Avant de lister et d’expliquer la différence entre ces deux types de robots, il est nécessaire d’établir d’abord une certaine base. Quoi de mieux que l’historique (en version résumée, bien sûr 😀) de la robotique pour commencer du bon pied ?
En 1920, le mot «robot» a été inventé par l'écrivain tchèque Karel Capek et utilisé dans la science-fiction Scène de jeu Rossum. Isaac Asimov a déterminé en 1942 trois lois intitulées les “Trois lois de la robotique”. Ces dernières vont comme suit :
Première Loi : « Un robot ne peut porter atteinte à un être humain ni, restant passif, laisser cet être humain exposé au danger. »;
Deuxième Loi : « Un robot doit obéir aux ordres donnés par les êtres humains, sauf si de tels ordres sont en contradiction avec la Première Loi. » ;
Troisième Loi : « Un robot doit protéger son existence dans la mesure où cette protection n'entre pas en contradiction avec la Première ou la Deuxième Loi.
En 1954, le premier bras de robot industriel a été breveté. En 1961, General Motors a présenté le premier robot industriel. En effet, ce dernier était le Unimat. Il était placé sur une ligne d’assemblage de GM et avait une masse de 2 700 lbs. Il servait surtout à la soudure par point, et au “Pick and Place”. Ensuite, des années 1960 aux années 2000, nous avons vécu l’ère des robots “en cage”. C’est dans l’industrie automobile que nous avons vu les premières utilisations massives de robots. Ces derniers étaient tous dans des cages pour protéger les humains. Avançons rapidement dans l’ère plus moderne où certains auront vu des robots humanoïdes qui tentent d’effectuer des tâches que les humains peuvent faire, comme marcher, ouvrir des portes, monter des escaliers, etc. Mais où en sommes-nous vraiment au niveau de l’industrie de la robotique aujourd’hui ? Et bien, c’est là qu’on plonge dans le sujet de la robotique collaborative.
Le premier robot collaboratif UR5 a été installé en décembre 2008. Au cours des années 2012-2016, la robotique collaborative est devenue une pratique courante dans les entreprises manufacturières. En 2016, il y a eu la création de l'ISO / TS 15066, fournissant des lignes directrices sur la sécurité des travailleurs qui côtoient les systèmes de robotique collaborative. Aujourd’hui, les robots collaboratifs sont installés partout à travers le monde et les PME sont plus actives que jamais dans l’utilisation de ce type de robotique sur leurs lignes de production.
Selon Wikipedia, un cobot, ou un robot collaboratif, est un robot destiné à l'interaction directe homme-robot dans un espace partagé, où les humains et les robots sont à proximité. On doit bien comprendre ici que le robot collaboratif a les fonctions qui rendent possible cette proximité avec les humains, mais que l’analyse de risque de l’application dans son ensemble pourrait empêcher cette proximité, même si on utilise un robot collaboratif. Par exemple, un robot collaboratif qui fait la découpe de matière avec un couteau ne serait pas une application collaborative et nécessiterait de la sécurité additionnelle.
Maintenant que ceci est dit, qu’est-ce qui différencie concrètement le robot collaboratif du robot industriel?
On considère 4 modes de collaboration entre un humain et un robot.
Le premier est celui dit “Safety-rated monitored stop” qui est applicable autant aux robots industriels qu'aux robots collaboratifs. C’est simplement un robot qui s’arrête par un arrêt d’urgence ou autre système de sécurité, qui se “dé-energize” pour que l’on puisse faire une intervention sur le robot. Le deuxième mode est celui du “Hand-guiding”, guidage par la main. C’est probablement l’aspect le plus connu des robots collaboratifs. C’est grâce à ce mode que l’on peut enseigner les points d’une trajectoire au robot, en prenant le robot pour le bouger. Le hand guiding est applicable aux robots collaboratifs et aux robots industriels. La seule différence majeure est que le robot industriel devra utiliser un dead-man switch (sélecteur homme-mort 3 positions) afin de sécuriser le déplacement du robot en mode guidage. Le troisième mode est celui du “speed and separation monitoring” qui permet d’attacher un scanner de sécurité avec des zones selon la distance de l’opérateur par rapport au robot. Les zones peuvent être par exemple, 1) une zone verte pour le fonctionnement normal loin du robot, 2) une zone jaune pour le fonctionnement à vitesse réduite et 3) une zone rouge, près du robot, qui arrête le robot. Ce mode existe aussi pour les deux types de robots, mais c’est vraiment au niveau de la zone rouge qu’il existe une différence. En effet, pour l’utilisation avec un robot industriel, nous serions dans l’obligation d’arrêter le robot, tandis que pour un robot collaboratif, si l’application le permet, nous pourrions seulement réduire la vitesse dite collaborative selon l’analyse de risque de la cellule robotique. Le 4e et dernier mode est celui du “Power and force limiting (PFL)”. Le robot capte donc les forces qui sont appliquées sur ce dernier au travers de différents systèmes hardware et software qui sont approuvés et catégorisés au niveau de leurs niveaux de sécurité (PLD cat.3 par exemple). C’est dans ce dernier mode que l’on fait la distinction entre un robot industriel et un cobot. Bien que le robot industriel peut être muni d’outils ou de fonctions qui permettent de monitorer les forces externes sur ce dernier (collision guard), ces fonctions ne sont pas approuvées et catégorisées au niveau sécurité !
En espérant que ceci illustre bien la différence entre le robot collaboratif et le robot industriel. Mais n’oubliez pas, LA chose qu’il faut ABSOLUMENT garder en tête pour faire le choix de la technologie de robot : il faut considérer l’APPLICATION ! En effet, même si un robot est collaboratif, mais que l’application n’est pas collaborative, il sera nécessaire d’ajouter des systèmes de sécurité externes (par exemple : grillage) à la cellule robot.
