Ces dernières années, avec l’augmentation des coûts de main-d’œuvre, le modèle économique du « Fabriqué en Chine », reposant sur une main-d’œuvre bon marché, est devenu insoutenable. En tant que « couturière industrielle », le soudage est une méthode de transformation essentielle dans la production industrielle. Parallèlement, en raison de la présence de fumées de soudage, de l’arc lumineux et des projections de métal, de moins en moins de personnes sont disposées à apprendre activement le soudage ou à exercer des travaux liés à cette activité. Dans ce contexte, l’adoption de la soudure robotisée est devenue la solution la plus efficace pour pallier la pénurie de main-d’œuvre dans le processus de développement économique de la Chine.
Lors de l’utilisation de robots de soudage, les programmes de soudure sont principalement créés via la programmation par enseignement : un opérateur guide le robot à l’aide d’un dispositif d’enseignement pour enregistrer le trajet de soudure requis. La précision des points enseignés influence directement la qualité de soudage et l’efficacité du robot. Ainsi, garantir l’exactitude durant le processus d’enseignement est crucial.
1. Le processus d'enseignement des robots de soudage
Le processus « d’apprentissage » (teaching) d’un robot de soudage est essentiellement sa phase d’apprentissage. La plupart des robots sont guidés manuellement pendant cette procédure. Durant ce processus, l’opérateur déplace la torche de soudage le long du joint de soudure selon sa forme et sa position, en simulant le processus de soudage pendant que le robot enregistre les points principaux de la trajectoire de mouvement. Ce chemin enregistré devient le programme de soudage. La précision de ces points enseignés détermine l’exactitude de la trajectoire de la torche, ce qui influence à son tour la position précise du joint de soudure. En excluant l’influence des paramètres de soudage, la précision de la procédure d’apprentissage détermine en grande partie la qualité de la soudure.
2. Facteurs affectant la programmation de l'enseignement du soudage
(1) Éclairage insuffisant
Comme le montre la Figure 1, lors du processus d’enseignement, nous avons observé que l’éclairage était significativement insuffisant lors de l’enseignement des positions de soudure dans les angles. Cela rendait difficile pour les opérateurs de trouver rapidement la localisation correcte du point. Si le point enregistré est inexact, cela affectera la position du cordon de soudure et la qualité globale du soudage.
(2) Variations de la longueur de l’extension du fil
Pendant le processus d’enseignement, plusieurs axes du robot changent continuellement de position et d’angle — parfois en extension, parfois en rétraction. Ce mouvement provoque l’expansion et la contraction du tuyau d’alimentation en fil installé sur le bras supérieur du robot, ce qui entraîne des variations de la longueur d’extension du fil de soudure (généralement maintenue à 15 mm). Puisque la position enseignée est généralement déterminée en fonction de la pointe du fil de soudure, toute variation de cette longueur affectera la précision de la position enseignée, entraînant des inexactitudes de soudage.
(3) Problèmes de flexion du fil de soudure
Comme montré dans la Figure 2, en raison de la longueur importante des cordons de soudure et du grand nombre de points enseignés, des flexions fréquentes du fil se produisent lors du processus d’enseignement. Cela entraîne une réduction de la précision du positionnement des points, affectant la qualité du soudage.
3. Méthodes pour améliorer la précision du processus d'enseignement des robots de soudage
Comme montré dans la Figure 3, un dispositif d’assistance à la programmation rapide pour l’enseignement des robots de soudage est présenté. Ce dispositif est installé à la tête de la torche de soudage, et son positionnement correspond à la longueur d’extension précédente du fil de soudage de 15 mm. Quel que soit le mouvement du bras du robot, ce point reste inchangé, éliminant ainsi l’impact des variations de l’extension du fil sur la précision de l’enseignement.
De plus, une lumière à haute intensité est intégrée dans le dispositif pour améliorer la visibilité et résoudre les problèmes d’éclairage insuffisant lors de l’enseignement.
Caractéristiques de l’appareil d’assistance à l’enseignement :
Fabriqué en plastique et équipé d’un capteur de contact.
Le capteur détecte la proximité du point d’enseignement :
À une distance de 2 mm, une lumière rouge s’allume.
À une distance de 0,5 mm, une lumière verte s’allume.
Cette fonctionnalité permet une identification facile de l’emplacement du point d’enseignement.
Le matériau et le capteur de contact de l’appareil aident à prévenir les collisions pendant l’enseignement.
En mettant en place cet appareil auxiliaire, le processus d’enseignement du robot de soudage peut être considérablement amélioré, augmentant ainsi la précision et la qualité globale du soudage.
