Une cellule de soudage robotisée pour accélérer le travail en petites séries
L’idée principale est de rassembler les deux programmes (celui qui gère le mouvement du robot et celui qui gère le processus de soudage) dans une seule interface pour l’opérateur, où la communication entre les deux se passe en arrière-plan, et où chaque programme peut être démarré en même temps.
Laurent Marquis, coordinateur du projet FIT4Weld
Les systèmes de soudage robotisés classiques sont conçus pour répéter le même travail à grande échelle et se heurtent souvent à des difficultés lorsque les motifs changent. Chaque nouvelle commande d’une pièce soudée différente oblige les ingénieurs à reconstruire et à recalibrer manuellement les gabarits, qui sont des dispositifs de fixation des pièces métalliques pendant le soudage, ce qui entraîne des temps d’arrêt prolongés des machines et une augmentation des coûts. Soutenu par l’UE par le biais de Horizon Europe(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), de l’IFD(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et du LMT(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le projet FIT4Weld(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) s’est attaqué à ce problème en créant une cellule de soudage robotisée conçue pour la flexibilité plutôt que pour l’échelle. Combinant une plateforme logicielle intuitive, un robot commercial et des gabarits auto-ajustables montés sur des hexapodes (plateformes mécaniques à six pieds), le système permet aux fabricants de reconfigurer la production beaucoup plus rapidement qu’auparavant.
Comment les gabarits auto-ajustables font gagner du temps à l’usine
Dans les installations traditionnelles, chaque commande implique de changer physiquement les gabarits et de les réaligner sur le robot. Ce processus ajoute des heures d’immobilisation et oblige les travailleurs à manipuler des dispositifs de fixation lourds. L’innovation de FIT4Weld réside dans le fait que les gabarits se reconfigurent eux-mêmes. Les opérateurs n’ont qu’à sélectionner la prochaine configuration préprogrammée, et le robot met les hexapodes en position avant de reprendre le soudage. Comme l’explique le coordinateur du projet, Laurent Marquis: «L’idée n’est pas de changer le gabarit entre les commandes, comme c’est traditionnellement le cas, mais de faire en sorte que le gabarit s’ajuste de lui-même. Lorsque nous parlons d’auto-ajustement, nous voulons dire que nous utilisons le robot pour repositionner le gabarit.» Une fois le gabarit positionné, le robot saisit le pistolet de soudage et poursuit le processus sur les nouvelles pièces sans interruption. Cette approche élimine la nécessité de stocker des dizaines de gabarits physiques, ce qui réduit la maintenance liée à leur transport ou à leur réajustement. Il en résulte des opérations plus fluides et beaucoup moins de périodes d’inactivité entre les cycles de production.
Une interface de contrôle unifiée rend l’automatisation accessible
L’un des objectifs de FIT4Weld était de simplifier la programmation afin que des non-spécialistes puissent utiliser le système. Le soudage robotisé traditionnel nécessite deux programmes distincts: un pour les mouvements du robot et un autre pour les paramètres de soudage. FIT4Weld conserve les deux programmes en arrière-plan, mais permet aux opérateurs de les lancer à partir d’une seule interface, tout en ajustant le dispositif de fixation pour la configuration suivante sans entrer dans le programme du robot. Comme le note Laurent Marquis: «L’idée principale est de regrouper les deux programmes dans une seule interface pour l’opérateur; l’intégration des deux se fait en arrière-plan, et chaque programme peut être lancé simultanément.» Les opérateurs peuvent préparer la configuration suivante à l’avance pendant que le robot accomplit la tâche en cours, ce qui élimine le besoin de compétences spécialisées en matière de codage. Le système est dès lors plus accessible pour les petites entreprises qui ne disposent pas d’ingénieurs en automatisation en interne.
Testé, validé et prêt à être adopté
La cellule de FIT4Weld a été installée et testée chez un fabricant de meubles industriels, où elle a démontré sa fiabilité pour des pièces de différentes tailles. Les opérateurs ont apprécié les temps de préparation plus courts et la réduction des manipulations physiques. Comme le rapporte Laurent Marquis: «Les opérateurs sont satisfaits du processus car ils peuvent désormais passer facilement d’une pièce à l’autre sans avoir à changer le gabarit mécaniquement.» Parallèlement à l’installation chez le fabricant de meubles industriels, l’équipe a également procédé à une démonstration du système auprès de plusieurs entreprises de l’industrie métallurgique, dont l’une a déjà adopté la technologie. Les partenaires envisagent désormais d’étendre son utilisation à d’autres processus tels que la découpe laser, le soudage par points et l’assemblage, démontrant ainsi comment l’automatisation flexible peut transformer la fabrication au-delà du soudage, et s’appuyant sur l’intérêt déjà manifesté par les fabricants de métaux qui ont besoin de changements plus rapides. Le consortium a réuni Flex Hex ApS, l’université du Danemark du Sud (SDU) et LT Technologies UAB, et a été cofinancé par l’UE via Horizon Europe, le Fonds danois pour l’innovation (IFD) et le Conseil de la recherche de Lituanie (LMT).