Soudage : l'automatisation collaborative peut-elle changer la donne ?

Même s’il s’agit d’un métier en tension pour un savoir-faire de haut niveau, indispensable à l’industrie, le métier de soudeur n’a pourtant pas la cote auprès des jeunes travailleurs. Selon l’étude Smartdata 2021 de Randstad, plus de 6.000 postes de soudeurs seraient vacants en France. Le secteur de l’industrie peine à recruter. Une pénurie qui n’est pas récente, due au vieillissement de la profession mais pas seulement. On observe en premier lieu, les opérations de soudage manuel, qui nécessitent des ouvriers hautement qualifiés qui manquent aujourd’hui dans l’industrie. En second lieu, on constate un désamour prononcé pour l’industrie et les clichés qui accompagnent les nombreuses professions manuelles.

Mais une mutation industrielle s’opère avec l’aide des technologies 4.0 ! Ces dernières offrent un nouveau souffle à l’industrie, à l’image de la robotique collaborative qui est utilisée dans de nombreuses opérations de soudage, pour notamment :

• Libérer les opérateurs des tâches difficiles et répétitives ;
• Réduire les risques d’accidents pour les opérateurs lors des opérations de soudage ;
• Contribuer à Lutter contre la pénurie de compétences ;
• Permettre un gain d’espace grâce à une implantation compacte ;
• Garantir une qualité homogène ;
• Optimiser un changement rapide et facile des outils pour différentes procédés de soudage ;
• Assurer une augmentation de la capacité de production ;
• Améliorer la qualité de fabrication et réduit les rebuts ;
• Assurer un retour sur investissement rapide.

Qualité accrue, efficacité optimale, sécurité renforcée, humain au centre du processus combiné à un ROI immédiat : découvrez à travers ces quelques exemples, pourquoi les cobots Universal Robots révolutionnent le métier de soudeur et les bénéfices qu’ils en dégagent.

Siouxland Fabrication INC., est un fabricant de métaux sur mesure situé aux Etats-Unis, confrontée à des défis à long terme pour trouver de la main-d’œuvre qualifiée, en particulier du côté soudage de son activité. Siouxland Fabricating a décidé d’automatiser les tâches de soudage et d’emboutissage. Une expérience antérieure avec des robots traditionnels coûteux et complexes à persuader l’entreprise d’explorer la piste des robots collaboratifs pour ces tâches en raison de leur prix abordable, de leur facilité d’utilisation et de leur capacité à gérer une production à haut et faible volume.

Le fabricant américain a alors déployé avec succès un cobot UR10e transformant les soudeurs manuels en programmeurs et les programmeurs en soudeurs. Ces derniers peuvent d’ailleurs utiliser les robots collaboratifs sans protection (après une évaluation des risques) à la grande différence de l’automatisation traditionnelle installée par le passé, qui a tendance à prendre beaucoup de place et interrompre constamment le cycle.

MT Solar est une entreprise américaine qui conçoit et fabrique des structures de montage pour modules solaires de toutes tailles. Face à une lourde pénurie de recrutement, Travis Jordan, le président et propriétaire de MT Solar a été confronté à une période avec de forts délais de livraison, deux à trois fois à ce qu’ils étaient censés être. Un de ses opérateurs soudeurs lui a donc recommandé de s’informer sur les robots de soudage. En s’interrogeant sur la robotique, l’automatisation conventionnelle n’a pas convaincu le dirigeant de la TPE, puisque même si elle semble efficace, elle engendre d’autres sources de problèmes comme le coût lié à la programmation et la configuration ainsi qu’une flexibilité limitée, puisque l’entreprise fabrique de nombreux types différents de pièces de montage, souvent par lots à haut volume/faible volume.

La robotique collaborative s’est alors illustrée comme une réelle solution pour répondre à la sur demande à laquelle faisaient face les soudeurs. D’abord pour sa facilité de déploiement, les soudeurs n’ont pas besoin d’être des spécialistes de la robotique, ensuite pour la répétabilité, la qualité et une compétitivité améliorée. « Avec la cobotique, il est possible de combiner la qualité industrielle et l'évolutivité avec l'innovation et l'agilité d'une petite entreprise, ce que nous pensons être une combinaison extrêmement puissante. »,a déclaré Travis Jordan.

Processed Metal Innovators (PMI) est une entreprise basée au Wisconsin aux États-Unis qui fabrique et produit des centaines de pièces métalliques embouties et soudées, dédiées à différents secteurs : équipements lourds, les automobiles ou appareils électroménagers, etc.

Avec un marché de travail restreint, peu de soudeurs certifiés disponibles et des soudeurs robotiques traditionnels incapables de gérer de petites séries, PMI s’est tournée vers l’offre BotX, spécialisée dans le soudage et alimenté par un cobot Universal Robots, elle a pour but d’augmenter considérablement la productivité et la rentabilité. L’offre complète de produit comprend le bras cobot UR10e, un connecteur cloud, une soudeuse, un dévidoir, une torche de soudage MIG, une table de soudage et des boutons tactiles configurables. À l’aide d’un smartphone ou d’une tablette, les soudeurs peuvent se connecter à une application délivrant une bibliothèque numérique de soudage comprenant différentes applications de soudage réalisables avec l’aide du cobot.

L’entreprise s’est rapidement vue récompensée, puisque comme dans tout atelier de soudure, la marge bénéficiaire sur les gros assemblages soudés est nettement supérieure à celle des petites soudures.

« Nous pouvons maintenant réaffecter nos soudeuses manuelles existantes pour traiter les plus grosses pièces, tandis que nous sommes toujours en mesure de faire les petites pièces », explique Erik Larson, vice-président des opérations chez PMI. « Nous ne remplaçons donc personne dans notre entreprise par des robots ; nous déplaçons simplement les gens là où ils ajoutent le plus de valeur ».

À l’instar des entreprises américaines, le groupe polonais DWD a également fait appel à Universal Robots afin d’automatiser les différents processus de soudage de l’entreprise. Le groupe se compose d'entreprises fournissant des produits pour les secteurs de la construction routière, des ponts, industriels et privés.

Le groupe DWD a décidé d’utiliser un système de soudage clé en main développé par la société danoise RO-Buddy, comprenant un cobot UR10e intégré à une machine à souder haut de gamme et à une table de soudage. Grâce à une programmation simplifiée, les opérateurs ont pu apprendre rapidement et facilement à utiliser le cobot, même s’ils n’avaient aucune expérience préalable en programmation.

Pour faciliter encore plus le travail des soudeurs, une option supplémentaire a été introduite par les ingénieurs de l’entreprise : cinq boutons ont été ajoutés sur lesquels les opérateurs sélectionnent les programmes appropriés pour les cinq soudures les plus fréquentes. Grâce à l'investissement dans un système de soudage robotisé, le groupe DWD a réalisé une bien meilleure organisation de la production et a assuré une haute qualité de soudage pendant des années, indépendamment de la disponibilité de soudeurs hautement qualifiés.

La cobotique s’illustre alors non pas comme une alternative mais comme une révolution dans ce secteur professionnel, puisque le métier évolue, on parle même aujourd’hui de « soudeur roboticien » et non plus de « soudeur ».

Les robots collaboratifs ont plusieurs caractéristiques qui en font des candidats parfaitement adaptés à cette activité qui requiert précision, stabilité et constance. La précision de +/- 0,05 mm des bras robotiques ainsi que leur capacité de rotation à 360 degrés garantissant un soudage très précis. Leur capacité à répéter les mêmes gestes à un rythme prédéfini les rend excellents dans le soudage de série. Leur configuration en six axes leur permet d’atteindre aisément tous les points de soudage d’une pièce, et d’adopter des angles impossibles pour un humain.

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