Un robot de soudage mobile multiapplication

- Le système, mis au point dans le cadre du projet européen Nomad, allie flexibilité et productivité. Une solution intéressante pour les entreprises confrontées à des changements de type de fabrication incessants.

Les ateliers qui fabriquent par soudage des structures en acier ont quelques difficultés à répondre aux besoins fluctuants de leurs clients. D'autant plus que ces derniers ne cessent de demander une réduction des coûts et, en même temps... une meilleure qualité et des délais plus courts. Ces ateliers sont, comme les autres, soumis à la réduction continue du temps de travail et aux lois de plus en plus sévères concernant la sécurité des opérations de fabrication. Bref, il leur faut résoudre la quadrature du cercle.

Ces structures - des ponts métalliques par exemple - ont des volumes de plusieurs mètres cubes et pèsent parfois plus de 50 tonnes.

Adaptation rapide sur différents types de pièces

Elles sont réalisées soit par soudage manuel soit grâce à des installations de soudage automatiques dédiées. Les deux approches ont leurs avantages et leurs inconvénients : le soudage manuel s'adapte facilement à la taille et à la forme de la pièce à fabriquer mais il est peu productif et sa qualité est variable ; productives et précises, les installations automatisées dédiées manquent de flexibilité.

Comment alors réunir les avantages de deux approches mais sans leurs inconvénients ? C'est la question à laquelle répond le projet de recherche européen Nomad (Autonomous Manufacture of Large Steel Fabrications, www.nomadrobot.org). Lancé en 2001, ce projet, qui touchera à sa fin dans quelques mois, a eu comme objectif la mise au point d'une installation robotisée de soudage mobile capable de s'adapter rapidement aux différents types de pièces à fabriquer (produits personnalisés de moyenne ou grande taille ainsi que des pièces standard).

Il s'agit de structures en acier de 5 à 50 tonnes pour lesquelles ce système serait capable d'éliminer la mise au point d'outillages spéciaux ou des équipements sur mesure. Présenté en juin dernier à l'Institut Fraunhofer, le prototype de cellule robotisée de soudage, développée par les différents partenaires du projet, a mis en oeuvre plusieurs innovations. Parmi elles citons l'utilisation de la simulation pour la mise au point du programme de contrôle du système et de la trajectoire du bras du robot ainsi que celle du châssis qui supporte le robot.

Un bras de robot au positionnement très précis

« Nous avons travaillé plus particulièrement sur les aspects liés à la mobilité et à la mise au point de ce châssis omnidirectionnel », explique ainsi Vincent Dupourque, président de Robosoft, société française spécialisée dans les solutions robotisées avancées et participant à ce projet. En effet, la navigation du véhicule autonome qui transporte le robot a fait l'objet d'une étude détaillée pour assurer une haute précision de positionnement du bras du robot dans un environnement industriel.

La conception et la fabrication de ce véhicule ont dû répondre à des impératifs de précision et de rigidité conformes aux opérations de soudage. Des capteurs de vision assistée ont été prévus pour identifier le type de produit (ils comparent l'image réelle avec les données CAO de la pièce), sa position et orienter ainsi la cellule. Des consommables de soudage spécifiques et des processus de fabrication spécifiques ont également été mis au point.

Le système ne nécessite selon les spécialistes que quelques modifications mineures pour passer dans l'atelier. Il sera bientôt testé dans une application grandeur nature : le soudage d'une pièce d'excavateur construit par Caterpillar, l'un des partenaires du projet et son principal initiateur.

LES PERFORMANCESNOMAD

- Fabrication conforme d'un produit dans les meilleurs prix et délais - Amélioration des conditions de travail des soudeurs - Capacité à donner à l'industrie européenne, qui fabrique des grandes structures en acier, une position confortable sur un marché très concurrentiel

Les partenaires du projet

Caterpillar Belgium SA (Coordinateur) TWI Ltd (Grande-Bretagne) ESAB AB (Suède) Delfoi OY (Finlande) Reis Robotics (Allemagne) Fraunhofer Institut Fabrikbetrieb und Automatisierung (Allemagne) Robosoft SA (France) Nusteel Structures Ltd (Grande-Bretagne)

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