Le logiciel simplifie la programmation des robots

L’usine d’assemblage de MBDA à Bourges, en France, est spécialisée dans la fabrication de missiles tactiques. Photo avec l’aimable autorisation de MBDA

Un travailleur utilise un laser portatif pour nettoyer un moule destiné à la fabrication de pièces composites. Photo avec l’aimable autorisation de Fuzzy Logic Robotics

Un dispositif d’apprentissage portable enseigne au logiciel Repplix comment aligner le décapant laser avec le moule. Photo avec l’aimable autorisation de Fuzzy Logic Robotics

Repplix a ouvert de nouvelles opportunités pour les applications de décapage laser Photo avec l’aimable autorisation de Fuzzy Logic Robotics

L’usine de Bourges produit entre autres une variété de petites pièces composites qui nécessitent des moules. Photo avec l’aimable autorisation de MBDA

Les missiles sont la première arme de la guerre moderne. Selon la société de conseil Polaris Market Research, les ventes mondiales de roquettes et de missiles devraient passer de 58,3 milliards de dollars en 2021 à 73,8 milliards de dollars en 2026, avec un taux annuel cumulé de 4,8%.

Parmi les principaux fabricants mondiaux de missiles se trouve MBDA. MBDA, dont le siège social est situé au Plessis-Robinson, en France, est détenue conjointement par Airbus, BAE Systems et Leonardo. L’entreprise emploie quelque 14 000 personnes dans six pays. En 2021, la société a enregistré des commandes d’une valeur de 5,1 milliards d’euros et un carnet de commandes de 17,8 milliards d’euros.

L’usine d’assemblage de MBDA à Bourges, en France, est spécialisée dans la fabrication de missiles tactiques. Ces missiles nécessitent à la fois un assemblage électromécanique et la production de matériaux métalliques et composites.

Pour augmenter le rendement et améliorer la santé et la sécurité des travailleurs, MBDA souhaitait utiliser des robots pour automatiser certains processus pour de petites séries de production ou même pour une seule unité. Idéalement, un opérateur sans compétences en programmation serait en mesure d’enseigner rapidement au robot le processus à effectuer. Ensuite, le robot exécuterait la tâche sans supervision humaine.

La première tâche choisie pour l’automatisation a été le processus de nettoyage manuel des moules utilisés pour fabriquer des pièces composites. L’usine de Bourges produit entre autres une variété de petites pièces composites qui nécessitent des moules. Chaque moule doit être décapé avant d’être utilisé en production. C’est une opération complexe. Les pièces à mouler sont diverses et nombreuses. Pour chaque série de pièces, la quantité de résidus à décaper et l’emplacement du résidu varient. Effectuée manuellement, la tâche est fastidieuse et l’opérateur doit être protégé contre l’exposition à des substances toxiques.

Les ingénieurs de MBDA pensaient qu’un robot à six axes équipé d’un outil de décapage laser pourrait faire le travail aussi bien, sinon mieux, en tant que personne. Le seul problème serait de programmer le robot pour la production à haut mélange.

« Chez MBDA, nous recherchons l’agilité en matière d’automatisation », explique Vincent Rafin, responsable de l’initiative usine du futur chez MBDA. « Nous voulons robotiser les tâches qui causent des troubles musculo-squelettiques pour nos opérateurs. Dans le même temps, cependant, certains produits nécessitent une production à faible volume ou même une production en une seule pièce, nous devons donc maintenir les coûts non récurrents de programmation aussi bas que possible.

« Programmer un robot pour définir les trajectoires d’un laser n’est pas la bonne approche pour la production en petites séries. Cela prend du temps et coûte cher et doit être fait par un roboticien. »

Pour obtenir des conseils, MBDA s’est tourné vers Meliad, une société française spécialisée dans la préparation de surface laser et la technologie de stripping laser, et vers Stäubli, un fabricant multinational de SCARA et de robots six axes. Ce dernier a recommandé Fuzzy Logic Robotics pour son logiciel de programmation visuelle universel.

Basée à Paris, Fuzzy Logic a été fondée en 2018 par une équipe franco-américaine d’ingénieurs spécialisés dans le commandement et le contrôle de robots industriels. Le produit phare de la société, Fuzzy Studio, est un logiciel de programmation et de simulation visuel, sans code, compatible avec plusieurs grandes marques de robots (ABB, FANUC, KUKA, Stäubli, UR et Yaskawa).

Avec Fuzzy Studio, il n’est pas nécessaire d’apprendre la programmation pour utiliser un robot. Avec une interface utilisateur sans code, les opérateurs peuvent interagir visuellement avec l’environnement simulé en 3D et les programmes du robot sont générés automatiquement. Les utilisateurs peuvent concevoir, simuler et modifier l’ensemble d’un processus robotique en quelques clics. La vérification de l’accessibilité, des collisions et du temps de cycle aide les ingénieurs à affiner les nouveaux projets via la simulation et réduit ainsi le risque d’investissements robotiques. Pour les cellules de travail existantes, les ingénieurs peuvent le modéliser dans Fuzzy Studio pour créer un jumeau numérique entièrement fonctionnel pour la programmation hors ligne.

À l’aide d’outils intelligents de génération de trajectoires, les ingénieurs peuvent générer automatiquement des trajectoires complexes pour un processus directement à partir des pièces 3D du modèle. Le logiciel fournit un puissant arsenal de générateurs de trajectoires qui comprennent les modèles CAO et 3D et transforment des heures de travail minutieux en quelques clics. Ces trajectoires peuvent être exportées pour être utilisées par le contrôleur de robot ou l’API de l’OEM.

En collaboration avec MBDA, Fuzzy Logic a développé un nouveau produit Repplix, une extension de Fuzzy Studio. Un dispositif d’apprentissage portable, contrôlé par l’opérateur en utilisant sa connaissance de la tâche, enseigne au logiciel Repplix comment aligner le décapant laser avec le moule. Une fonction de surveillance, réalisée via un jumeau numérique en temps réel de la cellule de travail créée dans Fuzzy Studio, tient compte des collisions potentielles et de la faisabilité de la trajectoire dans l’environnement du robot. Les paramètres d’alerte peuvent ensuite être configurés. La capture de trajectoire comprend également plusieurs paramètres de processus de décapage, tels que le déclenchement laser et la puissance. L’opérateur, qui n’est pas roboticien, peut modifier la trajectoire et les paramètres du processus via une interface graphique, même après la phase initiale d’enseignement.

Puis, à partir du jumeau numérique, le cycle est lancé et le robot se déplace avec le laser, guidé par la capture précise de la trajectoire qu’il a apprise de l’opérateur. La vitesse à laquelle le robot fonctionne est réglée directement dans le logiciel. Il peut différer de la vitesse dans la phase d’enseignement. Le cycle est effectué de manière autonome par le robot, sans supervision de l’opérateur.

Le même processus d’enseignement, qui ne prend que quelques minutes, est répété pour chaque nouvelle série de moules.

La tâche de décapage est exécutée avec une précision millimétrique. L’opération manuelle est reproduite facilement car le dispositif d’apprentissage est une représentation de l’outil réel et n’est pas directement lié au robot. L’opérateur gère lui-même l’exécution et la planification du mouvement à l’aide du logiciel et des alertes paramétrées.

Le temps nécessaire pour programmer l’opération de nettoyage des moisissures a été réduit de plusieurs heures à quelques minutes. La productivité a augmenté grâce à l’automatisation de l’opération de nettoyage et les risques pour l’opérateur sont réduits. Cela a rendu l’automatisation de l’opération rentable, à la fois en termes de sécurité et d’économie.

« Avec Repplix, le robot devient un outil de précision entre les mains de l’opérateur », explique Ryan Lober, PDG de Fuzzy Logic. « Notre logiciel lui permet d’automatiser sa tâche en toute autonomie, sans aucune intervention d’un spécialiste.

« Un autre avantage est que Repplix est conçu pour commencer à être utilisé immédiatement, sans véritable formation requise. Notre logiciel permet l’automatisation des processus là où cela était auparavant impossible. Nous avons à peine terminé l’application initiale, et déjà, Repplix est déployé par d’autres utilisateurs en Europe. »

« Cette brique technologique est duplicable. Il sera disponible pour ce premier cas d’usage au premier trimestre 2022 », explique Nicolas Gautier, responsable technique robotique chez MBDA. « Nous travaillons déjà à l’étendre pour couvrir de nouvelles applications. Par exemple, le sablage, la peinture, le soudage ou la découpe au jet d’eau. Ces applications ont toutes des trajectoires complexes qui doivent être programmées. Avec les outils conventionnels, nous aurions besoin de personnel hautement qualifié et de beaucoup de temps, donc les programmer serait très coûteux. Fuzzy Logic et Repplix ont maintenant supprimé cet obstacle, ce qui empêchait l’automatisation rentable de telles applications. »

Jean-Michel Duchazeaubeneix, PDG de Meliad, affirme que Repplix ouvre de nouvelles opportunités pour les applications de stripping laser : « Nous proposons une technologie de stripping laser robotisé, mais cette technologie reste compliquée car elle doit être réalisée par des spécialistes », explique-t-il. Programmer une trajectoire de production à faible volume, comme c’est le cas chez MBDA, génère des coûts non récurrents prohibitifs qui tuent directement le projet. Repplix nous offre la possibilité de déployer rapidement et facilement notre technologie laser sur une large gamme d’applications de réparation ou de maintenance difficiles à mettre en œuvre jusqu’à présent. »

Pour plus d’informations sur les logiciels de programmation de robots, visitez https://flr.io.

Pour plus d’informations sur la technologie de stripping laser, visitez www.meliad-sas.com.