INTERFACE HOMME MACHINE (IHM) ET SOUDAGE TIG ORBITAL

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1 INTERFACE HOMME MACHINE (IHM) ET SOUDAGE TIG ORBITAL Rédigé par Hans-Peter Mariner Le but de tout fabricant de machines et d'automates est de rendre l'utilisation de ses appareils suffisamment sûre et facile pour qu'ils soient adoptés par un maximum d utilisateurs. Autre défi à relever : que l utilisateur puisse devenir le plus rapidement possible autonome et indépendant avec un minimum de formation. Cela permet en effet de réduire les coûts et représente un véritable avantage économique aussi bien pour l exploitant que pour le fabricant. Cette brève introduction identifie clairement les enjeux qui président au développement d équipements de soudage orbital et mécanisé. Qu'est-ce qu'une interface Homme-machine (IHM)? À quoi ressemble-t-elle? À quelles exigences doit-elle répondre et quelles propriétés doit-elle posséder? Exemple d'interface Homme-machine «historique» Locomotive à vapeur TGV (Train à Grande Vitesse) Le spécialiste de l'intégration en soudage

2 Définition : Par interface Homme-machine (IHM), on désigne la partie d'une machine qui permet l'interaction avec l utilisateur. Pour être utilisable, l'interface doit être spécifiquement adaptée à ses besoins. L'interface Homme-machine (IHM) permet à l utilisateur de la machine, de connaître son état et au besoin d'intervenir dans le processus. Les informations sont mises à disposition par le biais d instruments, c'est-à-dire via le pupitre de commande doté de voyants, d afficheurs et de touches de commandes. Elles peuvent également être affichées grâce au logiciel à l'aide d'un système de visualisation qui s'affiche sur un écran. Citons en exemple l'interface conducteur/véhicule : Les pédales, le volant, le levier de vitesses, etc, font partie des organes de commande. Avec ses différents affichages, le tableau de bord fournit les informations sur l état du véhicule. L'ensemble est organisé de manière à être clair, ergonomique et aussi intuitif que possible. Pour diverses raisons, il est préférable de privilégier l'utilisation de symboles plutôt que des explications ou des libellés complexes. Ce type de système de visualisation se compose d'un PC muni d'un écran et d'un clavier ou encore d'un écran tactile. De nombreux systèmes nécessitent un système d'exploitation propre à l'ordinateur. Par contre il est préférable que le système puisse être mis en oeuvre sur n'importe quel PC du commerce. Divers objets d'écran et graphiques constituent une interface utilisateur qui restitue les fonctions et données enregistrées de la machine. L'IHM est couplée à la PLC par le biais d'un système de bus (MPI, Profibus, Ethernet).

3 Interface graphique pour l utilisation d une installation de soudage orbital Toujours en ce qui concerne la description générale de l'interface Homme-machine (IHM), les opérations sont exécutées par le biais de diverses interactions avec la machine, qui sont plus ou moins simples du point de vue de l utilisateur. Les principaux «mots-clés» et donc les caractéristiques ou expressions désignant la qualité de l'interface sont les suivants : Intuitive, intelligente, sans barrière de langue, minimaliste, adaptée à la tâche «Dispositifs évolutifs s'appuyant sur les notions d'ouverture» Outre une interface Homme-machine (IHM) graphique, l'électronique industrielle moderne offre bien d'autres possibilités afin de simplifier la vie de l'utilisateur ou de lui permettre de se concentrer sur les points importants sur lesquels la «machine» n'a pas d influence. Citons en exemple la configuration automatique de l équipement, autrement dit, la reconnaissance automatique de l'«outil» raccordé, tel que le type de la tête de soudage et ses paramètres sans saisie manuelle. Grâce à cela, l installation de soudage orbital et ses programmes de soudage utilisent la vitesse de soudage en valeurs absolues (mm ou inch/min) compréhensibles par tous et cela indépendamment de la mécanique de la tête de soudage en question.

4 Détection automatique de la tête de soudage Auto programmation : Il est déjà difficile de régler les 3 ou 4 paramètres de base (gaz de soudage, courant de soudage, vitesse de soudage, vitesse de fil) d une installation de soudage orbital en rapport avec la position de soudage de manière à obtenir une soudure régulière. Alors imaginez ce qu'il en est des 25 à 30 paramètres qui interviennent lorsque l'on souhaite utiliser toutes les combinaisons et possibilités offertes par une installation moderne avec courant de soudage pulsé, une vitesse de soudage et de fil pulsée, synchronisée avec le courant de soudage, etc Aussi, pas question d'imposer pareille tâche à l utilisateur. Grâce à une bibliothèque de programmes ou au calcul des paramètres de soudage, à ce que l'on appelle le «mode synergique» avec des paramètres préprogrammés en fonction de l application à réaliser, l'utilisation de l installation est un vrai «jeu d'enfants». Le fabricant de l installation se charge de l'optimisation des paramètres sur la base des soudures d'essai, avec différents diamètres, épaisseurs et charges de tubes et obtient ainsi les algorithmes qui en découlent.

5 Essais de soudage visant à déterminer de manière empirique un modèle mathématique qui permet d'évaluer les paramètres de soudage. Matériaux de base 304L et 316L La garantie d'une soudure reproductible : les paramètres électriques calculés ou sélectionnés dans une bibliothèque de programmes de soudage permettent d'obtenir les résultats de soudage reproductibles attendus uniquement lorsque les paramètres mécaniques correspondants ont été saisis et documentés de manière compréhensible pour chacun. Des paramètres mécaniques en tant que facteurs d'influence

6 Un programme de soudage, avec ses seuls paramètres électriques, n'est qu'un élément d un mode opératoire de soudage (MOS) qui en outre comprend tous les facteurs d influence, en particulier ceux que l'on appelle paramètres mécaniques. Paramètres mécaniques documentés par l installation pour le réglage de l électrode et du guide fil Paramètres mécaniques documentés par l installation pour la préparation des extrémités des pièces à souder

7 Résultat : Il suffit de saisir le diamètre du tube, l'épaisseur et la matière pour l installation propose pour chaque application non pas un simple programme de soudage, mais un mode opératoire de soudage complet, pour la tête de soudage raccordée. Saisie des critères de choix Prêt à souder en quelques secondes Résultat de la recherche : un ou plusieurs modes opératoires de soudage (MOS) répondant aux critères de sélection

8 L'optimisation du MOS et ses adaptations peuvent facilement être réalisés en fonction des différences de charges, des tolérances de fil et de gaz ou de la température ambiante par le biais de l'interface Homme-machine (IHM) graphique, soit directement pendant soit après la fin d une soudure de référence. Les modifications peuvent ensuite être enregistrées de manière durable dans la mémoire de l installation. Représentation graphique d'un programme de soudage avec possibilité de saisie directe Optimisation du MOS : Là encore, le concepteur et le fabricant proposent une aide sous la forme d'un menu expert avec «logigramm» qui permet une optimisation structurée et systématique du MOS.

9 Menu «expert» pour l'optimisation du MOS Une conception ouverte et communicante de l installation permet de transférer des MOS complets ou les valeurs réelles enregistrées par un port USB ou Ethernet vers un poste de commande central ou vers d'autres postes de travail mobiles. Pour conc lure, disons que l interface Homme-machine (MMS) est évolutive à volonté. L installation est intemporelle grâce au logiciel qui s'adapte aux nouveaux besoins. En vertu de ce principe d'ouverture, après la détection automatique de la tête de soudage, la création automatique du MOS, il ne reste plus qu'un petit pas pour la détection automatique des pièces à souder ((par exemple, par le biais d'un lecteur de codes à barres) et de la sélection automatique du MOS correspondant dans la mémoire de l'installation de soudage orbital. Les concepts d installations modernes doivent par conséquent déjà contenir des développements similaires pour ainsi anticiper les exigences techniques de demain. Photo «Locomotive à vapeur» : Marc Dufour, Montréal

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