Audi pulvérise les temps de soudage

- Grâce au remote welding (soudage à distance), le constructeur allemand réalise des points de soudure jusqu'à huit fois plus rapidement.
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Le soudage robotisé avec des sources laser solide est devenu un grand classique sur les lignes d'assemblage d'automobiles. Le développement continu de ces solutions a conduit ces derniers temps à la mise en oeuvre d'une technologie nouvelle : le contrôle scanner des mouvements effectués par le bras du robot (remote welding ou soudage contrôlé à distance). Ce qui améliore la dynamique des mouvements de positionnement du laser. Audi utilise cette technologie très efficace pour l'assemblage des portes de son nouveau modèle qui succède à l'A4.

Les atouts majeurs du laser à disque

Les ingénieurs du constructeur allemand ont toutefois été confrontés à un important défi technologique : celui de trouver une source laser dont la qualité du rayon soit compatible avec cette solution.

Les systèmes classiques disposent d'une qualité de rayon de 25 mm.mrad, mais cette valeur n'est cependant pas suffisante. En effet, la dimension de l'espace dans lequel évolue le système optique du scanner et l'aire de travail du robot dépendent de cette qualité du faisceau laser.

Un nouveau type de laser s'imposait donc pour cette application exigeante. À savoir le laser à disque, développé par Trumpf pour les applications industrielles qui offre une qualité de faisceau de 8 mm.mrad.

Rappelons pour les aficionados du laser, que ce laser solide utilise comme milieu amplificateur un disque d'une épaisseur optique très faible. Avantage : son échauffement, nocif pour la qualité du faisceau, que provoque le pompage est dissipé instantanément. « Le laser à disque peut ainsi atteindre pratiquement n'importe quel niveau de puissance avec une qualité du rayon laser constante et très élevée par rapport aux solutions classiques », explique Kurt Mann, responsable des ventes internationales chez Trumpf. Le secret réside dans le fait que la puissance s'accroît proportionnellement avec celle de la surface du disque. Ajoutée à la puissance de ces sources qui, depuis janvier 2007, atteigne les 8 kW, la qualité du faisceau correspond aux applications de remote welding.

Ce n'est pas tout. Les ingénieurs de Trumpf ont également développé une tête scanner adaptée au soudage robotisé et à ce niveau de puissance laser.

Amélioration de la productivité

Audi utilise depuis janvier 2007 quatre cellules de remote welding Trumpf dotées de lasers à disque de 4 kW (une puissance assurée par deux disques) pour le soudage des éléments de carrosserie de son nouveau modèle. Le principal avantage de cette application consiste, selon les spécialistes d'Audi, dans l'amélioration sensible de la productivité par rapport au soudage laser conventionnel. Le temps nécessaire au positionnement du robot est réduit à la portion congrue grâce aux mouvements rapides des miroirs de la tête scanner. « Comparé au soudage par résistance qui autorise 0,5 point de soudure par seconde, le remote welding permet d'atteindre trois ou quatre points par seconde », constatent les ingénieurs d'Audi.

À l'amélioration de la productivité s'ajoute la diminution du coût d'exploitation, la consommation d'énergie étant de 25 % inférieure à celle des systèmes laser classiques. La surface occupée par l'installation est elle aussi inférieure ainsi que l'installation de refroidissement.

Pour exploiter entièrement le potentiel de cette démarche, les spécialistes d'Audi ont mis au point un dispositif d'aide à la fixation et de prétraitement de pièces individuelles qui doivent être assemblées. -

EN BREFLE PROBLÈME

- Améliorer la productivité des opérations de soudage laser robotisé dans les opérations d'assemblage d'automobiles.

LA SOLUTION

- Des cellules robotisées qui combinent une source laser à disque et une tête scanner.

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