Auteur: Karl D’haveloose

Cobots, IA et vision par ordinateur se retrouvent également dans le domaine du soudage. Mais est-ce que cela signifie pour autant que la carrière du soudeur talentueux sera mise à mal ? Ou est-ce que le soudage deviendra une activité quelque peu plus passionnante pour le touche-à-tout chevronné ? Voilà des questions que même un simple journaliste, moi y compris, est en droit de se poser aujourd'hui.

Nous allons donc nous pencher un instant sur ce sujet, en nous inspirant d'une interview que j'ai récemment lue, accordée par une association américaine de fournisseurs de robots (American Welding Society, que nous abrègerons ci-après par son acronyme AWS), et à laquelle j'accorde naturellement tout le crédit qui lui revient. Dans les grandes lignes, il en ressort que, lorsqu'ils sont équipés des caméras, des pinces et des logiciels appropriés, les cobots peuvent rendre les opérations de soudage bien plus stimulantes.

Mais avant d'aller plus loin, il faut que nous fassions un bref tour d'horizon de ce qui s'est passé aux États-Unis. Il y a à peine deux ans, certains soudeurs se montraient encore franchement hostiles, voire carrément agressifs, à l'égard des fournisseurs de systèmes d'automatisation. Ils pensaient que, comme cela s'était produit dans le secteur de la construction automobile dans les années 1980, les robots allaient les remplacer dans leur travail. D'après ce qu'on peut lire sur le site WeldingWorkforceData.com de l'AWS, 82.500 postes devront être pourvus chaque année sur le continent américain. La technologie peut donc clairement modifier la nature de votre emploi spécifique – un point sur lequel je reviendrai plus loin –, mais l'autre certitude que l'on peut avoir, c'est qu'il y aura toujours des postes à pourvoir dans le secteur du soudage.

Qu'est-ce qui a changé depuis lors ?

AWS : L'automatisation est exponentiellement plus simple et plus accessible aux ateliers qu'elle ne l'a jamais été. Et c'est encore plus vrai depuis les toutes dernières avancées réalisées dans le domaine de la cobotique. L'accent est aujourd'hui largement placé sur la simplification de l'expérience d'intégration des cobots ainsi que sur l'amélioration de l'expérience des opérateurs de cobots, qui est rendue possible grâce à des interfaces intuitives. En conséquence, un soudeur peut désormais utiliser plusieurs machines, ce qui augmente le taux d'utilisation des machines et réduit les temps de changement d'outils nécessaires à la fabrication de différentes pièces. Ces facteurs permettent aux ateliers de fabriquer un plus grand nombre de pièces par machine, en effectuant des cycles de nuit ou en ayant recours à la fabrication dans le noir, améliorant ainsi la compétitivité des ateliers et aidant les chefs d'entreprise à décrocher de nouvelles commandes. La question de savoir comment la combinaison de l'IA et de la robotique peut créer de la valeur pour les ateliers fait l'objet de nombreux débats – débats dans lesquels les systèmes de vision par ordinateur jouent un rôle essentiel.

Qu'est-ce qui a changé au niveau du soudeur lui-même ?

AWS : Deux facteurs doivent ici être pris en compte. Les soudeurs comprennent les opérations mécaniques et un cobot vous permet de saisir son bras, de le placer là où vous le souhaitez et d'appuyer sur un bouton pour définir un point sur une trajectoire de soudage. Ce type de programmation manuelle rend les cobots très accessibles, en particulier pour les jeunes qui ont toujours eu des téléphones portables entre les mains. Hirebotics, un fournisseur de cobots qui utilise nos robots, a même développé une application de programmation pour cobots qui tourne sur une tablette ou un smartphone. Quoi qu'il en soit, les jeunes croient en la technologie et sont donc plus réceptifs aux technologies qui améliorent et facilitent leur travail.

Quant aux soudeurs plus âgés, ils se rendent compte que les cobots leur permettent de prolonger leur carrière. Dans de nombreux cas, le soudage est une activité hautement exigeante sur le plan physique, ce qui oblige souvent les soudeurs à réorienter leur carrière après un certain temps. En devenant des opérateurs de cobots, ils peuvent continuer à souder ou même entrer dans une nouvelle phase de leur carrière, par exemple en dirigeant un groupe d'opérateurs de cobots. J'ai rencontré des travailleurs pourtant très virils mais qui ont été émus aux larmes lorsqu'ils ont réalisé que les cobots allaient leur permettre de prolonger leur carrière, ce qui signifiait qu'ils pourraient envoyer leurs enfants à l'université, rembourser le prêt de leur maison ou continuer à travailler jusqu'à l'âge de la pension.

Le soudage automatisé a la réputation de ne pas toujours effectuer la soudure correctement. Que se passe-t-il dans un tel cas ?

AWS : C'est vrai. On a d'ailleurs toujours plaisanté à ce propos en disant que, du fait qu'on ne peut pas souder de l'air, on obtient parfois des pièces difficilement utilisables. Mais certaines choses ont changé. Tout d'abord, les gens sont devenus plus intelligents dans le choix des opérations de soudage qu'ils automatisent. En gros, on sait aujourd'hui qu'il est plus intéressant d'automatiser les tâches faciles, répétitives et rébarbatives, et de réserver le savoir-faire des soudeurs expérimentés pour réaliser les opérations de soudage les plus complexes.

Ensuite, un plus grand nombre de personnes doivent comprendre qu'un cobot n'est qu'une partie de la solution ; la répétabilité nécessite en effet un investissement considérable dans l'outillage et les systèmes de fixation. Troisièmement, les intégrateurs sont de plus en plus efficaces dans l'évaluation des flux de travail réels. Le cas classique est celui de l'opérateur qui doit frapper une pièce avec un marteau pour la forcer à entrer dans un dispositif de fixation. Cela n'est documenté nulle part, et les intégrateurs doivent donc analyser l'ensemble du flux de travail. Enfin, les gens sont de plus en plus nombreux à faire preuve d'intelligence lorsqu'il s'agit d'équiper le robot de composants cohérents, par exemple en passant de processus moins répétables à la découpe au laser.

Les systèmes de suivi des joints de soudure par laser sont-ils une option intéressante pour les cobots ?

AWS : Pourquoi pas ? Il existe de nombreux fournisseurs de systèmes de suivi des joints de soudure par laser 2D spécialement conçus pour les cobots. Ceux-ci proposent différentes fonctions, dont les suivantes :

- La programmation par vision, grâce à laquelle le positionnement du chalumeau pendant la programmation est calculé par le capteur, ce qui réduit le besoin de compétences.

- Le repérage des joints de soudure : le capteur trouve les points de repère corrects du joint de soudure avant l'opération de soudage afin de compenser la déviation de la pièce.

- Le suivi des joints de soudure : la programmation de formes complexes est une tâche laborieuse. La solution de suivi des joints de soudure facilite l'apprentissage des points de départ et d'arrivée du joint de soudure. Le scanner numérise quatre points de la pièce et la place sur le plan. Le capteur calcule ensuite les séries de décalages de déplacement et de rotation et les intègre au programme d'origine.

- Le système de suivi des joints de soudure utilise généralement un câble Cat 6E pour se connecter à un switch PoE, puis un câble Ethernet jusqu'au cobot. Un plugin intègre principalement l'interface de programmation graphique, ce qui permet à tout intégrateur de se voir proposer de nouveaux écrans de programmation [conviviaux].

Quel impact les évolutions en matière d'intelligence artificielle et d'apprentissage automatique ont-elles sur les cobots ?

AWS : La façon dont l'IA et la robotique peuvent être combinées pour créer de la valeur pour les ateliers de soudage est aujourd'hui un sujet brûlant. À titre d'exemple, Universal Robots a développé des partenariats stratégiques avec NVIDIA (un des leaders mondiaux dans le domaine de l'IA), Siemens (en particulier pour SIMATIC Robot Pick AI, un logiciel de vision par ordinateur pré-entraîné basé sur l'apprentissage profond) et Zivid Labs (qui fabrique des caméras 3D pour l'industrie). Ainsi, les ateliers de soudage peuvent procéder à des opérations de picking impliquant une plus grande variété de pièces, et ce avec une fiabilité sans précédent.

Notez que nous parlons bien ici de 'collecte de pièces', qui constitue un atout que l'on sous-estime souvent lorsqu'il est question de cobots dans l'industrie du soudage. Pensez à tous ces opérateurs de machines de soudage par résistance qui ont pour tâche répétitive de récupérer deux pièces de métal dans un bac et de les présenter à la pince. Jusqu'à il y a peu, des opérateurs manuels étaient nécessaires car les systèmes de vision par ordinateur étaient incapables de détecter de manière fiable les pièces huileuses et réfléchissantes. Aujourd'hui, grâce à l'énorme puissance de calcul disponible, le système est capable de traiter des millions de points de données provenant du système de vision par ordinateur à mesure que le bras du robot s'approche de la pièce. Et si l'on ajoute l'IA à tout cela, il devient possible d'utiliser les cobots pour toute une série d'opérations qui, il n'y a pas si longtemps, étaient encore très difficiles à automatiser.

Note de la rédaction :

Les cobots sont conçus pour des tâches très variées et pour des volumes faibles à moyens, mais pour ceux qui font leurs premiers pas dans le domaine de l'automatisation, essayer de comprendre le fonctionnement de leur premier cobot tout seul peut s'avérer décourageant. La solution la plus évidente consiste donc à rencontrer des fournisseurs de systèmes d'automatisation dans le cadre de salons professionnels tels que Machineering 2025, qui se tiendra à Brussels Expo l'année prochaine, où vous pourrez rencontrer des personnes qui possèdent des dizaines d'années d'expérience dans le domaine de l'automatisation du soudage et nouer de précieux contacts avec des partenaires potentiels pour un projet d'automatisation de ce type.