Le soudage, qui requiert des connaissances approfondies et une grande habileté; reste l’un des principaux procédés d’assemblage dans l’industrie des métaux. De moins en moins de jeunes optent pour ce métier, car il est souvent considéré comme peu attrayant, nocif pour la santé et sale. Les cobots peuvent remédier à cette situation. Ils rendent le soudage non seulement plus intéressant et sûr, mais également plus économique, même pour les lots de petite taille.

Aujourd’hui, il existe différents modèles de robots de soudage collaboratifs : sous forme de postes de travail individuels mobiles ou de solutions à une ou deux stations entièrement sous abri. L’offre d’équipement technique est variée et comprend les voies de roulement pour robot, les manipulateurs, les dispositifs d’aspiration automatiques et les portes de protection. Les appareils et process de soudage haute technologie ainsi que les solutions logicielles pour la programmation hors ligne font désormais souvent partie de l’équipement standard.

Par rapport à ce qui se passait avant, le soudage devient de plus en plus un métier de haute technologie. L’automatisation du soudage doit non seulement permettre d’augmenter la productivité dans les entreprises commerciales et industrielles, mais aussi de lutter contre la pénurie croissante de main-d’œuvre qualifiée et de rendre le métier plus propre, plus sûr et plus attrayant. Les soudeurs peuvent désormais gravir plusieurs échelons allant du poste de spécialiste en soudage à celui d’International Welding Engineer (IWE).

Système de soudage cobotisé CWC-mobile avec aspiration et enveloppe amovible pour le soudage de pièces de petites et grandes tailles. Équipée de roulettes de transport rétractables, l’installation peut être transportée jusqu’à la pièce (Photo Fronius)

Les grands avantages des systèmes de soudage cobotisés

Même les meilleurs professionnels du soudage ne peuvent pas réaliser des soudures de qualité constante 24 heures sur 24. En revanche, les cobots en sont totalement capables : leur utilisation garantit des soudures identiques et reproductibles à 100 %. Équipés d’appareils de soudage modernes de Fronius, comme le TPS 400i CMT ou la version multiprocédé de l’iWave 400i AC/DC CMT, les métaux les plus divers peuvent être soudés, dont l’acier, l’acier inoxydable, l’aluminium, le cuivre et le titane. Les packs de soudage innovants tels que Low Spatter Control (LSC), Pulse Multi Control (PMC) ou le mondialement connu Cold Metal Transfer (CMT) peuvent être utilisés.

La fonction LSC génère un arc court modifié, à faibles projections, avec un taux de dépôt plus rapide. PMC fournit un arc pulsé optimisé, pour lequel les stabilisateurs de pénétration et de hauteur d’arc garantissent la meilleure qualité de soudage et des vitesses de soudage élevées. CMT combine un nouveau type de détachement de la goutte avec un mouvement avant/arrière du fil, permettant un apport d’énergie plus faible qu’avec un arc court conventionnel. Cela rend le process particulièrement adapté au soudage de tôles fines.

« Le gros avantage des installations de soudage cobotisées, et des systèmes Fronius en particulier, est la programmation simple et intuitive des séquences de soudage, ce qui facilite considérablement l’accès au soudage automatisé », souligne Ing. Christian Neuhofer IWS, responsable produits chez Fronius International GmbH.

En trois étapes au programme de soudage

La programmation de robots industriels nécessite non seulement de l’expérience en soudage, mais également des connaissances approfondies en programmation. C’est différent en ce qui concerne les cobots. Avec les systèmes Fronius, il suffit de saisir la torche de soudage, de la guider vers le point de départ, de sélectionner la bonne position de la torche et d’appuyer sur le bouton d’enregistrement situé sur la poignée de contrôle. Ensuite, il faut placer des points de contour le long du tracé de la soudure jusqu’au point final. Ces points sont enregistrés d’une pression sur un bouton et constituent le trajet du soudage. Lorsque ce dernier est créé, la programmation du process de soudage est réalisée de façon intuitive par glisser-déposer à l’aide de l’interface utilisateur graphique du Teach Pendant.

« Par rapport à la programmation de robots industriels, l’apprentissage des cobots ne nécessite que peu de formation pour la plupart des utilisateurs. Les soudeurs qui ont l’habitude de travailler avec des écrans tactiles et qui ont quelques connaissances en informatique, peuvent déjà souder les premières pièces après quelques heures. », explique C. Neuhofer.

Système de soudage cobotisé CWC-S, solution à une station avec manipulateur et contre-poupée (Photo Fronius)

Paramètres de soudage validés à partir du smartphone

Grâce à l’application WeldConnect pratique, les soudeurs ont leur gestionnaire de paramètres personnel toujours à portée de main. L’assistant de soudage en ligne innovant offre une assistance professionnelle pour le choix des paramètres de soudage appropriés. Ceux-ci peuvent être enregistrés en tant que job et transférés par signal NFC à l’appareil de soudage du système cobotisé de manière à pouvoir démarrer le soudage directement.

L’application WeldConnect permet d’enregistrer de nombreux jobs accessibles à tout moment. Les jeunes soudeurs en particulier, habitués aux smartphones, apprécient l’application, car elle fournit des paramètres de soudage fiables pour les tâches les plus diverses. Avec l’application WeldConnect, les cobots contribuent à pallier la pénurie de main-d’œuvre qualifiée et à rendre le métier de soudeur à nouveau plus attrayant.

Mobile et flexible : la CWC-mobile de Fronius

Le système cobotisé mobile constitue une association intelligente de mobilité, de techniques de soudage avancées et d’un excellent rapport qualité/prix. Il facilite notamment l’accès des petits ateliers aux techniques de soudage automatisé. Grâce aux roulettes de transport rétractables, l’installation n’est pas seulement adaptée au soudage de petits composants.

« Pour souder des objets plus grands, comme des godets de pelleteuse, il suffit de pousser la CWC-mobile jusqu’à la pièce à souder », explique C. Neuhofer pour souligner la polyvalence particulière du système. Outre sa flexibilité en matière de soudage, le système cobotisé certifié CE assure une sécurité sans compromis : la limitation de la force et du couple du bras articulé, l’aspiration mobile des fumées de soudage, la protection anti-éblouissement mobile et l’équipement de protection individuelle (EPI) conforme aux normes, composé de gants anti-perforation, d’un casque de soudage et de vêtements de protection, protègent des maladies et des blessures. La CWC-mobile répond ainsi entièrement aux exigences de la directive européenne relative aux machines, condition indispensable pour obtenir la certification CE.

Systèmes simples et doubles – Les dimensions des composants et les exigences sont décisives

Avec CWC-S et CWC-D, Fronius fournit deux cellules de soudage cobotisées entièrement abritées, équipées d’une ou de deux stations. Les deux systèmes disposent des dernières technologies en matière de soudage, tout comme la CWC-mobile.

La solution à deux stations CWC-D est idéale pour le soudage de pièces d’une longueur allant jusqu’à 3 mètres. Retirer la paroi de séparation centrale vissée sur la table de soudage permet d’obtenir une surface de travail élargie de 3 000 x 1 000 x 600 mm pour un mode de fonctionnement à une station.

« Dans le mode de fonctionnement à deux stations, l’installation permet un soudage parallèlement à l’équipement et convient parfaitement à la production en petite série de pièces d’une longueur de côté maximale de 1,5 mètre. Pendant que le soudage est effectué d’un côté, il est possible d’équiper l’autre côté afin d’augmenter la productivité. Les deux stations peuvent souder des pièces d’un poids allant jusqu’à 2 tonnes », explique C. Neuhofer.

Plus petite et plus compacte, la solution CWC-S a été conçue spécialement pour les composants de 1,5 mètre de largeur maximum. Pour le soudage circulaire de pièces cylindriques, des positionneurs rotatifs et manipulateurs sont disponibles aussi bien pour le système simple CWC-S que pour le système double CWC-D. Le positionneur rotatif est disponible en option avec une contre-poupée sur l’axe longitudinal. Grâce à l’option de logiciel Coordinated Motion disponible pour tous les positionneurs, ces derniers se déplacent de manière synchronisée avec la torche de soudage. La station de nettoyage de torche Robacta Reamer V fait partie de la gamme d’accessoires.

Cobots et robots de soudage fusionnent

Les systèmes de soudage cobotisés entièrement abrités CWC-S et CWC-D de Fronius permettent de passer en toute fluidité du mode cobot au mode robot. Dans ce mode, la surveillance de la force/du couple et la limite de vitesse de 250 mm/s sont désactivées, ce qui permet d’atteindre des vitesses allant jusqu’à 2 m/s. En cas de programmation avec la commande robot iPendant, il est possible d’obtenir en mode robot non seulement des vitesses élevées des bras articulés, mais aussi des mouvements plus complexes et de piloter des dispositifs. Cela permet d’exploiter le plein potentiel des systèmes et d’augmenter considérablement la productivité. Les cobots assurent une entrée parfaite dans le monde de l’automatisation. Ils permettent de comprendre le fonctionnement des robots par un apprentissage manuel et d’en apprendre la cinématique sans courir un risque élevé de blessure. Les spécialistes du soudage profitent d’une meilleure compréhension des processus cinématiques, ce qui est particulièrement avantageux lorsqu’ils se lancent ultérieurement dans le soudage robotisé.

Améliorer la productivité avec la programmation hors ligne

Grâce au logiciel de programmation hors ligne Fronius Pathfinder, il est possible de programmer des séquences de soudage indépendamment de l’installation de soudage cobotisée, sans interrompre la production en cours. Contrairement à la programmation manuelle, le logiciel permet de copier et de refléter les soudures, de créer des trajets de recherche et de simuler des séquences de mouvements complexes. Cela réduit les temps d’arrêt et améliore la productivité jusqu’à 80 %, en particulier pour les pièces à géométrie complexe. Dès qu’un programme est terminé, il est transféré à la cellule de soudage et ajusté manuellement si nécessaire. Un autre avantage de Fronius est que le logiciel et le système de soudage viennent du même fournisseur et sont parfaitement adaptés l’un à l’autre.

Haut niveau de sécurité des cobots Fronius

Fronius a réalisé, en collaboration avec un auditeur de sécurité externe, une série de tests intensifs qui ont fourni des résultats convaincants. Lors de ces tests, il a notamment été tenté de percer des gants avec un fil, sans succès ! La force d’impact de la buse de gaz et des bords du porte-torche a également été mesurée et se situait en toute sécurité dans les limites établies. Il faut notamment souligner que les torches de soudage refroidies par eau atteignent une température acceptable au toucher en quelques secondes, ce qui minimise efficacement le risque de brûlures. Tous ces résultats confirment que les produits de Fronius répondent aux normes de sécurité les plus élevées et assurent ainsi une sécurité maximale.

En route vers l’automatisation avec Fronius

Fronius accompagne ses clients du début à la fin et propose des solutions automatisées sur mesure allant des systèmes simples aux applications complexes. « En tant que fournisseur général, nous apportons notre soutien dans le choix de solutions optimales, qu’il s’agisse de cobots, de robots de soudage ou d’installations mécanisées telles que des chariots de soudage, des installations de soudage circulaire et longitudinal, des bancs de serrage ou des systèmes de soudage orbital. Nos clients peuvent bénéficier de nos conseils, même après l’achat : nous restons à leurs côtés lors de la mise en service et fournissons un réseau de service international qui apporte une aide rapide et fiable en cas de problème. Notre clientèle bénéficie ainsi de processus de soudage très efficaces et sûrs. », conclut C. Neuhofer.

Système de soudage cobotisé CWC-D, solution à deux stations avec cobot sur l’axe longitudinal et 2 manipulateurs (Photo Fronius)