Tramétal renforce l'attractivité de son poste de soudage grâce à une solution développée par GAPE

GAPE intègre une solution de soudage cobotisée chez Tramétal

En bref

GAPE, intégrateur d'Universal Robots en Nouvelle-Aquitaine, a développé une solution de soudage automatisée pour Tramétal entreprise spécialisée dans la sous-traitance en tôlerie fine de précision.

Le cobot de soudage, installé sur le site de l'Isle Jourdain, répond à un double objectif : une simplification de la programmation et un gain de temps pour de petites et moyennes séries. Développé sur mesure, ce projet a permis d’optimiser la production, d’améliorer les conditions de travail des soudeurs en poste et contribue à l’attractivité de Tramétal.

Défi

Pour répondre à la demande de Tramétal, la compréhension approfondie des procédés de soudure a revêtu une importance capitale. Cette expertise acquise, GAPE a été en mesure de développer une solution cobotique parfaitement adaptée aux exigences de son client.

Déjà équipée de 5 robots de soudage, Tramétal cherchait une solution cobotique pour la production de certaines pièces en petites ou moyennes séries, et ce avec pour principal enjeu de simplifier le travail des soudeurs. En effet, la facilité de programmation des cobots Universal Robots comparée aux robots traditionnels - beaucoup plus chronophages - a constitué l’élément clé lors du choix de la solution.

Pour rendre accessible l’application au plus grand nombre, le choix a été fait de se passer du teach pendant (tablette) habituellement utilisé pour la programmation des cobots Universal Robots. Une partie non négligeable du développement de la solution a donc été consacrée à permettre l’enregistrement des points de passage via un simple bouton.

Cette simplicité poussée à l’extrême vise à pallier le manque de soudeurs qualifiés sur le marché du travail. Il permet de recruter du personnel qui n‘est pas nécessairement expert en soudure, voire non issu du milieu industriel.

Tramétal

Industrie Tôlerie fine de précision

Pays France

Nombre d'employés 50

Cobot utilisé UR12e

Indicateurs de valeur clés :

Gain de productivité de 10 % minimum
Sécurité accrue / diminution des TMS
Possibilité d’embaucher des employés non spécialisés en soudage

Tâches résolues par les robots collaboratifs :

Soudage

Défis d'automatisation résolus :

Programmation simple et rapide pour de petites et moyennes séries
Fonctionnement totalement sécurisé

Solution

L'application de soudage à l’arc MIG développée par GAPE se compose d’un cobot UR12e (anciennement UR10e) sur lequel sont positionnés une torche Fronius et un bouton spécifiquement développé pour la validation manuelle des points de soudure. Le cobot - monté tête en bas sur une potence - travaille simultanément sur deux tables métalliques pour une efficacité accrue du poste de travail. La cellule est cartérisée pour protéger les opérateurs des coups d’arc ou autres projections de particules incandescentes et leur éviter le port systématique d’un casque.

Un mode préparatoire avec simulation

Pour effectuer les soudures souhaitées, l’opérateur doit en premier lieu enregistrer manuellement un premier point de passage puis tous les points intermédiaires (s’il y en a) jusqu’au point de fin de trajectoire. Pour ce faire, l'utilisateur prend directement le cobot - libre de tous mouvements - en main pour lui apprendre l’ensemble des positions à l’aide du bouton de validation.

Le cobot dispose d’une palette de mouvements - préalablement enregistrés par le soudeur référent de Tramétal - sur 6 axes (linéaires, circulaires ou en arc de cercle) qu’il peut enchaîner pour créer des mouvements complexes et accomplir le soudage adéquat pour divers types de pièces.

L'utilisateur peut en outre ajuster la vitesse et choisir le mode de soudage adapté à différents types de matériau. Ces opérations se font de manière très intuitive via un système de Pop-ups intégrés au teach pendant.

Les mouvements enregistrés sont ensuite réalisés par le cobot sans activer la soudure pour vérification. Si nécessaire, l’opérateur peut alors insérer de nouveaux points ou modifier la vitesse.

Un travail précis et répétable, accessible à tous

Une fois les vérifications effectuées, l'opérateur peut lancer le cycle de soudage en appuyant sur un bouton de démarrage positionné sur le poste. Le cobot effectue alors des soudures avec une précision égale ou supérieure à celle des soudeurs, en maintenant une cadence régulière. Cela se traduit par des produits finis de qualité et des temps d'arrêt réduits en raison de la réduction des retouches nécessaires.

Le cobot peut répéter exactement la même soudure autant de fois que nécessaire, garantissant ainsi une production cohérente et fiable. Ceci est particulièrement adapté pour les petites et moyennes séries.

Chez Tramétal, le choix a été fait de ne pas affecter leurs soudeurs qualifiés sur ce poste mais bel et bien des personnes n’ayant que peu ou pas de compétences en soudage. Un choix rendu possible par l’extrême simplicité de programmation de la solution développée par GAPE.

Un poste sécurisé sur deux tables distinctes

L’ensemble du poste de soudage est composé de deux tables, chacune carterisée, et d’un cobot positionné entre les tables. Afin de garantir la sécurité de l’opérateur, des capteurs permettent que la soudure ne débute que lorsque le carter est fermé. Si le carter est ouvert pendant la soudure, le robot et le processus s'arrêtent immédiatement. Cela protège des rayons UV émis par la torche, mais aussi des projections et de la fumée, éliminant ainsi le besoin de porter un casque de protection.

L’opérateur peut travailler simultanément et en toute sécurité sur la seconde table, retirer la pièce soudée et en mettre en place une nouvelle pendant que le cobot travaille sur la première table. La solution de GAPE répond ainsi à l’exigence et aux habitudes de travail de Tramétal en combinant l'autonomie du cobot avec des mesures de sécurité pour des gains de productivité grâce au travail en temps masqué.

Nous voulions proposer la solution la plus simple d’utilisation pour le soudeur. Nous avons apporté notre savoir-faire en automatisme avec un système d’enregistrement de points de passage par le biais d’un simple bouton. Ainsi, même un opérateur non spécialisé n’aura aucune peine à prendre en main l’application

Didier Crenn, Dirigeant de GAPE

Nous voulions proposer la solution la plus simple d’utilisation pour le soudeur. Nous avons apporté notre savoir-faire en automatisme avec un système d’enregistrement de points de passage par le biais d’un simple bouton. Ainsi, même un opérateur non spécialisé n’aura aucune peine à prendre en main l’application

Bénéfices

L’intégration sur mesure de cette solution d'automatisation collaborative a généré d’impressionnants résultats depuis sa mise en œuvre. Avec le développement sur mesure d’un système de bouton, GAPE a simplifié au maximum la programmation des points de passage du cobot. De ce fait, Tramétal est en mesure d’affecter - et d’embaucher - des personnes non spécialisées sur le poste de soudage.

Bien que n’étant pas le but initialement recherché, le cobot de soudage s’est avéré tout aussi productif que le soudeur référent de Tramétal - allant même jusqu’à une cadence de 220 pièces par jour, soit 10 % de gain de productivité minimum. La mise en place du cobot a surtout permis aux soudeurs aguerris de se concentrer sur d’autres tâches à plus forte valeur ajoutée.

L'entreprise a atteint un retour sur investissement (ROI) de quelques mois seulement. Mais l’apport humain était tout aussi intéressant, dans la mesure où les opérateurs ont pu bénéficier d’une amélioration de la sécurité grâce aux carters et d’une amélioration de leurs conditions de travail avec une diminution des risques de troubles musculosquettiques (TMS).

A l’avenir, Tramétal prévoit de futurs déploiements de cobots avec le soutien de GAPE, que ce soit pour le soudage ou d’autres tâches telles que le chargement/déchargement de machines. Pour son dirigeant, la cobotique constitue en outre un potentiel atout d’attractivité, notamment auprès d’une population jeune parfois réticente à travailler dans l’industrie.

Le cobot de soudage est positionné à l'envers sur une flèche entre deux tables gardées

L’opérateur enregistre manuellement chaque point de soudure à l’aide du bouton de validation positionné à proximité de la torche

Le cobot - via le teach pendant (tablette de commande) - demande à l’opérateur de valider la vitesse d’exécution et le mode du poste à souder

L’opérateur ferme manuellement le carter pour lancer la soudure en appuyant sur le bouton de démarrage

Le soudage s'effectue automatiquement et en toute sécurité grâce à un boîtier

Une fois le cycle terminé, le cobot revient à sa position de départ entre les deux tables

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