Valk Welding: 1999

Le robot le plus performant est celui qui exécute toujours les mêmes tâches. La société Van Hool l’a toujours su, mais à présent, les nouveaux robots Panasonic effectuent toutes sortes de tâches différentes.

Comme la plupart des outils automatiques, le robot semblait mieux adapté aux opérations standard. Les robots sont intégrés depuis longtemps dans les lignes de production où les tâches standard et répétitives sont nombreuses. C’est souvent le robot qui retire les pièces de ces lignes de production en suivant toujours le même parcours. Les meilleurs exemples sont les solutions de manipulation de l’industrie électronique. Le secteur automobile aussi utilise des robots depuis longtemps pour ce genre de tâches standard et répétitives, ainsi que pour la découpe et le soudage.

Automatisation des robots
C’est par exemple le cas du constructeur d’autocars belge Van Hool. Une courte visite auprès de postes de travail montre qu’il y a beaucoup de soudage. Karel Vanderstolen (relations publiques) trouve que ce n’est pas surprenant : Un autocar Van Hool consiste en une construction métallique ; or dans la mesure où nous ne disposons pas de technique d’assemblage, le soudage est l’une des tâches principales.

Van Hool utilise des robots soudeurs depuis plusieurs années. Il y a quelques années, nous avons installé notre système FMS, d’abord avec un seul robot soudeur, puis avec un deuxième. Le système FMS est un système d’entreposage de grande hauteur dans lequel le robot circule en continu avec des gabarits qu’il enlève du présentoir pour les apporter aux opérateurs. Entre temps, le robot prend les gabarits remplis sur les présentoirs et les apporte aux robots soudeurs. Une fois les pièces soudées, il repart dans l’autre sens est replace le gabarit et le profilé soudé sur le présentoir. Ce système est également efficace grâce à la standardisation : les pièces et les profilés ont été précisément dimensionnés auparavant, puis entreposés dans un système de stockage spécialement conçu à cet effet.

Vers la standardisation
Pour les autres pièces, l’utilisation des robots est moins évidente. Puisque nous ne pouvons pas démarrer à partir de pièces standardisées, l’utilisation des robots est rarement efficace, explique Jean De Wilde, de la section Véhicules Industriels.

Grâce aux robots Panasonic, Van Hool a trouvé une solution pour utiliser les robots de manière efficace,  même pour le soudage de pièces non standardisées. Afin d’optimiser le soudage, nous prenons en compte trois critères pour les pièces fabriquées à partir d’un gabarit:

• Temps nécessaire au soudage manuel
• Nombre de pièces à souder en même temps
• Fréquence

L’existence de gabarits pour serrer les pièces implique déjà un certain degré de standardisation. Pour ces pièces soudées en petites séries, il faut plus de postes de travail par robot, car deux ne suffisent pas. Chaque gabarit a son propre programme de soudage. Une fois reconnu par le robot, le gabarit est chargé puis déchargé automatiquement. Lorsque l’on utilise deux postes de travail ou plus, la programmation hors-ligne devient déterminante, car avec la programmation en ligne, le robot ne peut pas continuer à souder et un certains postes de travail ne sont pas utilisées. Grâce à notre système actuel de programmation hors-ligne nous pouvons programmer les tâches de soudage pour ces produits quasi-standardisés, pendant que le robot continue de souder.

Van Hool utilise depuis peu une nouvelle installation robotisée Panasonic pour automatiser le soudage des châssis de citernes. Ces châssis font partie de la construction de renforts de citernes de 2,5 à 3 m maxi. Le robot soudeur (fourni par Valk Welding) est monté en suspension sur un rail longitudinal d’une longueur utile de 23 mètres. La ligne de production dispose de quatre postes de travail où les châssis sont mis en place sur un moule entre deux manipulateurs et dans toutes les positions possibles. L’avantage de cette configuration est que pendant que le robot soude un châssis sur un poste de travail, on peut changer les châssis des autres postes de travail. Cette flexibilité requiert habituellement une longue programmation car il n’y a pas deux châssis identiques. À première vue, les châssis se ressemblent (en ce qui concerne la taille), mais c’est rarement le cas, compte tenu des tolérances des tubes. En outre, les supports de citerne sont toujours différents. Le système de programmation hors-ligne nous permet de développer un certain nombre de programmes de base, rapidement ajustables hors-ligne depuis un PC. Les programmes peuvent être copiés, par exemple à partir du gabarit 1 vers les autres postes de travail. La différence de tolérance est prise en charge par le système de mesure du robot. À partir des valeurs mesurées, le PC repositionne le robot et recalcule son parcours de soudage. L’automatisation des robots ne vaut le coup que si elle accélère le temps de programmation des châssis, ou si elle permet d’effectuer plus rapidement l’ajustement des paramètres de châssis similaires, ou encore si le robot se charge de ces modifications.

Système de programmation
Le système de programmation et de simulation de bureau (DTPS) utilisé avec les robots Panasonic est un nouveau progiciel exploitable sur PC, sous environnement Windows. C’est un système de programmation hors-ligne grâce auquel le robot peut être programmé sans qu’il ne faille stopper la  production. Des logiciels de surveillance, d’optimisation, de téléchargement et de simulation sont également disponibles. Il s’agit d’un environnement de programmation graphique permettant de suivre tous les mouvements du robot. Les programmes peuvent être directement téléchargés au format DXF ou IGES depuis votre système de CAO / DAO.

Le système DTPS est conçu comme tout autre système de programmation pour robots. On commence par définir les paramètres de base (modèle du robot, outils, axes externes, etc.) et l’installation est alors réglée.

Aucune autre manœuvre physique n’est requise pour apprendre ou programmer. On sélectionne le type de soudure et au besoin, on enregistre la position la position de la torche de soudage ; la soudure est alors programmée. Il est possible d’effectuer une simulation pour vérifier la qualité du programme (mouvements inutiles, points non valables, etc.) Une fois que les mouvements du robot sont réglés, d’autres paramètres doivent être entrés, comme les paramètres de soudage (flux, tension et vitesse d’avance) et les commandes logiques.

Le résultat semble incroyable : un robot qui soude à la perfection à partir d’un dessin technique. Le programme ou le diagramme ne fait que former le parcours de soudage idéal pour le robot. Grâce aux capteurs, le robot mesure la déviation du réglage par rapport au parcours idéal et ajuste sa trajectoire. Mais si la déviation devient trop importante (par exemple lorsque l’écart entre deux tubes est trop important pour pouvoir appliquer une soudure), le robot doit être ajusté.

(Source : Belgian Business & Industrie - mars 1999)