La simulation numérique pour concevoir une usine du futur sûre, voici un des crédo sur lequel travaillent les équipes du LC2S, laboratoire commun Arts et Métiers / INRS. Rencontre avec Patrick Martin, professeur émérite du Laboratoire de Conception, Fabrication, Commande sur le campus Arts et Métiers de Metz et co-animateur du LC2S.
Un robot ne fait pas exactement ce qu’on lui demande
Contrairement aux idées reçues, il ne suffit pas de programmer un robot pour qu’il fasse précisément ce que l’on voudrait. Mais qu’est-ce qui fait varier sa réponse ?
« Les capteurs ne sont pas placés aux extrémités complètes du robot, ils sont au niveau des axes, ce qui est moins précis, en effet il est souvent difficile et impossible de connaitre la qualité (géométrie, technologique) exacte de la pièce en temps réel, explique Patrick Martin.
Ensuite, il y a bien un ordre donné, mais la variabilité du procédé de fabrication ou l’incertitude géométrique de la pièce et du comportement de la machine conduisent à des erreurs qui ne sont contrôlées qu’après. De plus, toutes les configurations géométriques et cinématiques possibles (l’outillage monté sur le robot, robot embarqué sur un chariot autonome, etc.) ne sont pas prévus dans les simulations, ni dans les systèmes de commande.
Pour finir, il faut savoir que la programmation d’un robot se base sur un modèle idéal qui diffère toujours de la réalité. »
Pour créer des zones d’interaction homme/robot sécurisées pour l’opérateur, et estimer les performances des systèmes de commande « sûrs » le LC2S travaille sur le développement de modèles numériques.
Des modèles pour sécuriser l’usine du futur
La simulation numérique d’un robot ou plus généralement d’un système de production et d’opérateurs développée par le laboratoire permet de détecter les intersections entre les deux espaces (celui du robot et de(s) opérateur(s)) et donc, d’identifier les endroits sensibles avec deux objectifs. D’une part celui d’alerter le concepteur du poste de travail de ces dangers. Et d’autre part, d’aider le gestionnaire de la production dans la planification des tâches dans un contexte de grande variabilité de la demande.
D’ici deux à trois ans, le laboratoire voudrait apporter des solutions aux concepteurs des postes de travail pour qu’ils puissent apporter des solutions physiques (capteurs, plancher tactile pour diminuer la vitesse de déplacement du robot, etc.), organisationnelles ou techniques et aider les préventeurs dans leurs missions de diagnostic, de conseils aux entreprises, de normalisation.
« Alors qu’il y a vingt ans, les lignes de production étaient installées pour de nombreuses années, les reconfigurations dans l’usine sont aujourd’hui beaucoup plus fréquentes. Ainsi, grâce à l’utilisation des outils numériques, les travaux permettront de fournir des méthodologies et des outils pour les ingénieurs et concepteurs d’usine et d’ateliers, comme pour les ingénieurs de production, leur facilitant ces (re)configurations.”, conclut Patrick Martin.
Le mercredi 16 septembre, Patrick Martin participera à un business lunch numérique sur l’intégration de la sécurité de l’Homme au travail avec l’aide des technologies modernes lors duquel il abordera notamment ce projet.
