Automatisation plus intelligente et plus sûre avec les cobots Lexium de Schneider Electric

Les robots collaboratifs (cobots) jouent un rôle de plus en plus crucial dans les installations de fabrication de l'Industrie 4.0 qui privilégient l'efficacité, un rendement élevé et des normes de qualité strictes. Ils contribuent à remédier aux pénuries de main-d'œuvre qualifiée et à la variabilité de la production tout en permettant des opérations plus sûres et plus adaptables. Les fabricants accélèrent l'adoption des cobots en exploitant l'intelligence artificielle (IA), l'apprentissage automatique (ML) et les outils d'ingénierie numérique pour rationaliser le déploiement et améliorer les performances. La plus grande disponibilité des produits et la réduction des coûts de mise en œuvre contribuent à faire tomber les barrières.

Cet article examine comment les cobots Lexium de Schneider Electric permettent une automatisation évolutive et axée sur l'humain dans divers secteurs, notamment le conditionnement, l'automobile, les sciences de la vie, la logistique et l'électronique. Il présente la gamme complète de robots collaboratifs Lexium à six axes de Schneider, avec des capacités de charge utile s'étendant de 3 kg à 18 kg. Il couvre les options de contrôleur conçues à la fois pour une utilisation autonome et pour l'intégration avec des architectures de machines connectées.

L'article explique également comment les exploitants d'installations peuvent déployer rapidement les cobots Lexium grâce à leur construction légère, aux fonctions de sécurité intégrées et à la programmation intuitive via des interfaces de type glisser-déposer ou en guidant physiquement le bras robotisé. L'intégration avec les logiciels EcoStruxure™ Machine Expert et EcoStruxure™ Machine Expert Twin de Schneider permet de rationaliser la configuration, de réduire le temps de mise en service et de prendre en charge les environnements de production compatibles IoT et connectés.

Enfin, l'article passe en revue les principaux avantages de durabilité et de performances, notamment la baisse de la consommation d'énergie, la réduction des déchets matériels et un retour sur investissement (ROI) plus rapide. DigiKey propose ces solutions conçues par Schneider Electric, facilitant la transition vers une automatisation plus intelligente, plus sûre et plus agile.

Performances collaboratives pour flux de travail exigeants

Les cobots Lexium prennent en charge de nombreuses applications de l'Industrie 4.0 qui exigent précision, flexibilité et capacités de sécurité intégrées. Les cas d'utilisation courants couvrent le conditionnement, la logistique et la production automobile, ainsi que l'assemblage électronique, la fabrication de semi-conducteurs et les sciences de la vie.

Les cobots Lexium exploitent des capteurs de couple et des fonctions de sécurité conformes ISO/TS 15066 pour fonctionner en toute sécurité aux côtés des travailleurs humains et d'autres robots, éliminant ainsi le recours à une infrastructure de protection physique. La haute exactitude de trajectoire et le contrôle de mouvement constant permettent une manipulation précise et un assemblage fin. Les empreintes compactes et la flexibilité mécanique facilitent le redéploiement rapide sur les postes de travail, réduisant les temps d'arrêt et prenant en charge la production juste-à-temps (JIT) et de modèles mixtes.

Charge utile et précision

La ligne de cobots Lexium comprend des modèles à six axes avec des capacités de charge utile de 3 kg, 5 kg, 7 kg, 12 kg et 18 kg. Chaque modèle prend en charge les flux de travail à haut débit et la précision des mouvements fins, avec une répétabilité s'étendant de ±0,0 mm à ±0,03 mm, selon la catégorie de charge utile.

Le Lexium Cobot 3KG (LXMRL03S0000) (Figure 1) est conçu pour les tâches de précision telles que l'assemblage de petites pièces, la manipulation d'échantillons et l'inspection. Avec un rayon d'action de 626 mm et une structure légère de 12 kg, il s'intègre facilement dans les stations de travail, les chariots mobiles ou les cellules compactes.

Figure 1 : Le Lexium Cobot 3KG de Schneider Electric est doté d'une construction légère, d'un mouvement à six axes et d'une détection de couple intégrée pour un fonctionnement sûr et précis dans les environnements collaboratifs et à espace restreint. (Source de l'image : Schneider Electric)

Le Lexium Cobot 5KG (LXMRL05S0000) offre un équilibre entre sensibilité de mouvement et capacité de charge utile, ce qui le rend adapté à l'assemblage électronique, à la fixation mécanique légère et aux tâches de prélèvement et de placement (pick-and-place) à charge modérée. Son rayon d'action de 954 mm et son poids de base de 23 kg offrent des performances réactives et stables dans les applications exigeant un contrôle de mouvement constant, y compris l'assemblage de circuits imprimés, l'installation de connecteurs et les tests.

Rayon d'action et charge utile pour les applications exigeantes

Le Lexium Cobot 7KG (LXMRL07S0000) offre un rayon d'action de 819 mm et un contrôle de mouvement rapide et réactif pour les opérations de pick-and-place dynamiques. Il est fréquemment déployé dans les chaînes de conditionnement et de logistique pour l'étiquetage, la palettisation, le transfert de matériaux et la construction de cartons.

Le Lexium Cobot 12KG (LXMRL12S0000) et le Lexium Cobot 18KG (LXMRL18S0000) sont conçus pour la manipulation et l'assemblage de grandes pièces dans les applications automobiles. Avec des rayons d'action respectifs de 1327 mm et 1073 mm, ces systèmes s'adaptent aux flux de travail intensifs sans compromettre la précision.

Le tableau ci-dessous résume les spécifications clés pour chaque modèle Lexium Cobot.

Tableau 1 : Spécifications techniques et cas d'utilisation représentatifs des cobots Lexium de Schneider Electric.

Options de contrôleur et de matériel modulaires

Les cobots Lexium prennent en charge une architecture de contrôleur modulaire conçue pour s'adapter à des catégories de charge utile et à des exigences de déploiement spécifiques. Le contrôleur compact (LXMRL00C2000) (Figure 2), par exemple, permet l'installation et la configuration aisées dans les applications à espace restreint ou à faible charge utile.

Figure 2 : Le contrôleur Lexium compact (LXMRL00C2000) de Schneider Electric est doté d'un boîtier compact avec interfaces réseau et E/S intégrées, idéal pour le contrôle simplifié des déploiements de cobots à un seul bras ou de table. (Source de l'image : Schneider Electric)

Les modèles de faible capacité — tels que les cobots de 3 kg et 5/7 kg — peuvent également être associés à des contrôleurs dédiés (LXMRL03C1000 et LXMRL07C1000, respectivement) pour optimiser les fonctions de contrôle de mouvement et de sécurité pour chaque catégorie de charge.

Tous les contrôleurs Lexium Cobot prennent en charge des configurations E/S flexibles et une compatibilité avec les bus de terrain pour l'intégration avec des systèmes Industrie 4.0 tiers. La plateforme permet également l'intégration d'effecteurs terminaux via des interfaces standard, avec une architecture modulaire qui simplifie la reconfiguration et étend l'applicabilité à tous les flux de travail et secteurs.

Avantages du déploiement : simplicité, programmation et sécurité

Construits à partir d'alliages d'aluminium légers, les cobots Lexium sont jusqu'à 10 % plus légers et 20 % plus petits que les systèmes comparables. Leur facteur de forme compact facilite l'intégration efficace dans de nouvelles lignes ou dans des cellules de travail modernisées, avec un montage flexible sur les sols, les murs, les plafonds ou les plateformes mobiles. L'installation et l'activation prennent moins de 30 minutes, réduisant le temps de configuration jusqu'à 50 % par rapport aux robots conventionnels.

La configuration et la programmation sont accessibles aussi bien aux ingénieurs qu'aux techniciens. Les utilisateurs peuvent programmer le mouvement en guidant le bras du cobot ou en appuyant sur les boutons FREE et POINT situés sur le bras, qui définissent directement les positions et éliminent le recours à des périphériques externes. Alternativement, les séquences de mouvements peuvent être programmées via l'interface glisser-déposer intuitive de Schneider Electric sur le panneau IHM ou dans le logiciel. Les options supplémentaires incluent le logiciel EcoStruxure Cobot Expert pour les tablettes graphiques basées sur Android.

Les contrôleurs Lexium Cobot 3KG (LXMRL03C1000) et 5/7KG (LXMRL07C1000) (Figure 3) prennent en charge à la fois le guidage physique et la programmation graphique, minimisant ainsi le temps de configuration et accélérant le démarrage de la production.

Figure 3 : Le contrôleur Lexium Cobot 5/7KG (LXMRL07C1000) est conçu pour un fonctionnement optimisé avec des modèles à faible charge utile, intégrant un contrôle de mouvement avancé, des fonctions de sécurité et une connectivité dans un boîtier robuste et autonome. (Source de l'image : Schneider Electric)

Intégration et services au niveau système

Les cobots Lexium s'intègrent aux logiciels EcoStruxure Machine Expert et Machine Expert Twin, permettant la configuration et la simulation virtuelles avant le déploiement. Les ingénieurs peuvent valider le positionnement du robot, l'interaction de l'effecteur terminal et les contraintes de l'espace de travail afin d'identifier les collisions ou les inefficacités potentielles. Ces outils permettent de réduire les délais de mise en service, de réduire le débogage sur site et d'optimiser les performances du cycle de vie grâce à des tests et des améliorations virtuels.

Au-delà du fonctionnement autonome, les cobots Lexium fonctionnent de manière transparente avec l'écosystème EcoStruxure plus large de Schneider Electric. Ils s'intègrent aux contrôleurs de mouvement Modicon M262 et aux servo-variateurs et moteurs Lexium 32 via les protocoles Ethernet/IP et Sercos. La plateforme prend également en charge des services avancés comme EcoStruxure Machine Advisor pour la maintenance prédictive, EcoStruxure Plant Advisor pour la surveillance IIoT et EcoStruxure Augmented Operator Advisor pour le dépannage sans contact.

Sécurité intégrée et gestion de l'espace de travail

Les cobots Lexium prennent en charge l'intégration SCADA et la surveillance à distance pour l'analyse de la sécurité et des performances. Pour garantir une collaboration homme-robot sûre et efficace, tous les modèles sont conformes aux normes ISO 10218 et ISO/TS 15066, avec des capteurs de couple intégrés pour la détection de force et des voyants LED pour l'état du système. Les installations incluent des boutons d'arrêt d'urgence, des trajectoires prédéfinies et la formation obligatoire pour les opérateurs. La manette de commande permet le contrôle direct du système, y compris l'arrêt d'urgence, les commandes de verrouillage/déverrouillage et le retour d'état visuel.

Les cobots Lexium définissent cinq zones de travail configurables favorisant un fonctionnement sûr et efficace :

• Les zones collaboratives permettent le partage homme-robot des tâches.
• Les zones réservées aux robots isolent les opérations autonomes.
• Les zones protégées restreignent l'accès pendant le fonctionnement.
• Les zones d'orientation de l'outil limitent le mouvement de l'effecteur terminal pour éviter les interférences.
• Les zones anti-collisions permettent un contact contrôlé pour les étapes d'assemblage spécialisées.

Optimiser les performances et la durabilité

Les cobots Lexium présentent une conception entièrement électrique qui élimine le besoin d'air comprimé ou d'hydraulique, réduisant ainsi la consommation d'énergie et diminuant le coût total de possession (TCO). Leur précision sur six axes et leur répétabilité de ±0,02 à ±0,03 mm garantissent une qualité constante dans les flux de travail à haut débit, tels que les opérations de pick-and-place, l'insertion et l'assemblage de précision.

Ces capacités contribuent à améliorer le rendement du premier passage, à réduire les déchets et à limiter les reprises — des avantages clés dans l'électronique, les sciences de la vie et la fabrication de semi-conducteurs où la traçabilité et des tolérances strictes sont essentielles. Le mouvement précis et le contrôle de la force minimisent le gaspillage des matériaux et les dommages aux composants, tandis qu'une manipulation fluide et reproductible étend la durée de vie des pièces et réduit le risque de chutes, de collisions ou de désalignement.

Les cobots Lexium contribuent à l'optimisation des effectifs en automatisant les tâches répétitives ou ergonomiquement exigeantes. Cela permet aux opérateurs humains de se concentrer sur des activités à plus forte valeur ajoutée, telles que l'assurance qualité, la surveillance système et l'amélioration continue, réduisant ainsi le risque de blessure tout en améliorant la satisfaction professionnelle et la productivité globale.

Enfin, les options de contrôleurs flexibles et le déploiement modulaire rationalisent la mise en service et le redéploiement. Le contrôleur compact prend en charge les installations à un seul cobot et les environnements à espace restreint, tandis que les contrôleurs 3KG et 5/7KG permettent des configurations optimisées en termes de performances, adaptées à des charges utiles spécifiques. Associées à des outils de programmation et de simulation intuitifs, ces capacités réduisent le temps d'intégration, accélèrent les délais de rentabilisation et améliorent le retour sur investissement (ROI).

Résumé

Les cobots Lexium combinent un actionnement entièrement électrique, des contrôleurs modulaires et des charges utiles évolutives pour soutenir une automatisation hautes performances dans tous les secteurs. Avec un mouvement à six axes, des fonctions de sécurité intégrées et une répétabilité de ±0,02 mm à ±0,03 mm, la ligne de produits prend en charge des tâches s'étendant de l'assemblage de précision à la manutention intensive sur une plage de charges utiles de 3 kg à 18 kg. Des contrôleurs flexibles, une programmation rapide et des outils de jumeaux numériques rationalisent le déploiement dans les secteurs du conditionnement, de l'électronique, de l'automobile et des sciences de la vie. Grâce aux cobots Lexium, les fabricants peuvent étendre l'automatisation avec des modifications d'infrastructure minimales, prenant en charge des environnements de production de volumes moyens très diversifiés et numériquement intégrés.