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Comment résoudre votre problème d'assemblage hybride avec une application de cordon en pointillés

Les plus de 20 % d'économies de matériau ne sont que l'un des nombreux avantages du cordon en pointillés en comparaison à une application de cordons courants. Apprenez comment amener la productivité, la sécurité et la qualité de vos processus d'assemblage hybride à l'étape supérieure, tout en réduisant votre coût total de possession.

6 août 2019

Solutions de distribution Produits Outils et Solutions pour l'Industrie Solutions d'assemblage

Modèle d'erreur courant : sur les points de soudure, le matériau adhésif déborde. Ceci pourrait contaminer le bain KTL et entraîne des retouches et un gaspillage de matériau.

Débordements de l'adhésif sur les points de soudure

A l'heure de la conception légère et multi-matériaux, l'assemblage hybride est l'une des grandes tendances dans les ateliers de carrosserie automobile. Avec l'assemblage hybride, les adhésifs à haute résistance pour le collage structurel sont combinés avec d'autres technologies comme le soudage par points, la fixation par fluoperçage ou le rivetage auto-perçant. Ceci offre des avantages importants :



  • Une résistance structurelle et une rigidité supérieures qui améliorent les propriétés de conduite et la sécurité en cas d'accident
  • Une meilleure résistance à la corrosion du joint
  • En raison de l'adhésif à haute résistance, le nombre de points de soudure peut être réduit

Défis de l'assemblage hybride

Eclatement : si l'adhésif est détruit lors du processus de chauffage pendant le soudage par points, il peut éclater.

Eclatement : adhésif détruit au niveau des points de soudure

La combinaison de la distribution d'adhésif et d'autres techniques d'assemblage pose de nombreux défis. Au niveau des points de soudure ou de rivetage, le matériau adhésif peut déborder. Cela conduit à un gaspillage de matériau et à des retouches. Lorsqu'il est utilisé avec le soudage par points, l'adhésif est détruit par la chaleur émanant du processus de soudage, ce qui peut conduire à une émission de fumées toxiques. De plus, un courant de soudage plus élevé est nécessaire et le système a besoin de plus de temps pour souder. Les modèles d'erreur courants sont : 



  • Débordement : au niveau des points de soudure ou de rivetage, le matériau adhésif déborde. Ceci pourrait contaminer le bain KTL et entraîne des retouches et un gaspillage de matériau.
  • Eclatement : si l'adhésif est détruit lors du processus de chauffage pendant le soudage par points, il peut éclater. Cela peut entraîner de la corrosion et des joints faibles.

Application de solution aux problèmes de cordon en pointillés

L'application de cordon en pointillés génère des interstices dans la zone du cercle de combustion au niveau des points de soudure.

L'application de cordon en pointillés génère des interstices dans la zone du cercle de combustion au niveau des points de soudure.

Atlas Copco propose un modèle d'application spécialement conçu pour l'assemblage hybride pour relever ces défis. Ce que l'on appelle « cordon en pointillés » est une application interrompue avec des interstices de matière définis au niveau des zones de soudure qui offre de nombreux avantages :



  • Une économie de matériau et de coût
  • Une application précise qui évite les retouches causées par le débordement du matériau au niveau des points de soudure
  • Pas de fumées toxiques lorsqu'il est utilisé avec le soudage par points ; les systèmes d'extraction d'air ne sont plus nécessaires 
  • Moins d'adhésif signifie moins de poids, donc moins d'émissions de CO2

Jusqu'à 22 % d'économies de matériau possible avec une solution de cordon en pointillés

Economies de matériau avec le cordon en pointillés

Economies de matériau avec le cordon en pointillés

Le potentiel d'économies de matériau est énorme. Par exemple, en utilisant le calcul pour une application type de panneau latéral qui a 54 points de soudure à l'entrée de la porte avant et 44 points de soudure à l'entrée de la porte arrière pour un total de 98 points de soudure. Lorsque vous appliquez un cordon continu courant de 3 mm de diamètre, le volume de matériau appliqué est de 38 cm3 au total.

Lorsque vous appliquez un cordon en pointillés en laissant un interstice de 12 mm, vous économisez jusqu'à 0,0848 cm3 de matériau par point de soudure. Avec 98 points de soudure, vous économisez 8,3 cm3 par panneau latéral, soit une économie de matériau de 22 %.

Economies potentielles - application de cordon en pointillés

Exemple de calcul  
Diamètre du cordon 3 mm
Interstice de l'adhésif 12 mm
Economies de matériau par point : 0,15 cm x 0,15 cm x 3,14 x 1,2 cm = 0,0848 cm3
Economies de matériau par panneau latéral (98 points de soudure) : 98 x 0,0848 cm3 = 8,3 cm3
Economies de matériau par carrosserie : 2 x 8,3 cm3 = 16,6 cm3
Economies de matériau par jour (1 000 carrosseries) :  16,6 cm3 x 1,355 g/cm3 = 22,5 kg 
Economie des coûts par jour : 22,5 kg x 14 €/kg = 315 € (panneaux latéraux uniquement)
Economie des coûts par an : 315 € x 225 = env. 70,875 € (panneaux latéraux uniquement)

Défis du processus d'application de cordon en pointillés : vitesse et flexibilité du robot

Relation entre le temps de commutation et la vitesse du robot dans les applications de cordon en pointillés

Relation entre le temps de commutation et la vitesse du robot dans les applications de cordon en pointillés

Les avantages du cordon en pointillés dans l'assemblage hybride sont exceptionnels par rapport aux applications de cordon courant en continu. Néanmoins, il existe des défis importants dans le processus d'application concernant la vitesse du robot et la flexibilité de l'application. Les lignes de production à haut volume exigent des vitesses de robot allant jusqu'à 500 mm/s et plus. Dans le même temps, les géométries des voitures deviennent plus complexes. Les dimensions de cordon et d'interstices doivent être définies librement et doivent être appliquées avec précision et fiabilité sur la pièce automobile. Mais les temps de commutation entre le robot, le système de contrôle et l'applicateur retardent la réaction de l'aiguille de la valve qui ouvre et ferme le gicleur. C'est là que les systèmes d'application courants atteignent leurs limites.


Exemple : temps de commutation nécessaire à une vitesse du robot de 350 mm/s :



  • 34,2 ms à 12 mm d'application ou d'interstice
  • 28,5 ms à 10 mm d'application ou d'interstice
  • 22,8 ms à 8 mm d'application ou d'interstice

Enseignement par commande du robot

Dans de nombreux systèmes de distribution industrielle, le cordon en pointillés doit être programmé par l'intermédiaire de la commande du robot en entrant manuellement la longueur du cordon et de l'interstice. Le temps de commutation doit être adapté à la vitesse du robot. Dans le cas contraire, la longueur du cordon et les interstices ne sont pas équivalents à la spécification en mm. Cela exige un gros effort de programmation, ce qui se traduit par des coûts plus élevés.


Concrétisation via le système de contrôle

Les systèmes modernes de distribution d'adhésifs industriels de la gamme de produits SCA d'Atlas Copco offrent un logiciel spécial pour les applications de cordon en pointillés. Les longueurs de cordon et d'interstice peuvent être saisies directement dans le système de contrôle de l'application. La commande du robot ne démarre l'application qu'avec le signal « applicateur ouvert ». Le contrôleur déclenche la valve de manière autonome en fonction des longueurs du cordon, de l'interstice et de la vitesse du robot. Le retour d'informations s'effectue via un capteur de position et est inclus dans le calcul. Le contrôleur du robot n'a qu'à contrôler la vitesse d'application, le signal de départ et la trajectoire du robot. Tous les autres signaux pour l'applicateur sont traités au sein de la commande d'application.


Avantages des logiciels de programmation :



  • Détermination automatisée des temps de commutation
  • Déclenchement exact de la valve d'application
  • Excellente flexibilité : jusqu'à 128 séquences (cordon et interstice) sont possibles dans le cadre d'un seul programme
  • Faible effort de programmation et faible risque de défaillance de l'opérateur

Exemple de cas : cordon en pointillés à grande vitesse

Application pneumatique de cordon en pointillés à grande vitesse pour matériaux chauffés et non chauffés.

Application pneumatique de cordon en pointillés à grande vitesse pour matériaux chauffés et non chauffés.

Un constructeur automobile asiatique a décidé de combiner l'adhésif à haute résistance avec le soudage par points dans le cadre intérieur, le châssis, le tunnel central, le tableau de bord et le passage de roue d'une nouvelle plate-forme de voiture. L'objectif était d'améliorer la rigidité, la résistance aux chocs et l'expérience de conduite globale. L'enquête interne a montré que le comportement de conduite de la voiture s'est sensiblement amélioré en utilisant jusqu'à 50 mètres d'adhésif dans le dessous de caisse. Le cordon en pointillés s'est avéré être le modèle d'application le mieux adapté à ce défi d'assemblage. Il permet une distribution généralisée entre les points de soudure au niveau du dessous de caisse sans dépasser les 70 mètres optimaux. L'exigence de l'équipementier était une vitesse de robot d'au moins 500 mm/s, sans compromettre la qualité de l'application et la fiabilité du processus.

Pour ce client, Atlas Copco a mis au point un applicateur spécial pour assurer la fiabilité du processus à haute vitesse conforme aux spécifications du client. La solution est un applicateur pneumatique avec un cylindre à double action et des valves d'air à commutation extrêmement rapides. Pour accélérer la course de l'aiguille, Atlas Copco a remanié et élargi les ouvertures de la valve. L'air peut s'échapper plus rapidement à l'ouverture et à la fermeture du gicleur. Aujourd'hui, l'équipementier asiatique exploite plus de 100 systèmes Atlas Copco dans sa chaîne de production de carrosserie et travaille déjà avec Atlas Copco pour accroître la vitesse du robot.

Résumé : pourquoi devriez-vous investir dans une solution de cordon en pointillés

Le cordon en pointillés est une véritable solution aux problèmes d'assemblage hybride, en particulier lorsqu'il est combiné avec le soudage par points. Avec des économies de matériau allant jusqu'à 20 %, d'importantes économies de coûts peuvent être obtenues, ainsi que de nombreux autres avantages qui stimulent la productivité, la sécurité et la qualité tout en réduisant votre coût total de possession. Mais la vitesse du robot peut être un défi dans le processus d'application. Compte tenu des exigences strictes de l'industrie, de nombreux systèmes de distribution courants atteignent leurs limites. Atlas Copco a développé un applicateur spécial à haut débit qui permet d'obtenir des vitesses de robot fiables de 500 mm/s et plus. En même temps, le logiciel dédié réduit les efforts de programmation.

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