Qu'est-ce qu'un cobot de soudage ?

Le soudage robotisé n’est plus réservé aux grandes lignes de production. Grâce aux cobots – robots collaboratifs – il devient possible d’automatiser des opérations complexes, sans investissements lourds ni reconfiguration d’atelier. Précis, flexibles et faciles à programmer, ces outils apportent une réponse directe à quatre enjeux majeurs : pénurie de main-d’œuvre, exigences qualité, pression sur les coûts et recherche d’agilité.

Cet article complet vous donne toutes les clés pour comprendre les apports des cobots de soudage, les critères de choix techniques, les cas d’usage pertinents et les leviers économiques associés. Il s’adresse aux responsables industriels, chefs d’atelier, soudeurs expérimentés ou décideurs techniques qui souhaitent passer à l’action en intégrant un outil réellement au service de leur production. Objectif : vous présenter pourquoi le cobot DEMMELER by Supratec Enomax est conçu pour répondre à vos attentes et interrogations.

Définition et contexte

Qu'est-ce qu'un cobot ?

Un cobot de soudage est un robot collaboratif conçu pour automatiser des opérations de soudure tout en interagissant en toute sécurité avec des opérateurs humains. Contrairement aux cellules robotisées traditionnelles, il n’est pas confiné dans une cage. Il s’intègre directement dans l’atelier, au cœur de la production, et travaille main dans la main avec les opérateurs.

Dans un contexte de tension sur les compétences, de hausse des exigences qualité et de recherche de productivité, le cobot offre une alternative concrète aux soudures manuelles répétitives. Il permet d’automatiser sans complexifier, de standardiser sans rigidifier, et de soulager les équipes en place face à la tension sur les profils qualifiés.

Cobots de soudage vs robots industriels classiques

Les cobots sont conçus pour la collaboration en temps réel avec l’opérateur. Leur structure légère, leurs capteurs de couple intégrés et leur vitesse contrôlée réduisent drastiquement les risques d’accident. Résultat : ils peuvent fonctionner sans barrière physique dans des environnements partagés, tout en respectant les normes ISO/TS 15066.

Là où un robot traditionnel exige de lourds investissements en génie civil, un cobot de soudage peut être installé sur un chariot mobile ou une table de bridage 3D modulaire. Il s'adapte à des environnements contraints, et accepte des changements fréquents de pièces ou de géométries. Il offre une précision comprise entre ±0,05 mm et ±0,1 mm selon configuration, tout en restant simple à déplacer et à reprogrammer.

Quelles sont les soudures compatibles ?

MIG-MAG et arc pulsé

Les cobots sont fréquemment utilisés pour le soudage MIG-MAG, notamment en arc pulsé. Ce procédé, stable et rapide, permet de garantir une excellente pénétration du cordon tout en limitant les projections. Il convient particulièrement aux pièces acier de moyenne épaisseur dans l’automobile ou la mécanique industrielle.

Caractéristiques techniques des cobots de soudage

Capacités mécaniques et performance

Portée, charge utile et enveloppe de travail

Un cobot de soudage moderne offre une portée de bras allant jusqu’à 1 249 mm selon le modèle, avec une charge utile adaptée aux opérations standards de soudage à l’arc. Cela suffit pour traiter des pièces de taille intermédiaire sur table ou en cellule. L’enveloppe de travail dépend de l’architecture choisie – bras suspendu, rail linéaire, table rotative – mais reste optimisée pour une intégration en espace restreint.

La cellule WeldSpace 4.0® de DEMMELER, par exemple, permet de couvrir jusqu’à quatre zones de travail avec changement rapide entre les pièces. Le système est pensé pour le travail séquentiel ou simultané avec une productivité constante, que ce soit sur des unités ou de petites séries.

Conçue comme une unité de production, la cellule intègre un cobot fixé au-dessus de la zone de travail. Cette configuration lui offre un rayon d’action de 360°, garantissant une grande flexibilité. La conception des différentes zones de travail inclut l’ensemble des dispositifs nécessaires à la sécurisation du cobot, permettant ainsi de disposer d’une unité de production sécurisée tout en optimisant l’espace.

Répétabilité et qualité de cordon

La répétabilité d’un cobot est généralement de l’ordre de ±0,05 mm à ±0,1 mm. Cette précision garantit une constance dans le positionnement de la torche, facteur déterminant pour la qualité du cordon. En intégrant une base rigide (comme une table de bridage 3D) et un outillage adapté, on obtient une soudure reproductible, sans dérive dans le temps.

Interface et programmation

Enseignement manuel (« hand-guiding »)

Le pilotage d’un cobot de soudage ne requiert pas de compétences en programmation robotique. Grâce à la fonction Free-Drive, l’opérateur peut guider le bras manuellement et mémoriser les points de passage. Ce mode d’enseignement est particulièrement adapté en phase de prototypage ou pour des séries courtes à géométrie variable.

Certaines interfaces permettent un enregistrement intuitif des points de passage, souvent à l’aide de commandes simplifiées et accessibles sans codage. Cela réduit le temps de prise en main et diminue fortement le coût d’implémentation pour l’entreprise.

Logiciels de simulation hors-ligne

Pour les environnements plus exigeants, il est possible de préparer les programmes en simulation hors-ligne. Certains logiciels permettent d’importer les fichiers CAO, de simuler les trajectoires et d’optimiser l’ordre des soudures sans mobiliser le cobot. Une fois validé, le programme est injecté directement dans l’interface utilisateur.

Sur le WeldSpace 4.0®, cette logique est poussée à l’extrême avec une interface tactile intuitive, un guidage pas-à-pas, et une logique de « no code » pensée pour les opérateurs terrain, pas pour les automaticiens.

Sécurité et conformité

Normes ISO/TS 15066 & EN 60204-1 applicables

Un cobot de soudage doit répondre à des normes strictes de sécurité, en particulier l’ISO/TS 15066 (sécurité des robots collaboratifs) et l’EN 60204-1 (sécurité des équipements industriels). Ces normes imposent des limites de vitesse, de force de contact, ainsi que des dispositifs de détection d’obstacles ou de présence humaine.

Les intégrateurs sérieux s’appuient sur des analyses de risques détaillées et sur une conception de cellule orientée sûreté de fonctionnement : cloisons de protection fermées, torche avec détection de collision, armoire verrouillable, etc.

Capteurs de couple, scanners et zones collaboratives

Les cobots embarquent des capteurs de force et de couple dans chaque articulation. En cas de contact avec un opérateur ou un obstacle, le système s’arrête immédiatement. Cette sécurité passive est renforcée par des scanners laser ou des capteurs de présence qui créent des « zones de ralentissement » ou de mise en pause automatique.

En mode collaboratif, le cobot peut ainsi travailler à côté d’un opérateur chargé de positionner les pièces ou de vérifier la qualité du cordon, sans risque et sans barrière physique.

Applications industrielles des cobots de soudage

Secteurs utilisateurs

Automobile : châssis, sous-ensembles tôlerie

Dans l’automobile, le cobot de soudage trouve sa place sur les lignes de production de sous-ensembles métalliques comme des pièces de tôlerie structurelles ou des sous-ensembles métalliques courants dans les lignes de montage automobile. Il intervient en complément du soudage manuel sur les pièces à moyenne complexité. Sa flexibilité permet d’absorber les variations de géométrie et les changements de référence sans reconfigurer toute la cellule.

Grâce à une disponibilité 24h/24, le cobot peut également couvrir les postes à faible valeur ajoutée que les soudeurs expérimentés ne souhaitent plus occuper, tout en garantissant une qualité constante et traçable.

Métallurgie & chaudronnerie : petites séries

Dans les PME de chaudronnerie ou de mécano-soudure, les cobots assurent une exécution constante sur des pièces variées – traverses, châssis, bâtis. Ils garantissent une qualité stable, quel que soit l’opérateur, tout en améliorant la rentabilité sur les petites séries.

Un exemple concret : un fabricant de portails industriels peut programmer une nouvelle traverse, lancer la série de 12 pièces, puis passer en quelques minutes à une autre configuration sans interrompre son flux de production.

Aéronautique, ferroviaire & énergie

Dans les secteurs critiques comme l’aéronautique ou le ferroviaire, les cobots de soudage sont utilisés pour les pièces structurelles ou les composants soumis à certification (supports de capteurs, fixations, bras articulés…). Leur précision de trajectoire et régularité d’exécution sont essentielles pour garantir la conformité aux exigences qualité.

Dans le secteur de l’énergie, ils interviennent aussi sur des structures métalliques. Leur capacité à enchaîner les cycles sans fatigue humaine constitue un avantage décisif.

Cas d’usage et retours d’expérience

Réduction des reprises et non-conformités

Dans la pratique, l’intégration d’un cobot de soudage permet de réduire significativement les reprises liées à des soudures incomplètes, mal alignées ou hors tolérances. La qualité du cordon étant reproductible à chaque cycle, les écarts sont éliminés à la source.

Des retours d’expérience indiquent une nette baisse des non-conformités grâce à la répétabilité du processus sur les lignes concernées, avec une meilleure acceptation client et une diminution des litiges qualité.

Amélioration du taux de rendement synthétique (TRS)

L'automatisation partielle du soudage contribue à améliorer le TRS des cellules. Moins d’arrêts, moins de pertes de cadence, moins de temps morts : le cobot peut enchaîner les opérations sans pause, avec une détection automatique des pièces et une transition rapide d’une série à l’autre.

En combinant un outillage adapté (table de bridage modulaire, étau automatisé…) et un système de double zone de travail, certains utilisateurs observent des gains de productivité très significatifs par rapport au soudage manuel, à effectif constant.

Avantages des cobots de soudage

Productivité et cadence

Réduction des temps de cycle

Le principal levier de performance d’un cobot de soudage réside dans sa capacité à réduire drastiquement les temps de cycle. Pas de pause, pas d’hésitation, pas de variation d’un opérateur à l’autre. Chaque cycle est identique, chaque cordon est exécuté à vitesse optimale, sans interruption inutile.

Disponibilité 24 h/24 et limitation des temps morts

Un cobot n’a pas besoin de pause. Il peut enchaîner plusieurs séries en dehors des horaires de journée ou en horaire décalé. L’ajout d’un second poste de travail (comme sur la cellule DEMMELER à deux zones) permet de charger et décharger les pièces en temps masqué, sans jamais arrêter le cycle de soudage. Le taux d’occupation grimpe, la cadence suit.

Qualité et répétabilité

Cordons homogènes, réduction des défauts

Grâce à sa précision de trajectoire, le cobot garantit des cordons de soudure parfaitement réguliers, sans reprise ni retouche. Chaque cycle est identique au précédent, ce qui fiabilise l’ensemble de la production.

Traçabilité et contrôle qualité automatisé

Chaque soudure peut être tracée avec précision : opérateur, paramètres, date, référence pièce. Dans les secteurs normés, cette traçabilité est un atout clé pour les audits qualité. Certains systèmes vont plus loin en intégrant un contrôle embarqué du cordon à la fin du cycle.

Coûts et retour sur investissement

Comparaison CAPEX / OPEX vs soudage manuel

Un poste de soudure manuel implique des coûts variables élevés : salaires, absences, rebuts, consommables… Un cobot représente un investissement initial (CAPEX), mais ses coûts de fonctionnement sont stables et faibles (OPEX). Un retour sur investissement rapide est généralement constaté, selon le taux d’utilisation.

À noter que certaines machines comme la WeldSpace 4.0 peuvent être mutualisées sur plusieurs lignes ou produits, ce qui réduit encore le seuil de rentabilité.

Subventions, aides fiscales et amortissement

L’intégration d’un cobot de soudage entre dans le cadre des dispositifs de soutien à l’industrie : Plan France Relance, subventions régionales, amortissement accéléré… Ces aides peuvent couvrir une part significative du coût d’acquisition, selon les dispositifs et le territoire. Des montants élevés sont envisageables avec un dossier solide.

Des intégrateurs spécialisés accompagnent généralement leurs clients dans ces démarches, preuve que l’aspect financier n’est plus un frein à l’automatisation.

Sécurité et pénurie de main-d’œuvre

Réduction des TMS et exposition aux fumées

Le soudage manuel expose les opérateurs à des troubles musculo-squelettiques (TMS), à la chaleur, aux UV et aux fumées métalliques. En confiant ces tâches répétitives au cobot, on préserve la santé des soudeurs, on diminue les arrêts maladie et on améliore les conditions de travail au poste.

Valorisation des compétences opérateurs

Le cobot permet au soudeur de se concentrer sur des tâches à plus forte valeur ajoutée. Il devient pilote de cellule, gagne en autonomie, et développe de nouvelles compétences. Cette montée en responsabilité favorise l’engagement et la fidélisation des équipes.

Choisir et intégrer un cobot de soudage

Analyse des besoins et cahier des charges

Typologie de pièces, volume et cadence

Avant toute chose, il est essentiel de définir précisément le périmètre d’utilisation du cobot de soudage. Quels types de pièces sont concernés ? Quelle est leur taille, leur géométrie, leur matière ? S’agit-il de petites séries à forte variabilité ou de répétitions constantes d’un même assemblage ?

Un cobot est particulièrement adapté aux volumes faibles à moyens avec une variabilité modérée. Il excelle dans les cadences intermédiaires typiques des PME industrielles, entre petites séries et répétitions fréquentes, là où une cellule robotisée serait trop rigide et un poste manuel peu rentable.

Contraintes d’atelier, périphériques et ergonomie

Avant d’intégrer un cobot, il faut analyser l’environnement de l’atelier : espace disponible, circulation des pièces, qualité de l’éclairage, système d’extraction, alimentation électrique.

Il faut également anticiper les périphériques nécessaires : extracteur de fumées, torche refroidie, étaux pneumatiques, etc. L’ergonomie du poste de travail et la sécurité des déplacements sont des points clés de réussite du projet. Le cobot WeldSpace 4.0 de DEMMELER répond à cela en intégrant l’ensemble des points au sein de son unité, ce qui lui permet d’être une solution complète et offrant un encombrement minimal.

Évaluation technique et financière

Portée, charge utile, compatibilité procédés

Le choix du cobot doit être aligné avec la charge des pièces à souder, leur portée et les procédés envisagés. MIG, TIG : tous les cobots ne sont pas compatibles avec l’ensemble des technologies. Il est donc crucial de valider les couples « générateur–torche–cobot » en fonction des exigences techniques (épaisseur, position de soudure, taux de dépôt).

Dans certains cas, un manipulateur deux axes peut être nécessaire pour orienter la pièce pendant la soudure. Cela augmente la flexibilité et permet de gagner en accessibilité sans reconfigurer la trajectoire. Cette option est disponible au sein du WeldSpace. Il s’agit d’un manipulateur deux axes équipé d’un moteur électrique, offrant une précision répondant aux exigences les plus élevées.

Budget global : acquisition, installation, maintenance

Le coût d’un projet cobot ne se limite pas à la cellule en elle-même. Il faut y intégrer : l’étude d’implantation, la fourniture des périphériques, la mise en service, la formation, la maintenance et le SAV. Chez Supratec Enomax, nous parlons d'unité de production car le Cobot DEMMELER prend en compte l'ensemble de l'environnement. Il s'agit d'une unité de production complète, sans coûts cachés ni options additionnelles à prévoir pour la sécurité ou le fonctionnement du projet.

En contrepartie, les économies réalisées sur les rebuts, les pertes de temps machine et l’optimisation des équipes existantes permettent un amortissement rapide, surtout avec les aides disponibles à l’investissement productif.

Formation et compétences

Parcours opérateur : prise en main et optimisation

Un bon projet cobot repose sur des opérateurs bien formés. La phase d’appropriation est rapide grâce à des interfaces simplifiées et des modes d’apprentissage intuitifs, mais elle nécessite un accompagnement initial sérieux. L’opérateur doit savoir régler les paramètres de soudage, ajuster la trajectoire, identifier les dérives et optimiser les séquences.

Des parcours modulaires sont proposés par les intégrateurs ou les constructeurs, généralement sur 2 à 5 jours, avec possibilité d’extension en maintenance ou conduite de projet.

Certification soudure & sécurité collaborative

Dans certains cas (aéronautique, ferroviaire…), une qualification du process cobotisé est exigée. Des certifications adaptées au procédé et à la sécurité collaborative peuvent être exigées. Ces certifications sont un gage de sérieux et permettent d’intégrer le cobot dans une chaîne qualité sans rupture documentaire.

À noter que certains constructeurs comme DEMMELER proposent un package clé en main incluant cellule, formation, documentation CE et accompagnement technique.

Notre unité de production COBOT WeldSpace 4.0 de DEMMELER

Présentation

Cellule modulaire et table de bridage 3D

Le WeldSpace 4.0® de DEMMELER est une cellule de soudage collaborative prête à l’emploi, conçue pour les applications industrielles exigeantes. Elle repose sur une structure modulaire intégrant une table de bridage 3D haute précision, permettant un positionnement rapide des pièces à souder. Le système accepte une grande variété de composants et s’adapte aussi bien aux pièces unitaires qu’aux petites séries répétitives.

Son architecture permet une mise en place rapide, une accessibilité optimale pour l’opérateur, et une compatibilité avec de nombreux procédés de soudage à l’arc.

Interface utilisateur WeldSpace OS

La cellule est pilotée via le système WeldSpace OS, une interface tactile ergonomique qui permet de programmer les trajectoires sans aucune ligne de code. L’opérateur peut enregistrer ses points en mode hand-guiding, ajuster les paramètres de soudure à l’écran, et lancer les cycles de manière sécurisée.

La logique de fonctionnement est centrée sur la facilité d’usage : pas besoin de formation longue ou de profil roboticien. L’objectif est d’automatiser la soudure en gardant le contrôle au poste.

Points différenciants

Déploiement plug-and-weld

Le COBOT WeldSpace 4.0 est livré en configuration plug-and-weld : cellule pré-câblée, paramétrée, testée en usine. L’installation se fait en quelques heures sur site, sans besoin de génie civil. Cela permet un démarrage rapide et un retour sur investissement accéléré, surtout dans des ateliers en mutation ou en croissance.

Modules Industrie 4.0 et monitoring cloud

La solution est compatible avec les standards de l’Industrie 4.0. Elle intègre des modules de supervision, de gestion de production, et de monitoring à distance via monitoring cloud intégré, compatible avec les standards de l’Industrie 4.0. Ces fonctions permettent de suivre les performances en temps réel, d’anticiper la maintenance, et d’alimenter les systèmes qualité avec des données exploitables.

FAQ – Questions fréquentes

Quels matériaux puis-je souder avec un cobot ?

Les cobots de soudage sont compatibles avec une large gamme de matériaux métalliques : aciers doux, aciers inoxydables, aluminium, cuivre et certains alliages spécifiques. Le choix du générateur et du procédé (MIG-MAG, TIG, laser) déterminera la capacité à traiter tel ou tel matériau. Pour des applications complexes (aluminium épais, aciers HLE), un test de faisabilité est recommandé.

Combien de temps pour programmer une nouvelle pièce ?

Sur une interface intuitive, en général, une nouvelle pièce peut être programmée rapidement selon sa complexité, parfois en moins d’une heure. Le mode « hand-guiding » permet de créer un programme en déplaçant le bras du cobot manuellement, sans aucune ligne de code. Pour des productions répétées, la programmation initiale est ensuite réutilisable à l’infini.

Quelles aides financières soutiennent l’automatisation ?

Des dispositifs d’aides à l’investissement productif existent : subventions France Relance, crédits d’impôt pour la robotisation, amortissements accélérés, aides régionales. Ces dispositifs de financement peuvent couvrir une part significative de l’investissement initial. L’accompagnement par un intégrateur expérimenté permet de structurer le dossier technique et de maximiser les chances d’obtention.

Comment déplacer le cobot sur plusieurs postes ?

Un cobot peut être monté sur un chariot mobile ou une base roulante verrouillable. Il est alors possible de le déplacer entre plusieurs zones de travail ou de le mutualiser entre différentes lignes. Grâce à une table de bridage standardisée et à une conception modulaire, les changements de poste sont rapides et nécessitent peu d’ajustements.

A retenir

Le cobot de soudage s’impose comme une solution pragmatique et performante pour automatiser les opérations sans complexifier l’atelier. Il combine précision, flexibilité, sécurité et retour sur investissement rapide. Il améliore la productivité, réduit les non-conformités, soulage les opérateurs, et valorise leurs compétences.

Son intégration ne demande pas une refonte complète du process, mais une analyse ciblée des pièces, cadences et postes clés. Grâce aux technologies embarquées, la prise en main est rapide et l’adaptation aux besoins industriels immédiate.

Le contexte industriel actuel – pénurie de main-d’œuvre qualifiée, pression sur les coûts, exigence qualité – pousse à accélérer l’automatisation. Le cobot permet d’y répondre avec agilité, sans sacrifier la flexibilité. Les aides à l’investissement, la maturité des technologies et la simplification des interfaces font de ce moment le point d’inflexion idéal pour se lancer.

Attendre, c’est risquer de rester dépendant d’un modèle fragile. Anticiper, c’est investir intelligemment dans un outil évolutif, qui renforce la compétitivité de votre atelier.

Vous vous interrogez sur la faisabilité ou la rentabilité d’un projet cobot de soudage ? Nos experts Supratec Enomax vous accompagnent dans l’analyse technique, les essais, et le retour sur investissement. En atelier ou à distance, testez le potentiel de nos solutions DEMMELER et transformez vos soudures en levier de compétitivité.