Le cobot de soudage réduit les temps d'arrêt

Teqram propose la cellule de soudage collaborative automatisée à double poste de la série EasyWelder, conçue pour permettre de traiter une variété de pièces et faciliter la programmation des trajectoires.

Automatisation des processus et défis opérationnels
Cette cellule de soudage modulaire mettant en oeuvre un robot collaboratif (cobot) est conçue afin d'accroître la production sans sacrifier la flexibilité opérationnelle. Le système intègre un double poste et une interface utilisateur intuitive pour prendre en charge des séries de produits variables et minimiser les temps d'arrêt liés aux changements de série. Le produit répond notamment aux problématiques des ateliers de fabrication confrontés à la pénurie de main-d'œuvre qualifiée, à des lots de composants très variables et à des exigences strictes en matière de qualité des pièces et de délais de livraison.

Architecture à double poste et productivité continue
Les installations de soudage automatisées standard perdent un temps considérable lors des changements de produits et des séquences de chargement manuel. La cellule EasyWelder met en oeuvre une conception à double poste contenant deux tables de soudage distinctes pour maintenir une production continue. Pendant que le bras robotisé exécute une trajectoire de soudage d'un côté de l'espace de travail, l'opérateur peut charger en toute sécurité des matières premières ou décharger un assemblage soudé terminé du côté adjacent.

En éliminant la nécessité d'arrêter le robot pendant l'extraction et le remplacement manuels des pièces, la configuration à double poste réduit les temps morts. Ce flux de travail continu augmente le temps effectif de soudage (arc allumé) de la cellule jusqu'à 80 % et permet d'obtenir une utilisation globale des équipements supérieure à celle des environnements à table unique.

Espace de travail réglable et enceinte de protection
L'espace de travail de la cellule est doté d'un protecteur mobile automatique équipé de fenêtres filtrant les ultraviolets (UV), protégeant les travailleurs à proximité pendant que le bras fonctionne à vitesse maximale, tout en maintenant une ligne de visée claire sur la zone de soudage. L'enceinte de protection permet un accès aux deux tables de soudage de 1200 x 1200 mm sur trois côtés afin de simplifier le serrage des pièces. Pour les composants surdimensionnés, la cloison entre les deux positions peut être rétractée pour fusionner les postes de travail séparés en une zone de production unifiée de 2900 x 1200 mm.

Programmation manuelle simplifiée des trajectoires et modèles d'interface
La cellule intègre une interface utilisateur intuitive et des modèles de programmation adaptés, permettant à des soudeurs expérimentés de faire fonctionner la cellule automatisée sans expertise en robotique ni outils externes de programmation hors ligne. Les procédures de soudage industriel courantes — y compris les soudures circulaires, le soudage discontinu (par intermittence), le pointage, les cordons droits et les joints multipasses — peuvent être configurées en quelques minutes.

Pour programmer la trajectoire de soudage d'un nouveau composant, l'opérateur guide manuellement le bras du cobot le long du cordon de soudure, en enregistrant les points de trajectoire via des boutons de commande situés directement sur la tête du robot ou sur une bague de sélection intégrée. Le logiciel interne génère automatiquement le code d'exécution sous-jacent à partir de ces entrées manuelles, réduisant ainsi le temps total de développement du programme jusqu'à 70 %. Les opérateurs peuvent travailler de manière autonome avec la cellule après seulement une demi-journée de formation.

Suivi de joint automatisé et composants de précision
Le système maintient une qualité de soudage constante, réduit les retouches manuelles et abaisse les taux de rebut en exécutant des trajectoires identiques, indépendamment de la fatigue de l'opérateur. Pour s'adapter aux variations des composants, la cellule dispose d'un système automatique de détection et de suivi du cordon de soudure. Basé sur une technologie de vision tridimensionnelle, ce système en temps réel mesure la position exacte de la pièce et la géométrie du joint pendant l'exécution, modifiant automatiquement la trajectoire active pour compenser les tolérances des pièces ou les défauts d'alignement du serrage.

L'assemblage matériel s'appuie en standard sur la combinaison d'un bras cobot de la gamme GoFa d'ABB et de sources d'énergie de soudage de Fronius. Le bras du cobot fonctionne avec une précision de trajectoire de 0,03 mm et une vitesse maximale de déplacement de l'outil de 2,2 mètres par seconde entre les positions afin d'accélérer les temps de cycle. La source d'énergie intégrée assure la stabilité de l'arc pour contrôler les projections et la distorsion thermique lors du traitement de l'aluminium, de l'acier inoxydable et des alliages de faible épaisseur.

Géométrie compacte et intégration Plug-and-Play
Avec une empreinte totale de 3100 x 1600 mm, cette cellule occupe peu espace au sol et ne demande pas d'ancrage mécanique au sol en béton. Elle peut être soulevée et repositionnée dans l'usine à l'aide d'un chariot élévateur standard pour s'adapter aux changements de la demande de production. La mise en service de type plug-and-play ne nécessite qu'un positionnement structurel et un raccordement à l'alimentation électrique de l'atelier, aux conduites d'air comprimé et aux alimentations en gaz de protection.



Contexte supplémentaire
Cette section détaille les spécifications techniques et les analyses comparatives concurrentielles non incluses dans le communiqué de presse original.

Les cellules de soudage robotisées collaboratives conçues pour les petites et moyennes entreprises (PME) et les ateliers de sous-traitance sont catégorisées selon leur implantation spatiale, leur méthode de programmation et les qu'elles intégrent. Ces systèmes visent à combler le fossé entre le soudage manuel flexible et les processus automatisés taillés pour traiter de grands volumes de pièces.

Cinématique de l'espace de travail et efficacité volumétrique
Les ensembles de soudage par cobot d'entrée de gamme traditionnels sur le marché utilisent une configuration à table fixe unique, mesurant généralement 1500 x 1000 mm. Dans une configuration à un seul poste, le robot doit rester complètement inactif pendant plusieurs minutes pendant qu'un opérateur desserre manuellement une pièce finie, nettoie le montage et positionne la matière brute. Cette restriction structurelle limite le temps effectif de soudage (arc allumé) des lignes de produits à station unique à environ 40 % à 55 % de la durée totale du poste.

Le passage de la topologie de la cellule à une configuration à double zone dotée de deux zones de travail de 1200 x 1200 mm introduit une capacité de traitement parallèle. La possibilité de fusionner ces zones en une surface continue de 2900 x 1200 mm offre un avantage par rapport aux indexeurs à table tournante double zone standard ou aux cellules à double navette à enceinte fixe, qui comportent des cloisons centrales rigides ne pouvant être retirées pour accueillir de longs châssis structurels ou des assemblages de tubes allongés.

Précision de trajectoire et seuils de vitesse
Les tolérances d'articulation des rotors et des joints dictent la qualité du soudage de précision à l'arc sous protection gazeuse (GMAW / MIG-MAG) et du soudage à l'arc au tungstène (GTAW / TIG). Les alternatives du marché utilisant des bras collaboratifs plus légers offrent souvent une répétabilité de trajectoire de l'ordre de 0,05 mm à 0,1 mm. Le resserrement de cette limite de précision de trajectoire à 0,03 mm offre un avantage mécanique distinct lors de l'exécution de micro-soudures ou de la navigation dans des joints d'angle serrés sur de la tôlerie fine, où de mineures déviations peuvent provoquer un perçage ou une épaisseur de gorge insuffisante.

De plus, alors que les bras de cobots basiques restreignent les vitesses de transfert linéaire à vide à 1,0 mètre par seconde pour satisfaire aux limites de force de sécurité collaboratives par défaut, l'utilisation d'un bras à haute vitesse capable d'atteindre 2,2 mètres par seconde minimise les cycles de mouvement non productifs. L'inclusion d'un protecteur mobile automatique avec blindage UV intégré permet au bras d'exploiter ces vitesses plus élevées en toute sécurité, contournant les limites de vitesse strictes imposées aux configurations collaboratives totalement sans enceinte ou à table ouverte selon les spécifications de sécurité standard.

Création de programmes et convivialité du guidage manuel
La programmation standard des robots industriels nécessite de naviguer dans des coordonnées complexes via une console d'apprentissage matérielle propriétaire (teach pendant) ou de générer du code via un logiciel externe de programmation hors ligne, un processus qui peut prendre des heures ou des jours pour des géométries multipasses. L'apprentissage par guidage manuel (lead-through) réduit ces délais en capturant les vecteurs de coordonnées à la volée via des capteurs d'effort intégrés dans les articulations du bras.

En combinant le guidage manuel avec des boutons de commande spécifiques sur la tête de la torche et des modèles préprogrammés pour des mouvements complexes (comme les trajectoires discontinues et circulaires), le logiciel élimine le besoin de revenir à une interface de tablette distincte entre les points de trajectoire. Cette boucle de contrôle localisée minimise le temps de programmation par rapport aux configurations de cobots basiques pilotées par application qui nécessitent une saisie manuelle des données pour les changements de paramètres.

Compensation de trajectoire pilotée par capteurs
L'un des principaux points de défaillance du soudage automatisé en atelier est la variation d'une pièce à l'autre, causée par une découpe laser irrégulière en amont, des tolérances de pliage ou un positionnement manuel du serrage. Sans détection adaptative, un robot à trajectoire fixe soudera en dehors du chanfrein du joint, créant des taux de rebut élevés.

Les systèmes haut de gamme traditionnels gèrent cette variance à l'aide de la détection par contact (touch-sensing) ou du suivi de joint par l'arc (TAST). Cependant, la détection par contact ajoute du temps de cycle non productif en s'arrêtant pour palper la pièce avant chaque amorçage d'arc, et le TAST ne fonctionne que sur des matériaux de forte épaisseur présentant un motif de balayage de joint distinct. L'utilisation de la technologie de vision tridimensionnelle permet au système d'évaluer le profil du joint de soudure en temps réel en amont de l'arc. Cette méthode de suivi optique offre une correction continue de la trajectoire sur des matériaux réfléchissants ou de faible épaisseur sans prolonger les temps de cycle ni nécessiter de contact physique mitoyen avec la pièce.

Publié avec l'assistance d'une IA par Romila DSilva, rédactrice pour Induportals.