L'essence même du savoir-faire des polisseurs peut être maintenant reproduit par un robot

Un robot reproduit les plus fins gestes humains

| Rédacteur: Gilles Bordet

Le système de capture de mouvements C-75 équipé de son poste de polissage C-5001.
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Le système de capture de mouvements C-75 équipé de son poste de polissage C-5001. (Image:Crevoisier)

>> Présenté en première mondiale lors du salon EPHJ/EPMT/SMT 2013, le système POLIcapture de la société Crevoisier SA avait fait grand bruit dans le milieu du polissage. Unique au monde et développé en collaboration avec la HES SO du Valais, ce concept révolutionnaire a valu à la société des Genevez le prix des exposants du salon de la sous-traitance horlogère.

L’idée était simple, pouvoir apprendre les gestes effectués par un polisseur à une machine et les reproduire à l’infini. Il aura fallu plus de deux ans de recherche et de développement pour réussir à capturer le savoir-faire d’un polisseur hautement qualifié. Les robots de polissage existent déjà depuis des années, mais ils souffraient tous du même défaut, il fallait essayer de reproduire les gestes manuels d’un ouvrier expérimenté en programmant le robot comme on le ferait pour une fraiseuse ou un tour CNC. Les mouvements d’un être humain polissant une boîte de montre peuvent être comparés à un signal analogique, ils autorisent une infinité de positions dans l’espace, de niveau de pression sur le feutre, d’accélérations et de décélérations. Les mouvements d’un robot sont de nature digitale, il ne s’agit que de points reliés les uns aux autres. Le degré de précision de la reproduction d’un mouvement est proportionnel au nombre de points calculés. Plus ils sont nombreux et plus on se rapproche d’une courbe théoriquement parfaite et cela, toutes les commandes et tous les automates actuellement disponibles savent le faire, mais…

Là où l'homme et la machine s'associent pour le meilleur

Mais, car il y a toujours un mais, comment définir la position exacte de ces points dans l'espace ? Les solutions ne sont pas légion, il faut modéliser en 3 dimensions la pièce à polir et le système de polissage, définir la géométrie des mouvements à effectuer, les approches et les sorties, les angles d'attaque, les dépouillements, les vitesses d'avance et les pressions à exercer tout en évitant les risques de collision. Une gageure qui demande de grandes compétences et l'utilisation de logiciels complexes et qui malgré tout ne pourront jamais reproduire à l'identique un savoir faire humain. C'est là que le concept POLIcapture de Crevoisier SA prend tout son sens, dérivé des techniques de «motion capture» développées pour le cinéma, il permet une capture à l'identique des mouvements exécutés. Des marqueurs passifs réfléchissants sont disposés sur le corps d'un acteur qui interprète son rôle tout en étant filmé par des caméras infrarouge qui captent la position de chacun des marqueurs en temps réel. L'enregistrement inframillimétrique de tous ces mouvements peut ensuite être utilisé sur un squelette virtuel qui, une fois «habillé», créera un avatar virtuel aux gestes quasi naturels.

Cellule d’acquisition pour lepolissage robotisé

Le système Policapture est constitué de plusieurs éléments, à commencer par la cellule d'acquisition C75 qui se compose d'une cage en tôle équipée de caméras dont le revêtement intérieur noir évite toutes réflexions parasites. Un poste de polissage C-5001 est monté à l'intérieur, c'est là que le polisseur travaillera sa pièce, elle-même fixée sur un bobineau d'acquisition. C'est la position dans l'espace de ce bobineau à l'ergonomie très étudiée et à la masse réduite qui déterminera les déplacements qui seront ensuite transférés vers l'ordinateur sous forme de séquences. Ces séquences peuvent être mises dans l’ordre voulu et dupliquées selon les besoins du client. Elles sont acquises uniquement dans une zone définie. L’enregistrement des positions ne prend en compte que les mouvements utiles. Ces séquences peuvent être revisionnées à tout moment sous forme de simulation graphique en appuyant sur une simple touche. La validation des séquences enregistrées génère le programme pour le robot. Lors de la création du programme, un contrôle anti-collision intelligent vérifie instantanément les erreurs éventuelles. De plus, une vidéo de simulation vient présenter les situations de blocage.

C'est au centre de polissage C-700 que revient la tâche rébarbative, soit le polissage de grandes série de pièces. Mais avec un avantage de taille sur tous les systèmes concurrents: une reproduction fidèle des gestes humains sans la laborieuse phase de programmation du robot.

Un robot pour les grandes séries

L'interface conviviale ne nécessite plus de posséder des connaissances en programmation pour permettre au robot Staübli 6 axes d’exécuter sa tâche avec efficacité. Constituée d'un bâti et d'un bras Staübli 6 axes, elle est équipée d'origine d'une électrobroche pouvant tourner de 100 à 6000 tr/min, d'une aspiration de 1500 m3/h ainsi que d'un système de taillage des feutres. D'autres raffinements sont disponibles en option comme l'amenée automatique de la pâte à polir directement sur le feutre, le changeur automatique de palettes à 56 positions, une deuxième électrobroche ou encore le choix entre un bras Staübli TX60 ou TX90. L'encombrement au sol de l'installation, de 4,2 m2seulement, est un plus pour la gestion optimale de l'espace de travail. A noter encore que Crevoisier propose un service de capture sur site. Cette solution est très intéressante pour les clients ne désirant pas investir dans la cellule d'acquisition C75 parce qu’ils ne polissent qu'un modèle unique de pièces. En effet, une fois la capture effectuée et le programme généré, celui-ci peut être reproduit à l'infini. <<

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