Soudage robotisé : Automatisez vos projets de soudage pour une efficacité et un ROI supérieurs

Le soudage robotisé est le processus d'utilisation d'un système d'automatisation pour effectuer des tâches de soudage. En savoir plus sur les robots de soudage et comment automatiser votre premier projet de soudage dès aujourd'hui.

Un robot de soudage est toute machine automatisée opérant dans une application de soudage. Les robots et le soudage ont une longue histoire. Il n'est donc pas étonnant que les applications de soudage robotisé aient souvent un fort retour sur investissement. Il existe souvent de nombreux intégrateurs et fabricants spécialisés dans le soudage robotisé.

Le but de cet article est d'explorer les bases du soudage robotisé et ses avantages. Cela vous aidera à obtenir un point de départ pour automatiser certains de vos processus.

Dans cet article :

• Industries pour le soudage robotisé
• Types de soudage robotisé
• Pourquoi automatiser le processus de soudage ?
• Types de robots utilisés pour le soudage
• Considérations supplémentaires

Obtenez des offres de fournisseurs sur la façon dont ils peuvent automatiser votre processus de soudage — publiez votre demande.

Industries pour le soudage robotisé

Idéalement, les robots peuvent souder dans toute industrie ayant des applications de soudage. Les industries les plus courantes pour les robots soudeurs sont :

• Automobile
• Aérospatiale
• Métallurgie
• Construction

Les entreprises de ces industries ont souvent un grand succès avec le soudage robotisé. La raison en est que les types de produits que ces entreprises fabriquent se prêtent facilement à l'automatisation. Dans un article précédent, nous avons discuté des caractéristiques des tâches idéales pour les robots. Vous pouvez en lire plus sur ce sujet ici : Robots industriels : Le guide n°1 de la robotique pour toutes les industries.

Par exemple, l'industrie automobile est un grand utilisateur de robots de soudage. Les processus de soudage automobile ont les caractéristiques suivantes :

• Effectuer le même soudage de manière répétée
• Faible variation des pièces à souder
• Processus présentant des dangers inhérents
• Nécessite des niveaux élevés de répétabilité et de précision
• Nécessite un débit élevé

Il est clair pourquoi le premier robot a été utilisé dans une application de soudage automobile !

Types de soudage robotisé

Il existe plusieurs types de soudage. Naturellement, vous vous demandez peut-être quels types de soudage les robots peuvent faire. Les robots peuvent généralement effectuer tout type de processus de soudage. Cela inclut :

• Soudage par points
• Soudage à l'arc
• Soudage par résistance
• Soudage MIG
• Soudage TIG
• Soudage laser
• Soudage plasma

Le soudage par points est un type de soudage par résistance qui joint deux pièces de métal ensemble en un seul point. D'où le nom « soudage par points ». Ce processus utilise de grandes quantités de courant électrique à travers le métal pour créer d'immenses quantités de chaleur. Cette chaleur fait fondre le métal, permettant à deux tôles de se joindre.

Le soudage à l'arc est une forme de soudage ancienne mais très courante. Comme son nom l'indique, le soudage à l'arc utilise un arc électrique pour souder le métal ensemble. Comme le soudage par points, l'électricité est le catalyseur de ce processus. Un courant passe à travers une baguette métallique vers le matériau. La baguette métallique est appelée électrode. Le courant apparaît sous forme d'un arc brillant. Cet arc fournit la chaleur nécessaire pour faire fondre les deux pièces de métal ensemble.

Le soudage par résistance est un terme plus large pour plusieurs types de soudage. Cela inclut tout soudage où le courant électrique est passé par contact direct à travers deux pièces de métal pour les souder ensemble. Le soudage par points est un type de soudage par résistance. D'autres types incluent le soudage par projection et le soudage par molette.

Le soudage MIG est un type de soudage à l'arc. MIG signifie Metal Inert Gas (gaz inerte métallique). Il est souvent préféré pour sa vitesse et sa polyvalence avec différents types de métaux. Le soudage MIG est également courant pour les applications de soudage robotisé. Un composant supplémentaire du soudage MIG est l'utilisation d'un gaz de protection. Ce gaz protège le processus de soudage des contaminants qui peuvent être dans l'atmosphère immédiate.

Le soudage TIG est un autre type de soudage à l'arc. TIG signifie Tungsten Inert Gas (gaz inerte au tungstène). Ce processus utilise une électrode en tungstène pour créer son arc. Comme le soudage MIG, ce type utilise également du gaz pour la protection contre la contamination. Le soudage TIG est notoirement difficile à maîtriser pour les opérateurs. Il n'est pas non plus aussi rapide que d'autres types de soudage comparables. Ce qu'il perd en vitesse, il le gagne en un soudage plus ciblé, souvent plus fort.

Le soudage laser utilise un faisceau laser de haute puissance pour créer des soudures petites et ciblées. Ce style permet un contrôle inégalé, le rendant utile pour le soudage du métal et du plastique. Les systèmes de soudage laser incluent les types à fibre, à gaz et à état solide. Ces systèmes offrent certains des taux de vitesse et de précision les plus élevés réalisables pour l'industrie du soudage. Cependant, vous devez vous attendre à ce que les systèmes de soudage laser soient parmi les options les plus chères du marché du soudage.

Le soudage plasma est similaire au soudage TIG et utilise parfois même une électrode en tungstène. Il diffère principalement dans la construction de la torche. La torche a une petite buse en cuivre qui éjecte l'arc à haute vitesse et température. C'est là que réside l'avantage du soudage plasma. Les températures d'arc standard pour le soudage plasma peuvent être dans la plage de 25 000 °C à 30 000 °C. Comparativement, les températures standard pour d'autres types de soudage à l'arc peuvent être dans la plage de 5 000 °C à 6 000 °C.

Pourquoi automatiser le processus de soudage ?

Il y a de nombreux facteurs qui poussent les entreprises à automatiser le processus de soudage. D'énormes retours sont trouvés en passant du soudage manuel au soudage automatisé. Les raisons courantes incluent :

• Amélioration du temps de cycle
• Coûts et disponibilité de la main-d'œuvre
• Cohérence
• Précision
• Efficacité des matériaux
• Sécurité

Temps de cycle

Le temps de cycle est souvent une préoccupation immédiate pour les processus de soudage à haut volume. Les applications nécessitant des niveaux élevés de débit trouvent parfois la vitesse de l'opérateur comme facteur limitant dans la fabrication. En d'autres termes, les soudeurs manuels ont des limites de vitesse de soudage qui peuvent avoir un impact négatif sur les fabricants. Les robots peuvent souder à un rythme plus élevé que même les soudeurs humains qualifiés. Cette vitesse se trouve non seulement pendant le processus de soudage lui-même, mais aussi dans le temps nécessaire pour se déplacer entre les positions. De plus, les robots n'ont pas besoin de pauses ni de temps d'arrêt dus aux changements de quart. Un soudeur robotique peut continuer à souder aussi longtemps que le matériel est disponible. Ces facteurs mènent souvent au retour sur investissement le plus notable pour les fabricants.

À quoi pourrait ressembler votre retour ? Notre calculateur d'investissement peut vous aider à estimer les économies et identifier les domaines d'amélioration, et calculer votre retour sur investissement.

Coûts de main-d'œuvre et précision

Les soudeurs qualifiés sont une denrée coûteuse et limitée sur le marché du travail actuel. Cela place les fabricants dans une position difficile pour maintenir leurs opérations. Les différences de compétences entraînent des différences de qualité notables dans le soudage, ce qui a un impact négatif sur les ventes. De plus, les coûts de main-d'œuvre ont un impact considérable sur le résultat net d'un fabricant. Pour cette raison, de nombreuses entreprises trouvent qu'automatiser le processus de soudage est une décision nécessaire pour rester compétitives.

Cohérence

Le contrôle qualité est essentiel pour les applications de soudage. De petites imperfections et incohérences causent des vides, des déformations et des faiblesses dans les soudures. De tels problèmes peuvent même rendre le produit inutilisable. Cela conduit à plus de rebut et de gaspillage de matériaux. La plupart des fabricants suivent la quantité de matériel gaspillé chaque année. Ce coût peut être récupéré avec l'intégration d'un robot de soudage dans votre processus. La cohérence de la robotique signifie la même qualité de soudure à chaque fois et moins de rebut comparé au soudage manuel.

Précision

Pour certaines applications, une précision extrême est requise. Ce niveau de performance n'est réalisable qu'en automatisant le processus de soudage. Le retour de haute résolution fourni par les servomoteurs sur les robots permet une précision qui ne peut être égalée par les soudeurs humains. Cette précision est atteignable encore et encore puisque le robot ne se fatiguera pas comme les soudeurs manuels.

Efficacité des matériaux

Les soudeurs robotiques sont plus efficaces dans l'utilisation des matériaux. Comme ils suivent un ensemble d'instructions programmées, les robots utiliseront la même quantité de matériau à chaque fois qu'ils souderont une pièce. Même les soudeurs qualifiés feront des erreurs et auront des incohérences. Il y a des variations dans la quantité de matériau de soudage consommé d'une pièce à l'autre dans le processus manuel. Ces matériaux incluent les électrodes, le plasma, les gaz, etc.

Sécurité

Le processus de soudage est inhérentement dangereux. Ces dangers incluent :

• Choc électrique
• Bruit
• Exposition à l'arc
• Risques d'explosion

Tout processus incluant de l'électricité à haute tension et des températures élevées sera dangereux pour les humains. Les soudeurs manuels sont toujours exposés à ces dangers pendant le processus de soudage. Les blessures potentielles incluent :

• Brûlures
• Électrocution
• Perte auditive
• Cécité

Les blessures au travail sont coûteuses. Cette dépense est atténuée avec l'utilisation de soudeurs robotiques. Il est important de se rappeler que les robots n'éliminent pas le danger du processus. Les robots retirent simplement un opérateur humain de l'exposition directe au processus. Vous devez suivre les protocoles de sécurité appropriés et les stratégies d'atténuation des risques lors de l'intégration d'un robot soudeur dans votre installation.

Types de robots utilisés pour le soudage

Techniquement, tout type de robot stationnaire peut être utilisé dans une application de soudage. Ces types de robots incluent :

• Bras articulés
• Robots à six axes
• Robots SCARA
• Robots cylindriques
• Robots cartésiens ou portiques

Tous ces robots peuvent être des soudeurs si un outil de soudage peut être monté au bout de leur bras. Cependant, les types à six axes sont de loin le type le plus courant de robots de soudage. La raison en est qu'ils sont le type de robot le plus flexible. Le robot à six axes peut se contorsionner pour souder à des angles non réalisables par les autres types de robots. Ce robot peut également s'adapter pour avoir une grande amplitude de mouvement requise pour de nombreuses applications de soudage.

Une innovation récente dans l'industrie du soudage robotisé est l'inclusion de robots collaboratifs à six axes pour le soudage. Les robots collaboratifs sont plus faciles à enseigner de nouveaux processus que les robots industriels standards. Le processus d'enseignement se fait souvent par une technique de guidage manuel. Un opérateur peut guider le robot à travers le processus à la main pour lui apprendre une nouvelle pièce à souder. Cela donne à la robotique une place pour les applications à volume moyen. Les robots industriels standards nécessitent l'écriture de nouveau code pour enseigner une nouvelle pièce. Cela peut nécessiter un spécialiste passant plusieurs heures à plusieurs jours pour développer et tester le code. Un opérateur pourrait enseigner une nouvelle pièce à un cobot en quelques minutes.

Une note importante ici est que les robots de soudage collaboratifs ont des limitations. Des facteurs tels que la taille, la vitesse et la capacité de charge signifient que les robots collaboratifs ne conviendront pas à toutes les applications de soudage. Il est important de considérer les exigences spécifiques de votre application pour déterminer si un robot collaboratif est la bonne solution pour votre robot soudeur. Un expert peut vous aider à faire cette détermination. Le réseau de conseillers indépendants de HowToRobot peut vous aider à déterminer où et comment automatiser.

Considérations supplémentaires

Il y a des considérations supplémentaires que vous devez prendre en compte avec les soudeurs robotiques. Rarement un robot peut être introduit dans un processus sans équipement supplémentaire. Les robots peuvent également ne pas fonctionner dans toutes les applications de soudage. Pour ces raisons, il est important d'identifier des fournisseurs expérimentés.

Demandez des solutions aux fournisseurs ici avec notre outil RFI. Ils vous répondront sur la façon dont ils peuvent automatiser votre processus rapidement et facilement.

L'équipement supplémentaire peut inclure des gabarits et des systèmes de sécurité. Un gabarit est un système mécanique qui maintient et présente les pièces à souder au robot de manière prévisible. Les gabarits peuvent être des tables rotatives ou des systèmes de serrage selon l'application. Les gabarits peuvent également être considérablement coûteux. Pour cette raison, il est important de réfléchir à la façon dont la pièce sera présentée au robot pour votre processus de soudage.

Comme pour tout robot, l'équipement de sécurité doit être inclus dans le coût global du projet. L'équipement de sécurité peut inclure :

• Cages de sécurité
• Capteurs
• Rideaux lumineux
• Scanners de sécurité
• Relais de sécurité

Le processus de soudage a des dangers supplémentaires qui rendent la sécurité encore plus importante à considérer. Les robots sont conçus pour effectuer leur tâche de manière répétée automatiquement. Les systèmes de sécurité garantissent que si des opérateurs humains ou des obstructions sont présents, le robot se comportera de manière sûre et prévisible.

Quand les robots de soudage sont-ils une mauvaise idée ?

Il existe certains scénarios où les robots peuvent ne pas être bénéfiques pour votre application. Certains processus peuvent trop varier dans le type de produit utilisé. Par exemple, considérez une entreprise qui produit de nombreuses pièces personnalisées en petits volumes. Cette entreprise pourrait se retrouver à reprogrammer un robot plusieurs fois par an. Ce coût supplémentaire et ce temps d'arrêt peuvent rendre un robot inefficace pour ce processus.

D'autres risques incluent les dépendances aux robots dans certaines applications. Si une seule défaillance de robot peut bloquer un processus entier, vous pourriez vous exposer à un risque. Pour cette raison, il est important d'avoir des mesures de maintenance préventive et des pièces de rechange en place.

Quelle est la suite ?

Vous pouvez parcourir notre annuaire de fournisseurs pour trouver des entreprises près de chez vous spécialisées dans votre application ou marque de robot. Notre annuaire de plus de 15 000 fournisseurs peut vous aider à entrer en contact avec des entreprises pertinentes rapidement et facilement.

Il est important de se rappeler que les systèmes de soudage robotisé nécessitent un investissement initial important. Cela crée une barrière à l'entrée élevée sur le marché du soudage robotisé pour certains fabricants. Vous pouvez utiliser l'outil RFQ de HowToRobot pour recevoir des devis et des offres de fournisseurs de robots basés sur vos besoins pour voir quels pourraient être vos coûts.