Dans les PME, la robotisation convainc de plus en plus d'industriels soucieux de s'ouvrir à de nouveaux marchés, tout en réduisant la pénibilité des postes. Les tâches répétitives sont prises en charge par des robots et les opérateurs sont employés sur d'autres missions, pour une meilleure productivité.

La société BOOG est une PME de 15 personnes située en Moselle, spécialisée dans l’usinage de pièces mécaniques depuis 1992. Boog est équipée en centres d’usinage à commande numérique et en tours CN. Son coeur de métier consiste à fabriquer en sous-traitance des pièces de petites tailles en séries de 1 000 à 10 000 pièces/an. Ses clients sont essentiellement des entreprises de l’industrie automobile, de l’agriculture et de l’électronique. La société avait besoin d’un équipement de production susceptible d’être reprogrammé rapidement et simplement, pour effectuer un éventail de tâches différentes.

Robotisation à la portée de tous
La robotisation est vite apparue comme inévitable pour rester compétitif et garder ses marchés. Boog voulait également réduire les problèmes de santé liés au travail de ses employés sur l’outil de production et la pénibilité des postes. La société était à la recherche de robots conviviaux adaptés à une petite structure et à prix abordable. Ses responsables se sont tournés vers A.E.2.I./Expert France, l’un des distributeurs de la société danoise Universal Robots en France. Celui-ci leur a conseillé le robot UR5 de cette gamme, répondant parfaitement aux critères de la société. Pour Raphaël Schwartz, ingénieur études et méthodes, si les robots ont tant de mal à séduire les petites structures, c’est principalement qu’en cas d’aléa de fonctionnement ou de reprogrammation, beaucoup nécessitent l’intervention de personnel formé à la robotique.  » En seulement une demi-journée de formation, tous les opérateurs ont pu apprendre à utiliser le logiciel de gestion et à reprogrammer le robot,  » dit-il. Ainsi, l’atelier n’a nul besoin d’une aide extérieure. Universal Robots a développé une interface graphique conviviale permettant d’accéder à une programmation intuitive. Depuis l’installation du premier robot d’Universal Robots fin 2011, Boog n’a plus de problèmes d’arrêts de production liés à l’interaction homme/robot. Le robot Universal Robots est dédié à la manutention des pièces légères de moins de 5 kg. Il est protégé, car il manie des pièces tranchantes. Classé comme robot collaboratif, l’UR5 peut, selon les normes ISO, fonctionner sans barrière de sécurité. Dans la pratique, près de 80% des robots installés fonctionnent sans protection, en interaction directe avec les opérateurs. Les robots du constructeur Universal Robots sont distribués en France sans exclusive par plusieurs intégrateurs. Les principaux distributeurs d’Universal Robot cités sur le site internet du constructeur sont Sysaxes depuis Brunoy (92) et Montbéliard (25), FIT Sàrl depuis Oyonnax (01) et HMI-MBS depuis Saint Martin d’Abbat (45).

Solution amortie en un an
 » Avec une autonomie de 60 pièces à réaliser, l’opérateur n’intervient qu’en fin de cycle, toutes les trois heures,  » explique Laurent Wagner, co-gérant de Boog. Satisfait du résultat et voyant des perspectives de développement de nouveaux marchés, Boog a décidé en novembre 2012 puis avril 2013 de s’équiper de deux machines supplémentaires. Rapidement rentabilisés et faciles à reprogrammer, les trois robots se sont intégrés très rapidement à la chaine de production. Intégrant le robot d’Universal Robots, Boog a développé sa propre solution de chargement de centres d’usinage  » RobotIndus « . Dans le but d’obtenir des temps de changement de séries très faible, elle sert des petites séries inférieures à 200 pièces. Cette solution a été étudiée pour garder un maximum de flexibilité et ne pas perturber la chaîne de production, comme l’accessibilité à la machine pour la maintenance, le chargement manuel ou encore le réglage des machines.  » La robotisation permet d’économiser au minimum 2/3 du temps de l’opérateur, le dernier tiers étant consacré au contrôle et au chargement du magasin de pièces. L’investissement dans la solution complète est amorti en un an,  » souligne Laurent Wagner. Boog a ainsi augmenté sa capacité de production. Le robot d’Universal Robots peut être programmé pour un cycle nocturne en autonomie totale. Le temps gagné a permis d’affecter les opérateurs à d’autres tâches, ouvrant de nouveaux marchés.

Répétitivité et pénibilité supprimées
Enfin, le robot UR5 a permis de soulager le personnel des tâches pénibles et répétitives, tout en réduisant le risque de maladies professionnelles comme les TMS (Troubles Musculo-Squelettiques). Les opérateurs peuvent à présent se concentrer sur des tâches plus valorisantes, comme le pilotage des machines ou le contrôle qualitatif des produits. Cet exemple démontre une fois de plus l’utilité économique et sociologique à investir dans la robotisation des moyens de production. De plus, ce témoignage prouve que les robots sont utiles dès la fabrication de petites et moyennes séries. Bien organisé et bien équipé, un mouliste qui fabrique uniquement des pièces complexes à l’unité a déjà prouvé la validité de la robotisation dès la fabrication unitaire. Enfin, et ce n’est pas le moindre, la convivialité de programmation et d’installation des robots actuels permet de les intégrer facilement aussi bien dans les PMI de sous-traitance que dans les plus grandes entreprises. Ainsi, la robotisation des moyens de production est une voie stratégique pour toutes les entreprises de fabrication mécanique, qui réunit tous les avantages de valorisation humaine, technique et compétitive.

Les normes des robots collaboratifs
Les normes concernées par les robots collaboratifs sont la norme NF EN ISO 13849-1 pour les principes généraux de conception, et la norme NF EN ISO 13849-2 de validation, qui définit le niveau de performance. La norme IEC 61508 définit le SIL (Safety Integrity Level), ou niveau intrinsèque de sécurité. Ces deux normes complètent et seront probablement amenées à remplacer la norme EN 954-1 qui définissait les catégories. La Catégorie 3 correspond plus ou moins au PLd – SIL2 des nouvelles normes. La différence majeure réside dans le fait que les nouvelles normes tournent davantage autour des nouveaux modes d’interaction homme-robot (collaboration) alors que l’ancienne définissait plus les règles d’intégrations traditionnelles (avec barrières).