Un robot ABB hautement flexible aide une grande entreprise chimique britannique à produire des soudures laser précises sur des équipements de production chimique.
La solution, développée par Cyan Tec Systems, est conçue autour d’un robot industriel ABB IRB 6700 portant une soudeuse laser pour réaliser des soudures de haute précision sur des cuves de production utilisées dans la fabrication du chlore.
L’utilisateur final tenait à résoudre les problèmes logistiques en faisant appel au soudage du produit en interne par un sous-traitant européen. En plus d’offrir plus de contrôle sur le processus, la relocalisation de la production éviterait d’avoir à livrer les matières premières au sous-traitant et à renvoyer le produit fini.
Le soudage au laser offre la haute précision requise dans la production de ce type de cuve de traitement. Il donne des soudures de meilleure qualité garantissant que la soudure conserve une grande intégrité et empêche toute distorsion pouvant résulter de la dispersion thermique plus élevée des autres méthodes. Il offre également un débit plus rapide.
Étant donné que le soudage au laser présente un risque de blessure aux yeux pour les travailleurs humains, une solution automatisée entièrement fermée était nécessaire.
Cyan Tec Systems a été chargé de développer la solution. La société, un fournisseur de valeur d’ABB, possède une vaste expérience dans la conception et la construction de solutions d’automatisation robotique pour les entreprises des secteurs tels que l’aérospatiale, l’automobile et le nucléaire.
Le système nécessitait une machine capable d’effectuer la tâche immédiate requise, mais qui avait également la flexibilité de gérer différentes tâches de soudage à l’avenir. Pour cette raison, Cyan Tec a choisi une solution robotisée plutôt qu’une conception à portique. Bien qu’un portique ait répondu aux exigences immédiates des tâches, il n’offrirait pas la pérennité à plus long terme spécifiée par le client.
Comme le client disposait déjà d’un robot ABB dans son atelier, Cyan Tec s’est penché sur les robots ABB qui pourraient remplir le cahier des charges. Cela garantirait que les ingénieurs du client pourraient effectuer des tâches de programmation de base sans avoir à apprendre un nouveau langage.
ABB pourrait fournir un robot polyvalent à six axes, mais pourrait également fournir une piste sur laquelle le robot pourrait fonctionner. Le montage du robot sur un système de mouvement ABB IRBT lui a effectivement donné un septième axe, lui permettant de parcourir la longueur du composant pour produire une soudure précise. La version adaptée à l’IRB 6700 peut fournir une longueur de déplacement allant jusqu’à 19,7 mètres par pas d’un mètre. Avec une conception simple, robuste et compacte, la solution de voie offre la meilleure précision de trajectoire de sa catégorie et un temps de position à position de moins de 3,4 secondes pour une longueur de quatre mètres.
Avec une portée de plus de trois mètres et fonctionnant sur la piste, le robot ABB IRB 6700 peut souder avec précision sur la longueur de deux mètres du composant. Le robot a une charge utile supérieure à celle requise pour l’application, mais cela donne également la possibilité de transporter une tête de soudage plus lourde ou d’autres effecteurs si les exigences devaient changer à l’avenir.
La solution intégrait également un système de vision sur la tête laser, lui permettant de compenser en cas d’éléments composants mal alignés.
Cyan Tec a utilisé le logiciel de simulation RobotStudio d’ABB pour prouver la disposition et le fonctionnement de la solution. La simulation de l’application, complétée par une animation graphique du fonctionnement du robot et de son interaction avec les autres éléments de la solution, a rassuré le client sur le fait que Cyan Tec avait choisi le bon robot avec la bonne portée. Il a également prouvé qu’il n’encrasserait pas d’autres objets ou n’entrerait en collision avec aucune des machines auxiliaires.
RobotStudio a également éliminé une grande partie des risques liés au développement de l’application, car il évite d’avoir à repenser le projet si des problèmes sont découverts lors de la phase de mise en service.
Étant donné qu’un laser de classe 1 a été utilisé, ce qui pourrait potentiellement endommager la vue si les utilisateurs ne portent pas de protection oculaire appropriée, le robot devait être dans une enceinte à l’épreuve des lasers. Cyan Tec a conçu un système qui permet au client de charger un composant pour le soudage tout en déchargeant un composant fini, accélérant ainsi le rythme de production.
L’enceinte comprend deux ensembles de dispositifs de soudage, un pour souder ensemble deux tôles plates en une seule. Celui-ci est ensuite déchargé, envoyé à une section de pressage pour être formé en composants, puis rechargé dans l’enceinte sur l’autre ensemble de montages pour le soudage final dans le produit complet. Cette dernière étape de soudage prend environ deux minutes pour un produit fini.
En plus du robot, de la piste et de l’enceinte, Cyan Tec a intégré la source laser et les composants auxiliaires tels que l’outillage, le refroidisseur laser, le système d’extraction des fumées et le contrôle des gaz d’assistance.
Richard Copson, directeur des ventes chez Cyan Tec, déclare : « Au cours des six à sept dernières années, nous avons réalisé de nombreuses applications laser pour le soudage et le découpage. Beaucoup d’entre eux ont utilisé des robots ABB et nous avons constitué une banque d’expérience et d’expertise, de sorte que la familiarité avec la solution a été un facteur déterminant dans le choix d’un robot pour le client.
« L’expérience que nous avons des robots ABB signifie que nous n’avons pas toujours besoin de leur aide pour concevoir et développer une solution, mais ils sont toujours disponibles si nous devons utiliser différentes fonctionnalités ou faire des choses que nous n’avons jamais faites auparavant. En tant que fournisseur de valeur ABB, il est bon de savoir que leur assistance est toujours disponible si nous en avons besoin. »
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