Les solutions de câblage pour les automatismes

La place des automatismes dans l’économie mondiale

En 2008, les ventes mondiales de robots industriels ont atteint leur second niveau record historique, en dépassant les 113 000 unités. Ce résultat a fait suite à quatre années de croissance exceptionnelle dans le monde entier1. D’une manière générale, le nombre de robots industriels a progressé en Asie, légèrement reculé sur le continent américain, et est resté stable en Europe2. Toujours en 2008, 60 300 robots ont été livrés dans les pays asiatiques, soit une augmentation globale de l’ordre de 4%. Au Japon (premier marché mondial), les ventes ont baissé de 8% à environ 33 100 unités, tandis qu’en Corée, elles bondissaient de 28% à 11 600 unités, en grande partie grâce à l’automobile et à l’électronique. La Chine a vu son parc robotique s’accroître de 20% (7 900 unités) pour répondre aux besoins de son industrie automobile émergente, tandis que les ventes de robots en Inde étaient en recul de 5%. Dans le même temps, les ventes à Taiwan faisaient un bond de 40%. Le total des ventes sur le reste des marchés asiatiques a augmenté d’environ 10% et, en Australie, de 6%.
Quelque 17 200 robots industriels ont été livrés sur le continent américain en 2008, soit une diminution de 12% par rapport à l’année précédente sous l’effet de la récession, de la crise du crédit et de la surproduction dans l’industrie automobile. Les ventes en Europe ont été plus robustes (environ 35 100 unités) grâce à de bons chiffres dans la métallurgie et l’industrie mécanique, les produits pharmaceutiques et cosmétiques, l’alimentation et l’électronique, tandis que les ventes dans les secteurs de l’automobile, du caoutchouc et des plastiques ont stagné. Selon l’IFR (International Federation of Robotics), les ventes de robots en 2009 ont chuté d’environ 50%. Cependant, une lente reprise se faisait déjà sentir à la fin de l’année sous l’impulsion des marchés émergents en Asie3. Aujourd’hui, l’IFR prévoit que, d’ici à 2012, ces ventes auront retrouvé leur niveau de 2008.
En valeur annuelle, cela signifie que le marché renouera prochainement avec les 6,2 milliards de dollars (4,6 milliards d’euros) enregistrés en 2008. Si l’on y inclut le coût des logiciels, des périphériques et de l’ingénierie des systèmes, ce chiffre est multiplié par trois, soit 19 milliards de dollars (14,2 milliards d’euros) au niveau mondial.

Des machines-outils aux robots

Les machines-outils sont des systèmes mécaniques motorisés, servant typiquement à fabriquer des pièces métalliques ou plastiques par enlèvement sélectif de matière. Il s’agit par exemple de perceuses industrielles, de tailleuses d’engrenages, de tours, de fraiseuses, de meuleuses et autres usineuses5. Si la plupart des machines-outils sont généralement limitées à deux degrés de liberté, certaines peuvent également opérer suivant trois axes. De dimension véritablement mondiale, le marché des machines-outils a récemment connu un rebond après des chiffres décevants en 2009, faisant suite à une année exceptionnelle en 2008. Selon la VDW (Association allemande de l’industrie mécanique et des fabricants de machines-outils), le volume mondial des exportations a augmenté de près de 6% en 2008 pour avoisiner 30,7 milliards d’euros6. Ainsi, ce marché devrait poursuivre une croissance constante jusqu’en 2011 à travers le monde, plus particulièrement en Chine et en Inde, mais aussi aux Etats-Unis, en Russie et au Brésil, dont les économies sont sur la voie de la reprise7. Les dix premiers fabricants européens de machines-outils se situent en Allemagne, ce qui place ce pays au premier rang de la production mondiale (23%), devant le Japon (19%), l’Italie (10%), Taiwan (9%), la Suisse (7%), les Etats-Unis (4%), la Corée du Sud (4%), la Belgique (3%) et la Chine (3%), cette dernière étant en progression constante. Les principaux clients sont les industriels de l’automobile, l’électronique, la mécanique et l’aéronautique. La Chine est aujourd’hui le premier importateur de machines-outils, avec 17% du volume mondial, soit près de 5,1 milliards d’euros.

Les nouveaux défis et leurs répercussions sur les câbles

Mobilité et tactilité

Les premières générations de machines-outils et de robots étaient en général de grandes dimensions, hydrauliques et statiques, dotées de mouvements à l’origine linéaires, bi ou tridimensionnels, et n’offraient guère de possibilités en termes de souplesse et de dextérité. Des années durant, ces monstres dépourvus d’intelligence ont permis d’augmenter la productivité du simple fait de l’accélération des cadences ou de l’amélioration de la précision de montage, mais sans pouvoir s’adapter au moindre changement. Il suffisait qu’une pièce soit déplacée d’un millimètre pour que la machine ne la reconnaisse plus et se bloque, souvent avec des conséquences désastreuses. Les robots de nouvelle génération se verront dotés du sens du toucher, grâce au perfectionnement des capteurs à retour d’effort. Ils pourront ainsi reconnaître les textures, détecter de légères variations de pression et réaliser des opérations extrêmement précises. Les robots industriels les plus récents sont fréquemment montés sous un axe de rotation ou sur un rail linéaire, ce qui élargit leur champ d’intervention sur l’équipement en contrebas. Par exemple, un seul robot de ce type peut desservir trois postes d’usinage, voire plus, regroupés en cluster ou en configuration linéaire. A terme, les robots industriels acquerront l’autonomie promise aux automates de service et domestiques, via des solutions Web et sans fil. Pour favoriser la mobilité et la tactilité, les câbles robotiques vont devoir gagner en souplesse et en fiabilité, en offrant la capacité de transporter aussi bien les données que l’énergie, tout en répondant à la complexité globale du réseau.

Surcroît d’intelligence

Même dotés d’une intelligence rudimentaire, les machines-outils et les robots ont démontré leur capacité de générer des gains de productivité, d’efficacité et de qualité dans les usines. Avec la montée en puissance des microprocesseurs et de l’intelligence artificielle, ces outils automatisés sont appelés à devenir encore plus polyvalents. La multiplication des capteurs et une mécanique de pointe permettront d’automatiser des tâches qui n’avaient jamais pu l’être auparavant, par exemple dans la fabrication des semi-conducteurs où le montage manuel a atteint ses limites en termes de vitesse et de qualité. Un surcroît d’intelligence sera possible grâce à l’exploitation des puissants microprocesseurs disponibles dans le commerce, pour la création de plates-formes capables de gérer une multitude de capteurs, d’actionneurs et de servos. Un système ICP (Integrated Core Processing) intègrera probablement l’ensemble des éléments informatiques pour plusieurs robots et soussystèmes, permettant de prendre en charge un nombre de fonctions sans précédent, ainsi que de multiples applications, conférant de ce fait aux automatismes une extrême polyvalence. Le traitement numérique des signaux (DSP) exigera l’incorporation de davantage de fibre optique sur les chaînes de montage et le système processeur devra être conçu de manière redondante afin d’éviter tout point unique de défaillance.