COMMENT EVITER LES ARRETS (TROP) FREQUENTS DU ROBOT DE SOUDAGE?

Conseils & astuces pour améliorer l’intégration d’un robot de soudage

Plus grande productivité, qualité améliorée et économie de coûts. Les entreprises qui ajoutent un ou plusieurs robots de soudage à leur processus de soudage ou remplacent leurs cellules de soudage manuelles, peuvent être plus compétitives sur le marché. Mais les coûts d’implémentation d’un tel processus de soudage auto­matisé peuvent vite grimper. Celui qui veut investir dans un robot de soudage, a donc intérêt à planifier et évaluer avec prévision au préalable. Dans cet article, nous commentons quelques conseils qui font que le coût d’un système de soudage robotique ne l’emporte pas sur les nombreux avantages.

AVANTAGES DU ROBOT DE SOUDAGE

Avant tout, nous devons nous demander pourquoi les entreprises veulent automatiser leur processus de soudage. Les raisons principales sont sans aucun doute la vitesse, la qualité plus cohérente de la soudure, les coûts plus faibles et une plus grande compétitivité grâce à la finition et à la livraison plus rapides des produits. Pour les entreprises qui traitent surtout de grandes séries et peu de variation dans les pièces, le soudage robotique est depuis plus longtemps un élément important du processus de production. Les avantages sont légion pour elles. Mais les entreprises plus petites avec de plus faibles volumes de production et une plus grande variation dans les éléments peuvent aussi profiter de l’automatisation, via un outillage flexible et un plus long délai de programmation pour les différentes pièces.

Flux de travail

Pour les grandes comme pour les petites séries, la règle veut que les pièces à souder doivent se prêter à un processus automatisé. Simplicité et répétitivité sont importantes. Les systèmes de soudage robotique exigent en général des éléments cohérents pour obtenir des résultats cohérents. Des composants qui ne se correspondent pas bien parce qu’ils ont un mauvais ajustement ou des composants avec des cordons de soudure difficiles à atteindre, peuvent avoir une influence néfaste sur la haute qualité généralement attendue des systèmes de soudage robotique. Dans de tels cas, il peut être souhaitable d’adapter la préparation de travail ou le post-usinage et de le faire concorder au processus de soudage. Le flux de travail est important. Il convient notamment de passer au crible la vitesse d’application et de soudage des pièces, étant donné qu’un robot de soudage travaille nettement plus vite qu’un soudeur manuel. Les pièces doivent pouvoir entrer et sortir de la cellule à une vitesse élevée constante sans goulots d’étranglement, pour atteindre une capacité optimale (throughput). Les activités qui n’ajoutent pas de valeur, comme la manipulation et le levage des éléments, doivent être évitées autant que possible.

Intégration réussie du robot de soudage

L’automatisation via des systèmes de soudage robotique comporte donc des risques et des responsabilités. En d’autres termes, une implémentation réussie du robot de soudage exige de combiner différents éléments tels que le planning, l’équipement, la formation, …

EVITER LES DEFAUTS

En comparaison des opérations de soudage semi-automatiques, le robot de soudage peut continuer de souder plus longtemps, parce qu’il est plus résistant aux températures plus élevées qu’un opérateur humain. Excellent pour la productivité, mais la chaleur supplémentaire libérée et la plus longue durée de soudage peuvent solliciter les composants consommables, comme les embouts, pointes de contact et distributeurs de gaz. Ceci crée un danger d’arrêt imprévu consécutif à des interventions pour le remplacement de ces consommables. Pour éviter ceci, il est conseillé de prévoir des inspections périodiques pen­dant les opérations de soudage.
Un second point important est l’installation correcte du guide support pour un pistolet MIG robotisé, afin d’éviter un arrêt à cause de problèmes avec le fil, ou corriger à temps quand le fil est brûlé jusqu’à la pointe de contact (burn-back).

Les défauts précoces qui sont liés au câble de courant, peuvent être évités en s‘intéressant à la programmation robotique. Le robot doit être programmé pour ne pas se déplacer de façon trop rapide ou abrupte. Des déplacements agressifs peuvent casser le câble de courant à terme. Veillez à ce que le câble ait la bonne longueur. Un câble trop court peut s’étirer au-delà de sa capacité normale pendant les déplacements de robot routiniers, ce qui accroît l’usure. Si le câble de courant est trop long, il peut se coincer entre le bras de robot.

ENTRETIEN PREVENTIF

L’entretien préventif est l’une des meilleures pratiques les plus efficaces qu’une entreprise peut appliquer en matière de système de soudage robotique. Dans le cas idéal, l’entretien préventif couvre tous les aspects du système, du robot à la pointe de contact. Un entretien correct peut éliminer les pannes imprévues et aider à éviter une qualité diminuée, les travaux de réparation onéreux ou le remplacement d’appareils.

Chaque entreprise doit évaluer de façon individuelle le besoin d’entretien préventif et dé­signer une équipe d’entretien pour exécuter les activités aux bons moments et avec les bons intervalles. En règle générale, on peut affirmer que les entreprises qui soudent des matériaux épais ou effectuent des applications avec des soudures longues et continues, profitent d’un entretien préventif plus fréquent. Ceci, du fait que le ‘rework’ consécutif aux problèmes de qualité est en général plus cher qu’une application où plusieurs petits éléments sont soudés. L’entretien préventif peut être planifié durant des pauses imprévues de la production:

• Nettoyer le robot et les outils de serrage pour éviter d’accumuler la saleté. En effet, ceci peut avoir une influence sur la précision du serrage des éléments.
• Contrôle du point central ou TCP (tool center point) de l’outil.
• Contrôle de l’usure du câble d’alimentation et son remplacement, si nécessaire.

D’autres activités moins fréquentes telles que la lubrification des articulations du robot peuvent être effectuées pendant un arrêt plus long.

PRECISION

Des cordons de soudure cohérents exigent une grande précision de répétitivité du robot. C’est pourquoi il est important de définir avec précision le point central de l’outil (tool center point) et de veiller à ce qu’il reste constant. Pour un robot de soudage, il s’agit du point focal du pistolet MIG robotisé et de la position du cordon de soudure en relation entre le pistolet et le cordon de soudure. Le plus souvent (mais pas toujours), des problèmes TCP surgissent après une collision qui a pour effet de courber le col du pistolet MIG robotisé. Pour résoudre ce problème, les soudeurs peuvent utiliser un instrument de contrôle du col pour replier le col dans le bon angle. Ces outils sont conçus pour les cols standard d’une certaine marque de pistolets robotisés. Pour exécuter de telles corrections, le soudeur ou le personnel d’entretien qui effectue la correction, doit être familiarisé avec le programme de soudage robotique. En effet, le col courbé doit être adapté pour respecter les tolérances admises. Afin de veiller à ce que la soudure soit posée au bon endroit, cela ne fait pas de mal de contrôler que les gabarits de serrage sont solidement à leur place et que la base du robot est fixée de façon correcte. Il est tout aussi sensé de procéder à un contrôle périodique pour vérifier que la variabilité des pièces n’a pas changé.

PERIPHERIE DU PISTOLET MIG ROBOTISE

La périphérie telle que les stations de netto­yage d’embout est souvent considérée comme un luxe superflu. En réalité, cet équipement complémentaire peut maximiser la performance de soudage et continuer à un meilleur retour sur investissement (ROI). La station de nettoyage est montée aussi près que possible du robot, pour limiter le temps dont a besoin le bras pour atteindre la station. Le nettoyage sera le plus fréquent possible. Plus les composants à nettoyer sont nombreux, plus la performance est bonne et plus leur durée de vie est longue. Une autre périphérie pouvant être intégrée dans un système robotique est par exemple une pince coupante qui coupe le cordon de soudure jusqu’à une longueur spécifique ou un outil de contrôle pour veiller à garder le TCP et pour contrôler et ajuster de façon automatique celui-ci après une collision ou un pliage consécutif au soudage.

PERSONNEL ADEQUAT

Concevoir à nouveau des éléments sur mesure pour le processus de soudage automatisé, ajuster le flux de travail, choisir le bon équipement et prévoir l’entretien préventif. Peine perdue si le personnel adéquat n’est pas engagé pour travailler avec le système de robot de soudage. Investir dans le personnel qui est responsable de l’interaction avec le système de soudage robotique, doit dès lors toujours avoir la priorité. Les opérateurs de soudage qualifiés ou les collaborateurs avec expérience du soudage robotique sont souvent un bon choix pour garder le contrôle sur un système de soudage robotique. Les intégrateurs de systèmes de soudage robotique et les fabricants de robots peuvent souvent prévoir des formations basées sur l’OEM ou complémentaires.

CONCLUSION

Comme pour chaque investissement considérable, il est nécessaire de suivre quelques étapes pour garantir le succès du système de soudage robotique. Ajouter la périphérie requise ou prévoir une formation supplémentaire et utiliser des ‘best practices’ peut contribuer à réaliser le ROI attendu de l’installation, si ben que le système de soudage robotique contribue à la rentabilité du business.

Cet article est publié dans le cadre du projet VISiv-AUTOLAS, 'Passage réussi et compétitif du soudage manuel vers le soudage automatisé/robotisé’