Quand un contrat gouvernemental ne laisse aucune place à l’erreur : automatisation du soudage des carters de moteur en Russie

En un coup d'œil

Le défi : un rendement garanti, pas seulement un meilleur rendement

Lorsque ce client nous a contacté pour la première fois, il ne nous demandait pas comment augmenter sa production. Ils demandaient comment le protéger.

Il s'agit d'un fabricant de moteurs et de cylindres d'huile opérant dans le cadre d'un contrat de fourniture gouvernemental et fournissant des moteurs aux régions du nord de la Russie. Cette distinction est importante. Un client commercial qui ne parvient pas à livrer son produit perd une vente. Un fabricant sous contrat gouvernemental qui ne respecte pas ses objectifs de livraison fait face à des conséquences d'un ordre très différent. L'horaire n'est pas négociable. Le volume n'est pas flexible.

À l’époque, dix soudeurs manuels s’occupaient du soudage de gros carters de moteurs – des pièces moulées industrielles lourdes utilisées dans les équipements pétroliers et énergétiques. Ce ne sont pas de petites pièces simples. Les carters de moteur sont grands, structurellement complexes et nécessitent des cordons de soudure longs et cohérents. Le soudage manuel à cette échelle est lent et physiquement épuisant. La cohérence d'un soudeur se dégrade au cours d'un quart de travail. La qualité des soudures varie d'un opérateur à l'autre, du matin à l'après-midi, de jour en jour.

Dix soudeurs qualifiés travaillant à plein temps produisaient une production – mais une production variable, difficile à prévoir avec précision et de plus en plus sous pression à mesure que les volumes de contrats gouvernementaux augmentaient. La question qu'ils ont posée à SZGH était directe : un système de soudage robotisé peut-il garantir le débit dont nous avons besoin pour remplir ce contrat, de manière fiable, à chaque cycle de production ?

C'est le genre de question que je prends au sérieux. Il ne s’agit pas d’amélioration progressive. Il s’agit de construire un système qui ne les laissera pas tomber.

Pourquoi les carters de moteur nécessitent une piste linéaire – pas seulement un robot

Je souhaite être précis sur le défi technique ici, car c'est la principale raison pour laquelle cette solution est différente d'une installation robotisée de soudage standard.

La plupart des études de cas de robots de soudage, y compris d'autres de notre portefeuille, impliquent des pièces relativement compactes. Un cadre de meuble, un support, un raccord hydraulique. Pour ces applications, un bras de robot monté à une position fixe, travaillant avec un positionneur qui fait tourner la pièce, constitue exactement la bonne configuration. Le robot reste en place ; le positionneur amène le cordon de soudure au robot.

Les carters de moteur sont un problème complètement différent. Ce sont de grandes et longues pièces moulées industrielles. Un bras de robot fixe, quelle que soit sa capacité, a une portée limitée. Pour une pièce de cette taille, une seule position de montage fixe ne peut pas couvrir tout le chemin de soudure d'un bout à l'autre. Soit vous auriez besoin de plusieurs robots positionnés le long de la pièce – un agencement coûteux et complexe – soit vous accepteriez que certaines sections de la soudure doivent toujours être réalisées à la main.

Aucune de ces solutions n'était acceptable pour les exigences de ce client.

Cette solution utilise une piste linéaire (ou « piste au sol »), un système de rails montés au sol le long duquel le robot se déplace pendant le processus de soudage. Au lieu de rester fixe en un seul point, le robot se déplace le long de la piste pour parcourir toute la longueur du carter moteur ; cela étend la plage de travail efficace du robot, lui permettant de traiter l'intégralité de la pièce à usiner via un seul programme automatisé. Simultanément, un positionneur fait pivoter et incline le boîtier, garantissant que le robot s'approche toujours de chaque cordon de soudure selon l'angle optimal.

Le résultat est un système coordonné à trois éléments : un rail linéaire, un robot de soudage et un positionneur, tous régis par le contrôleur SZGH comme une cellule unifiée. Le robot ne s'arrête pas et ne redémarre pas ; il se déplace continuellement le long de la piste pendant le soudage, s'arrêtant uniquement lorsque le positionneur doit repositionner la pièce pour le passage suivant.

Cette configuration gère ce qu'un robot fixe ne peut tout simplement pas gérer.

La solution : une cellule de soudage coordonnée à trois axes

SZGH a fourni et mis en service une cellule de soudage complète pour ce client : un robot de soudage industriel, un positionneur dimensionné pour les pièces moulées de carters de moteurs lourds et une piste de sol linéaire adaptée à la longueur des pièces à souder.

Le contrôleur SZGH coordonne les trois éléments simultanément. Lorsque le programme de soudage s'exécute, le robot se déplace le long de la piste linéaire, le positionneur ajuste l'orientation du boîtier selon les besoins et les paramètres de soudage restent constants (vitesse de déplacement, tension de l'arc, dévidage du fil), quel que soit l'endroit où le robot travaille le long du boîtier. Il ne s’agit pas ici de basculer entre les modes manuels pour différentes sections. Il s’agit d’un cycle automatisé unique et continu.

Pour les grands tracés de soudure structurellement complexes sur des pièces moulées industrielles de ce type, la cohérence n'est pas seulement un problème de qualité : c'est une exigence structurelle. Les soudures sur les carters de moteur fonctionnant dans des conditions de service industriel doivent répondre à des normes rigoureuses. La répétabilité du système SZGH garantit que chaque logement répond à ces normes, équipe après équipe, sans la variabilité qui s'accumule avec les processus manuels au fil du temps.

Le système est conçu pour exécuter le programme de soudage de manière fiable tout au long de chaque équipe de production, au débit requis pour respecter le calendrier de production du contrat gouvernemental du client — et pour continuer à le respecter, pas seulement au cours de la première semaine d'exploitation.

La visite client : comprendre l'échelle avant de recommander une solution

Nous avons visité les installations de ce client en Russie avant de préciser quoi que ce soit.

Cette visite comptait. Voir les carters de moteur en personne – les grands carters de pompes industrielles rouges, les blocs moteurs multicylindres verts avec leurs rangées de cylindres – nous a permis de comprendre directement l’ampleur de ce qu’ils produisent. Il s’agit de pièces moulées industrielles importantes. Les photos ne communiquent pleinement le poids et la longueur de pièces comme celles-ci que lorsque vous vous tenez à côté d'elles.

Nous avons rencontré l'équipe du client dans ses locaux, parcouru l'atelier de production et examiné en détail les pièces spécifiques et les chemins de soudure. Nous avons pris des mesures. Nous avons discuté en détail des volumes du contrat et du calendrier de livraison. Ce n'est qu'après cette évaluation que nous avons finalisé la recommandation d'inclure la voie linéaire.

Il ne s'agit pas d'une vente par catalogue. Sélectionner une mauvaise configuration – en spécifiant un robot fixe lorsqu'une piste linéaire est requise – aurait donné un système qui n'aurait pas réussi à résoudre le problème réel. La confiance du client dans SZGH s'est construite grâce à cette consultation sur site, et les spécifications que nous avons fournies reposaient sur une connaissance directe de leur fonctionnement. C'est ainsi que nous travaillons avec des clients de l'industrie lourde, et c'est pourquoi nous faisons des visites sur site un élément standard de notre processus pour les applications à cette échelle.

Pourquoi cette affaire est importante pour l'industrie lourde

La plupart des études de cas sur l'automatisation du soudage se concentrent sur la fabrication légère : petites pièces, cordons de soudure courts, cycles répétitifs à volume élevé. Ce sont des applications valables, et SZGH les sert bien. Mais ce cas démontre quelque chose de différent.

Les systèmes robotisés de soudage de SZGH s'adaptent aux applications industrielles lourdes : pièces moulées de grande taille, cordons de soudure longs et complexes et exigences de fiabilité des contrats gouvernementaux. Les fabricants d’équipements énergétiques, de pétrole et de gaz, de machinerie lourde et d’infrastructures industrielles sont confrontés au même goulot d’étranglement structurel : le soudage manuel de grandes pièces est lent, incohérent et difficile à mettre à l’échelle. La configuration de piste linéaire étend le soudage robotisé à des tailles de pièces qui nécessiteraient autrement des systèmes dédiés à grand châssis à un coût nettement plus élevé.

Si votre production implique de grandes pièces et des engagements de production exigeants, cette configuration mérite une conversation directe.

Résumé des résultats

Votre ligne de production est-elle prête pour l’automatisation ?

SZGH travaille avec des fabricants de l'industrie lourde, de l'énergie et de la fabrication de précision, des assemblages compacts aux grandes pièces moulées industrielles. Nous évaluons votre ligne de production réelle, vos pièces et vos exigences de production avant de recommander une configuration. Si vous êtes sous pression contractuelle ou si vous augmentez votre production, discutons de ce à quoi ressemble le système adapté à votre situation spécifique.