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May 20, 2023

Les robots automatisent le soudage des pièces en aluminium

Un FANUC R-2000iD positionne un boîtier d'onduleur pour le soudage par un FANUC ARC Mate 100iD. Photo fournie par Fronius Perfect Welding Chaque boîtier d'onduleur est soumis à un test d'étanchéité par perte de pression. Photo

Un FANUC R-2000iD positionne un boîtier d'onduleur pour le soudage par un FANUC ARC Mate 100iD. Photo fournie par Fronius Perfect Welding

Chaque boîtier d'onduleur est soumis à un test d'étanchéité par perte de pression. Photo fournie par Fronius Perfect Welding

L'onduleur Tauro est doté d'un boîtier en aluminium à double paroi refroidi activement, ce qui le rend idéal pour une utilisation en extérieur. Photo fournie par Fronius Perfect Welding

Les ingénieurs de Fronius Solar programment et simulent tous les mouvements du robot et les séquences de soudage hors ligne avec le logiciel de jumeau numérique Fronius Pathfinder. Photo fournie par Fronius Perfect Welding

Un chariot d’installation se dirige vers la cellule de soudage robotisée. Photo fournie par Fronius Perfect Welding

Une puce RFID indique à la cellule de soudage quelle pièce est à souder. Photo fournie par Fronius Perfect Welding

Le cœur et le cerveau de tout système photovoltaïque (PV) est l'onduleur, qui convertit le courant continu généré par les panneaux solaires en courant alternatif pouvant être utilisé dans une maison ou une entreprise. L'onduleur optimise également le rendement, contrôle les flux d'énergie et vérifie le fonctionnement de l'installation photovoltaïque.

L'un des principaux fabricants d'onduleurs pour systèmes photovoltaïques est Fronius Solar Energy, basé à Wels, en Autriche. Fronius Solar Energy, division de Fronius International GmbH, a présenté son premier onduleur, le Sunrise, en 1994 et est depuis lors leader du marché.

Son dernier onduleur, le Tauro, est doté d'un boîtier en aluminium à double paroi refroidi activement, ce qui le rend idéal pour une utilisation en extérieur. Pour résister aux éléments, l'onduleur est scellé selon la norme de protection IP65. Le respect de cette norme dépend, en partie, de la capacité de l'entreprise à créer des joints soudés de haute qualité.

« En raison des différentes épaisseurs de tôle, les défis liés au soudage du boîtier en aluminium étaient énormes », explique Jasmin Gross, responsable marketing produit chez Fronius Solar Energy.

Heureusement, Fronius Solar Energy n’a pas dû chercher bien loin pour obtenir de l’aide. Le soudage est la spécialité d'une autre division de Fronius International, Fronius Perfect Welding.

L'onduleur est produit dans l'usine d'assemblage de Fronius Solar Energy à proximité de Sattledt, en Autriche. Le boîtier et les portes battantes sont soudés dans une cellule de soudage robotisée de pointe, spécialement développée pour cette tâche.

« Avec le logiciel de jumeau numérique Fronius Pathfinder, nous programmons et simulons hors ligne tous les mouvements du robot et les séquences de soudage », explique Anton Leithenmair, responsable de l'automatisation du soudage chez Fronius Solar. « Cela nous permet de détecter à l’avance d’éventuels contours d’interférence. Il en va de même pour les limites des axes et les positions de la torche. Là encore, nous pouvons intervenir tôt, sans avoir à attendre les premiers échantillons de soudure.

« Dès que les séquences de soudage ont été programmées, Pathfinder transfère les données au post-processeur, où elles sont traduites dans le langage du robot FANUC. Cela nous permet d’économiser du temps et des coûts précieux. La programmation hors ligne réduit de plusieurs heures le processus d'apprentissage du robot dans la cellule de soudage.

Avant le début de la production, les commandes du Tauro sont créées dans un système de planification des ressources de l'entreprise. Ces données constituent la base de la planification des ressources matérielles. C'est ici que sont générés tous les ordres de fabrication de caissons et de portes battantes. Ensuite, une date de production est attribuée à chaque commande. La planification détaillée qui suit est réalisée par le système d'exécution de la fabrication. Chaque commande est planifiée à la minute près, affectée à un couloir de commandes libre, puis répertoriée.

En raison des différentes épaisseurs de tôle, le soudage du boîtier de l'onduleur à double paroi a dès le départ constitué un défi particulier. « Avant d'assembler les différents éléments de tôle dans la cellule de soudage robotisée conformément aux normes, ils sont pré-pointés manuellement. Nous utilisons pour cela le procédé de soudage MAG [metal active gas]. Même à ce stade, un travail précis est nécessaire», explique Christian Kraus, responsable du groupe production de tôles chez Fronius Solar.

Une fois le pointage terminé et saisi sur le terminal du système, les commandes centrales du système lancent l'étape suivante : le soudage robotisé. Le boîtier est maintenant placé sur le chariot d'installation, serré et déplacé dans la serrure. Une fois cela confirmé, le système démarre la tâche suivante et le programme du robot responsable du positionnement et du soudage est sélectionné sur le dispositif de serrage au moyen d'une puce d'identification par radiofréquence (RFID).