Universal Robots et le soudage : une histoire fusionnelle

Lorsqu’ils fondent Universal Robots en 2005, Esben Østergaard, Kasper Støy et Kristian Kassow, trois chercheurs en robotique de l’Université du Danemark du Sud (université étroitement liée aux traditions régionales de construction navale et d’automatisation du soudage), ont une idée claire en tête : rendre les robots industriels plus légers, plus faciles à programmer et plus accessibles aux petits fabricants. À cette époque, admettons-le, le soudage collaboratif est loin d’être une évidence pour les cobots UR. Toutefois, quelques années plus tard, les premières applications font leur apparition.

Rome ne s’est pas faite en un jour, tout comme le soudage collaboratif. Il a mûri grâce à une série d’avancées souvent parallèles et complémentaires : une plateforme robotique flexible, un écosystème de partenaires en expansion, une mobilité croissante, une évolution vers des applications industrielles plus exigeantes, ainsi que des progrès matériels et logiciels. Le résultat ? Une meilleure technologie de soudage, mais aussi de nouvelles possibilités d’application et de déploiement.

En rendant l’automatisation du soudage plus conviviale, plus adaptable et plus évolutive que jamais, Universal Robots a démocratisé l’accès à la robotique pour les petites entreprises de fabrication métallique - auparavant en marge de la révolution de l’automatisation, en raison de la complexité des systèmes et des investissements initiaux élevés qu’ils exigeaient. On vous résume aujourd’hui cette superbe montée en puissance.

La raison d’être d’Universal Robots, à savoir rendre l’automatisation accessible à tous, prend concrètement forme en 2008. C’est le lancement de l’UR5, qui introduit la programmation intuitive, une collaboration homme-robot sûre et le redéploiement rapide de la robotique sur un marché quelque peu déconcerté, déjà bien habitué aux robots industriels traditionnels.

Cet UR5 (aujourd’hui rebaptisé UR7e) est un robot industriel collaboratif léger à six axes, pionnier de l’interface graphique 3D sur le boîtier d’apprentissage. Cette dernière permet aux opérateurs de programmer des tâches de manière intuitive, d’enseigner physiquement au bras robotique une trajectoire souhaitée en le déplaçant à travers des points de passage, et de redéployer l’automatisation sur différentes applications avec un temps de changement minimal. Toutefois, parmi celles-ci, on ne retrouve pas encore le soudage…

La sortie du CB3 en 2014 marque un nouveau tournant. Celui-ci apporte une répétabilité améliorée, de meilleures capacités de charge utile et une robustesse accrue. La porte du soudage collaboratif, jusqu’ici difficilement envisageable, s’entrouvre.

Dès lors, en Europe comme aux États-Unis, des équipementiers du soudage, des intégrateurs, des chercheurs et des clients pionniers explorent, dans l’ombre, la manière dont des robots légers peuvent être appliqués au soudage sans simplement recréer le modèle d’automatisation clôturé et à grands volumes.

Des entreprises comme Lorch, Vectis Automation, fsk Industries, JUGARD+KÜNSTNER, Melton Machine et Migatronic, font partie de celles qui testent, prototypent et déploient des solutions durant cette période, en réponse aux mêmes pressions que connaît l’ensemble de la fabrication métallique : des séries plus petites, une plus grande variété de produits et une pénurie de soudeurs qualifiés.

Le moins que l’on puisse dire, c’est que cette activité en coulisses a compté. Le soudage collaboratif est en effet bien plus complexe que de fixer une torche sur un bras robotique. Il faut développer des connaissances pratiques en matière de programmation, de contrôle de torche, de montages, de sécurité, d’ergonomie et d’interaction sécurisée avec le soudeur qualifié.

Lorsque les systèmes de soudage cobotique émergent plus publiquement en 2017 et 2018, le secteur est déjà façonné par plusieurs années d’expérimentations, de programmes pilotes et de premiers déploiements chez les clients, notamment en Europe. La perception selon laquelle « les cobots ne peuvent pas souder » appartient alors définitivement au passé avec les nouveaux systèmes présentés à la FABTECH 2017. À cette occasion, Universal Robots met en évidence que des cobots industriels peuvent réaliser du soudage MIG dans des environnements de production réels.

Qui plus est, à ce moment-là, le contexte a alors profondément changé par rapport aux années précédentes. On ne considère plus que les cobots sont cantonnés aux tâches légères. Plusieurs systèmes ont prouvé leur capacité à gérer au quotidien des tâches exigeantes et lourdes dans des environnements difficiles. La faisabilité fondamentale des systèmes de soudage via un cobot est établie.

Entre 2014 et 2018, le soudage collaboratif a évolué grâce à une convergence entre UniversalRobotsetsespartenaires,quionttravaillémaindanslamainaudéveloppementd’une automatisation du soudage conviviale et prête pour l’industrie. Cette tendance s’accélère les années suivantes, à mesure que la valeur se déplace du matériel seul vers les logiciels, l’intégrationetl’ergonomie.

En favorisant l’émergence de nombreuses solutions industrielles de soudage cobotique chez des partenaires du monde entier, notre écosystème UR+ s’impose comme un véritable catalyseur d’innovation. Ces solutions s’appuient sur notre plateforme pour simplifier la programmation du soudage robotisé - ou plutôt l’« apprentissage » robotisé, comme préfèrent l’appeler de nombreux partenaires - car elles permettent aux opérateurs de générer des trajectoires de soudure sans codage complexe.

En France, Tramétal met parfaitement en application cette simplicité. Accompagnée par GAPE, intégrateur certifié (CSI) d’Universal Robots en Nouvelle-Aquitaine, l’entreprise tire parti d’une application de soudage à l’arc MIG sur UR12e (anciennement UR10e) pour des petites et moyennes séries. La solution facilite grandement la programmation grâce à l’enregistrement des points de soudage par apprentissage. Elle est d’une intuitivité remarquable : l’utilisateur prend directement le cobot pour lui apprendre l’ensemble des positions à l’aide d’un bouton de validation. Le cobot effectue ensuite automatiquement le parcours de soudage que l’opérateur lui a enseigné. À l’arrivée, la solution permet d’affecter ou de recruter des opérateurs non spécialisés. Le tout, assorti d’un gain de productivité d’au moins 10 %.

Désireuse de réduire la pénibilité tout en améliorant sa flexibilité, Armtop, TPE de tôlerie, a quant à elle misé sur la solution CO-BRO®, développée par voestalpine Böhler Welding sur la base d’un UR12e. Là aussi, la simplicité est au rendez-vous : l’opérateur entre les points de soudage sur une tablette tactile en fonction de la typologie de la pièce, il lance un début de programme et prend le bras de soudage pour l’amener aux endroits où il doit souder comme il le ferait manuellement, puis il valide tous ces points sur la tablette et le cycle peut commencer. Grâce à cette solution, l’entreprise a réussi son pari, à savoir soulager ses soudeurs des gestes répétitifs, leur permettre de se concentrer sur les soudures qui nécessitent un réel savoir-faire et améliorer la qualité des soudures sur petites et moyennes séries.

On peut également citer Osé (Groupe O), PME ligérienne qui a fortement réduit la pénibilité de ses opérations et favorisé la montée en compétences de ses employés à l’aide d’un UR12e. Alexandre Publié, dirigeant et fondateur de l'entreprise, souligne : « Avec les cobots, nos opérateurs sollicitent leur propre curiosité et sont libres d’imaginer les applications de demain. Cela les implique davantage et, pour l’entreprise, attire de nouveaux employés ». Ainsi, dans l’Hexagone (et partout dans le monde), de plus en plus d’entreprises font aujourd’hui confiance à nos cobots pour leurs opérations de soudage.

Au début des années 2020, le soudage collaboratif est donc solidement ancré dans des applications industrielles auparavant réservées aux robots traditionnels. L’introductiondel’UR20 -premier-né de notre dernière génération de cobots UR Series - multiplie encore plus les possibilités et marque une avancée majeure en matière deportée, permettant de gérer des composants plus grands et des tâches de soudage industriel lourdes plus exigeantes.

À mesure que le soudage collaboratif arrive à maturité, il étend encore davantage son champ d’action à des environnements autrefois dominés par les robots industriels traditionnels. Les cobots font ainsi leur grande entrée dans les chantiers navals, la fabrication offshore et le soudage de grandes structures - applications auparavant jugées incompatibles avec les systèmes de soudage collaboratif.

À ce titre, l’Inrotech Crawler, utilisé dans les flux de travail de construction navale, est la preuve que l’automatisation collaborative peut aujourd’hui s’adapter à des environnements de soudage complexes, même si les cobots doivent grimper le long de la coque d’un navire sur un rail pour accomplir leur travail.

Chez Fu Zhuan Steel, des robots collaboratifs installés pour le soudage laser améliorent la précision, avec des temps de cycle réduits. Autre exemple : Hyundai Welding, qui a commencé à déployer des systèmes de soudage collaboratif portables alimentés par Universal Robots dans ses projets de construction navale. Le déploiement de bras UR sur des bases magnétiques permet d’effectuer du soudage automatisé dans les recoins des coques de navires, endroits que les robots de soudage traditionnels ne peuvent pas atteindre.

Tout ceci s’inscrit dans la philosophie selon laquelle « le robot va vers la pièce, et non l’inverse ». Une approche parfaitement illustrée chez Carriere Industrial Supply (CIS), où les cobots sont utilisés à la fois pour le découpage plasma et le soudage MIG sur des pièces pesant plus de 15 tonnes. CIS a développé un skid de soudage mobile pouvant être déplacé avec un chariot élévateur, le robot étant monté sur un élévateur faisant office de septième axe. La légèreté du bras UR a rendu cette configuration possible, ouvrant de nouvelles possibilités pour la fabrication à grande échelle. Le système a doublé la production et supprimé le nettoyage manuel, générant à la fois des gains d’efficacité et une amélioration de la qualité.

En 2025, l’UR8 Long, robot longue portée (1 750 mm), fait encore passer le soudage à la vitesse supérieure. Ses hautes performances de mouvement favorisent une exécution plus fluide des trajectoires et une qualité de soudure constante, en particulier dans les applications impliquant de grandes pièces et des soudures multipasses.

Une autre tendance déterminante de cette période est l’essor du mouvement coordonné, avec des rails, tables rotatives et positionneurs de soudage fonctionnant en synchronisation avec le robot. Avec l’introduction de MotionPlus, Universal Robots apporte le contrôle multi-axes synchronisé à l’application de soudage collaboratif. Cette fonctionnalité permet d’obtenir des trajectoires de soudage plus fluides, d’améliorer la qualité et de gérer des géométries plus complexes. En intégrant le mouvement du robot à des systèmes de positionnement externes, les fabricants peuvent réduire les reprises et obtenir des soudures de meilleure qualité.

En 2025 également, la première vague de robots collaboratifs dotés d’IA fait son apparition sur le marché. Parmi les pionniers, Cohesive Robotics et sa « Smart Welding Robotic Workcell », une solution clé en main pour les applications de soudage, capable d’identifier automatiquement les pièces et de générer le code robotique. Le système comprend une détection automatique par vision des assemblages de soudure courants et une caméra 3D pilotée par Zivid, d’une précision impressionnante.

Aujourd’hui, les systèmes pilotés par l’IA physique renforcent à une vitesse saisissante les performances du soudage robotisé. Grâce à elle, il est possible de corriger la trajectoire en temps réel, ce qui réduit encore la dépendance vis-à-vis des configurations traditionnelles très structurées. Elle permet également aux robots UR de s’adapter à la variabilité des applications et du métal lui-même.

L’ère des installations statiques de soudage robotisé traditionnel touche à sa fin. Elle passe aujourd’hui le relais à des approches intelligentes, adaptables et collaboratives, et l’IA y joue un rôle important. SeamPilot de Lorch Schweißtechnik GmbH, par exemple, peut automatiquement trouver, détecter et suivre le cordon de soudure, avec une réduction considérable du temps nécessaire au déploiement de l’automatisation du soudage. De son côté, le logiciel Beacon de Hirebotics, alimenté par l’IA, agit comme un copilote guidant les utilisateurs finaux - de tous niveaux d’expérience - tout au long du processus de configuration du soudage automatisé.

En outre, la dernière version du logiciel phare d’Universal Robots, PolyScope X, facilite l’expérience utilisateur grâce à une interface repensée, qui permet d’accéder à des fonctionnalités telles que des tutoriels vidéo et une assistance en temps réel dans certaines solutions proposées par des partenaires de soudage. Il permet également la création de modèles alimentés par des données et rend possibles des déploiements d’IA physique de pointe pour le soudage, en utilisant un calcul GPU externe via le contrôle du robot par ROS2.

Au cours de la dernière décennie, Universal Robots a contribué à ouvrir la voie au soudage collaboratif grâce à l’innovation, à ses partenaires et à l’évolution continue de son matériel et de ses logiciels.

Surtout, les fabricants, ateliers de fabrication et entreprises de métallurgie jusqu’ici laissés de côté par l’industrie robotique, car limités à des systèmes fixes et très spécialisés, ont désormais accès à des solutions modulaires et flexibles d’automatisation du soudage, faciles à déployer, à adapter et à faire évoluer.