Détection
de la pièce, des bords et des écartements
Si le robot avec WireSense se déplaçait le
long de la pièce, sur des portions de trajet qui s’enchaînent sans
interruptions, et que l’on enregistrait chaque point, il serait alors
théoriquement possible d’obtenir une représentation complète des contours de la
pièce. On parle donc de « Contour-Sensing ».
Mais l’outil principal pour la production
serait la fonction de détection des bords, par exemple en cas de cordons de
recouvrement. Il s’agit de la détection fiable d’un bord de tôle défini au
moyen d’une mesure de hauteur. Au préalable, il faut définir ici aussi des
valeurs de mesure qui reflètent la hauteur exacte du bord de la tôle. La
commande du robot envoie ensuite ces valeurs seuils à la TPS/i immédiatement
avant un tour de recherche de WireSense. Si la source de courant détecte à son
tour des valeurs supérieures à la valeur seuil, le bord de la tôle est détecté
et la TPS/i émet immédiatement un Touch-Signal numérique. À l’aide de ce
signal, la commande du robot peut alors enregistrer ses données de position
actuelles pour corriger le Tool Center Point par la suite. Les erreurs de
composant sous la forme d’un déplacement des bords sont ainsi automatiquement
détectées par le robot, corrigées, et l’on obtient ainsi un résultat de soudage
optimal. Il convient de noter que la détection des bords dans le domaine des
tôles fines est possible dès une épaisseur de matériau de 0,5 millimètre.
Comme le Touch-Signal numérique permet également
de transmettre la hauteur précise des bords de tôle, WireSense est capable de
visualiser un éventuel écartement entre les tôles – un critère supplémentaire
en faveur du fil-capteur. Comme l’électrode a déjà saisi auparavant la hauteur
totale de deux tôles situées l’une au-dessus de l’autre, il est alors
facile d’effectuer ensuite les calculs nécessaires à l’aide des valeurs
réelles. Grâce à cette fonction de mesure, le robot peut donc réagir à
différentes dimensions d’écartement en adaptant individuellement tous les
paramètres à la situation actuelle du composant, et en effectuant ainsi un
soudage autonome avec un recouvrement suffisant des fentes. Si cette action a
été précisément définie au préalable, le système accède à différents programmes
de soudage enregistrés dans la TPS/i (appelés « jobs ») pour les
différentes dimensions d’écartement déterminées.
Parfois, les écartements détectés sont si
importants qu’il n’est plus suffisant de réduire la vitesse de soudage, ni
d’adapter la puissance. Là où un arc électrique standard ou pulsé arrive à ses
limites, le robot pourrait rechercher parmi les fonctions des jobs de la TPS/i
pour accéder au process de soudage Cold Metal Transfer : comme le système
de soudage doit déjà être équipé des composants matériels CMT pour WireSense,
il est conseillé de se procurer directement le pack logiciel CMT. Le process
CMT utilise notamment le mouvement d’inversion du fil pour garantir un
recouvrement optimal des écartements pour un apport d’énergie minimal.
Une précision
unique : l’émission de signaux par CMT Ready
L’émission d’un signal au moment du
court-circuit n’est pas une caractéristique exceptionnelle en soi. Outre la
rapidité exemplaire de communication interne des données, la mesure de position
au moyen du fil d’apport est notamment due à l’entraînement Fronius CMT
extrêmement dynamique, ou plutôt aux systèmes « CMT Ready », à
savoir : un dévidoir à l’extrémité du fil, un tampon de fil et l’unité
d’entraînement CMT Robacta Drive, c’est-à-dire un deuxième dévidoir directement
au niveau de la torche. Dans un mouvement de fil à inversion (avant-arrière)
qui a lieu à environ 100 hertz, le fil balaie la surface métallique au
moyen du moteur électrique situé ici. Grâce à ce balayage à haute fréquence le
long de la pièce à souder, on obtient alors la précision et la résolution
nécessaires.
Le contrôleur de moteur puissant et commandé
par microprocesseur joue également un rôle crucial. En fonction du fil
sélectionné, celui-ci indique des profils de dévidoir précis ainsi que des
valeurs adaptées d’accélération et de freinage, afin de contrer d’éventuels
dommages dus à une torsion ou une pliure – lorsque le fil rencontre la surface
de la tôle. Il est alors possible de réagir de manière adéquate aux valeurs de
glissement, c’est-à-dire aux erreurs dues au glissement des galets
d’entraînement, qui peuvent varier en fonction du fil utilisé. La précision est
encore accrue.
Pour détecter la position du fil au moment du
court-circuit, les signaux transmetteurs de valeurs réelles du moteur
d’entraînement sont calculés précisément et un Touchsignal correspondant est
généré. Selon la longueur du Stickout au moment de l’impact, toutes les
variations de hauteur sont saisies, calculées et transmises au robot – ce qui
est très important pour une mesure précise, puis pour la détection des bords de
tôle.
Il convient aussi de noter la particularité de
l’algorithme de détection précise de la hauteur du bord de tôle : même si
la surface à balayer présente des irrégularités, par exemple sous la forme de
tôles placées en travers, le bord peut être parfaitement détecté et mesuré.
WireSense
– Un pas vers une production autonome
La fonction de mesure majeure est-elle située
dans le robot ou dans la source de courant ? La question de savoir qui
joue le rôle le plus important appelle une réponse simple : le génie de
cette invention repose dans sa simplicité. Fronius a réussi, à l’aide de
l’entraînement CMT ultra-sensible et dynamique et d’un logiciel spécial de
régulation, à enrichir la base d’un process de soudage (CMT) établi dans le
monde entier et indispensable en pratique, permettant de réaliser les premiers
procédés de mesure par ce biais. Ce n’est que par l’interaction du matériel CMT
unique, du contrôleur de moteur perfectionné et du logiciel de commande
perfectionné que le fil d’apport peut devenir un capteur. WireSense fonctionne
avec tout le matériel de soudage standard pour le process CMT, avec tous les
matériaux d’apports habituels.
Fronius met désormais ce capteur à la
disposition de ses clients. Il est donc indispensable de bénéficier d’un
savoir-faire complet dans la programmation de robots. WireSense fonctionnera
donc d’autant mieux entre les mains d’intégrateurs de robots ou de systèmes. Le
client doit charger ces professionnels d’implémenter la technologie de capteur
intégrée à la source de courant dans les différentes lignes de production. À
l’avenir, il serait souhaitable d’obtenir des interfaces utilisateurs simples,
adaptées aux différents systèmes robotisés sous la forme d’applications
préconçues.
Elles garantiraient d’une part une utilisation
universelle de WireSense et une manipulation aisée. Mais surtout, elles
permettraient à la production industrielle de passer au niveau supérieur :
un pas important vers une production autonome.