-même, alors qu’un projet de robot industriel coûte cinq à six fois le prix du robot.