Introduction : Répondre aux exigences de l'automatisation moderne
Le rapport mondial 2024 sur la robotique indique qu’environ 4,3 millions de robots fonctionnent dans le monde. Qu’il s’agisse de grands robots industriels, de robots collaboratifs à station unique, de robots SCARA ou de robots à 6 axes, la robotique et l’automatisation continuent de stimuler l’innovation. Toutefois, dans certains secteurs, tels que les dispositifs médicaux, la photonique et les semi-conducteurs, la précision requise n’est pas possible avec de grands bras robotisés. La microautomatisation connaît une croissance rapide car les industries exigent des solutions plus petites, plus précises et plus flexibles. Ce blog explore comment les robots compacts, tels que ceux de Mecademic, répondent aux défis d’intégration courants et créent de nouvelles opportunités.
Pourquoi la microautomatisation est importante pour les intégrateurs
Dans des secteurs tels que l’électronique, l’optique et la photonique, les dispositifs médicaux ou les capteurs quantiques, la précision se mesure en micromètres (µm), voire en nanomètres (nm). Les bras robotiques traditionnels sont trop grands pour fonctionner avec la précision requise. Les opérations manuelles prennent du temps et peuvent augmenter les temps de cycle et réduire la production, ce qui complique la mise à l’échelle pour les projets de grande envergure.
L’un des défis posés par les solutions traditionnelles d’automatisation robotique est la gamme de robots de différents fabricants qui peuvent déjà être installés dans l’usine d’un client. Non seulement l’espace supplémentaire est limité, mais le bras robotique personnalisé doit également s’intégrer à l’automatisation existante.
Mecademic : L'automatisation compacte et de haute précision
Les solutions de micro-automatisation peuvent offrir tous les avantages d’une solution robotique automatisée, ce qui permet de réduire les temps de cycle et les déchets, d’améliorer le contrôle de la qualité et la répétabilité, et d’augmenter le rendement global. Mecademic développe les robots industriels les plus compacts au monde, comme le Meca500 et le MCS500. Conçus pour être performants, fiables et faciles à utiliser, les robots industriels Mecademic nécessitent peu d’entretien. Ils sont agnostiques en termes de matériel et de logiciel et peuvent fonctionner avec n’importe quelle installation robotique existante.
L’interface web Mecaportal permet une utilisation intuitive sans langage propriétaire, formation complexe ou téléchargement de logiciel. Elle intègre une fonction d’autocomplétion pour un accès plus rapide aux commandes et à la gestion des programmes enregistrés, et permet aux utilisateurs de se concentrer sur la configuration initiale et les tests plutôt que de se débattre avec une programmation complexe.
Le robot SCARA MCS500 a une portée de 360°, une portée de 225 mm et une répétabilité de position de 5 µm. Il peut être monté dans diverses positions, y compris sur table et à l’envers. Le bras robotique industriel compact à six axes Meca500 a une résolution de 1 µm, une répétabilité de 5 µm, une charge utile de 500 g et une portée de 330 mm. Le Meca500-OB est doté d’un traitement de surface noir optique spécialement conçu pour éviter les interférences lumineuses dans les applications photoniques.
De plus, il existe une variété d’outils de fin de bras compatibles avec le Meca500-OB, notamment des pinces, des capteurs, des capteurs de force piézoélectriques, des systèmes d’aspiration, des tournevis et des changeurs d’outils qui vous permettent d’étendre et de personnaliser votre bras robotisé compact afin de tirer le meilleur parti de votre investissement.
Mecademic dispose d’une clientèle mondiale et d’un réseau d’assistance en pleine expansion.
Nouveaux marchés et nouvelles applications
Les robots compacts rendent possible l’automatisation dans des secteurs tels que l’électronique, les appareils médicaux, l’optique et la photonique. Ces secteurs exigent une précision rigoureuse que les robots traditionnels ne peuvent pas atteindre. Le défi pour les fabricants et les intégrateurs de robots est d’offrir les avantages des bras robotiques de haute précision lorsqu’ils travaillent avec des pièces de la largeur d’un cil.
Dans les applications qui incluent l’alignement, l’assemblage, la distribution et l’inspection à une micro-échelle, le bras robotisé compact peut fonctionner dans des espaces restreints tout en offrant une répétabilité de position de cinq μm. Dans l’industrie de l’optique, par exemple, les pièces peuvent nécessiter des orientations différentes, différents processus d’assemblage peuvent exiger des orientations différentes, et même un millimètre de différence entre les pièces peut entraîner une défaillance. L’assemblage manuel prend du temps et les robots traditionnels n’ont ni la finesse ni la dextérité nécessaires. Les bras robotiques compacts qui fonctionnent dans de petits espaces et qui sont des extensions prêtes à l’emploi de votre installation d’automatisation existante offrent efficacité, exactitude et précision d’assemblage.
Dans l’industrie électronique, les produits tels que les écouteurs, les connecteurs ou les implants comportent de nombreuses petites pièces qui doivent être assemblées et orientées avec précision, faute de quoi le produit ne fonctionnera pas. Le robot Meca500 possède six degrés de liberté. Il est capable de mouvements extrêmement précis, avec une répétabilité de cinq micromètres et des incréments de position d’un micromètre, ce qui le rend idéal pour la fabrication de produits optiques et photoniques.
Les industries telles que la technologie, les produits portables, la recherche et les centres universitaires offrent à la microautomation des possibilités d’expansion et d’innovation en collaboration.
Conception de systèmes à faible encombrement
L’un des avantages des bras robotisés compacts est le faible encombrement nécessaire à leur fonctionnement. Avec leurs contrôleurs intégrés et leurs empreintes ultra-compactes, les robots Mecademic permettent aux intégrateurs de construire des cellules plus petites et d’économiser de l’espace au sol.
Lorsque la Steven Douglas Corp. (SDC) a construit un système pour son client d’appareils médicaux, elle a incorporé le robot Meca500 à six axes dans la solution d’automatisation, qui a remplacé de nombreux processus manuels. Le défi était que l’assemblage nécessitait une précision de l’ordre du micron : le jeu entre le rivet et le trou de liaison – les deux principaux éléments des composants fabriqués – était d’un micromètre. Un assemblage complet comprenait 73 pièces : 25 maillons, 48 rivets et 48 soudures. La solution robotique compacte a permis de réaliser l’assemblage cinq fois plus rapidement grâce à une installation allégée et efficace qui s’est parfaitement intégrée aux autres composants robotiques.
Haute précision et répétabilité
Si les robots Mecademic prennent peu de place, ils ne font aucun compromis sur la qualité, la fiabilité ou la précision, offrant aux clients la possibilité d’échelonner la fabrication pour répondre à une demande accrue sans compromettre la qualité.
Le robot 6 axes de Mecademic, le Meca500, offre une répétabilité de 5 μm et une résolution de 1 μm, ce qui permet d’obtenir des résultats de haute qualité dans des applications exigeantes. Le Meca500-OB est doté d’un traitement de surface noir optique qui absorbe 96,5 % de la lumière visible, empêchant ainsi toute interférence lumineuse, même mineure, de compromettre la précision et la sécurité des applications optiques.
La taille compacte des bras robotiques personnalisés de Mecademic peut remplacer des systèmes complexes fabriqués sur mesure. Ils sont agnostiques en termes de matériel et de logiciel et peuvent fonctionner avec n’importe quel système robotique existant.
Dans le domaine de l’optique et de la photonique, l’un des obstacles à l’évolutivité et à la fiabilité est l’exactitude et le haut degré de précision requis. Pour obtenir la précision requise, l’industrie s’appuie sur des moteurs linéaires coûteux et de haute précision et sur des positionneurs à flexion actionnés par piézomètre, qui ont une flexibilité et une gamme de mouvement limitées.
XVP Photonics est un leader dans la fourniture de solutions photoniques avancées. Les ingénieurs de XVP Photonics étaient initialement sceptiques quant à la capacité du Mecademics Meca500 à fournir la précision et l’exactitude requises pour fonctionner en tant qu’assemblage entièrement automatisé pour leurs clients. Les ingénieurs de XVP ont testé le Meca500 à l’aide d’un microscope de grande puissance et d’évaluations de la résolution angulaire à l’aide d’un banc de Fourier pour évaluer la précision transversale. Ils ont ensuite comparé les résultats aux calculs théoriques pour déterminer les applications photoniques que le Meca500 pouvait réaliser.
Pour les applications critiques telles que la collimation des diodes laser TO, la focalisation des objectifs sur les capteurs CMOS et l’alignement des assemblages de fibres pré-collimatés, la précision angulaire du Meca500 a permis d’accomplir les tâches avec succès. XVP a déterminé que le Meca500 pouvait être utilisé pour l’alignement photonique dans les systèmes optiques dont la longueur focale est supérieure à 0,5 mm et dont la taille des modes est supérieure à 5 µm.
En outre, XVP a développé une application d’assemblage photonique pour l’alignement de lentilles et la distribution de colle, et a déterminé que les solutions Mecademics pouvaient être utilisées pour 90% des projets photoniques actuels de XVP.
Une intégration simplifiée
L’un des avantages des robots Mecademics est qu’ils s’intègrent facilement aux protocoles standard et sont compatibles avec la plupart des automates programmables. Ils sont agnostiques en termes de matériel et de logiciel, ce qui en fait des composants d’automatisation prêts à l’emploi qui ne nécessitent pas de codage personnalisé ou de programmation propriétaire. Il ne nécessite pas non plus de téléchargement de logiciels, de programmes de formation complexes ou d’options supplémentaires.
Les options de montage flexibles, notamment sur table ou à l’envers, simplifient encore le déploiement, le bras robotique compact ne pesant que 4,3 kg.
Réduction du coût total de possession (TCO)
Toute installation d’automatisation robotisée représente une dépense d’investissement (CapEx) et une dépense opérationnelle (OpEx) importantes. Le retour sur investissement (ROI) de la plupart des solutions d’automatisation est généralement de 6 à 18 mois en termes d’économies de main-d’œuvre, d’augmentation de la productivité, de réduction des déchets, d’amélioration de la qualité et de la répétabilité.
Les bras robotiques compacts Mecademic étant prêts à l’emploi, le temps d’ingénierie est réduit, la maintenance est réduite et la formation des utilisateurs est rapide, ce qui se traduit par une réduction des dépenses d’investissement et des dépenses d’exploitation. De plus, ils ont une longue durée de vie et des temps d’arrêt minimes, ce qui améliore encore le retour sur investissement.
Croissance de la production de 400 % grâce à l’innovation robotique
SEYMOUR Advanced Technologies recherchait une solution complète pour l’un de ses clients, une société pharmaceutique ophtalmologique qui avait mis au point une micro-aiguille destinée à être utilisée en chirurgie oculaire. Elle avait besoin d’une solution stérile capable d’augmenter le débit tout en respectant les protocoles de sécurité rigoureux requis dans le secteur médical.
Le processus consistait à insérer une tige de 25 mm de long dans un cylindre creux avec un jeu de seulement 60 microns, soit moins que l’épaisseur d’une feuille de papier standard pour imprimante. Cette tâche délicate était effectuée à la main sous un microscope puissant, permettant de produire environ 500 unités par équipe de 8 heures. L’extrême précision requise entraînait également de fréquentes cassures d’aiguilles lors de l’insertion, ce qui générait des déchets médicaux supplémentaires et une variabilité dans la production.
SEYMOUR a intégré les robots à six axes Meca500 de Mecademic pour réaliser le processus d’assemblage. Le système utilise l’imagerie 3D en nuage pour détecter les pièces physiques, ainsi que leur épaisseur, leur longueur et leur rectitude. L’erreur de position relative est ensuite calculée, ce qui permet d’ajuster les robots pour un assemblage précis.
En intégrant une évaluation en temps réel dans la programmation, les robots ont atteint un niveau d’autonomie de 97 à 100 %, sans pratiquement aucun besoin de maintenance. Depuis sa mise en œuvre, le débit a augmenté de 400 %, permettant au client de SEYMOUR d’augmenter sa production de manière fiable sans avoir besoin de main-d’œuvre supplémentaire ni d’espace supplémentaire. De plus, les robots compacts Meca500 ont réduit les coûts du système de près de 50 % par rapport aux systèmes d’automatisation traditionnels, tout en maintenant la précision stricte requise pour la fabrication de dispositifs médicaux.
Seymour a intégré trois robots Mecademic à six axes pour achever le processus d’assemblage, en transportant la seringue du point A au point B et en insérant le fil dans l’aiguille. Le système saisit la seringue et la place sous une caméra à micro-résolution qui utilise la modularisation de la lumière structurée pour détecter les pièces physiques, ainsi que leur épaisseur, leur longueur et leur rectitude. L’erreur de positionnement relative est alors calculée et les robots peuvent être ajustés pour un assemblage précis.
En intégrant l’apprentissage automatique dans la programmation, le robot évalue les données de position en temps réel et ajuste les cycles futurs en conséquence. Avant la mise en œuvre, deux employés produisaient en moyenne 500 unités au cours d’une période de travail typique de 8 heures. Depuis la mise en œuvre, un opérateur et le Seymour Tri-21 avec trois robots compacts à six axes Mecademics ont produit quatre unités par minute, 250 unités par heure et 2 000 unités par équipe de 8 heures, ce qui représente une augmentation de 400 % de la production. En ajoutant six robots supplémentaires, l’entreprise a pu augmenter sa production de 2000 % d’ici à la fin 2022, avec un taux de réussite de 95 %.
Soutenir les intégrateurs : Le programme d'intégration Mecademic
Mecademic croit fermement au partenariat avec les intégrateurs pour construire un réseau de microautomation performant. Dans le cadre de cet engagement, le programme Mecademic Integrator est un programme structuré qui permet aux intégrateurs certifiés d’accéder à de nouvelles opportunités commerciales.
Notre programme de certification des intégrateurs est conçu pour les constructeurs de machines sur mesure et les intégrateurs de systèmes qui se spécialisent dans les solutions d’automatisation compactes. Nous fournissons la certification, y compris une formation technique complète sur les robots 6 axes et SCARA ultra-compacts de Mecademic, la participation aux activités des partenaires et la présentation des robots Mecademic. En outre, les intégrateurs certifiés reçoivent des mises à jour de produits pour maintenir la certification d’intégrateur à jour et bénéficient d’un support dédié.
Parmi les autres avantages clés, citons
- Transferts de prospects : projets réels grâce à des recommandations basées sur la région, l’industrie et l’expertise prouvée.
- Unités de démonstration à prix réduit
- Prix de volume à vie
- Visibilité marketing co-brandée par le biais d’études de cas, de salons professionnels et de contenu promotionnel
- Formation et support technique gratuits, ainsi que des mises à jour de produits pour rester toujours à la pointe de l’actualité
- Ligne directe avec les équipes d’application et d’assistance de Mecademic
- Garantie étendue
- Inscription sur le site web de Mecademic
Conclusion : La robotique compacte est l'avenir de la construction de machines
Bien que les avantages de la robotique dans la fabrication aient été prouvés, il y a des limites au type de projets que les grandes solutions traditionnelles d’automatisation robotique peuvent réaliser. La microautomation offre aux intégrateurs l’accès à de nouvelles industries, à de meilleures conceptions de systèmes, à une plus grande précision et à des coûts réduits. Le faible encombrement des bras robotiques compacts ne nécessite pas de reconfiguration importante. Il permet d’effectuer des tâches dans des secteurs tels que les technologies médicales, l’optique et la photonique, la recherche universitaire, les biotechnologies et les produits pharmaceutiques, qui ont été limités dans le type d’automatisation en raison de la nature précise de la production.
Les solutions Mecademic de microautomation robotique à six axes sont agnostiques en termes de matériel et de logiciel, faciles à apprendre et à utiliser, et le portail Mecaportal permet une utilisation aisée, des informations en temps réel et une programmation intuitive.
Mecademic fournit les outils et le support nécessaires pour aider les intégrateurs à réussir dans ce paysage en évolution rapide. Les constructeurs de machines à façon et les intégrateurs de systèmes peuvent non seulement devenir des intégrateurs Mecademic certifiés, mais aussi adhérer au programme d’intégration Mecademic pour devenir un partenaire certifié et recevoir des recommandations basées sur la région, l’industrie et l’expertise prouvée, des mises à jour sur les produits pour rester à jour, des opportunités de marketing co-marquées telles que des études de cas, des salons professionnels et du contenu promotionnel, ainsi qu’une ligne directe vers le support technique, des remises sur les produits et une liste sur le site Web de Mecademic.
Les solutions robotiques de Microautomation peuvent relever les défis de la précision, de la répétabilité et d’un encombrement réduit pour les industries qui n’ont pas pu profiter de tous les avantages que l’automatisation robotique traditionnelle peut offrir. Les robots industriels compacts Mecademic offrent une efficacité maximale, même lorsque l’espace est limité. Ces robots de micro-automatisation prêts à l’emploi sont conçus pour la fabrication de composants, l’optique et la photonique, l’électronique, les dispositifs médicaux, la biopharmacie et les centres de recherche.
