Les cobots installent des attaches de câble

RULA aide à identifier les facteurs de risque associés à des charges posturales élevées. Illustration avec l'aimable autorisation de Tecnológico de Monterrey

Le JSI complète RULA, en prenant en compte des facteurs supplémentaires tels que le temps et la vitesse. Il peut prédire si les travailleurs développeront des blessures dues à des mouvements répétitifs de leurs membres supérieurs. Illustration avec l'aimable autorisation de Tecnológico de Monterrey

Entre autres variables, RULA mesure l'angle de position des bras lors d'une tâche d'assemblage. Photo gracieuseté de Tecnológico de Monterrey

Les chercheurs ont conçu un poste de travail avec un cobot à l'arrière du tableau d'assemblage. Cette disposition élimine le risque de collision entre le travailleur et le cobot. Il permet également de réaliser deux planches simultanément. Photo gracieuseté de Tecnológico de Monterrey

Le faisceau de câbles expérimental des chercheurs nécessitait l'installation de quatre serre-câbles dans les coins opposés. Photo gracieuseté de Tecnológico de Monterrey

Un assembleur charge une carte d'assemblage de harnais sur le poste de travail. Photo gracieuseté de Tecnológico de Monterrey

Un cobot installe un serre-câble sur un faisceau. Photo gracieuseté de Tecnológico de Monterrey

Pour une application réelle, les ingénieurs devront développer un effecteur final spécialisé pour l'installation des attaches de câble. Photo gracieuseté de Tecnológico de Monterrey

Les scores RULA et JSI montrent que le processus collaboratif homme-robot est plus ergonomique qu'un processus purement manuel. Photo gracieuseté de Tecnológico de Monterrey

Selon certaines estimations, 90 % des tâches d'assemblage des faisceaux de câbles sont effectuées manuellement. En conséquence, les monteurs de harnais courent un risque de problèmes de santé au travail en raison de la répétitivité et des postures inconfortables. L'amélioration de ces processus est donc essentielle à la fois pour la productivité et l'ergonomie.

Les robots collaboratifs ont le potentiel d’augmenter radicalement la productivité, d’améliorer l’ergonomie et de réduire les coûts. Il est concevable que les cobots puissent être utilisés pour acheminer des fils, insérer des fils, scotcher des fils ou installer des attaches de câble.

Cependant, à ce jour, peu d’études ont porté sur l’utilisation de cobots dans le processus d’assemblage des harnais. Une étude, par exemple, a démontré qu’un cobot pouvait automatiser efficacement le processus de marquage ponctuel des fils sur une carte de faisceau. Une autre étude a montré que les cobots pouvaient assembler avec succès des connecteurs électriques.

D’un autre côté, l’assemblage des faisceaux pose des défis en matière d’automatisation. Dans une étude en laboratoire, le harnais ne change jamais, le cobot ne doit donc être programmé qu'une seule fois. Dans un atelier de harnais à forte mixité, le cobot devrait être reprogrammé en permanence, ce qui rognerait sur les gains de productivité. Les pièces elles-mêmes représentent un autre défi. Les robots ont généralement des difficultés à manipuler des objets flexibles, tels que des fils et des câbles, qui se déplacent de manière imprévisible. En conséquence, la plupart des tentatives d’automatisation se concentrent sur des tâches telles que l’enregistrement, dans lesquelles le harnais est fixé en place.

Notre étude examine la possibilité d'utiliser un cobot guidé par vision pour installer des attaches de câbles sur un faisceau de câbles. Les travaux ont été réalisés en collaboration avec un petit fabricant mexicain spécialisé dans la production de faisceaux de câbles électriques, automobiles et industriels. Dans une interview, la responsable de la production de l'entreprise a identifié le placement des attaches de câbles comme le processus qui génère le plus de problèmes ergonomiques pour son personnel. Nous nous sommes demandés si un cobot pourrait alléger ce fardeau. L’ajout de la vision industrielle à l’application pourrait, en théorie, résoudre le problème de devoir reprogrammer le cobot pour qu’il fonctionne sur différents harnais.

Notre étude utilise deux méthodologies pour évaluer l'ergonomie d'une tâche d'assemblage de harnais : l'évaluation rapide des membres supérieurs (RULA) et le Job Strain Index (JSI). RULA est une méthode d’évaluation ergonomique robuste. Il mesure tous les angles des membres supérieurs du corps et prend en compte d’autres facteurs, tels que l’activité musculaire et les forces appliquées. Le JSI complète RULA, en prenant en compte des facteurs supplémentaires tels que le temps et la vitesse. De plus, le JSI peut prédire si les travailleurs développeront des blessures dues à des mouvements répétitifs de leurs membres supérieurs.

RULA aide à identifier les facteurs de risque associés à des charges posturales élevées. Il reconnaît également les problèmes ergonomiques dus à une charge posturale excessive sur les membres supérieurs d'un travailleur. RULA fournit un score qui détermine si les postures de travail sont acceptables ou nécessitent des changements, voire une refonte complète de la tâche.