Avec son nouveau concept Kuka fait collaborer jusqu’à 15 robots. Pour le matérialiser, il propose un ensemble complet qui va de la programmation aux mécaniques de robots.
L’ISR sera l’occasion pour Kuka de mettre les petits plats dans les grands. Il faudra néanmoins attendre Automatica à Munich pour voir le clou du spectacle. La firme allemande parie sur la collaboration entre robots : fini le robot tout seul dans son coin, maintenant plusieurs robots vont travailler main dans la main.
Cette nouvelle approche permet de faire collaborer jusqu’à 15 robots ensemble. Et si en France la présentation se fera de façon plus « légère », lors du salon de juin ce sont 15 robots qui devraient être mis à l’épreuve sur le stand.
Pour matérialiser ce concept de coopération, Kuka propose un ensemble complet qui va de la programmation aux mécaniques de robots.
Coopération de 15 robots
Premier élément, la programmation. A partir de maintenant le logiciel de simulation et de programmation hors-ligne qui ne gérait qu’un seul robot est retiré, pour être remplacé par le KR Sim.
Ce nouveau logiciel se décline en trois versions. Tout d’abord la version KR Sim Viewer qui à l’image d’Acrobat Reader permet la visualisation d’une simulation. Par exemple, en tant que client vous téléchargez le Viewer sur votre PC et votre intégrateur envoie une copie de son travail, vous regardez et validez en direct.
Ensuite, vient le KR Sim Layout. Pour 1.500 euros ce logiciel permet la création d’une implantation, mais uniquement à partir d’une bibliothèque fournie. Impossible de modéliser l’environnement, ou des machines particulières, pour le positionneur de votre pièce ou pour la presse il va falloir prendre ce qui est proposé dans la bibliothèque. De quoi gérer les implantations et faire une première simulation, mais pour une programmation il faudra passer à la dernière version du logiciel.
C’est la KR Sim Pro qui permet de modéliser toutes sortes de pièces, de calculer le temps de cycle, et Kuka insiste sur le fait que pour la première fois, il s’agira du vrai temps de cycle. C’est-à-dire qu’un programme qui sur l’ordinateur indiquera un temps de 12 minutes et 52 secondes, restera exactement le même une fois transférée sur la machine.
Autre évolution majeure, le nombre de robots n’est plus limité. Le client pourra simuler et programmer plusieurs dizaines de robots avec le logiciel, sachant qu’avec cet outil il aura accès à l’ensemble de l’offre Kuka, des robots aux positionneurs.
Deuxième élément, le choix technologique de la cellule. Pour la firme allemande, le seul moyen de garantir une flexibilité totale des installations reste l’approche de robots complets, c’est-à-dire un bras mécanique avec son contrôleur associé. Il est nullement question de proposer un contrôleur pilotant plusieurs mécaniques. Ce choix est fait non pas en raison de difficultés techniques mais en fonction de critères économiques.
« De plus en plus les clients recherchent une flexibilité, il n’est pas rare d’en voir qui ont installé une cellule avec deux robots, vouloir dans les six mois soit rajouter un robot pour augmenter les capacités de production, soit enlever un robot en raison d’une baisse de la demande, et donc en affectant le robot restant sur un autre poste » explique Jean François Germain, directeur commercial chez Kuka. Si dans le premier cas, le rajout d’une mécanique serait peut-être possible, le fait d’enlever une mécanique la laisserait inopérante.
Ce sont ces robots complets qui vont être mis en œuvre et coopérer ensemble. Cette coopération se fait par le rajout au niveau de la programmation d’une ligne supplémentaire leur demandant de coopérer. Et c’est notamment au niveau du logiciel KR Sim Pro que le concepteur demandera aux robots de travailler ensemble.
Le travail de robots en coopération reste un champ d’investigation très large, cela va de la manutention de pièces de carrosserie qui pendant la phase de manutention ne subissent aucun process, demain il sera possible d’effectuer des opérations de soudage en même temps. Il en va de même pour le soudage à l’arc de pièces, avec plusieurs robots travaillant ensemble, il existe une application avec plusieurs robots, dont un est équipé d’un système de suivi de joint, les autres suivant les variations du premier.
Chaque robot peut être tantôt indépendant, tantôt lié au groupe. Tous les événements qui influent sur le mouvement d’un robot (Stop, Override, Défaut, …) sont transmis aux autres robots par le réseau.
Pour l’instant le nombre de robots capables de coopérer est limité à 15. Une limite matérielle, notamment en raison de la présence d’une seule carte ESC réunissant toutes les informations de sécurité, comme les arrêts d’urgence. Un chiffre qui, demain, pourra atteindre plusieurs dizaines, voire centaines de robots.
La séquence de contrôle et la synchronisation des programmes des robots sont réalisées de façon autonome à l’intérieur du groupe de robots. La définition et l’inter-verrouillage des espaces de travail sont réalisés de façon autonome à l’intérieur des groupes de robots.
Tout sous-groupe peut être constitué en dynamique, ces sous-groupes peuvent alors prendre en charge des tâches de façon autonome. Chaque robot peut-être piloté individuellement comme membre du groupe, il peut également être intégré dans un ou plusieurs sous-groupes.
Tous les événements susceptibles d’influencer les caractéristiques de mouvement d’un robot individuel (arrêt d’urgence, stop, override…) affecte immédiatement le sous-groupe tout entier.
Les signaux de sécurité sont communiqués via ESC et affectent tous les contrôleurs du sous-groupe immédiatement et simultanément. Les événements concernant les caractéristiques de déplacement d’un robot sont transmis via Fast-Ethernet et affectent tous les contrôleurs dans le sous-groupe simultanément. Si la communication est rompue, tout le sous-groupe est commuté en état de sécurité.
Nouvelles mécaniques
Ce choix de la coopération est décliné sur les mécaniques. L’ensemble des robots de faibles et de moyennes charges ont été revues.
Dans les petites charges c’est le KR 16 qui a été redessiné. Comme le chiffre l’indique c’est un 16 kilos avec une précision de +/- 0.01 mm. A partir de cette base est également proposé un 6 kilos ainsi qu’un 16 kilos à bras rallongé.
Une des nouveautés c’est la sortie d’une version avec embase plus courte de 230 mm, cette version Flat autorise des fixations sur colonne ou suspendu.
Autre variante, la mise en position horizontale du bras 2, ce qui combiné à l’embase Flat donne un robot qui a la majorité de son volume de travail en dessous de son embase.
Les logiciels de soudage viennent offrir de nouvelles possibilités. Par exemple, on trouve un système de balayage thermique et mécanique qui gère les applications de soudage de pièces d’épaisseurs différentes, la vitesse d’avance du fil étant gérée automatiquement en temps réel en variant en fonction de la position de la torche.
Pour la gamme de mécaniques de moyenne gamme, ce sont les 30 et 60 kilos qui sont revues, du coup la version 45 kilos est enlevée du catalogue. Visuellement le changement intervient au niveau du pied qui a subit une cure d’amaigrissement, normal dans les précédentes versions l’embase du 60 kilos était héritée du 125 kilos.
Comme pour les robots 16 kilos, il a été développé une version avec le deuxième bras en position horizontale, donnant ainsi un volume plus élevé en dessous du robot, plutôt adapté pour les applications de chargement/déchargement de machines ou de presses.
Enfin, il existe une toute nouvelle version, la HA qui reprend les mécaniques de base mais avec de nouveaux moteurs et réducteur. Ce choix permet d’améliorer sensiblement ce que l’on appelle la précision de trajectoire, et que généralement aucun fournisseur, Kuka compris, n’indique sur les documentations. La tolérance flirtant le plus souvent avec le millimètre, si ce n’est plus. Seulement les applications de soudage laser progressant fortement, notamment en Allemagne, il fallait proposer un robot adapté. La version HA garantit que la précision de trajectoire ne dépassera pas les +/-0,2 mm. C’est-à-dire que le robot se déplacera dans un « tuyau » avec une tolérance de +/-0,2 mm, et cela à pleine charge et à pleine vitesse.
Pour avoir une idée du potentiel du marché du soudage laser, il suffit de noter que pour la Golf 4 le nombre de points de soudure par points était de 4.500 par véhicule (un chiffre similaire à l’ensemble des véhicules concurrents) et la distance de soudure laser de 1,4 mètre. Pour la Golf 5 le nombre de points tombe à 1.500 et la longueur de cordon passe à 70 mètres.
Sur son stand d’Industrie 2004, Kuka exposera même une tête de soudage hybride qui intègre, en un seul endroit, un soudage Mag et un soudage Laser.
Objectif 2004
Objectif pour la maison mère de Kuka, atteindre les 8.000 robots vendus en 2004. Au cours des dix dernières années le chiffre de 3.500 robots en 1996 a atteint les 7.791 en 2003. La firme souhaite continuer sa progression, cela malgré quelques revers dans le monde automobile sur certains projets. Comme le constate Guido Decroos, le directeur général « nous avons perdu, l’année dernière, quelques gros contrats dans le monde automobile en France, mais nous sommes confiants sur de prochains projets. Notre progression en dehors des constructeurs automobiles est constante d’année en année ». Les chiffres montrent même un triplement en cinq ans.
Et pour se mettre à l’abri des mouvements du secteur automobile, Kuka souhaite passer à la vitesse supérieure dans certaines branches d’applications.
Parmi elles, se trouve l’industrie plastique. Sur le terrain Kuka a signé un accord avec Witmann qui complétera son offre de manipulateurs avec les robots. Un accord qui devrait être profitable pour tout le monde, le recoupement entre robots et manipulateurs étant suffisamment faible pour ne pas poser de problèmes de choix pour le client.
J33p4042L’ISR sera l’occasion pour Kuka de mettre les petits plats dans les grands. Il faudra néanmoins attendre Automatica à Munich pour voir le clou du spectacle. La firme allemande parie sur la collaboration entre robots : fini le robot tout seul dans son coin, maintenant plusieurs robots vont travailler main dans la main.
Cette nouvelle approche permet de faire collaborer jusqu’à 15 robots ensemble. Et si en France la présentation se fera de façon plus « légère », lors du salon de juin ce sont 15 robots qui devraient être mis à l’épreuve sur le stand.
Pour matérialiser ce concept de coopération, Kuka propose un ensemble complet qui va de la programmation aux mécaniques de robots.
Coopération de 15 robots
Premier élément, la programmation. A partir de maintenant le logiciel de simulation et de programmation hors-ligne qui ne gérait qu’un seul robot est retiré, pour être remplacé par le KR Sim.
Ce nouveau logiciel se décline en trois versions. Tout d’abord la version KR Sim Viewer qui à l’image d’Acrobat Reader permet la visualisation d’une simulation. Par exemple, en tant que client vous téléchargez le Viewer sur votre PC et votre intégrateur envoie une copie de son travail, vous regardez et validez en direct.
Ensuite, vient le KR Sim Layout. Pour 1.500 euros ce logiciel permet la création d’une implantation, mais uniquement à partir d’une bibliothèque fournie. Impossible de modéliser l’environnement, ou des machines particulières, pour le positionneur de votre pièce ou pour la presse il va falloir prendre ce qui est proposé dans la bibliothèque. De quoi gérer les implantations et faire une première simulation, mais pour une programmation il faudra passer à la dernière version du logiciel.
C’est la KR Sim Pro qui permet de modéliser toutes sortes de pièces, de calculer le temps de cycle, et Kuka insiste sur le fait que pour la première fois, il s’agira du vrai temps de cycle. C’est-à-dire qu’un programme qui sur l’ordinateur indiquera un temps de 12 minutes et 52 secondes, restera exactement le même une fois transférée sur la machine.
Autre évolution majeure, le nombre de robots n’est plus limité. Le client pourra simuler et programmer plusieurs dizaines de robots avec le logiciel, sachant qu’avec cet outil il aura accès à l’ensemble de l’offre Kuka, des robots aux positionneurs.
Deuxième élément, le choix technologique de la cellule. Pour la firme allemande, le seul moyen de garantir une flexibilité totale des installations reste l’approche de robots complets, c’est-à-dire un bras mécanique avec son contrôleur associé. Il est nullement question de proposer un contrôleur pilotant plusieurs mécaniques. Ce choix est fait non pas en raison de difficultés techniques mais en fonction de critères économiques.
« De plus en plus les clients recherchent une flexibilité, il n’est pas rare d’en voir qui ont installé une cellule avec deux robots, vouloir dans les six mois soit rajouter un robot pour augmenter les capacités de production, soit enlever un robot en raison d’une baisse de la demande, et donc en affectant le robot restant sur un autre poste » explique Jean François Germain, directeur commercial chez Kuka. Si dans le premier cas, le rajout d’une mécanique serait peut-être possible, le fait d’enlever une mécanique la laisserait inopérante.
Ce sont ces robots complets qui vont être mis en œuvre et coopérer ensemble. Cette coopération se fait par le rajout au niveau de la programmation d’une ligne supplémentaire leur demandant de coopérer. Et c’est notamment au niveau du logiciel KR Sim Pro que le concepteur demandera aux robots de travailler ensemble.
Le travail de robots en coopération reste un champ d’investigation très large, cela va de la manutention de pièces de carrosserie qui pendant la phase de manutention ne subissent aucun process, demain il sera possible d’effectuer des opérations de soudage en même temps. Il en va de même pour le soudage à l’arc de pièces, avec plusieurs robots travaillant ensemble, il existe une application avec plusieurs robots, dont un est équipé d’un système de suivi de joint, les autres suivant les variations du premier.
Chaque robot peut être tantôt indépendant, tantôt lié au groupe. Tous les événements qui influent sur le mouvement d’un robot (Stop, Override, Défaut, …) sont transmis aux autres robots par le réseau.
Pour l’instant le nombre de robots capables de coopérer est limité à 15. Une limite matérielle, notamment en raison de la présence d’une seule carte ESC réunissant toutes les informations de sécurité, comme les arrêts d’urgence. Un chiffre qui, demain, pourra atteindre plusieurs dizaines, voire centaines de robots.
La séquence de contrôle et la synchronisation des programmes des robots sont réalisées de façon autonome à l’intérieur du groupe de robots. La définition et l’inter-verrouillage des espaces de travail sont réalisés de façon autonome à l’intérieur des groupes de robots.
Tout sous-groupe peut être constitué en dynamique, ces sous-groupes peuvent alors prendre en charge des tâches de façon autonome. Chaque robot peut-être piloté individuellement comme membre du groupe, il peut également être intégré dans un ou plusieurs sous-groupes.
Tous les événements susceptibles d’influencer les caractéristiques de mouvement d’un robot individuel (arrêt d’urgence, stop, override…) affecte immédiatement le sous-groupe tout entier.
Les signaux de sécurité sont communiqués via ESC et affectent tous les contrôleurs du sous-groupe immédiatement et simultanément. Les événements concernant les caractéristiques de déplacement d’un robot sont transmis via Fast-Ethernet et affectent tous les contrôleurs dans le sous-groupe simultanément. Si la communication est rompue, tout le sous-groupe est commuté en état de sécurité.
Nouvelles mécaniques
Ce choix de la coopération est décliné sur les mécaniques. L’ensemble des robots de faibles et de moyennes charges ont été revues.
Dans les petites charges c’est le KR 16 qui a été redessiné. Comme le chiffre l’indique c’est un 16 kilos avec une précision de +/- 0.01 mm. A partir de cette base est également proposé un 6 kilos ainsi qu’un 16 kilos à bras rallongé.
Une des nouveautés c’est la sortie d’une version avec embase plus courte de 230 mm, cette version Flat autorise des fixations sur colonne ou suspendu.
Autre variante, la mise en position horizontale du bras 2, ce qui combiné à l’embase Flat donne un robot qui a la majorité de son volume de travail en dessous de son embase.
Les logiciels de soudage viennent offrir de nouvelles possibilités. Par exemple, on trouve un système de balayage thermique et mécanique qui gère les applications de soudage de pièces d’épaisseurs différentes, la vitesse d’avance du fil étant gérée automatiquement en temps réel en variant en fonction de la position de la torche.
Pour la gamme de mécaniques de moyenne gamme, ce sont les 30 et 60 kilos qui sont revues, du coup la version 45 kilos est enlevée du catalogue. Visuellement le changement intervient au niveau du pied qui a subit une cure d’amaigrissement, normal dans les précédentes versions l’embase du 60 kilos était héritée du 125 kilos.
Comme pour les robots 16 kilos, il a été développé une version avec le deuxième bras en position horizontale, donnant ainsi un volume plus élevé en dessous du robot, plutôt adapté pour les applications de chargement/déchargement de machines ou de presses.
Enfin, il existe une toute nouvelle version, la HA qui reprend les mécaniques de base mais avec de nouveaux moteurs et réducteur. Ce choix permet d’améliorer sensiblement ce que l’on appelle la précision de trajectoire, et que généralement aucun fournisseur, Kuka compris, n’indique sur les documentations. La tolérance flirtant le plus souvent avec le millimètre, si ce n’est plus. Seulement les applications de soudage laser progressant fortement, notamment en Allemagne, il fallait proposer un robot adapté. La version HA garantit que la précision de trajectoire ne dépassera pas les +/-0,2 mm. C’est-à-dire que le robot se déplacera dans un « tuyau » avec une tolérance de +/-0,2 mm, et cela à pleine charge et à pleine vitesse.
Pour avoir une idée du potentiel du marché du soudage laser, il suffit de noter que pour la Golf 4 le nombre de points de soudure par points était de 4.500 par véhicule (un chiffre similaire à l’ensemble des véhicules concurrents) et la distance de soudure laser de 1,4 mètre. Pour la Golf 5 le nombre de points tombe à 1.500 et la longueur de cordon passe à 70 mètres.
Sur son stand d’Industrie 2004, Kuka exposera même une tête de soudage hybride qui intègre, en un seul endroit, un soudage Mag et un soudage Laser.
Objectif 2004
Objectif pour la maison mère de Kuka, atteindre les 8.000 robots vendus en 2004. Au cours des dix dernières années le chiffre de 3.500 robots en 1996 a atteint les 7.791 en 2003. La firme souhaite continuer sa progression, cela malgré quelques revers dans le monde automobile sur certains projets. Comme le constate Guido Decroos, le directeur général « nous avons perdu, l’année dernière, quelques gros contrats dans le monde automobile en France, mais nous sommes confiants sur de prochains projets. Notre progression en dehors des constructeurs automobiles est constante d’année en année ». Les chiffres montrent même un triplement en cinq ans.
Et pour se mettre à l’abri des mouvements du secteur automobile, Kuka souhaite passer à la vitesse supérieure dans certaines branches d’applications.
Parmi elles, se trouve l’industrie plastique. Sur le terrain Kuka a signé un accord avec Witmann qui complétera son offre de manipulateurs avec les robots. Un accord qui devrait être profitable pour tout le monde, le recoupement entre robots et manipulateurs étant suffisamment faible pour ne pas poser de problèmes de choix pour le client.
