Un client saoudien nous a contactés via le site web officiel d'UMW afin de rechercher une solution de soudage automatisée pour les grandes pièces structurelles. Ce client est un fabricant historique de remorques et d'équipements de transport, produisant principalement des châssis, des cadres et autres éléments structurels. Face à la croissance de ses commandes, il souhaitait optimiser ses processus de soudage manuels existants, améliorer la régularité de la qualité des soudures et réduire la pénibilité du travail liée aux tâches répétitives.
Contexte client
Le client est spécialisé dans la fabrication de remorques et d'équipements de transport connexes ; sa gamme de produits comprend des châssis de remorques, des cadres et divers composants structurels porteurs.
Les fabricants assemblent généralement les châssis de remorques en soudant divers éléments structurels, tels que des profilés en acier et des tubes carrés. Ces composants volumineux nécessitent de nombreuses soudures lors du processus de production. Face à l'augmentation des exigences de production, le client souhaitait optimiser son efficacité et la régularité de ses soudures, tout en garantissant une qualité de soudure élevée, et réduire sa dépendance à l'égard de soudeurs qualifiés.
En se basant sur le modèle de production existant du client et les caractéristiques des pièces à usiner, UMW a fourni une solution de soudage robotisé collaboratif mobile pour le soudage automatisé des composants structurels de remorques.
Pièces, matériaux et défis spécifiques
Ce projet porte sur le soudage de composants en acier profilés utilisés dans les châssis et les structures de remorques.
Les principales pièces réalisées comprennent :
Acier profilé 380PFC
- Dimensions du profil : 380 × 100 mm ;
- Épaisseur de la bande : 10.0 mm ;
- Épaisseur de la bride : 17.5 mm.
Les fabricants utilisent principalement ce type d'acier profilé pour les structures porteuses des châssis de remorques, où la résistance de la soudure, la stabilité de la fusion et la régularité du joint sont essentielles.
Profilé creux carré 50SHS (SHS)
- Dimensions du profilé : 50 × 50 mm
- Épaisseur de paroi : à définir par le client
- L'épaisseur de paroi courante pour les châssis de remorques varie de 3.0 à 4.0 mm.
Ces tubes carrés sont généralement utilisés pour les cadres, les supports et les structures auxiliaires, ce qui nécessite un équilibre entre la qualité de la soudure, le contrôle de l'apport de chaleur et l'aspect de la soudure.
En raison de la différence d'épaisseur importante entre les pièces à usiner et des grandes dimensions des structures de remorque, le client avait besoin d'un système automatisé capable de souder de l'acier profilé plus épais tout en offrant une mobilité et une flexibilité élevées.
Méthode de traitement initiale du client et points sensibles
Le processus de production initial du client reposait principalement sur le soudage manuel. Pour les composants structurels de grande taille, comme les châssis de remorques, le soudage manuel offre une certaine flexibilité, mais révèle les problèmes suivants à mesure que les volumes de production augmentent :
- La qualité de la soudure dépend fortement de l'opérateur.
Les variations entre les soudeurs — telles que la vitesse de soudage, l'angle de la torche, la longueur de l'électrode et les habitudes de travail — rendent difficile le maintien d'une qualité constante à long terme, en particulier pour les soudures longues ou répétitives.
- Le soudage de pièces de grande taille est physiquement exigeant.
En raison de la grande taille des châssis de remorques, les soudeurs doivent fréquemment se repositionner et maintenir des postures de soudage pendant de longues périodes, ce qui entraîne de la fatigue.
- L'efficacité de la production est limitée par le nombre de soudeurs qualifiés.
Certaines soudures critiques nécessitent des soudeurs hautement expérimentés ; à mesure que les volumes de commandes augmentent, la soudure manuelle peut devenir un goulot d'étranglement pour l'augmentation de la capacité de production.
Par conséquent, le client souhaite utiliser des robots pour les tâches de soudage hautement répétitives, permettant ainsi aux travailleurs humains de se concentrer sur l'assemblage, le positionnement, l'inspection et d'autres processus nécessitant un jugement flexible.
Équipement recommandé par l'UMW et justification de la sélection
En fonction des dimensions du châssis de la remorque, de l'épaisseur du profil, de la méthode de soudage et des exigences opérationnelles sur site, UMW recommande la configuration d'équipement suivante :
Chariot de soudage collaboratif E10L
Les châssis de remorques sont des éléments structurels de grande taille ; une solution de soudage collaboratif mobile offre une plus grande flexibilité que le transport fréquent de la pièce entière vers un poste de travail robotisé fixe.
Les opérateurs peuvent déplacer et redéployer l'équipement dans différentes zones de soudage, ce qui le rend idéal pour les grands châssis de remorques, la production multi-stations et les pièces de différentes tailles.
Système de commande par joystick
L'utilisation d'un joystick pour ajuster la position du robot et programmer les points de soudage réduit la barrière opérationnelle, permettant au personnel sur site d'ajuster intuitivement la trajectoire du robot.
Il facilite également les modifications de programme lors de la gestion de différents modèles de remorques ou de changements dans des détails structurels spécifiques. Pulse-MIG 500RP Plus
Pour les composants en acier de construction plus épais comme le 380PFC, une sortie d'arc stable et une forte adaptabilité à divers procédés de soudage sont nécessaires.
Le Pulse-MIG 500RP Plus s'intègre au robot pour assurer un soudage MIG/MAG stable, en fournissant des paramètres de soudage adaptés aux composants structurels d'épaisseurs variables.
Torche de soudage push-pull TRM605WPP
Le système est équipé d'une torche de soudage push-pull TRM605WPP, conçue pour améliorer la stabilité de l'alimentation en fil tout en répondant aux besoins futurs du client en matière de soudage de l'aluminium.
Dans les applications nécessitant une grande stabilité d'alimentation en fil, comme le soudage de l'aluminium, le mécanisme push-pull atténue les problèmes d'instabilité souvent associés à l'alimentation en fil sur de longues distances.
Station de nettoyage automatique à la torche
Les structures des remorques comportent de nombreux cordons de soudure, ce qui oblige le robot à exécuter en continu des tâches de soudage multisegmentaires.
L'intégration d'une station de nettoyage automatique de la torche permet un entretien périodique de celle-ci ; ceci minimise l'impact de l'accumulation de projections sur la stabilité du soudage et favorise une production continue.
Traitement effectif
Suite à la confirmation de la solution, UMW a réalisé des essais de soudage robotisé en fonction des profils spécifiques et des exigences de soudage du client.
Lors des essais, la pièce a d'abord été positionnée en fonction des caractéristiques structurelles du 380PFC et du 50SHS, avec des paramètres de soudage réglés pour correspondre aux épaisseurs spécifiques du matériau.
Ensuite, un joystick a été utilisé pour indiquer au robot le point de départ, le point d'arrivée et la trajectoire de soudage, tandis que l'orientation de la torche était ajustée pour s'aligner sur l'emplacement réel du cordon de soudure.
Le robot a effectué une soudure automatique le long du parcours programmé, le test portant sur les points suivants :
- Stabilité de l'arc ;
- formation du cordon de soudure ;
- Précision du parcours de soudage ;
- Performances d'allumage de l'arc et de remplissage du cratère ;
- Adaptabilité des paramètres aux pièces d'épaisseurs variables ;
- Stabilité lors d'un fonctionnement continu sur de longs cordons de soudure.
Les ingénieurs ont ajusté la vitesse de soudage, le courant, la tension, la vitesse d'alimentation du fil et l'orientation de la torche en fonction de la structure spécifique et de l'emplacement du cordon de soudure afin de garantir que la trajectoire du robot corresponde à la pièce réelle.
Après les tests, le programme et les paramètres ont été optimisés davantage en fonction des résultats réels des cordons de soudure.
Avantages spécifiques de l'équipement dans cette application
Plus adapté aux composants structurels de grandes remorques
Les châssis et cadres de remorques étant volumineux, l'utilisation d'un poste de travail robotisé entièrement stationnaire impliquerait de résoudre les problèmes liés à la manutention et au positionnement des pièces de grande taille, ainsi qu'à l'encombrement du poste. Le chariot de soudage collaboratif peut se déplacer au plus près de la pièce pour effectuer le soudage, ce qui le rend particulièrement adapté à la production de composants structurels de grande taille.
Profils adaptés à des épaisseurs variables
Ce projet implique à la fois de l'acier épais 380PFC et des tubes carrés 50SHS ; les différentes structures ont des exigences distinctes en matière d'apport de chaleur et de paramètres de soudage.
En coordonnant la programmation du robot avec les paramètres de soudage, il est possible d'établir des programmes de soudage spécifiques pour différentes pièces, améliorant ainsi l'adaptabilité à diverses spécifications.
Amélioration de la régularité des soudures
Les robots peuvent exécuter de manière répétée des tâches de soudage à des vitesses, des angles et des trajectoires prédéfinis, minimisant ainsi les irrégularités de soudure dues à la variabilité humaine.
Cet avantage est particulièrement important pour les nombreuses soudures répétitives que l'on trouve dans les châssis de remorques.
Réduction des obstacles opérationnels
L'utilisation de robots collaboratifs et de méthodes d'enseignement basées sur des joysticks élimine le besoin de procédures de programmation complexes typiques des robots industriels traditionnels.
Les opérations sur site deviennent plus flexibles en ce qui concerne les changements de produits, les ajustements localisés des soudures et l'introduction de nouvelles pièces.
Faciliter la production de soudage en continu
La source d'alimentation de soudage, la torche de soudage push-pull et la station de nettoyage automatique de la torche forment un système de soudage robotisé complet ; cela réduit le besoin d'interventions manuelles fréquentes pendant le soudage et permet un fonctionnement continu de l'équipement.
Pourquoi choisir UMW ?
L'automatisation de la production dans la fabrication de remorques implique bien plus que le simple raccordement d'un robot à une machine à souder.
Des facteurs tels que les dimensions des pièces, l'épaisseur des profils, l'emplacement des soudures et l'agencement de l'atelier influencent directement la solution finale.
UMW configure les équipements et adapte les procédés aux pièces spécifiques du client. Nous fournissons non seulement le robot collaboratif, mais aussi une solution de soudage intégrée comprenant la source d'alimentation, la torche push-pull, le système de nettoyage et une plateforme de travail mobile.
Pour répondre aux besoins spécifiques de production, UMW propose :
- Analyse des pièces et des soudures ;
- Sélection de la solution robotique ;
- essais du procédé de soudage ;
- Optimisation des paramètres de soudage ;
- Débogage de la trajectoire du robot ;
- Intégration du système ;
- Formation opérationnelle ;
- Assistance technique continue.
Au lieu d'acheter des équipements isolés, le client reçoit un système de soudage robotisé configuré spécifiquement pour les procédés de soudage de remorques. Cela facilite l'adoption de l'automatisation et ouvre la voie à l'expansion future des applications de soudage robotisé.
Résumé
Grâce à la mise en œuvre de cette solution de soudage robotisé , le client a modernisé avec succès sa production de composants structurels de remorques, passant du soudage manuel au soudage automatisé. Pour des besoins similaires, veuillez contacter UMW afin de bénéficier d'une solution personnalisée.