Une qualité optimale grâce à des systèmes d'assistance robotique intelligents

WireSense, TouchSense, SeamTracking et TeachMode sont des systèmes d'assistance brevetés pour le soudage robotisé, conçus par Fronius pour améliorer la qualité des soudures et accroître l'efficacité de la fabrication industrielle. Le fil de soudure agit comme un capteur précis pour le robot et simplifie la programmation de la trajectoire de soudage ou détecte les écarts de position des composants ainsi que les espaces d'air tout au long de la soudure. À l'aide de ces données, le robot peut alors corriger la trajectoire de la soudure - en l'ajustant précisément en fonction des points de position identifiés - afin d'économiser du matériel, du temps et de l'argent, puisque les retouches et les rejets de composants ne sont plus un problème.

Malgré une technologie robotique avancée et des systèmes interconnectés presque sans faille, des imprécisions et des déviations se produisent régulièrement dans la production industrielle. Dans certains cas, des différences minimes entre les matériaux ou des dispositifs de serrage imprécis peuvent avoir une influence négative sur le résultat du soudage et entraîner des retouches fastidieuses, des rejets de composants coûteux ou des pertes de temps de cycle considérables.

Les intégrateurs ont souvent recours à des systèmes de mesure optique pour éviter de devoir procéder à des réajustements manuels qui prennent beaucoup de temps. Mais les systèmes à laser et à caméra sont coûteux à l'achat et à l'entretien, et nécessitent de l'espace, ce qui limite l'accès au composant. Fronius a la réponse sous la forme de solutions de haute technologie pour les systèmes de soudage intelligents iWave, TPS/i et TPS/i TWIN, qui ne nécessitent ni caméra ni réajustement manuel. 

Des soudures parfaites l'une après l'autre malgré les tolérances de serrage et de composants 

Le système d'assistance TouchSense a été spécialement développé pour les soudures d'angle. Avant chaque soudure, le robot touche automatiquement les tôles à assembler au début et à la fin de la soudure. Peu importe que ce soit le fil-électrode ou la buse de gaz qui entre en contact : le signal est toujours clairement attribué et correctement transféré. La faible tension du capteur crée un court-circuit lorsque la torche touche la pièce, ce qui permet au robot de déterminer avec précision la position de la soudure et d'ajuster les paramètres de soudage de manière dynamique. Une autre caractéristique utile est l'avertissement immédiat émis en cas de formation d'un pont de projections entre la pointe de contact et la buse de gaz, ce qui permet de le nettoyer rapidement et d'accroître la précision et la qualité de la production. 

WireSense - une précision unique grâce à la technologie CMT

L'intelligence de WireSense réside dans sa simplicité. « L'ajout d'un logiciel de commande spécial à notre entraînement CMT hautement sensible et dynamique transforme le fil de soudage en un capteur capable d'identifier les contours ou les écarts d'entrefer sur le composant », explique Philipp Schlor, Strategic Product Manager, Industrial Welding Solutions, chez Fronius International. Pour garantir un contrôle précis du fil de soudage, il suffit d'équiper le système de soudage Fronius d'un système CMT-ready. Le Welding Package, c'est-à-dire le procédé de soudage CMT (Cold Metal Transfer) lui-même, n'est pas nécessaire. 

Les systèmes prêts pour CMT se composent d'un dévidoir de fil sur un tambour ou une bobine de fil, d'un tampon de fil et d'un CMT Robacta Drive, c'est-à-dire d'un deuxième dévidoir de fil sur la torche elle-même. Un mouvement inverse du fil, qui se produit à environ 100 Hz, permet au moteur électrique de l'unité d'entraînement de balayer la surface métallique avec le fil. C'est ce balayage à haute fréquence de la pièce qui permet d'atteindre les niveaux de précision nécessaires. Même si la surface à scanner est irrégulière, par exemple si les tôles sont inclinées, le bord peut être détecté et mesuré sans difficulté.

Détection de la position du bord et de la hauteur de l'entrefer

« Notre technologie révolutionnaire WireSense utilise la fonction de balayage du mouvement inversé du fil CMT pour déterminer la position exacte du composant et du bord, ainsi que la hauteur de l'entrefer. Les tôles d'acier, d'acier inoxydable et d'aluminium d'une épaisseur de 0,5 à 20 millimètres peuvent être scannées rapidement et avec précision », souligne M. Schlor. Chaque opération de levage et d'abaissement du composant peut être enregistrée avec une extrême précision par rapport à un point de référence spécifié au début du processus de numérisation. En quelques secondes, le robot a comparé les positions enregistrées avec les positions mesurées, c'est-à-dire qu'il a vérifié les valeurs enregistrées par rapport aux données de position réelles. S'il détecte des différences, le tracé de la soudure est ajusté en conséquence dans le système de coordonnées du robot et la soudure est produite au bon endroit.

« WireSense offre aux intégrateurs de robots une multitude de possibilités d'identifier des solutions de haute qualité pour des tâches de soudage difficiles », explique M. Schlor : »Le bord à souder ne doit pas nécessairement être détecté. Tout bord de référence fixe sur le composant, tel que le bord du composant ou une encoche, peut servir de point de départ à partir duquel le soudage doit s'effectuer à une certaine distance. Ainsi, même les pièces difficiles à détecter, comme une tôle arrondie, peuvent être soudées à la position souhaitée. » 

Combler de manière fiable les fuites d'air 

Avec WireSense, le fil-électrode devient un capteur de hauteur, ce qui permet de déterminer les entrefers sur les joints de recouvrement à l'aide de la hauteur du bord de la tôle mesurée avec précision. Pour obtenir des résultats parfaits, il est possible de spécifier à l'avance les tâches enregistrées sur le système de soudage Fronius qui doivent être appelées pour différentes tailles d'entrefer. Ainsi, le robot réagit toujours de manière appropriée et soude avec les paramètres de soudage idéaux pour la dimension de l'entrefer en question, ce qui permet d'éviter les erreurs de soudage et les reprises fastidieuses.