Valk Welding: Infos

Pour le soudage des tôles épaisses on tombe peu sur l’automatisation à cause de la grandeur de l’installation nécessaire et donc logiquement un investissement important inévitable. Pourtant il prouve d’être rentable si on se limite aux components moins grands au lieu d’un assemblage complet, en plus la qualité est à la hausse.

Chez Caterpillar Work Tools à Den Bosch (NL) on reconnaît que l’automatisation du soudage de tôles épaisses est intéressante. Des components des bacs d’excavatrices sont soudés par un robot chez eux avec une hauteur de a24 en 40 % du temps d’avant avec une meilleure qualité et moins de manutention.
L’installation complète, système de programmation inclus, a été livrée par Valk Welding. Le train de revendications venait de Peter Lauterslager, Manufacturing engineer chez Caterpillar Work Tools.

 
Le robot Panasonic soude un 'topbox'

Les entreprises actives dans l’assemblage de tôles épaisses connaissent les problèmes qui jouent un rôle pour le soudage. L’apport de chaleur pendant la soudure résulte souvent en déformation du matériel. Le préchauffage et le soudage alterné sont utilisés le plus pour résoudre se problème. En plus on a besoin de soudage en multi pas, six pas n’est pas une exception.

Soudage à main très fatiguant
Tous ces soudures sont difficiles et fatiguant pour les soudeurs à main à cause des hautes températures et il faut faire attention que la température entre deux pas ne dépasse pas les limites. Ceci pour ne pas endommager les caractéristiques du matériel. Pour tout dire, dans ce cas le soudage à main est lourd et ne fournit pas une qualité consistante.

 
Bas van Haagen à gauche (Valk Welding) et Peter Lauterslager à droite (Caterpillar Work Tools)

Chez Caterpillar Work Tools, ces raisons étaient le plus importantes pour l’investissement dans une automatisation par un robot soudeur avec un système de manipulation. Leur plan était d’installer une cellule pour les bacs d’excavatrices qui peuvent être produits jusqu'à quelques pièces.

D’après Peter Lauterslager le soudage d’un bac complet auraient été un plan trop ambitieux et en plus le plus d’heures de travail de soudage à main se trouve dans les sous assemblages. “Nos désires du soudage en position PA, le préchauffage, manipulation de l’objet et la programmation flexible sont traduit par Valk Welding en une installation avec un robot Panasonic série VR sur un rail qui sert deux postes de travail.”

Manipulateur bi axiale

Valk Welding a mis un manipulateur du type ‘drop center’ pour assurer une accessibilité optimale et une liberté de mouvement des pièces à souder. Ainsi les pièces peuvent être soudé tous sous main. Pour régler l’apport de chaleur il suffit de mettre les séquences de soudure dans le bon ordre.

Les couteaux et les adaptateurs de dents des bacs sont fabriqués en matériel résistant à l’usure et donc les prescriptions en terme de soudure sont très strictes. Par exemple la température entre deux pas ne peut pas dépasser une certaine valeur et la pièce ne peut pas refroidir trop vite. Pour cela Valk Welding a conçu un système avec un chalumeau sur rail qui est automatiquement éteint par un thermomètre à infrarouge monté sur le robot.

Des hauteurs de soudage exceptionnelles
Les ingénieurs de Caterpillar Work Tools ont prescrit pour certaines pièces des hauteurs de soudure de 24. Ce sont des hauteurs exceptionnelles et ne peut être faites en multi passes. Expérimentalement ils ont déterminés que le fil de 1,4mm et un courant de 500A sont optimaux en 12 passes.

 
Contrôle de l’hauteur de soudage des dents pour les bacs d’excavatrices

Peter Lauterslager : “Avant l’automatisation le soudage d’un bac étaient faites manuellement en 8 heures, donc sur deux équipes. Ce qui résulte en un refroidissement de la pièce et la prochaine équipe doit le réchauffer de nouveau. Maintenant les pièces sont soudés en une fois et le sous assemblage est plus vite de 60%.”

 
L'installation en assemblage

Bien que les produits sont faites sur mesure, il y quand même une grande standardisation dans les variants. Caterpillar Work Tools utilise pour cela un système de programmation off line. Toutes les variants sont ainsi très facilement programmable sans intervenir sur la production.

(www.caterpillar.com et www.valkwelding.com)
Source: Metaalmagazine septembre 2006
Fotos: Erik Steenkist