Les pinces industrielles sont conçues pour automatiser les tâches traditionnellement effectuées par les mains humaines, outils extrêmement perfectionnés façonnés par des millions d'années d'évolution. La main humaine possède cinq doigts, vingt-sept degrés de liberté et offre un retour d'information à la fois tactile et de force. Elle est adaptable et d'une précision remarquable. Cependant, la technologie actuelle ne permet pas encore de créer de telles pinces sophistiquées à un coût raisonnable tout en garantissant une fiabilité élevée.
Pour combler cet écart, les ingénieurs recherchent des simplifications qui préservent les fonctionnalités essentielles tout en veillant à ce que ces innovations ne mettent pas l'entreprise en péril. Ces fonctionnalités peuvent varier selon l'application. Dans le cas du prélèvement en vrac, les capacités clés comprennent :
Les différents types de pinces remplissent ces fonctions de manières distinctes. Par exemple, une pince à ventouse peut s'appuyer sur un retour de pression pour déterminer si elle maintient un objet, tandis qu'une pince à doigts utilise plutôt un retour de position. Malgré la différence de mise en œuvre, le signal sous-jacent reste le même.
Quels que soient la technologie de préhension ou le processus de fabrication, ces quatre principes fondamentaux peuvent guider le développement de pinces efficaces pour les applications de prélèvement en vrac.
Concevoir une pince unique capable de manipuler tout ce qu'une main humaine peut faire aboutirait probablement à un système coûteux et complexe, présentant de multiples points de défaillance. Pour une application nécessitant la manipulation d'une grande variété d'objets, il est plus judicieux d'utiliser un changeur d'outils équipé de plusieurs outils simples mais spécialisés. Cette approche améliore la fiabilité et réduit les coûts globaux.
Chaque nouvelle conception de pince engendre des coûts d'ingénierie. Dans la mesure du possible, les pinces doivent être conçues pour être réutilisables afin de faciliter leur déploiement dans des applications similaires. Les modifications, telles que l'ajustement de la longueur, le changement du type de ventouses ou de doigts, ou l'adaptation de la pince à différents bras robotiques, doivent être simples et peu coûteuses. Cette standardisation minimise les coûts de conception tout en maximisant la flexibilité.
Plutôt que de chercher à concevoir une pince parfaite à chaque fois, envisagez le développement comme un processus itératif. Commencez par une conception simple et affinez-la au fil de plusieurs versions. Si les pinces simples peuvent atteindre une quasi-perfection en deux ou trois itérations, les conceptions plus complexes peuvent nécessiter une dizaine d'améliorations, voire plus. L'amélioration continue permet d'obtenir des performances optimales au fil du temps.
La pince est la partie la plus exposée d'un système robotique. Elle entre en contact contrôlé avec les objets à chaque cycle et finit par s'user ou se casser. Concevoir une pince facilement remplaçable par le personnel sur site et disposer de pièces de rechange en stock permet de réduire considérablement les temps d'arrêt. Avec une planification adéquate, une panne potentielle de plusieurs jours peut être ramenée à quelques minutes seulement.
À un moment donné, nous avions deux types de robots : l'un dédié à la mode et l'autre aux marchandises générales.
Le premier système utilisait une seule ventouse reliée à un large tube pneumatique, optimisant ainsi le flux d'air – un point crucial pour la manipulation des sacs en polyéthylène. Le second système, quant à lui, employait plusieurs outils sur un changeur d'outils doté de trois canaux pneumatiques indépendants, offrant une grande polyvalence, mais au détriment d'un débit d'air par ventouse plus faible. Afin d'exploiter pleinement le potentiel de ce système, nous avons décidé de fusionner ces deux cas d'utilisation.
Cela a été possible grâce à un outil simple mais performant que nous appelons Triflow. Il combine les trois canaux pneumatiques en un seul, relié à une ventouse unique. Ceci maximise le flux d'air, nous permettant de saisir des sachets en polyéthylène dans du film plastique non fixé, tout en assurant une intégration parfaite de cet outil avec le changeur d'outils. Grâce à Triflow, nous avons pu fusionner deux robots spécialisés en un seul.
Cet alignement a permis d'obtenir un taux de réussite impressionnant au premier choix. 97% à Arvato (mode) et 99% à Komplett (marchandises générales).
Une pince performante est essentielle pour maîtriser la manipulation d'objets, mais elle ne peut fonctionner efficacement seule. Elle doit être associée à un système de vision avancé, un mécanisme de commande robuste et un manipulateur robotique fiable. Si l'être humain tient souvent pour acquis ses yeux, son cerveau, ses bras et ses mains, en robotique, chaque composant doit être conçu, développé et intégré pour obtenir une solution optimale.
Chez Nomagic, nous sommes spécialisés précisément dans cela : combiner vision, intelligence et automatisation pour développer des solutions robotiques fluides et efficaces.
