Cobots : définition, fonctionnement, usages et prix
Un cobot est un bras robotisé qui travaille sans cage aux côtés d'un opérateur. Définition, capteurs, sécurité, exemples d'usages et repères de prix : le guide pour comprendre la cobotique.
La cobotique définit une collaboration directe entre l'homme et la machine
Un cobot, contraction de « collaborative » et « robot », est un bras robotisé conçu pour travailler à côté d'une personne, sans cage de protection. Il prend en charge les gestes répétitifs ou pénibles, pendant que l'opérateur garde les tâches qui demandent du jugement ou de la dextérité.
La cobotique (ou robotique collaborative) désigne la discipline qui conçoit et organise cette coopération : choix du robot, aménagement du poste, partage des tâches entre l'humain et la machine. Cette définition de la cobotique recouvre donc à la fois une technologie et une manière d'organiser le travail.
L'objectif le plus cité est de réduire les troubles musculo-squelettiques (TMS), c'est-à-dire les douleurs des muscles, des tendons et des articulations liées aux gestes répétés ou aux charges lourdes. Le cobot reprend ces gestes ; l'opérateur supervise, contrôle la qualité et règle le poste.
Le cobot prolonge donc les capacités de l'opérateur plutôt qu'il ne le remplace. Il reste un outil de production, avec des limites précises qui sont détaillées plus bas.
Le cobot se distingue du robot industriel par sa sécurité et sa flexibilité
Un robot industriel classique travaille généralement derrière des barrières, à grande vitesse, avec une programmation réservée à des spécialistes. Le cobot inverse ces choix sur trois points : la sécurité, la programmation et l'installation.
- Sécurité : la force et la puissance du bras sont limitées pour éviter les blessures en cas de contact. Après un choc, le robot ralentit ou s'arrête.
- Programmation : l'interface est pensée pour des non-spécialistes. Elle passe souvent par l'apprentissage direct, c'est-à-dire le guidage manuel du bras.
- Installation : l'encombrement est réduit, il n'y a pas de cage, et le robot se déplace plus facilement d'un poste à l'autre.
| Critère | Robot industriel classique | Cobot |
|---|---|---|
| Sécurité | Barrières ou cage autour de la zone de travail | Force limitée, arrêt ou ralentissement au contact |
| Programmation | Souvent confiée à des spécialistes | Interface simplifiée, guidage manuel possible |
| Implantation | Poste dédié, installation lourde | Encombrement réduit, déplacement plus facile |
| Usage typique | Production en grande série, cadences élevées | Tâches répétitives ou pénibles à côté d'un opérateur |
Comment un cobot détecte un contact et s'arrête : capteurs de force et de vision
Dans beaucoup de cobots, chaque articulation embarque un capteur de couple. Le couple est l'effort de rotation exercé par une articulation, un peu comme la force qu'on applique pour visser. Si l'effort mesuré s'écarte de celui attendu pour le mouvement programmé, le contrôleur en déduit qu'un obstacle ou une personne gêne le bras.
La réaction suit alors un principe d'arrêt de protection : le bras ralentit, s'arrête ou cède, puis l'opérateur dégage la zone et relance le cycle. Le temps de réaction et la force admissible dépendent du modèle et de l'analyse de risques ; ils figurent dans la documentation du constructeur.
Certaines installations ajoutent des caméras ou des détecteurs de présence. Par vision par ordinateur, le système repère une personne qui entre dans la zone de travail et adapte la vitesse du robot avant tout contact.
On distingue ainsi, de façon générale, trois façons de collaborer : l'arrêt du robot quand une personne approche, le ralentissement progressif, et la limitation de la force en cas de contact. Un même poste peut en combiner plusieurs.
Les secteurs d'application s'étendent de l'usine à la logistique
Les cobots sont des produits commercialisés et déployés aujourd'hui, contrairement aux robots humanoïdes, qui en sont encore à des essais pilotes, comme ceux annoncés par UBTECH et FAW-Volkswagen. Leurs usages se concentrent sur des tâches bien délimitées.
- Pick-and-place et palettisation : le pick-and-place (prise et dépose) consiste à saisir une pièce ici pour la poser là ; la palettisation, à empiler des cartons sur une palette. Ces tâches sont courantes en entrepôt.
- Assemblage de précision en électronique : le bras place ou visse de petits composants de façon répétable, l'opérateur contrôle le résultat.
- Soudage et vissage assistés dans l'automobile : le cobot tient l'outil ou la pièce, l'opérateur garde la main sur les étapes délicates.
La logistique reste toutefois un terrain difficile. Des produits variés et des emballages déformables compliquent la prise : l'automatisation des entrepôts de Walmart bute sur les croquettes et les cartons. Pour un exemple de site fortement robotisé, voir un entrepôt robotisé à Beauvais.
Fanuc, Universal Robots et les autres : qui structure l'offre mondiale de cobots
Le cobot Fanuc s'inscrit dans l'offre du constructeur japonais de robots industriels, qui propose des cobots sous les séries CR et CRX. Universal Robots (UR) est, de son côté, présenté comme l'un des pionniers du marché des cobots.
| Constructeur | Séries citées | Positionnement | Charge utile et portée |
|---|---|---|---|
| Fanuc | CR, CRX | Constructeur de robots industriels ayant étendu sa gamme aux cobots | Variables selon le modèle : voir la fiche technique du constructeur |
| Universal Robots (UR) | Gamme UR | Pionnier des cobots | Variables selon le modèle : voir la fiche technique du constructeur |
Deux repères à garder en lisant une fiche technique. La charge utile doit inclure le poids du préhenseur, pas seulement celui de la pièce. La portée, distance maximale que le bras atteint, conditionne l'implantation du poste.
Le prix d'un cobot dépend de sa capacité et de ses accessoires
Le prix d'un cobot (le bras seul) varie selon la charge utile, la portée et le constructeur. Aucun montant moyen fiable ne se substitue à un devis, qui doit être demandé pour un modèle précis.
Le bras n'est qu'une partie de la facture. Il faut compter les frais annexes :
- le préhenseur (pince, ventouse) adapté à la pièce ;
- les capteurs spécifiques, par exemple une caméra pour repérer les pièces ;
- l'intégration, c'est-à-dire l'installation, le paramétrage et la mise en sécurité du poste ;
- la formation des opérateurs et la maintenance.
Pour une petite structure, le retour sur investissement (ROI) se calcule en comparant le coût total du poste au gain attendu. Ce gain additionne le temps d'opérateur libéré pour d'autres tâches, la régularité de la qualité et l'amélioration de l'ergonomie. Le calcul n'est valable que si la tâche est stable dans le temps.
Dans la logistique, des modèles en abonnement existent aussi : la start-up Ultra propose des robots d'entrepôt en abonnement, ce qui évite un achat initial.
Checklist avant de choisir un cobot : les questions à se poser
- Tâche : est-elle répétitive, pénible et stable dans le temps ?
- Pièces : quel poids, quelle forme, faut-il un préhenseur sur mesure ?
- Espace : quelle portée est nécessaire, où implanter le poste, l'analyse de risques est-elle faite ?
- Programmation : qui s'en servira, avec quel temps de formation ?
- Budget total : bras, accessoires, intégration, maintenance.
Pour suivre le sujet, retrouvez l'actualité de la robotique industrielle et les dernières nouvelles du secteur sur Roboneum.
Qu'est-ce qu'un cobot en une phrase ?
Un cobot est un robot collaboratif : un bras robotisé conçu pour partager son espace de travail avec une personne, sans cage de protection.
Quelle est la définition de la cobotique ?
La cobotique est la discipline qui conçoit et organise la coopération entre humains et robots sur un même poste de travail.
Un cobot remplace-t-il l'opérateur ?
Il prend en charge les gestes répétitifs ou pénibles et prolonge les capacités de l'opérateur, qui garde la supervision, le contrôle qualité et les tâches de jugement.
Fanuc fabrique-t-il des cobots ?
Oui, Fanuc propose des cobots sous les séries CR et CRX. Les caractéristiques de chaque modèle figurent dans les fiches techniques du constructeur.
Combien coûte un cobot ?
Le prix dépend de la charge utile, de la portée et du constructeur, et le bras n'est qu'une partie du budget : préhenseur, capteurs, intégration et formation s'y ajoutent. Un devis pour un modèle précis est nécessaire.