Un robot avec un 7ème axe dans une application pratique spectaculaire

Un rayon d’action étendu grâce au septième axe du robot : dans le cadre d’un projet d’étudiants réaliste, un convoyeur, une unité linéaire et un cobot sont mis à contribution. 

Faire des études supérieures et en même temps acquérir de l’expérience pratique dans une entreprise : C’est cette approche qui est la base même des études en alternance. Pour Jan Tolleswki c’était très rapidement évident qu’il voulait suivre de telles études. Natif de Solingen, il s’est adressé directement à item : « Je connaissais déjà quelqu’un qui travaillait chez item, et nous avons parlé de cette entreprise. Comme tout ça m’avait fait très bonne impression, il était clair que je voulais absolument réaliser la partie pratique chez item ». Lors de l’entretien de recrutement, l’école supérieure de Bochum fut retenue. Sur le campus Velbert/Heiligenhaus de cette université, Jan en est au huitième semestre du cursus de mécatronique & développement de produit (« bachelor of engineering »). Il s’agit d’études techniques coopératives (ETC). Au cours du semestre, les étudiants fréquentent pendant deux jours l’entreprise partenaire et vont à l’université pendant trois jours. La théorie apprise est à mettre en pratique dans le cadre de trois projets ETC. Pour le dernier projet avant sa thèse de bachelor, l’étudiant de 27 ans s’est rapproché d’un autre étudiant chez item : Julius Kuczkowiak suit des études d’électrotechnique à l’école supérieure Bonn-Rhein-Sieg. Après un semestre pratique, il est revenu chez item comme étudiant salarié. Ensemble les deux étudiants ont réalisé une superstructure d’essai intéressante, baptisée « range extender » : tout tourne autour d’un robot qui dispose d’un septième axe et qui réorganise des pièces pendant le transport.

Réunir les gammes de produits et synchroniser les processus de travail

Le troisième projet ETC devait réunir différentes gammes de produits.  Le dispositif « range extender » en un parfait exemple. Comme le nom l’indique, le robot dispose d’un rayon d’action accru grâce à une superstructure spéciale qui dispose d’un septième axe : Un axe linéaire issu du système d’automatisation item s’étend en parallèle à un convoyeur à courroie long de 6 mètres et appartenant au système de convoyeurs item. Le cobot quant à lui, se trouve sur l’axe linéaire. Le tout est suivi d’un bâti équipé d’un convoyeur à galets – sur la base du système de construction modulaire pour la production « lean ». Etant donné que tous les composants de base mécaniques utilisent les mêmes rainures et dimensions modulaires, ainsi que les mêmes assemblages, toutes les combinaisons étaient possibles : « Nous nous sommes fixés l’objectif d’utiliser un minimum de composants. Etant donné que le système de convoyeurs est équipé de la rainure de profilé, il était facile de tout construire et de relier les différents éléments entre eux. L’aspect modulaire d’item est vraiment génial » déclare Jan. Concrètement, la tâche du cobot consiste à réorganiser des pièces de puzzle sur une palette portepièce en synchronisme avec le déplacement du convoyeur. Ensuite, la palette portepièce est transférée sur le convoyeur à galets.

Il est également possible d’utiliser d’autres modèles de cobot, il suffit de changer le gabarit de perçage sur la plaque chariot de l’unité linéaire, mesurant 200 x 200 cm .

Un autre avantage de la superstructure est le fait qu’elle ne nécessite aucune commande de niveau supérieur.  La servocommande BL 1-04 C d’item communique directement avec le cobot en question. Les modèles Universal Robots UR5, ABB CRB 15000 et Doosan A0509 ont déjà été mis en œuvre avec succès. Il est également possible d’utiliser d’autres modèles de cobot, il suffit de changer de gabarit de perçage sur la plaque chariot (200 x 200 cm) de l’unité linéaire. Au total, seuls deux composants non fournis par item étaient utilisés, à savoir un capteur incrémental et une barrière lumineuse. Le capteur incrémental sert à mesurer la vitesse du convoyeur. Les données sont évaluées par la servocommande à traitement de signal haute résolution, comme l’explique Jan : « Supposons que le convoyeur soit soudainement soumis à un poids lourd qui le fait ralentir. Alors, en parallèle, l’axe linéaire sur lequel se déplace le robot ralentit également de manière automatique. Ensuite, il continue d’avancer à la vitesse modifiée ». Le processus se déclenche au passage de la palette portepièce par la barrière lumineuse. L’axe linéaire et le cobot démarrent, le signal de déclenchement assurant une position synchrone absolue.

De la coupe à la volée au robot avec un 7ème axe

C’est une application dénommée « coupe à la volée » qui a inspiré l’idée du range extender. Elle trouve son origine dans le traitement du bois. Dans ce cas, une poutre ou un tronc d’arbre est découpé(e) pendant le transport. Le transport de la marchandise est donc effectué en même temps que le traitement. Par ailleurs, le caractère ludique de la disposition d’un puzzle à l’aide d’un robot avec un 7ème ne doit pas faire oublier le potentiel d’utilisation varié : « En principe, il n’y a pas de limite. On peut faire quelque chose de similaire, c’est-à-dire un tri à effectuer, mais complété d’un système de contrôle optique. On pourrait également imaginer des processus de collage ou d’assemblage, l’application d’un scellement ou le conditionnement de composants. Je pense qu’on pourrait très bien aussi regrouper des pièces détachées en faisant converger plusieurs convoyeurs » explique Jan. Grâce à la compatibilité continue des produits item, il n’y a aucune limite à la créativité. Il est possible sans problème de combiner des gammes plus récentes, comme le système de construction pour solutions à base de cobot ou le système de convoyeurs avec tous les autres composants. Depuis toujours, item accorde beaucoup de valeur à un design classique et homogène – par conséquent, le tout forme toujours un ensemble harmonieux.

Je suis très contant, et chez item je participe en vrai à la vie professionnelle. Le lien entre la théorie et la pratique coule de source .

Jan, qui a pratiquement terminé ses études, a déjà un « successeur » chez item, qui a rejoint l’entreprise pour le semestre d’hiver 2021. Bien qu’il s’agisse d’une autre filière d’études coopératives de l’école supérieure de Bochum, il y a de nombreux cours en commun. Il n’hésite donc pas à aider son condisciple avec des recommandations portant sur les études et sur le travail pratique. En principe, son quotidien chez item comprend d’autres petites missions de projet et l’assistance fournie aux collègues qu’il apprécie beaucoup. Pendant les vacances universitaires, lorsqu’il est sur place pendant cinq jours, il dispose évidemment de plus de temps. Jan est ravi de son travail et de ses études : « Je suis très contant, et chez item je participe en vrai à la vie professionnelle. Le lien entre la théorie et la pratique coule de source. Il m’est arrivé pendant des cours de penser : ‘Mais oui, j’ai déjà vu ça chez item’. Ou au contraire : J’ai pu contribuer à l’université ce que j’avais déjà vécu en entreprise ».

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