Qu’est-ce qu’un robot de soudage ?
Les robots de soudage sont des robots industriels capables d’effectuer des processus de soudage de manière automatique. Ils sont principalement utilisés dans les usines qui fabriquent des voitures, des avions, etc.
Ces robots peuvent être utilisés pour économiser de la main d’œuvre et améliorer la productivité. Ils sont capables de répéter la même opération rapidement et avec précision. Ils peuvent donc accroître l’efficacité du travail grâce à des opérations courtes et stables. Cela a pour effet de réduire le risque d’accidents du travail tels que les brûlures associées aux processus de soudage et les risques pour la santé causés par l’inhalation de gaz nocifs pendant le soudage, ainsi que les erreurs causées par l’homme.
Dans le processus de soudage, il est difficile d’ajuster l’apparence, la densité ou autre de la zone de soudage. La qualité du processus de soudage est difficile à stabiliser parce que les compétences de chaque travailleur ont un impact important sur la qualité du processus de soudage dans les opérations manuelles. Les robots de soudage sont également des produits industriels, il y a donc de minuscules cliquetis sur les axes de fonctionnement. Les différences individuelles entre les robots sont toutefois contrôlées au millimètre près, de sorte que la reproductibilité du travail est extrêmement élevée.
Les variations de qualité peuvent être minimisées autant que possible sans dépendre des compétences des opérateurs, ce qui permet de produire des produits uniformes à tout moment. La fiabilité de la qualité s’en trouve améliorée.
Utilisations des robots de soudage
Les robots de soudage sont utilisés dans des utilisations où le processus de soudage est sans personnel, automatique et efficace. En enseignant une série de procédures et de processus de travail au robot de soudage, le travail lui-même peut être effectué sans personnel. L’intérêt des robots de soudage réside dans le fait qu’ils permettent de réduire les coûts de main-d’œuvre et d’éviter une réduction de l’efficacité du travail en raison d’un manque de personnel.
Lorsque les processus de soudage sont effectués manuellement, le travail doit être réalisé dans des zones à haute température où le métal fond. Ainsi, un risque élevé de brûlures dues aux éclaboussures peuvent se produire pendant le soudage, de cécité due à la lumière irritante et de risques pour la santé dus aux gaz nocifs. Les robots de soudage contribuent également à améliorer la sécurité de l’environnement de travail.
Principe des robots de soudage
Les robots de soudage ont une forme de bras qui ressemble à une main humaine et sont construits avec de nombreuses articulations pour permettre des mouvements fluides. En général, le type à 6 axes et 6 articulations est le plus courant. Toutefois, il existe des robots de soudage avec moins d’articulations et une gamme de mouvements plus étroite, qui peuvent manipuler des objets plus lourds. Il existe également des robots de soudage avec plus d’articulations, qui peuvent effectuer des mouvements plus détaillés.
Les robots de soudage sont équipés d’une torche de soudage à l’extrémité du bras, qui peut être remplacée pour permettre une variété de processus de soudage. En fixant un gabarit pour le réglage des pièces au lieu d’une torche de soudage à l’extrémité du bras, le robot peut également être utilisé comme robot de transfert/manipulation. Ainsi, cela permet d’automatiser des opérations autres que le soudage.
Autres informations sur les robots de soudage
1. L’enseignement des robots de soudage
L’apprentissage consiste à enseigner aux robots de soudage les opérations de soudage et les procédures de travail. Il convient également de les programmer pour qu’ils fonctionnent automatiquement. Le robot ne peut effectuer que les tâches déterminées par le programme. L’apprentissage s’avère être une tâche extrêmement importante car la précision du processus de soudage varie considérablement en fonction de facteurs autres que le robot de soudage. Par exemple le désalignement de la pièce lors du réglage des pièces et la précision de la surface de soudage.
La programmation de l’apprentissage s’effectue à l’aide d’automates programmables (PLC) ou de microcontrôleurs appelés “séquenceurs”, bien que les noms diffèrent d’un fabricant à l’autre. Le principal langage de programmation est le langage “ladder diagram”, qui consiste en des figures intuitives de type “échelle”. Les deux principales méthodes d’enseignement sont les suivantes :
L’enseignement hors ligne
L’enseignement hors ligne peut être effectué en utilisant des données 3D sur un ordinateur pour obtenir les coordonnées du point de soudage. Il faut ensuite simuler et en transférer les données au robot, ou en programmer l’opération de soudage directement dans celui-ci. En fonction de la précision de traitement du produit ou du gabarit, il se peut qu’il ne fonctionne pas toujours selon les données 3D. Il est donc nécessaire de combiner l’enseignement en ligne dans la section suivante afin d’améliorer la précision de l’enseignement.
L’enseignement en ligne
Dans l’apprentissage en ligne, l’opérateur utilise une télécommande pour déplacer directement le robot afin d’effectuer une série d’opérations de soudage. Le robot mémorise ces mouvements et les reproduit à l’identique.
Cette méthode d’enseignement en ligne était à l’origine utilisée pour l’enseignement. Toutefois, elle était difficile car il fallait beaucoup de temps pour mettre en place chaque opération de soudage en déplaçant le robot un par un. De ce fait, le robot ne pouvait pas être utilisé pendant le processus d’enseignement.
L’enseignement hors ligne est donc devenu la norme ces dernières années. Toutefois, en fonction de la précision d’usinage du produit ou du montage, des ajustements fins peuvent être nécessaires dans la pièce de travail réelle. Par conséquent; la méthode d’enseignement doit être modifiée de manière flexible en fonction des besoins.
2. Les qualifications pour l’enseignement des robots de soudage
Une formation spéciale est requise pour enseigner les robots de soudage. Elle dure environ deux jours, ne fait que qualifier l’opérateur pour la tâche. C’est-à-dire qu’elle ne lui donne pas immédiatement les compétences et les connaissances nécessaires pour mener à bien l’opération d’enseignement.
L’enseignement nécessite des connaissances en matière de programmation, de techniques de simulation utilisant des données 3D et d’opérations de soudage. L’optimisation de l’ordre du processus de soudage et le changement de posture du robot de soudage peuvent souvent améliorer de manière significative l’efficacité du processus de soudage. Ainsi, les compétences de l’opérateur effectuant l’enseignement sont perceptibles et il est donc nécessaire de recevoir une formation dispensée par un personnel enseignant expérimenté en interne ou en externe.
3. Le contrôle des robots de soudage par des capteurs
Les pièces de grande taille sont souvent sujettes à un désalignement de la pièce à souder en raison d’erreurs d’usinage et d’assemblage dans le processus précédent. Ces dernières années, la technologie de détection a attiré l’attention, des capteurs étant fixés au robot pour gérer automatiquement le désalignement de la pièce à souder. La détection comprend principalement des capteurs tactiles à fil et de déplacement laser pour la détection préalable au stade du pré-soudage. Des capteurs d’arc et des capteurs visuels sont aussi utilisés pour la détection en temps réel pendant le soudage.
La technologie de détection continuera à se développer à l’avenir, car les robots de soudage appliquent automatiquement une compensation pour le désalignement. Cela élimine le besoin de corrections manuelles détaillées et rend la qualité du produit plus stable.