Robot de soudage : léger et fiable

Fiche signalétique

• Solution requise : chaîne porte-câbles 3D triflex R 3D en matériau ignifuge igumid NB, modules linéaires drylin SLW, couronnes d'orientation PRT-04
• Exigences : guidage sûr des câbles en présence de rotations sur au moins 360 degrés. Les températures élevées lors du soudage ainsi que le contact avec des étincelles ne doivent pas non plus poser problème au guidage des câbles. La fixation et le guidage de la tête de soudage devaient permettre un réglage au millimètre près.
• Secteur : robots
• Avantage pour le client : des rotations de 360 degrés sont maintenant possibles sans usure des câbles. La chaîne porte-câbles est en igumid NB. Les étincelles ne peuvent donc pas l'endommager. Pour la fixation de la tête de soudage, le client a fait appel à des paliers sans graisse et sans entretien qui sont aussi fiables et légers.

Le robot de soudage mobile doit se substituer au personnel pour la soudure de raccords. Des raccords sur lesquels peuvent être montées des échelles ou des infrastructures par exemple.

Problème

DIN Tools, une société dont le siège se trouve à Heist-op-den-Berg près d'Anvers, en Belgique, est spécialisée dans la mise au point de solutions d'automatisation du soudage et de robots. Un robot de soudage commandé à DIN Tools par Smulders, une entreprise de construction française, doit produire des cordons de soudure ronds et ininterrompus. Le prototype devra plus tard être en mesure de souder quotidiennement 2.400 raccords et fabriquer ainsi, par exemple, des transitions entre les fondations et la tour de l'éolienne dans des parcs éoliens offshore de manière sûre et mieux qu'un homme le ferait.
De par son aspect, le robot de soudure ressemble à un marteau-piqueur. Un opérateur positionne le robot et lance le processus de soudage. Le robot effectue une rotation de 360 degrés avec un débordement supplémentaire de 6 degrés et soude le raccord à la fondation. Même si cette opération de soudage est effectuée des centaines de fois par jour par des soudeurs expérimentés, le robot les surpasse en termes de qualité et de régularité. Face à la pénurie de travailleurs qualifiés,  il a donc toute sa raison d'être.
Lors de la construction du robot de soudage, Bart Lourdaux, propriétaire de DIN Tools, et son collègue Kevin Wijns, le chef de projet, ont été confrontés au problème du guidage des câbles. L'équipe devait trouver un moyen de guider les câbles et tuyaux pour le courant électrique et le fil de soudure. De telle manière qu'ils puissent effectuer des rotations de 360 degrés minimum sans se frotter l'un à l'autre et s'user, ou sans se bloquer au détriment de la qualité de la soudure. Les températures élevées lors du soudage ainsi que le contact avec des étincelles ne devaient pas non plus poser problème au guidage des câbles.Autre point critique : la fixation et le guidage de la tête de soudure. Le client voulait que la tête puisse être ajustée au millimètre près à l'aide de deux axes.

Solution

Le gérant de DIN Tools comptant parmi nos clients depuis 2004, Il n'a pas eu à chercher très longtemps. Le robot est maintenant équipé d'une triflex R, une chaîne porte-câbles tridimensionnelle en polymère hautes performances. Le câble pour l'alimentation en énergie et le tuyau amenant le cordon de soudure peuvent être fixés sans problème à l'intérieur de la chaîne. Chaque maillon autorise une torsion de 10 degrés. La chaîne porte-câbles peut être rigidifiée à l'aide d'une tige ressort afin d'éviter la formation de boucles. Des rotations de 360 degrés sont possibles sans usure des câbles. Et les câbles ne gênent pas le robot dans son travail. La chaîne porte-câbles est en igumid NB. Les étincelles ne peuvent donc pas l'endommager. Le polymère hautes performances résiste à des températures comprises entre –40 °C et +80 °C, il est robuste et très résistant à l'usure.
Pour la fixation de la tête de soudure, il est fait appel à des modules linéaires SLW compacts avec des arbres doubles en aluminium résistants à la déformation de la série drylin ainsi qu'à une couronne d'orientation PRT-04 plate. Le positionnement de la tête de soudure est assuré par l'intermédiaire d'une vis trapézoïdale à entraînement manuel. Les paliers sont en polymères hautes performances. Ils ont un fonctionnement à sec exigeant peu d'entretien, contrairement aux paliers métalliques. Un lubrifiant solide intégré au polymère se libère avec la micro-abrasion et génère un effet autolubrifiant à la surface de l'arbre. Pas besoin de rajouter de la graisse, pas besoin de lubrifiant pour l'appoint, pas besoin de consignes de graissage. Ce fonctionnement à sec est aussi synonyme de fiabilité, les particules de poussière et de saleté s'agglutinant vite aux lubrifiants et entraînant une défaillance des paliers conventionnels. Les modules linéaires et les couronnes d'orientation en aluminium ont un autre atout : leur faible poids. Le robot de soudage pèse environ 18 kilogrammes et est ainsi suffisamment léger pour qu'un employé puisse le lever avec les mains.

Le câble électrique alimentant la tête de soudure et le tuyau pour le fil de soudure sont guidés dans une chaîne porte-câbles triflex R en polymère hautes performances. La tête de soudage est montée sur un module linéaire drylin SLW. Le positionnement est assuré par l'intermédiaire d'une vis trapézoïdale à entraînement manuel.

Smulders produit notamment des pièces de transition pour les parcs éoliens en mer, dont les 150 fondations pour le parc éolien néerlandais Gemini.