Le moyen le plus rapide de programmer des robots de soudage

Dans le monde de la robotique industrielle, la programmation des robots de soudage a toujours été un processus complexe et fastidieux. Les méthodes de programmation ont considérablement évolué au fil des ans, chacune offrant des avantages et des défis différents.

Dans cet article de blog, nous allons explorer les méthodes traditionnelles de programmation des robots de soudage, y compris la programmation en ligne à l'aide de boîtiers de commande et de cobots, ainsi que la programmation hors ligne (OLP).

Nous expliquerons comment l'approche de programmation automatisée d'ArcNC se distingue de ces techniques traditionnelles, en offrant une solution plus efficace, plus conviviale et plus rentable, spécialement conçue pour les applications de soudage.

Programmation en ligne

La programmation en ligne consiste à programmer le robot directement sur le site de production, ce qui en fait une approche pratique offrant un retour d'information immédiat. Cette catégorie de programmation comprend l'utilisation de boîtiers de commande et de cobots, chacun offrant ses propres avantages et limites.

Programmation par boîtier de commande

Les boîtiers de commande sont des dispositifs portatifs permettant aux opérateurs de guider manuellement les robots selon les trajectoires et séquences souhaitées.
Cette méthode est largement utilisée pour les robots de soudage industriels, car elle permet d’observer les mouvements du robot en temps réel et de mieux comprendre le déroulement du procédé de soudage.
Son approche pratique la rend accessible, puisqu’elle ne nécessite aucun logiciel supplémentaire ni compétences particulières au-delà des commandes manuelles de base.

Cependant, cette méthode peut s’avérer très chronophage, surtout lors de la programmation de mouvements complexes tels que les mouvements de palpage ou les trajectoires coordonnées.
De plus, comme le robot est mobilisé pendant la phase de programmation, il ne soude pas, ce qui entraîne des temps d’arrêt importants et une baisse de productivité.

La programmation par boîtier de commande convient surtout pour débuter avec des tâches de soudage simples, traiter des pièces comportant peu de cordons, ou affiner des programmes existants en ajustant certains paramètres ou points de soudure.
C’est une méthode efficace pour les opérations de base, mais elle devient peu pratique à mesure que la complexité des tâches de soudage augmente.

Robots collaboratifs

Les cobots, ou robots collaboratifs, ont été introduits pour la première fois par Universal Robots en 2008 et, depuis lors, la plupart des grands fabricants de robots ont développé leurs propres versions. Les cobots offrent une expérience de programmation plus intuitive, permettant aux opérateurs de déplacer physiquement le robot dans les positions souhaitées pour les tâches de base. Cette fonction intuitive "saisir et déplacer" rend les cobots faciles à déployer et conviviaux, en particulier dans les petits espaces de travail où ils peuvent être montés sur une table et ne nécessitent pas de barrières de sécurité.

Malgré ces avantages, les cobots présentent les mêmes inconvénients que les boîtiers de commande, notamment le fait qu'ils prennent du temps et entraînent l'immobilisation du robot pendant la programmation. En outre, les cobots manquent souvent de capacités de soudage avancées, telles que des manipulateurs et des rails intégrés, la détection tactile et le suivi des joints, ce qui limite leur utilité dans les applications de soudage plus complexes.

Les cobots conviennent mieux aux environnements où l'espace est limité et à la manipulation de petites pièces simples, pour lesquelles l'absence de fonctions de soudage avancées ne constitue pas une limitation importante.

Programmation hors ligne

La programmation hors ligne (OLP) offre une alternative aux méthodes en ligne en permettant aux utilisateurs de créer des programmes de robot sur un ordinateur, en dehors de l'atelier de production. Cette approche englobe un large éventail de solutions, allant des simulateurs de robots de base aux logiciels avancés dotés de fonctions spécifiques au soudage, développés par les fabricants de robots (par exemple, Panasonic DTPS, Yaskawa MotoSim, ABB RobotStudio, Cloos Roboplan ou KUKA.Sim) et des sociétés tierces (telles que Visual Components, FastSuite, Almacam, Octopuz ou RoboDK).

Le principal avantage de l'OLP est qu'il élimine les temps d'arrêt des robots ; les programmes sont créés hors ligne, ce qui permet aux robots de continuer à souder sans interruption. En outre, l'OLP est polyvalent et peut être utilisé pour diverses applications au-delà du soudage. Toutefois, ces avantages ont un coût. Les systèmes OLP sont souvent complexes à utiliser, avec une courbe d'apprentissage abrupte qui nécessite des ingénieurs formés. L'élaboration de programmes détaillés peut encore prendre beaucoup de temps, ce qui annule une partie des gains d'efficacité liés à l'élimination des temps d'arrêt des robots.

L'OLP est traditionnellement utilisé lorsque les tâches sont urgentes, hautement optimisées ou nécessitent une mise en service virtuelle et une intégration avec d'autres équipements, tels que des convoyeurs ou des mécanismes d'alimentation. Cependant, pour la plupart des applications de soudage, en particulier celles qui impliquent des tâches moins complexes ou plus variées, l'OLP est de plus en plus remplacé par des solutions plus rationnelles telles que la programmation automatisée d'ArcNC.

Programmation automatisée avec ArcNC

ArcNC introduit un nouveau paradigme dans la programmation des robots, spécialement conçu pour les applications de soudage. Contrairement aux solutions OLP traditionnelles, ArcNC automatise la plupart des tâches de programmation, ce qui les rend beaucoup plus conviviales et efficaces.

Conçu pour les soudeurs

Conçu pour les soudeurs, ArcNC ne nécessite que deux heures de formation pour que les opérateurs deviennent compétents, contre plusieurs jours pour les systèmes OLP traditionnels. Cette facilité d'utilisation est une différence significative par rapport aux méthodes traditionnelles, où les opérateurs doivent avoir des connaissances en soudage, en robotique et en programmation. Avec ArcNC, la seule condition préalable est d'avoir des connaissances en soudage, ce qui simplifie grandement le processus et abaisse la barrière d'entrée.

Automatisation avancée

ArcNC s'appuie sur une automatisation avancée pour rationaliser le processus de programmation. Les mouvements du robot sont générés automatiquement, éliminant ainsi le besoin de spécification manuelle requis par OLP. Les collisions sont évitées automatiquement et les mouvements de palpage sont générés sans intervention manuelle. En outre, les soudures sont automatiquement extraites des modèles CAO et les programmes sont immédiatement prêts à être exécutés sur le robot, sans qu'il soit nécessaire de procéder aux ajustements manuels souvent requis par les systèmes OLP traditionnels.

(*) quelques solutions OLP traditionnelles (par exemple Fastsuite et Visual Components) fournissent également des outils pour une planification plus automatisée des mouvements.

Rentable pour la production de petites séries

Ce haut niveau d'automatisation rend ArcNC particulièrement rentable pour la production de petites séries. Avec un prix de départ de seulement 7 000 €, ArcNC constitue une alternative rentable. Les programmes peuvent être générés en quelques heures plutôt qu'en quelques jours et la solution est adaptée à des lots de 1 à 5 pièces. ArcNC est donc un choix idéal pour une large gamme d'applications de soudage, qu'il s'agisse d'opérations à petite échelle ou de productions plus importantes.

Une brève note sur les solutions basées sur les scanners

En évoquant les différentes méthodes de programmation, il est également important de mentionner les solutions basées sur des scanners proposées par des sociétés telles qu'Abagy et Path Robotics. Ces systèmes utilisent des scanners pour détecter automatiquement les trajectoires de soudure et programmer le robot en conséquence. Toutefois, cette approche présente des limites importantes.

Le besoin de matériel supplémentaire augmente les coûts et la complexité, et lorsque les scanners sont montés sur le robot, ils peuvent réduire la liberté de mouvement et affecter la fiabilité. En outre, les scanners peuvent être confrontés à des occlusions et à des réflexions, ce qui entraîne des données imprécises susceptibles de provoquer des soudures manquantes ou défectueuses, voire des collisions. Les solutions basées sur les scanners sont aussi généralement limitées aux pièces les moins complexes, ne prenant souvent en charge que les tâches de soudage en 2,5D (soudures sur des surfaces planes). Elles nécessitent souvent une reprogrammation lors de l'introduction de nouvelles familles de pièces, ce qui peut réduire leur efficacité dans des environnements de production dynamiques.

Conclusion

Le paysage de la programmation des robots de soudage est varié, allant des méthodes en ligne traditionnelles comme les boîtiers de commande et les cobots, jusqu’aux solutions plus avancées de programmation hors ligne (OLP).
Chaque approche a sa place selon les besoins et les contraintes propres à l’application.
Cependant, elles s’accompagnent souvent de compromis importants en termes de temps, de complexité et de coût.

La solution de programmation automatisée d'ArcNC offre une avancée significative dans la programmation des robots de soudage, en fournissant une alternative plus rapide, plus facile et plus rentable. En se concentrant spécifiquement sur le soudage, ArcNC simplifie le processus de programmation, réduit les besoins en formation et minimise le besoin d'expertise au-delà du soudage. Grâce à sa capacité à générer rapidement des programmes prêts à l'emploi, à éviter automatiquement les collisions et à optimiser les mouvements du robot, ArcNC change la donne pour les petites séries comme pour les opérations à grande échelle.