Un système de soudage robotisé peut stimuler la productivité, améliorer la qualité des soudures et réduire les coûts de fabrication. Mais les avantages obtenus dans la pratique dépendent de l'efficacité avec laquelle le système est utilisé au fil du temps.
Il y a deux façons principales de maximiser le retour sur investissement de l'automatisation. La première consiste à minimiser les temps d'arrêt du système et la seconde à optimiser l'efficacité opérationnelle.
Voici les 11 "meilleures pratiques" pour atteindre ces objectifs, telles que recommandées par nos propres experts en robotique et en automatisation au GPI.
#1. Effectuer une maintenance préventive et prédictive régulière
Le recours à la maintenance préventive et prédictive pour identifier et résoudre les problèmes avant qu'ils ne surviennent est le moyen le plus sûr d'éviter les interruptions de production. Dans de nombreux cas, la maintenance préventive et prédictive contribue également à maintenir le plus haut niveau de qualité des produits.
Les éléments clés qui doivent figurer sur votre liste de contrôle pour la maintenance préventive sont les suivants :
- Contrôles programmés des torches, des optiques, des câbles, des consommables et des systèmes de refroidissement.
- L'utilisation d'outils prédictifs (capteurs IoT, surveillance thermique, analyse des vibrations et retour de puissance laser) pour détecter les défaillances naissantes.
- Suivi de la durée de vie des consommables (pointes de contact, buses, optiques) afin d'assurer leur remplacement avant qu'une défaillance ou une dégradation significative des performances ne se produise.
#2. Gérer activement les stocks de consommables et de pièces détachées
Cela paraît simple, mais négliger de constituer un stock adéquat de pièces détachées est une erreur étonnamment fréquente. Les pièces de rechange sont nécessaires pour maintenir l'équipement opérationnel et effectuer les réparations nécessaires. Le fait d'avoir la bonne pièce à portée de main peut réduire considérablement les temps d'arrêt liés à la maintenance ou aux réparations.
Optimiser l'accessibilité des pièces détachées :
- Garder les consommables normalisés (embouts de contact, buses, lentilles, fenêtres de protection, gaines métalliques) à disposition et, de préférence, à proximité de l'équipement.
- Minimiser les variations de consommables entre les cellules afin de réduire la confusion et le risque d'utiliser la mauvaise pièce.
- Envisagez un inventaire géré par le fournisseur (VMI) pour vous assurer que les pièces essentielles sont toujours disponibles.
#3. Faire de la programmation et de la simulation hors ligne
La configuration d'un nouveau travail et la programmation des trajectoires de soudage robotisées peuvent prendre du temps. Si cette tâche est effectuée sur un système de production, elle peut entraîner des temps d'arrêt inutiles et interrompre la production. La programmation hors ligne (OLP) et les outils de simulation vous permettent de transférer ce travail dans un environnement virtuel. Cela permet de gagner du temps et de réduire les risques d'erreur.
Pour tirer le meilleur parti de la programmation hors ligne :
- Valider les chemins, les temps de cycle et les enveloppes de portée avant le déploiement.
- La simulation permet d'identifier les collisions potentielles, les problèmes d'angle de torche ou les interférences de fixation avant qu'elles ne se produisent.
- Créer des programmes hors ligne afin d'éliminer la nécessité d'organiser des séances d'apprentissage manuelles.
#4. Former soigneusement les opérateurs et le personnel d'entretien
Des opérateurs bien formés obtiennent toujours la plus grande efficacité et les meilleurs résultats d'un système de soudage robotisé. Un personnel de maintenance bien informé évite que de petits problèmes ne se transforment en arrêts de production importants et réagit plus rapidement lorsque des problèmes surviennent.
Renforcer les compétences et la réactivité de votre équipe :
- Former les opérateurs à identifier et à résoudre rapidement les problèmes les plus courants, tels que les fils de fer les nids d'oiseauxla contamination optique ou les procédures de réinitialisation du système.
- Assurer la coordination entre le personnel de maintenance et le personnel de production afin de garantir une assistance et une couverture cohérentes entre les différentes équipes.
- Affichez des modes opératoires normalisés clairs et visuels dans chaque cellule. Cela devrait permettre de minimiser le temps de dépannage et de normaliser les meilleures pratiques pour une qualité constante.
#5. Mettre en place une surveillance et des alertes en temps réel
La surveillance en temps réel de l'état des systèmes et des performances des soudures est un complément précieux à la maintenance prédictive. Elle permet à votre équipe de détecter rapidement les anomalies et d'éviter que de petits problèmes ne se transforment en temps d'arrêt prolongé.
Par exemple, il existe une variété d'outils et de technologies de surveillance des soudures au laser qui offrent des améliorations significatives par rapport aux méthodes d'assurance qualité telles que les essais destructifs. Des méthodes telles que la mesure directe de la soudure en temps réel fournissent des données géométriques très précises qui peuvent être utilisées pour prévoir les soudures défectueuses avant qu'elles ne se produisent.
Pour tirer le meilleur parti de la surveillance en temps réel :
- Mettre en place des tableaux de bord pour l'état des robots, les paramètres de soudage et le suivi des défaillances.
- Envoi d'alertes automatiques (texte/mail) en cas de dépassement de seuils ou d'anomalies.
- Enregistrez les événements de temps d'arrêt pour analyser les tendances, identifier les causes profondes et mettre en œuvre des contre-mesures. Ces données peuvent également contribuer à l'amélioration continue.
#6. Maintenir une alimentation en fil correcte
Les problèmes d'alimentation en fil sont l'une des causes les plus fréquentes de temps d'arrêt dans le soudage robotisé. Même de petites incohérences peuvent réduire la qualité de la soudure et entraîner des arrêts inutiles ou des retouches coûteuses.
Assurer et maintenir une alimentation correcte du fil :
- Vérifiez que les doublures sont de la bonne longueur et qu'elles ne créent pas de traînée lors de l'articulation du robot.
- Adapter les rouleaux d'entraînement et les réglages de tension au type de fil afin d'éviter tout glissement ou déformation.
- Donner la priorité à une alimentation en fil stable - elle se traduit directement par une production stable.
#7. Maintenir un ajustement précis des joints et un contrôle des écarts
Même le meilleur système de soudage robotisé ne peut pas toujours compenser des pièces mal alignées ou présentées de manière incohérente. Une mauvaise fixation ou des variations dans le placement des pièces entraînent des défauts de soudure, des retouches et des temps d'arrêt imprévus. Il vaut la peine d'investir dans un système de fixation robuste et reproductible pour maintenir une production stable et une qualité de soudage élevée.
- Utilisez des fixations de précision dotées de caractéristiques "poka-yoke". Il s'agit notamment de guides intégrés qui garantissent l'orientation correcte des pièces, de localisateurs de goupilles et de fentes pour un placement cohérent et de pinces automatisées qui appliquent une force de serrage uniforme.
- Concevoir des montages insensibles aux variations de charge de l'opérateur ou aux tolérances des pièces.
- Assurer un ajustement précis des joints et un contrôle des écarts pour prévenir les écarts et les défaillances de soudure et éviter les arrêts de production.
#8. Conception pour un entretien rapide
L'utilisation de composants à changement rapide permet d'accélérer et de faciliter l'entretien de routine. Ils réduisent également le temps moyen de réparation (MTTR) lorsque des problèmes inattendus surviennent. Concevoir pour la facilité d'entretien, c'est concevoir pour la durée de fonctionnement.
Pour maximiser la facilité d'utilisation :
- Équiper les systèmes avec des supports de torche à changement rapide, des optiques de type cartouche et des consommables modulaires.
- Rationaliser la maintenance de routine afin que les techniciens puissent effectuer les tâches rapidement et de manière cohérente.
- Réduire le MTTR par la conception, en veillant à ce que les réparations nécessitent un minimum d'outils, de temps et de perturbations.
#9. Fournir au robot des pièces de haute qualité
Un système de soudage robotisé ne peut pas compenser entièrement la mauvaise qualité des pièces. Des pièces mal fabriquées ou incohérentes entraînent inévitablement des défauts de soudure, des retouches et des temps d'arrêt inutiles. Si des technologies telles que les systèmes de vision, le suivi des joints et une fixation robuste peuvent être utiles, elles augmentent les coûts et la complexité.
C'est particulièrement vrai pour le soudage au laser. Bien que le soudage laser soit un procédé précis qui crée des joints de haute qualité, il est parfois moins tolérant que d'autres méthodes d'assemblage en ce qui concerne les tolérances larges et les variations de qualité des pièces. Le soudage au laser offre le plus d'avantages lorsque les pièces, les assemblages et les processus en amont sont conçus dans cette optique.
Produire régulièrement des pièces qui supportent un soudage robotisé de haute qualité :
- Concevoir et fabriquer des pièces avec des tolérances serrées, des matériaux cohérents et une préparation correcte des joints.
- Vérifier la cohérence des pièces avant que les unités n'atteignent la cellule. Cela réduira les besoins de retouches et d'ajustements du processus.
- Réduire au minimum le recours aux technologies compensatoires, en les utilisant comme des mesures de sauvegarde plutôt que comme des substituts à la mauvaise qualité des pièces.
#10. Régler et configurer votre robot avec précision
Une configuration précise est essentielle pour assurer la productivité et la fiabilité d'un système de soudage robotisé. Des erreurs au niveau du point central de l'outil (TCP), du mastering ou de l'intégrité de la torche/de l'optique peuvent entraîner un mauvais alignement, une qualité de soudure médiocre ou des temps d'arrêt non planifiés. Une vérification et un étalonnage réguliers permettent de maintenir la répétabilité du robot et de prévenir les problèmes avant qu'ils ne perturbent la production.
Pour optimiser l'installation et la configuration du robot :
- Vérifier le bon fonctionnement du TCP, du mastering et de l'intégrité de la torche et de l'optique pendant l'installation et après l'entretien.
- Utiliser des contrôles d'alignement et de position pour confirmer la répétabilité. Cela inclut les outils de vérification du poignet du robot, l'alignement de l'outillage de fin de bras (laser ou torche) et les coupons d'alignement laser.
- Maintenir un étalonnage cohérent pour réduire la variabilité et éliminer les temps d'arrêt causés par les erreurs de configuration.
#11. Contrôler activement l'environnement de production
L'environnement de travail a un impact direct sur la fiabilité du soudage robotisé. La poussière, les fumées et les fluctuations de température peuvent dégrader les performances de l'équipement et réduire la durée de vie des composants, en particulier dans le cas des optiques de soudage laser. - en particulier dans le cas des optiques de soudage au laser. Des contrôles environnementaux proactifs protègent les systèmes sensibles, réduisent la contamination et assurent le bon déroulement de la production.
Minimiser l'impact sur l'environnement :
- Utiliser des systèmes efficaces d'extraction des fumées et de gestion des flux d'air pour minimiser la contamination.
- Protégez les lentilles et autres éléments optiques avec des protections appropriées et procédez à un nettoyage régulier.
- Stabiliser l'environnement par un contrôle actif de la température et de l'humidité afin de maximiser la cohérence du processus et d'éviter les interruptions liées à la chaleur.
Considérez le soudage robotisé comme un processus continu d'optimisation, et non comme un investissement ponctuel. En suivant les étapes décrites ici, vous pouvez minimiser les temps d'arrêt, maximiser l'efficacité et produire régulièrement des pièces de haute qualité. Cela vous aidera à rentabiliser pleinement votre investissement dans l'automatisation et à le protéger pour l'avenir.
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