Standard Bots – Conception de robots natifs de l'IA avec SOLIDWORKS

Standard Bots souhaite faciliter l'adoption de l'automatisation industrielle. Dans son usine de Glen Cove, dans l'État de New York, l'entreprise conçoit la quasi-totalité des pièces de ses robots et assemble chaque produit fini en interne. D'ici 2027, elle prévoit de fabriquer l'ensemble de ses produits aux États-Unis. L'objectif est de mettre au point un robot si intuitif que les opérateurs n'auront pas besoin de mode d'emploi. « Standard Bots fabrique des bras robotiques. Nous nous occupons à la fois du matériel, des logiciels et de la pile d'IA, et nous considérons nos robots comme les véritables outils motorisés du XXIe siècle », explique Evan Beard, fondateur et PDG.

La conception d'un robot nécessite, par nature, une intégration minutieuse de systèmes complexes tant sur le plan mécanique qu'électrique. Standard Bots développe des bras robotiques à six axes destinés à des applications telles que l'alimentation de machines, le soudage, la palettisation, le placement, la finition de surface et l'inspection. Chaque tâche impose des exigences différentes en matière d'amplitude de mouvement, de charge utile, d'outillage, de précision et d'intégration avec les équipements environnants. 

Ben Niewood, responsable de l'ingénierie mécanique, explique que l'entreprise s'efforce de lever les obstacles qui ont rendu les robots trop difficiles à utiliser, trop coûteux ou mal adaptés aux tâches que les utilisateurs souhaitent leur confier. « Nous essayons de faciliter l'automatisation et l'utilisation de la robotique pour l'ensemble du secteur industriel américain, afin d'automatiser les tâches que les humains ne peuvent pas ou ne veulent pas effectuer. »

Vérification avant l'achat et la fabrication

Avant que Standard Bots n'achète des composants ou ne lance la fabrication de pièces, les ingénieurs doivent s'assurer que le robot s'assemblera correctement et effectuera les mouvements prévus. Les composants mécaniques et électriques doivent s'intégrer dans un espace interne restreint sans entraver le mouvement des articulations ni créer de problèmes d'assemblage.

Standard Bots utilise SOLIDWORKS® Design pour modéliser l'ensemble complet en 3D, évaluer l'ajustement des composants et faire bouger le robot sous forme numérique afin de déterminer les zones accessibles et inaccessibles. Grâce à un modèle produit 3D détaillé créé avec SOLIDWORKS, les ingénieurs peuvent vérifier l'ajustement, les jeux, les mouvements et les interférences potentielles avant le début de la fabrication. Standard Bots crée également des mises en plan de fabrication afin de communiquer la géométrie et les cotes nécessaires à la fabrication précise des pièces.

Assurer le refroidissement des nombreux composants d'un robot

La chaleur pose un problème d'intégration supplémentaire. 

Les moteurs des robots génèrent de la chaleur à l'intérieur d'un ensemble très compact, et les composants environnants influencent la manière dont cette chaleur se propage dans la conception. Standard Bots utilise SOLIDWORKS Simulation pour effectuer des vérifications thermiques pendant la phase de développement. La simulation étant intégrée au modèle de SOLIDWORKS Design, les ingénieurs peuvent évaluer efficacement le transfert de chaleur avant de procéder à des essais physiques.  « Nos moteurs chauffent », explique M. Niewood. « Nous pouvons utiliser SOLIDWORKS Simulation pour vérifier très rapidement et facilement comment cette pièce va se comporter. »

M. Niewood poursuit : « Nous avons des centaines de pièces uniques, voire des milliers, et nous devons voir comment elles s'assemblent toutes en 3D. Nous utilisons SOLIDWORKS pour toutes nos conceptions CAO, ce qui nous permet d'évaluer chaque élément à l'écran avant d'acheter ou de fabriquer quoi que ce soit. Nous l'utilisons également pour créer des mises en plan de fabrication précises. Nous intégrons toute une série de composants différents dans l'assemblage, et ils doivent tous fonctionner correctement ensemble. SOLIDWORKS nous aide à nous assurer que tout s'emboîtera et fonctionnera comme prévu lors de l'assemblage. »

Une production plus importante, de meilleure qualité et plus régulière 

Robert Kufner, président-directeur général de Designatronics Inc. et client de Standard Bots, décrit l'impact du robot sur les opérations en atelier :

« Nous avions besoin de renforcer notre atelier en automatisant certaines tâches nocives et répétitives. Dans ce cas précis, les cobots [robots collaboratifs conçus pour travailler aux côtés des humains] répondaient parfaitement à nos besoins, et Standard Bots nous a fourni une excellente solution. Le principal avantage a été de constater une amélioration quasi immédiate de la qualité grâce à la régularité du travail fourni par le robot. Nous avons également pu augmenter notre production au fil du temps, ce qui nous a permis de réaffecter nos précieux collaborateurs à d'autres tâches. »

Intégration et extension du champ d'action des robots

Alors que Standard Bots renforce son équipe d'ingénieurs, la maîtrise des outils de conception devient un obstacle concret. « Lorsque nous recrutons, nous avons besoin de quelqu'un qui soit opérationnel dès le lendemain », explique M. Niewood. « Nous ne pouvons pas nous permettre d'attendre six mois pour qu'il apprenne à utiliser un nouvel outil. » Comme de nombreux candidats maîtrisent déjà SOLIDWORKS, l'entreprise peut raccourcir la période de mise en route. « La facilité d'utilisation et la familiarité avec le logiciel sont essentielles pour nous, et SOLIDWORKS remporte haut la main ce défi au quotidien », ajoute-t-il.

Tout au long du flux de travail, SOLIDWORKS offre à Standard Bots un environnement unique permettant de visualiser des assemblages complexes, d'évaluer l'ajustement et l'amplitude de mouvement, de préparer les mises en plan de fabrication et de vérifier le comportement thermique des moteurs. Selon M. Beard, cette continuité aide les nouveaux ingénieurs à être opérationnels plus rapidement : « Nous avons réalisé que SOLIDWORKS offrait une plate-forme unique grâce à laquelle nous pouvions vraiment être opérationnels dès le départ et atteindre une productivité maximale dès le premier jour. » À mesure que Standard Bots se développe, l'entreprise prévoit de continuer à s'appuyer sur ces bases. « Nous avons l'intention de devenir la plus grande entreprise de robotique au monde », déclare M. Beard.