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Les systèmes multi-robots complexes et les retards des fournisseurs de robots ne sont pas un obstacle pour une solution PHL flexible.

Le logiciel de simulation et de programmation hors ligne (PHL) FASTSUITE, permet à un intégrateur de systèmes de substituer différentes marques de robots lorsque les pénuries de la chaîne d'approvisionnement entraînent de longs délais de livraison. Les puissants outils de simulation du logiciel permettent de valider des concepts d'automatisation complexes en amont et d'éliminer les modifications ultérieures. Les économies réalisées permettent un fort retour sur investissement.

Le Projet

Fondée en 1970, l'entreprise Melton Machine & Control Company, experte en soudage à l'arc automatisé, conçoit et développe les machines et les outils qui font le succès de ses clients. Pendant des années, l'intégrateur de systèmes a construit des cellules robotisées de soudage à l'arc  pour les fournisseurs de premier rang de systèmes d'échappement automobiles. L'entreprise a récemment étendu ses activités à de nouveaux marchés et processus et réalise désormais des systèmes automatisés de manutention, d'assemblage et d'enlèvement de matières pour de grandes structures métalliques utilisées dans l'agriculture et la construction notamment.

Accompagner ses clients et les aider à bien visualiser et comprendre des solutions d'automatisation souvent sophistiquées est une étape est essentielle pour l'équipe d'Intégration, notamment pour réaliser des devis pertinents et concevoir au mieux les plans des d'installations. Melton Machine utilise le logiciel FASTSUITE Edition 2  Intégrateur de Systèmes Advanced, qui permet de réaliser toutes les opérations, de la planification du concept à l'agencement de la cellule robotisée et aux simulations, en passant par les études d'accessibilité, l'estimation du temps de cycle et la programmation hors ligne des robots (PHL). Le package Intégrateur de Systèmes Advanced permet également de créer le jumeau numérique des dispositifs de fixation de pièces conçus sur mesure, y compris la modélisation du comportement des pinces et des capteurs de proximité des pièces. Cet aspect est très important pour la validation de l'outillage et constitue une priorité pour Melton Machine.

"Nous avions besoin d'un logiciel de simulation et de programmation hors ligne capable de prendre en charge deux ou trois robots sur un rail synchronisé avec un axe externe", explique Glenn Archer, vice-président des ventes et du marketing chez Melton Machine. "Nous avons discuté avec au moins trois autres sociétés, et personne n'était prêt à s'engager et à défendre son logiciel pour la programmation d'un tel système, personne sauf CENIT".

La cellule de soudage à l'arc robotisée de Melton Machine est pilotée par le logiciel FASTSUITE et offre un véritable mouvement coordonné avec deux robots et un positionneur dynamique de pièces.

 

"Nous avons pu perfectionner cette configuration robotique complexe avec l'aide de CENIT et nous en sommes arrivés au stade où nous pouvons avoir deux robots sur un rail suspendu synchronisé avec un système de roue, et nous pouvons construire les programmes à l'avance. Lorsque nous sommes prêts à mettre ces robots en marche pour la première fois, nous pouvons charger des programmes entièrement opérationnels qui sont prêts à être soudés avec très peu de retouches nécessaires. Puisque nous pouvons réaliser tout le travail en amont au lieu d'effectuer la programmation une fois le robot en marche, le délai de livraison est beaucoup plus court."

Un environnement CAO à géométrie exacte, basé sur Parasolid, permet aux utilisateurs du logiciel FASTSUITE d'échanger des données d'outillage et même des données d'agencement de cellules entières avec des systèmes CAO externes, sans perdre ces précieuses données de projet. Les pièces sont programmées à l'aide de véritables courbes ou surfaces, au lieu de segments tessellés ou divisés, comme c'est le cas avec bien d'autres logiciels. Le logiciel CENIT réduit le temps de programmation en utilisant des stratégies automatisées de recherche de cordons de soudure et d'orientation de l'angle de la torche, évitant ainsi une programmation fastidieuse point par point. Le résultat est un programme fluide et compact, avec un nombre minimal de points, qui est plus facile à utiliser.

"Dans FASTSUITE, il existe des fonctions de géométrie de processus où vous pouvez cliquer sur le joint de soudure et cela génère automatiquement tous vos points", explique Joseph Koirtyohann, ingénieur en simulation chez Melton Machine. "En quelques clics, vous pouvez générer un parcours d'outil complet, puis ajuster votre angle de torche, vos angles d'outil et d'autres paramètres. Cela réduit le temps de programmation d'un tiers."

"Notre temps de mise en service a été considérablement réduit", ajoute Archer. "L'utilisation de FASTSUITE nous a permis de réduire le temps d'exécution du projet de six semaines".

Objectifs & Défis

Même avec une planification bien établie, des problèmes dans la chaîne d'approvisionnement peuvent venir contrecarrer les plans. Récemment, l'intégrateur a eu un problème avec un projet de manutention qui avait déjà été conçu pour une certaine marque de robot. Le fabricant a déclaré qu'il ne serait pas en mesure de livrer le robot dans les délais prévus. Le nouveau délai de livraison serait alors de 36 semaines !

Selon M. Archer, ce retard de livraison aurait pu réduire à néant le projet de son client. Melton Machine a donc dû choisir une autre marque de robot avec un délai de livraison plus court. Normalement, ce type de modification a simuler avec le logiciel d'origine du fabricant de robots nécessiterait beaucoup de temps et d'efforts pour la reprogrammation. Mais le logiciel FASTSUITE est agnostique par rapport à la marque du robot et cela facilité grandement le remplacement.

"Si nous faisons la simulation dans FASTSUITE et qu'ensuite le client nous spécifie un robot différent ou que nous devons le remplacer en raison d'un problème de chaîne d'approvisionnement, nous devrons tout de même reprogrammer, mais tous les éléments essentiels sont déjà en place", explique M. Archer. "L'avantage est que, quel que soit le robot que vous choisissez, toutes les limites sont déjà configurées, de sorte que les études d'accessibilité du robot et d'autres paramètres sont déjà gérés. Il est plus rapide et moins coûteux de changer le robot si nous l'avons fait avec de FASTSUITE."

Résultats

Le logiciel FASTSUITE offre une vaste bibliothèque de plus de 800 bras de robots de tous les grands fabricants. Les études d'accessibilité, les limites d'axes, etc. sont effectuées par le logiciel CENIT indépendamment de la marque du robot. Et ce, quel que soit le processus, qu'il s'agisse de la manipulation de matériaux, du soudage, de l'enlèvement de matériaux ou du montage. Grâce au logiciel indépendant de la marque de CENIT, Melton Machine a pu sélectionner un autre robot pour remplacer le précédent et l'insérer dans la simulation existante.

"Nous avons été en mesure de nous procurer le nouveau robot en huit semaines et de le livrer rapidement", explique M.Archer. "Le projet de notre client était à nouveau sur les rails !"

Le fait de pouvoir simuler les mouvements du robot et sa coordination avec des positionneurs de pièces dynamiques, des axes externes et des dispositifs de fixation sophistiqués offre aux ingénieurs de Melton Machine la certitude qu'ils peuvent montrer aux clients ce qu'ils vont obtenir dans la réalité. Ils peuvent ainsi fournir une solution solide. Une cellule typique se compose d'au moins deux robots à six axes chacun, plus un positionneur de pièces qui ajoute un axe supplémentaire, pour un total de 13 axes de mouvement. Le logiciel FASTSUITE offre une simulation précise du processus en 3D, y compris la détection et la prévention des collisions, les limites d'axe et la surveillance des singularités, ce qui permet à Melton Machine d'économiser du temps et des coûts de reprise.

"Nous avons effectué nos propres calculs de rentabilité en interne", explique Archer. "Nous avons regardé combien de temps il fallait pour mettre un robot en service. Depuis le jour où il arrive chez nous jusqu'au moment où nous sommes prêts à souder des pièces, et comment une simulation et une programmation hors ligne peuvent réduire ce délai. Être capable de trouver tous les problèmes d'interférence dès le début de la phase de conception permet d'économiser un temps et des efforts incroyables et évite de devoir apporter des modifications ultérieures. Il se peut que quelque chose soit à côté d'un demi-centimètre. Mais si on ne le sait pas à l'avance et si l'on doit faire des modifications par la suite, cela coûte très cher.

Melton Machine & Control Company

est un leader reconnu dans le domaine des systèmes automatisés de soudage à l'arc. Avec plus de 50 ans d'expérience dans la conception et la fabrication d'équipements et de dispositifs de qualité supérieure, l'intégrateur de systèmes bénéficie de la confiance de ses partenaires dans le monde entier pour développer des solutions précises et efficaces pour l'automatisation des usines.

Challenges principaux 

  • Besoin d'un logiciel de simulation fiable et facile à utiliser pour permettre aux clients de l'intégrateur de visualiser les concepts de dispositifs et de systèmes de soudage à l'arc complexes.
  • Disposer d'une plate-forme logicielle de simulation et de programmation hors ligne (PHL) capable de gérer entièrement le mouvement coordonné de cellules multi-robots, de positionneurs de pièces et d'axes externes.
  • La pénurie de la chaîne d'approvisionnement a entraîné un retard potentiel du projet, ce qui a suscité le désir d'un logiciel de simulation permettant de changer facilement de marque de robot en fonction de l'évolution des besoins clients.

Clés du succès

  • FASTSUITE fournit une simulation précise du processus en 3D, y compris la détection des collisions, les limites d'axes et la surveillance des singularités.
  • Pilotage complet des cellules multi-robots et des positionneurs dynamiques de pièces.
  • Le logiciel est compatible avec toutes les marques et propose une bibliothèque complète de robots, de machines-outils, de technologies et de procédés, et de connecteurs de commande pour les contrôleurs de robot/API natifs, ce qui permet aux utilisateurs d'effectuer toutes les activités d'un projet d'intégration typique et de remplacer un robot par un autre en fonction de l'évolution des besoins ou des pénuries de la chaîne d'approvisionnement.

Résultats

  • Le logiciel FASTSUITE Edition 2 a été rentabilisé dès les premiers déploiements de l'intégrateur en simulant avec précision les interactions du robot avec d'autres équipements automatisés - dès le début des projets - et en éliminant les reprises coûteuses d'outillage et d'agencements.
  • Le logiciel est couramment utilisé pour simuler et programmer des cellules complexes avec deux robots ou plus (appelés "équipes de robots") synchronisés avec des positionneurs de pièces dynamiques et des axes externes, coordonnant souvent 13 axes de mouvement ou plus.
  • Lors d'une crise de la chaîne d'approvisionnement, la possibilité de remplacer une marque de robot par une autre a permis de réduire le délai d'exécution de 36 semaines à 8 semaines et de maintenir le projet sur les rails et d'honorer les promesse de livraison.
Contact:

Denis Danchine, Senior Account Manager - Linkedin

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