Alimentation en pièces pour les cobots : prélèvement dans une caisse, sur des plateaux ou via un système d'alimentation flexible ?

Le cobot est acheté, le premier programme est rapidement mis en place. Et c'est là que surgit la question à laquelle aucune fiche technique n'apporte de réponse : comment acheminer les pièces vers le robot de manière à ce qu'il puisse les saisir de manière fiable ? Ce sont justement les entreprises qui mettent leur cobot en service sans faire appel à un intégrateur qui se rendent compte à ce stade que le processus de préhension est rarement le problème. Le problème se situe en amont.

Ce guide compare les trois méthodes courantes d'alimentation des cobots, en mettant en évidence leurs avantages et leurs limites. Il indique également en toute franchise dans quels cas un système d'alimentation flexible tel que feedy n'est pas le bon choix.

Pourquoi le déploiement est déterminant pour la cellule de cobots

Un cobot ne saisit que ce qu’il trouve. Il a besoin que la pièce se trouve à un emplacement connu et dans une position connue. Si les pièces sont en vrac dans une caisse, ces deux conditions ne sont pas remplies. Trois questions permettent de clarifier la situation :

- Comment les pièces sont-elles acheminées aujourd'hui : en vrac, rangées dans un plateau ou provenant directement d'un processus en amont ?

- Combien de pièces différentes la cellule devra-t-elle traiter au cours des prochaines années ?

- De quel temps de cycle la cellule a-t-elle réellement besoin ?

En répondant à ces trois questions, on a généralement déjà pris la moitié de la décision.

Méthode n° 1 : plonger la main dans la caisse à l'aide d'une caméra 3D

Lors de la préhension dans la caisse (appelée « bin picking » dans le jargon technique), une caméra 3D est placée au-dessus du conteneur. Un logiciel calcule un point de préhension pour chaque pièce, et le robot la saisit directement dans le chargement en vrac.

Avantages : les pièces n'ont pas besoin d'être triées au préalable et restent dans le conteneur dans lequel elles sont livrées. Cela fonctionne bien pour les pièces volumineuses et robustes présentant des surfaces de préhension bien définies.

Limites : dans le cas de petites pièces qui se chevauchent ou s'emboîtent les unes dans les autres, la fiabilité diminue sensiblement. L'étalonnage de la caméra, la planification de la préhension et la prévention des collisions avec la paroi du bac requièrent de l'expérience ; sans intégrateur, il s'agit d'un projet exigeant. Souvent, après la préhension, un mouvement supplémentaire de repositionnement est nécessaire, car la pièce n'a pas été saisie dans la position requise par l'assemblage. À cela s'ajoute le débit : il est généralement limité à environ 10 pièces par minute au maximum.

Cela convient lorsque les pièces sont plus grandes, qu'elles sont livrées dans des caisses par le fournisseur et que leur position n'a pas beaucoup d'importance une fois qu'on les a saisies.

Méthode 2 : plateaux et porte-pièces

Les pièces sont rangées dans des compartiments. Le cobot suit un parcours prédéfini et n'a pas besoin de traitement d'images.

Points forts : très facile à programmer et très fiable. Les pièces fragiles ou de grande valeur restent protégées.

Limites : quelqu'un doit remplir les plateaux. Si cela se fait à la main, le travail manuel est simplement délocalisé ailleurs. Chaque pièce nécessite son propre plateau ; l'apparition de nouvelles variantes entraîne l'ajout de nouveaux plateaux et d'un espace de stockage supplémentaire. Et la durée pendant laquelle la cellule peut fonctionner sans opérateur dépend du nombre de plateaux disponibles.

Cela convient lorsque les pièces sont de toute façon triées par le fournisseur ou issues de l'étape précédente et qu'il n'y a que peu de variantes en production.

Méthode n° 3 : alimentation flexible avec caméra

Dans le cas d'un système d'alimentation flexible, souvent appelé « Flexfeeder », les produits en vrac sont versés puis séparés ; une caméra détecte la position de chaque pièce. feedy positionne ensuite les pièces dans la bonne orientation à un point de transfert fixe. Le cobot saisit ainsi toujours la pièce au même endroit. Lorsqu'une nouvelle pièce arrive, elle est programmée sans qu'il soit nécessaire de modifier le système ; un changement de produit prend environ une minute.

Points forts : les produits en vrac restent en vrac ; personne n'a besoin de remplir des plateaux. De nombreuses variantes peuvent être traitées sur la même ligne. Le programme du cobot reste simple, car la position de transfert est fixe. feedy ne nécessite pas de enceinte de protection et s'intègre ainsi parfaitement au concept collaboratif de la cellule ; avec ses dimensions de 120 × 40 × 50 cm, il s'adapte également aux postes de travail existants.

Limites : la gamme de pièces est limitée. feedy traite des pièces de 3 à 50 mm et pesant jusqu'à 30 g, à condition qu'elles soient sèches, propres et non magnétisées. Le débit peut atteindre 40 pièces par minute. L'investissement est plus élevé que celui d'un jeu de plateaux et s'avère particulièrement rentable lorsque les variantes changent.

Convient lorsque les petites pièces sont livrées en vrac, que les changements sont fréquents ou que de nombreuses variantes sont traitées sur une même cellule.

Et le convoyeur hélicoïdal classique ? Pour une pièce unique produite en grande série, il est difficile de faire mieux. Notre comparatif montre où il atteint ses limites.

Alternative au convoyeur vibrant

Comparaison des trois approches

critère	Plonger la main dans la caisse	Plateaux	Alimentation flexible (feedy)
Les pièces sont livrées sous forme de	marchandises en vrac	rangés dans le bac	marchandises en vrac
Travail préparatoire effectué par le personnel	aucune	Remplir et remplacer les plateaux	Recharger les produits en vrac
Prestations	généralement environ 10 pièces/min au maximum	selon le cobot ; pause lors du changement de plateau	jusqu'à 40 pièces/min
Nouvelle pièce	Adapter et tester la planification de la préhension	nouveau plateau	s'entraîner, environ une minute
Taille des pièces	plutôt des pièces de grande taille avec des surfaces de préhension bien définies	pratiquement n'importe quel	3 à 50 mm, jusqu'à 30 g
Temps de programmation sur le cobot	élevé (caméra, planification de la préhension)	faible (grille)	faible (position de transfert fixe)
Position après la prise	il faut souvent changer de prise	défini	défini
Utilisation typique	pièces de grande taille, orientation sans importance	peu de variantes, pièces fragiles	Petites pièces, nombreuses variantes

Quand un Flexfeeder n'est pas adapté

Un système d'alimentation flexible n'est pas la panacée. Dans ces cas-là, nous recommandons une autre solution :

- Volumes de production très élevés : si la cellule a besoin de plus de 40 pièces par minute, un convoyeur classique constitue le meilleur choix. Dans de nombreuses cellules de cobots, le temps de cycle n'est toutefois que de quelques secondes par pièce ; dans ce cas, l'alimentation constitue rarement le goulot d'étranglement.

- Pièces volumineuses ou lourdes : tout ce qui dépasse 50 mm ou 30 g doit être placé dans une autre solution, par exemple la poignée de la caisse.

- Pièces huileuses, mouillées ou magnétisées : il est impossible de les séparer de manière fiable.

- Les pièces arrivent déjà triées : ce serait donc du gaspillage de les mélanger pour en faire un chargement en vrac. Le plateau est ici la solution la plus simple.

- Une seule pièce, un volume de production élevé, aucun changement : c'est là que le convoyeur hélicoïdal montre tous ses atouts.

Si l'un de ces points s'applique, nous vous l'indiquerons clairement dans l'évaluation des pièces.

Ce que les entreprises sans intégrateur doivent prendre en compte

L'évaluation des risques reste nécessaire. Un cobot ne rend pas automatiquement une application sûre. C'est l'ensemble de l'application qui doit être évalué : la pince, la pièce, le mouvement et l'environnement. Un système d'alimentation sans enceinte de protection facilite cette évaluation, mais ne la remplace pas.

Simplifiez le transfert. Un point de préhension fixe réduit les efforts de programmation et d'étalonnage. Moins le cobot doit chercher par lui-même, plus la cellule fonctionne de manière stable.

Penser au préhenseur. Ventouse ou pince à mâchoires ? Si différentes pièces doivent passer par la cellule, il faut prévoir le changement de préhenseur lors de la planification.

Testez avec de vraies pièces. Les bavures, les tolérances et les finitions des pièces issues de la production en série se comportent différemment de celles des échantillons. Un test réalisé avec vos propres pièces en dit plus long que n'importe quelle fiche technique.

Planifier le réapprovisionnement. Combien de temps la cellule doit-elle fonctionner sans opérateur ? Cela permet de déterminer la quantité de stock nécessaire au niveau de l'alimentation.

Foire aux questions

Quel est le mode d'approvisionnement en pièces le plus simple à mettre en œuvre pour un cobot ?

Pour les pièces qui arrivent déjà triées, les plateaux constituent la solution la plus simple. Pour les petites pièces en vrac, un système d'alimentation flexible avec une position de transfert fixe est généralement la solution la plus simple, car le cobot n'a pas besoin de sa propre caméra.

Mon cobot a-t-il besoin de sa propre caméra pour fonctionner avec feedy?

Non. La caméra est intégrée à feedy. feedy reconnaît les pièces et les place dans la bonne orientation à un emplacement fixe ; le cobot les saisit à cet endroit.

Feedy est-il compatible avec mon cobot ?

feedy est compatible avec les systèmes de cobots et de robots courants. Nous déterminons, lors de l'évaluation des pièces, quelle connexion convient le mieux à votre cellule.

Quelle est la vitesse de feedy?

Jusqu'à 40 pièces par minute, soit environ une pièce toutes les une seconde et demie.

Feedy a-t-il besoin d'un boîtier de protection ?

Non, feedy peut fonctionner sans enceinte de protection. Une évaluation des risques est toutefois nécessaire pour l'ensemble de l'application du cobot.

Puis-je tester feedy avant d'investir ?

Oui. L'évaluation des pièces dure au maximum une semaine et est gratuite. Vous pourrez ensuite tester feedy pendant 3 mois dans votre usine. À l'issue de cette période, c'est vous qui décidez : soit vous achetez au prix proposé, soit vous restituez le matériel moyennant une somme forfaitaire de 5 000 €.

Vos pièces, votre cobot, votre test

Envoyez-nous vos composants pour que nous procédions à leur évaluation ; ce service est gratuit. Vous recevrez les résultats accompagnés d'une vidéo du test réalisé avec vos propres composants.