À mesure que l’automatisation de la fabrication continue de se développer, de plus en plus d’entreprises envisagent des machines robotisées de soudage laser pour remplacer ou réduire les opérations de soudage manuelles. Le soudage laser robotisé offre des avantages tels qu'une automatisation élevée, des vitesses de soudage rapides, un positionnement reproductible et une qualité de soudage constante. Il est largement utilisé dans les composants automobiles, la fabrication de tôles, les nouvelles énergies, la fabrication de matériel informatique et d'autres industries.

Toutefois, pour les petits et moyens fabricants, davantage d’automatisation ne signifie pas toujours une meilleure solution..

Certaines entreprises voient des concurrents installer des systèmes de soudage robotisés et décident immédiatement d’acheter une machine de soudage laser robotisée. Après l'installation, ils peuvent découvrir que le volume de production est trop faible, les changements de produits sont trop fréquents, la cohérence des pièces est insuffisante ou l'utilisation de l'équipement n'est pas suffisamment élevée pour justifier l'investissement.

Par conséquent, la première question pour une petite entreprise ne devrait pas être de savoir si une machine robotisée de soudage laser est suffisamment avancée.

La question la plus importante est la suivante :

Le soudage laser robotisé est-il réellement adapté à vos produits, à votre volume de production, à votre processus de soudage et aux conditions de votre usine ?

1. Vérifiez le volume de production avant de regarder le robot

Le volume de production est l’un des facteurs les plus importants lors de l’évaluation de l’automatisation du soudage.

Si une usine ne produit qu'un petit nombre de pièces par jour et que les modèles de produits changent fréquemment, un robot peut passer beaucoup de temps à changer les accessoires, à ajuster les programmes et à attendre les pièces au lieu de souder en permanence.

Dans cette situation, le soudage manuel, le soudage laser portatif ou l'équipement de soudage semi-automatique peuvent déjà répondre aux exigences de production.

D’un autre côté, si la structure du produit est stable, le volume de production est élevé et le processus de soudage est répétitif, l’automatisation robotique peut apporter plus de valeur.

Avant de décider de l'automatisation, les fabricants doivent calculer :

• Volume de production quotidien

• Volume de production mensuel

• Volume de production annuel

• Nombre de soudures par pièce

• Temps de soudage par pièce

• Fréquence de changement de produit

• Stabilité de production attendue

N'achetez pas un robot simplement parce qu'il peut souder automatiquement. Déterminez d’abord si l’équipement peut atteindre un taux d’utilisation raisonnable.

2. Des changements fréquents de produits peuvent réduire les avantages du soudage robotisé

Les petits fabricants gèrent souvent plusieurs modèles de produits et des lots de production relativement petits.

Une semaine peut impliquer le produit A, suivi du produit B la semaine suivante. La même station de soudage peut devoir traiter plusieurs pièces différentes.

Un système de soudage laser robotisé peut changer de programme entre les produits, mais le changement peut quand même nécessiter :

Remplacement du luminaire + Ajustement du programme + Vérification de la position de la tête de soudage + Ajustement des paramètres + Exemple de soudage

Si les changements de produits sont très fréquents, le temps gagné lors du soudage automatique peut être compensé par le temps nécessaire aux changements de produits.

Par conséquent, les fabricants dont la production est diversifiée et à faible volume doivent évaluer soigneusement la standardisation des produits avant d'investir dans un système de soudage robotisé.

Pour les produits présentant de nombreuses variantes, un système semi-automatique plus flexible ou un dispositif à changement rapide peut parfois s'avérer plus pratique qu'une ligne de production robotisée complexe.

3. Un robot ne peut pas réparer une mauvaise cohérence des pièces

Les robots industriels offrent une répétabilité élevée, mais un mouvement reproductible du robot ne signifie pas que le robot peut automatiquement compenser les grandes variations de la pièce.

Par exemple, si des composants en tôle présentent des variations dimensionnelles importantes, des écarts d'assemblage incohérents ou un positionnement inexact, un robot suivant une trajectoire de soudage fixe peut toujours manquer l'emplacement réel de la soudure.

Avant d’introduire le soudage robotisé au laser, les fabricants doivent prendre en compte :

• Consistance dimensionnelle de la pièce

• Précision du luminaire

• Méthode de positionnement

• Écart d'assemblage

• Cohérence de l'emplacement des soudures

• Stabilité de chargement et de déchargement

Si la pièce elle-même est incohérente, le simple ajout d’un robot ne résoudra pas automatiquement le problème de qualité du soudage.

4. Toutes les applications de soudage ne nécessitent pas de soudage laser robotisé

Le soudage laser robotisé convient à de nombreuses applications de soudage répétitives, continues et axées sur la précision.

Cependant, tous les produits ne nécessitent pas de soudage au laser.

Avant de choisir le soudage laser robotisé, les fabricants doivent évaluer :

• Type de matériau

• Épaisseur du matériau

• Longueur de soudure

• Emplacement de soudure

• Exigences d'apparence

• Déformation autorisée

• Si un fil d'apport est requis

• Réflectivité du produit

• Vitesse de soudage requise

• Résistance de soudure requise

Si le soudage par résistance conventionnel peut déjà répondre aux exigences du produit, il n’est peut-être pas nécessaire de le remplacer par le soudage robotisé au laser simplement à des fins d’automatisation.

C'est le processus de soudage qui doit déterminer le choix de l'équipement, et non l'inverse.

5. Effectuez des tests de processus de soudage avant d'acheter le système d'automatisation

Une erreur courante dans les projets d’automatisation consiste à acheter d’abord l’équipement et à tenter ensuite de résoudre le processus de soudage.

Une approche plus pratique est la suivante :

Test des pièces → Vérification du processus → Sélection de l'équipement → Conception d'automatisation

Les échantillons de production réels doivent être testés avant que la configuration finale de l'équipement ne soit confirmée.

Le processus de test peut évaluer :

• Aspect de la soudure

• Pénétration de soudure

• Force de soudure

• Vitesse de soudage

• Zone affectée par la chaleur

• Déformation de la pièce

• Exigences relatives au fil d'apport

• Stabilité des paramètres de soudage

Si le processus de soudage lui-même est difficile à stabiliser lors des tests d'échantillons, la construction directe d'une station de soudage robotisée peut augmenter le risque du projet.

6. Un système de soudage laser robotisé est plus qu’un robot et une source laser

Certains primo-accédants supposent que l’achat d’un robot et d’une source laser suffit à créer un système de soudage robotisé complet.

En réalité, un poste de travail robotisé de soudage laser peut également comprendre :

• Robot industriel

• Source laser

• Tête de soudage laser

• Système de contrôle des robots

• Appareil de soudage dédié

• Mécanisme de positionnement

• Système d'alimentation en fil

• Circuit de refroidissement

• Enceinte de sécurité

• Système de contrôle électrique

• Aspiration des fumées

• Système de chargement et de déchargement

• Programmes de soudage

• Paramètres du processus de soudage

Différents projets nécessitent différentes configurations.

Si les besoins ne sont pas clairement définis au départ, des équipements supplémentaires peuvent être ajoutés ultérieurement, entraînant une augmentation du budget du projet.

Une évaluation complète de la demande doit donc être effectuée avant de finaliser le système.

7. L'utilisation de l'équipement est l'un des facteurs les plus importants pour les petites entreprises

Le taux d'utilisation réel de l'équipement peut avoir un effet majeur sur la valeur d'un investissement en automatisation.

Un poste de travail robotisé peut théoriquement fonctionner en continu, mais si l’usine n’a que quelques heures d’ordres de production par jour, l’équipement peut passer une grande partie de son temps à attendre.

Avant d’automatiser les achats, les fabricants doivent évaluer :

Temps de production annuel réel ÷ Temps de fonctionnement des équipements disponibles = Taux d'utilisation des équipements

Le calcul doit également prendre en compte :

• Temps de changement de produit

• Temps de remplacement du luminaire

• Temps de chargement et de déchargement

• Entretien des équipements

• Temps d'attente de commande

• Fluctuations saisonnières de la production

Si l’équipement ne peut pas être utilisé efficacement, la période de récupération prévue de l’investissement peut être affectée.

8. Ne calculez pas la valeur de l'automatisation uniquement en fonction du nombre de travailleurs remplacés

La réduction des besoins en main-d’œuvre est souvent l’une des raisons pour lesquelles les entreprises envisagent l’automatisation du soudage.

Toutefois, les économies de main d’œuvre ne devraient pas être le seul facteur de calcul.

L'investissement total peut comprendre :

• Système robotique

• Source laser

• Tête de soudage

• Calendrier

• Installation et mise en service

• Modifications d'usine

• Protection de sécurité

• Entretien

• Formation des opérateurs

• Futures pièces de rechange

Dans le même temps, les fabricants devraient évaluer les avantages potentiels :

• Modifications du coût de la main-d'œuvre

• Efficacité de production

• Consistance du soudage

• Taux de rebut et de reprise

• Capacité de production

• Capacité à gérer des commandes plus importantes

• Exigences de production à long terme

Ce n'est qu'en comparant l'investissement total avec les bénéfices réels de la production qu'une entreprise peut déterminer si l'automatisation est adaptée.

9. Les exigences en matière d'espace et de sécurité en usine doivent être évaluées

Un poste de travail robotisé de soudage laser nécessite normalement une zone de fonctionnement dédiée.

En plus du mouvement du robot, l’usine devra peut-être fournir de l’espace pour :

• Protection de sécurité laser

• Accès opérateur

• Chargement et déchargement des pièces

• Connexions électriques

• Air comprimé

• Équipement de refroidissement

• Aspiration des fumées

• Entretien des équipements

Pour les usines disposant d’un espace limité, ces exigences doivent être prises en compte lors de la conception initiale de l’automatisation.

Dans le cas contraire, des modifications inattendues en usine pourraient être nécessaires après l'arrivée de l'équipement.

10. Les petites entreprises peuvent démarrer avec la semi-automatisation

Si une entreprise n’est pas encore prête à se doter d’une ligne de production robotisée complète, l’automatisation ne doit pas nécessairement être une décision du tout ou rien.

Un parcours de développement progressif peut être :

Soudage manuel → Soudage laser portatif → Soudage semi-automatique → Machine automatique dédiée → Poste de travail de soudage laser robotisé

Par exemple, une usine avec plusieurs produits stables peut d’abord introduire des montages dédiés et des équipements de soudage semi-automatiques.

Lorsque le volume de production devient stable et que la demande augmente, des robots et des chargements et déchargements automatiques peuvent être ajoutés ultérieurement.

Cette approche peut réduire l'investissement initial et permettre au niveau d'automatisation d'augmenter en fonction des exigences réelles de production.

11. Quand le soudage laser robotisé est-il plus approprié ?

Une entreprise peut envisager plus sérieusement le soudage robotisé au laser lorsque la plupart des conditions suivantes sont réunies :

• La structure du produit est relativement stable

• Les emplacements de soudure sont fixes

• Le volume de production est relativement élevé

• Les opérations de soudage sont répétitives

• Une qualité de soudure constante est importante

• Les coûts de soudage manuel sont importants

• Les changements de produits sont relativement rares

• Le positionnement de la pièce est stable

• Il y a suffisamment d'espace d'installation

• L'entreprise a un besoin clair d'automatisation

Si la plupart de ces conditions ne sont pas réunies, il vaut la peine d’évaluer d’autres solutions de soudage avant d’investir dans un système de soudage laser robotisé.

Le fait que le soudage robotisé soit une tendance croissante dans le secteur manufacturier ne signifie pas que toutes les usines ont besoin du même niveau d’automatisation.

12. Liste de contrôle d'évaluation du soudage automatisé

Avant de contacter un fabricant de machines à souder, les petits et moyens fabricants peuvent préparer les informations suivantes :

Plus ces exigences sont claires, plus il est facile pour le fabricant de machines à souder de déterminer si une machine standard, un système semi-automatique, une machine d'automatisation dédiée ou un poste de travail robotisé de soudage laser est approprié.

Choisir le bon niveau d'automatisation est plus important que de choisir l'équipement le plus avancé

Pour les petits et moyens fabricants, l'automatisation du soudage doit être basée sur la structure du produit, le volume de production, le processus de soudage, le cycle de production, la fréquence de changement, la cohérence des pièces, les conditions de l'usine et le budget d'investissement..

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Si vous avez des exigences en matière de machines à souder, veuillez contacter Mme Zhao

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