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Développement d’un robot collaboratif pour l’assistance au geste industriel

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Les instituts Cetim et CEA-List ont mis en commun leurs compétences en mécatronique pour concevoir un robot collaboratif ou « cobot ». Associant l’intelligence et l’adaptabilité des hommes à la force des robots, le « cobot » réalisé avec la société RB3D démultiplie l’effort humain pour l’assister dans les tâches industrielles pénibles et répétitives.

Développé et produit par la société RB3D à partir de sa technologie propre et de celles des deux instituts Carnot Cetim et CEA-List, le « cobot » est un bras mécatronique dédié à des tâches industrielles pénibles comme le brossage, le burinage ou encore la manipulation. L’opérateur manipule l’outil avec le bras instrumenté : « là où une opération de brossage réclame un effort de 20 kg, le ?cobot? ne demande plus qu’un effort d’un kilo », explique Serge Grygorowicz, président et fondateur de la société RB3D.

• Un robot dédié à l’effort

Les évolutions récentes de la robotique manufacturière permettent aujourd’hui une interaction directe « homme-robot ». Développées essentiellement pour des besoins de programmation simple et rapide, ces fonctions de pilotage interactif des robots industriels n’autorisent cependant pas de travailler en amplification d’effort. De plus, l’inertie de ces systèmes en rend le contrôle délicat, avec un impact important dans le ressenti de l’opérateur.

Pour relever ces défis de performance et dans le but de développer une nouvelle génération de robots industriels, le CEA-List a apporté son expertise en téléopération à retour d’effort, initialement développée pour l’industrie nucléaire. Il a ainsi participé à la conception d’un robot collaboratif ou « cobot » dédié à la génération d’effort. Un mode de commande intuitif, intégré au « cobot », amplifie l’effort de l’opérateur d’un facteur réglable de 1 à 50, en utilisant un unique capteur d’efforts. L’opérateur conserve ainsi une information quantitative du déroulement de la tâche par un retour d’effort paramétrable. L’inertie apparente et les autres imperfections éventuellement ressenties par l’opérateur (frottements par exemple) sont également grandement réduites par l’introduction du facteur d’amplification.

Le Cetim a contribué au projet en structurant la démarche autour de la conception mécatronique. Son soutien important, via les meilleurs experts du domaine, a été mis en œuvre pour la conformité du produit final aux directives européennes, tant au niveau méthodologique qu’en termes de support technique et de démarche de certification.

• La mécatronique au service de l’humain

Le « cobot », qui inclut une forte composante logicielle, s’intègre parfaitement dans la stratégie « mécatronique » de la société RB3D. La PME dispose en effet d’un atout important : « le fait d’être une jeune entreprise nous a permis de démarrer avec des collaborateurs qui ont tous une formation de mécatronicien », explique Serge Grygorowicz. « L’intégration mécatronique, qui se fait naturellement, nous permet de développer des outils intelligents, adaptés au domaine industriel, et qui ont notamment pour objectifs d’apporter à l’homme puissance et endurance dans ses gestes tout en limitant le risque de TMS (troubles musculo-squelletique) au travail ».

• La force d’un réseau

Les instituts Cetim et CEA-List, labellisés instituts Carnot depuis 2006, viennent de se voir décerner de nouveau le label Carnot pour une période de 5 ans. Cette reconnaissance traduit la vocation de recherche partenariale des deux instituts qui collaborent depuis de nombreuses années.

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