Robotindus améliore les conditions de travail des opérateurs avec une solution cobotique d’encollage

Robotindus, intégrateur officiel d’Universal Robots, a réalisé le déploiement de deux cobots UR sur le site de production français du fabricant de mobilier de bureau Steelcase, situé à Sarrebourg en Moselle. Objectif de cette cellule robotisée : assister les opérateurs dans l’encollage des assises de sièges de bureau. Un projet qui a nécessité de repenser le poste de travail dans sa globalité.

LE DÉFI

Steelcase, fabricant leader de mobilier de bureau, souhaitait améliorer le confort des opérateurs sur un poste de travail d’encollage des assises de sièges. L’intégration de l’application a été menée par Robotindus, sur le site de production de Sarrebourg. Ce site, qui appartient au groupe américain depuis 1974, emploie entre 300 et 350 personnes et produit plus de 600 000 sièges de bureau moyen et haut de gamme par an, assemblés parfois à la main.

Le poste concerné présentait une grande pénibilité – notamment beaucoup de déplacements de l’opérateur et d’aller-retour d’un plan de travail à l’autre – et un danger associé à l’utilisation de colle chauffée à plus de 165 degrés.

Steelcase a donc opté pour l’application de cobotique proposée par Robotindus afin d’améliorer l’ergonomie du poste du travail. La solution devait également s’adapter à la diversité des modèles de sièges et permettre d’améliorer la productivité. L’autre défi technique de cette application se situait dans l’échange thermique entre le tuyau contenant la colle à 165 degrés et le robot lui-même.

Robotindus a su mettre à profit son expérience en termes d’intégration d’applications collaboratives pour déboucher sur un système automatisé efficace, sécurisé et qui facilite grandement le quotidien des opérateurs.

LA SOLUTION

Le poste de travail d’origine était composé de 5 tables séparées, sur lesquelles travaillaient deux opérateurs, qui devaient régulièrement se déplacer de l’une à l’autre en fonction du modèle de siège à préparer. Ils devaient superposer les différentes couches de l’assise du siège puis les encoller, en utilisant un pistolet à colle, à mains nues. L’activité était sujette à des risques de TMS (inclinaison du poste, répétitivité des gestes, poids du pistolet…) et d’accidents de travail graves (risque de brûlure avec une colle à haute pression, à 165°).

UNE REFONTE COMPLÈTE DU POSTE DE TRAVAIL

La solution proposée par Robotindus transforme les cinq postes existants en deux postes de travail à hauteur de table réglable – un par opérateur – qui consistent en une double station d’encollage sécurisée. Les deux stations d’encollage sont équipées de montages spécifiques adaptés aux différentes références de pièces à coller, interchangeables très rapidement. Chacune possède un cobot UR5, équipé d’un pistolet à colle, d’une caméra et de capteurs pour déterminer l’opération d’encollage à réaliser. Des capteurs permettent de reconnaître la référence des outils installés. Suite à cette phase, le robot reconnaitra automatiquement à quelle étape d’encollage l’assise se trouve et donc la quantité de colle à utiliser et les mouvements à effectuer.

UNE SOLUTION ENTIÈREMENT SÉCURISÉE

Le cobot est équipé de capteurs pour détecter la présence de l’opérateur. L’installation est ainsi sécurisée par des barrières immatérielles, entre les deux postes, devant les postes et sur les côtés. Si l’opérateur entre par inadvertance dans une zone dans laquelle le robot évolue, le robot ferme immédiatement le pistolet à colle et recommence dès que l’opérateur s’écarte. Ainsi, tout risque d’accident est éliminé. L’opérateur a accès à une interface IHM (interfaces homme-machine) pour suivre le cobot, s’assurer du bon déroulement de l’opération et intervenir en cas de problème.

UNE COLLABORATION NATURELLE ENTRE HOMME ET COBOT

Le cobot travaille en parallèle de l’opérateur. Ce dernier dépose les différentes couches de mousse du siège sur la première station, et valide son action. Le cobot encolle alors cette dernière, pendant que l’opérateur travaille sur la seconde station d’encollage. L’opérateur et le cobot opèrent ainsi de concert, sur des étapes différentes du processus, où l’opérateur prépare les couches sur lesquelles l’UR5 travaille. Le robot attend toujours la validation des opérations par l’opérateur avant de pulvériser la colle.

RÉSULTATS

L’installation livrée par Robotindus atteint tous les objectifs fixés par Steelcase. Amélioration de l’ergonomie avec deux postes de travail au lieu de cinq, réduisant les déplacements incessants des opérateurs, qui bénéficient d’un meilleur confort de travail global, avec des postes à hauteur réglable.

En attribuant l’activité de collage au cobot, l’installation améliore drastiquement les conditions de travail des opérateurs, qui n’ont plus à se charger d’une tâche pénible et à haut risque. Ils sont affectés à des tâches à plus forte valeur ajoutée (supervision, contrôle qualité) et qui font appel à un travail humain, notamment la bonne superposition des couches constituant le siège. Aujourd’hui, 250 000 sièges sont encollés par an par les 2 robots.

Du côté du cobot, sa grande précision et son excellente répétabilité ont permis à Steelcase d’augmenter la quantité de sièges produits tout en améliorant leur qualité et leur finition. L’entreprise a aussi réalisé une économie de matière avec une réduction de 50% de la colle utilisée. Le poste est à présent simplifié et peut même être confié à des débutants, offrant une plus grande flexibilité dans l’attribution des opérations aux équipes.

L’installation a été livrée en 4 mois (du développement, montage, assemblage à la livraison). Le retour sur investissement (ROI) se situe à moins de 18 mois. Les bénéfices se mesurent aussi et surtout en termes de ROC (Retour sur Confort), avec une quasi-élimination des accidents sur ce poste. 

“Notre métier d’intégrateur, c’est de créer tous les périphériques autour du robot afin de respecter le cahier des charges du client. La particularité était de faire coopérer sur un même poste un opérateur humain et un cobot manipulant un élément à risque, tout en maintenant une bonne productivité ” RAPHAËL SCHWARTZCo-gérant de Robotindus