Une introduction aux robots de soudage laser

À mesure que les composants fabriqués deviennent plus complexes, la demande de solutions d’assemblage précises se fait sentir. Ce problème s’aggrave à mesure que la fabrication du plastique produit des pièces plus sophistiquées. Le soudage laser apporte une solution à ces problèmes. Le soudage au laser facilite également le soudage de matériaux difficiles tels que le cuivre et l’aluminium. Le soudage de tels matériaux est courant dans la fabrication de systèmes de batteries. Certaines installations soudent manuellement les matériaux à l'aide de lasers. Cependant, les fabricants automatisent généralement en raison de la forte demande de précision.
Industries pour la robotique de soudage laser

Les robots de soudage laser constituent une application de niche dans le secteur manufacturier. Très peu d’industries exigent les caractéristiques et les avantages uniques du soudage laser. Cependant, pour ces industries, l’accès au soudage laser automatisé est vital. Les exemples incluent :

1. Automobile
2. Aérospatiale
4. Électronique
5. Soins de santé
6. Métaux
7. Plastiques

Une cellule de soudage robotisée est une combinaison complexe d’autres sous-systèmes. Au début, garder une trace des composants requis peut être intimidant. Alors, décomposons ce système en plusieurs parties :

Le robot

Le robot de soudage est l'élément central de la cellule de soudage. Ici, le robot fait référence à la mécanique et aux commandes du robot. Quel que soit le type, le robot se charge d’appliquer la soudure. Ce composant déplace et exploite directement les commandes du laser. Les exigences de l'application doivent principalement déterminer la sélection du robot. Les modèles de robots présentent des caractéristiques de conception différentes. Lors de la sélection de votre robot, vous devez prendre en compte des critères tels que la portée, la capacité de charge utile, la vitesse et la précision. Les exigences de l'application nécessiteront des caractéristiques de performances spécifiques qui permettront de restreindre les types de robots appropriés à votre projet. Nous examinerons quelques options de sélection de robot dans la section suivante.

Le laser

Le système laser est responsable de la génération du faisceau de soudage. Le laser comprend la tête et le générateur/amplificateur de puissance, parfois un composant séparé. Les exigences en matière de matériaux et de soudure aident à définir le type de laser requis. Assurez-vous de comprendre quel laser correspond le mieux à votre application de soudage.

Refroidissement

La plupart des types de laser nécessitent un système de refroidissement pour fonctionner. Les lasers génèrent d’énormes niveaux de chaleur. Par conséquent, cette chaleur peut endommager les composants internes. Les systèmes de refroidissement maintiennent les températures du laser dans une plage fonctionnelle. Par conséquent, les systèmes de refroidissement laser font souvent partie de l’ensemble laser global.

Présentation des pièces

Vous devez réfléchir à la manière dont vous présenterez la pièce au robot pour le soudage. Il existe souvent plus d'options disponibles dans ce domaine pour les systèmes de soudage laser. Cela est dû au processus ayant un faible impact physique sur la pièce lors du soudage. Les options courantes incluent :

1. Convoyeurs
2. gabarits
3. Platines
4. Pinces
5. Autres robots

Systèmes de détection/surveillance

Un tel système de haute technologie est doté d’équipements de détection. Les capteurs de température et les équipements de sécurité sont standard dans les cellules de soudage. De plus, les trackers de poutres et de coutures ne sont pas rares. Les fournisseurs configurent souvent leurs packages avec des systèmes de vision. Ces systèmes peuvent fournir une variété de fonctions. Vous préférerez peut-être différentes fonctionnalités en fonction de l'application. Les applications courantes incluent :

1. Contrôle/inspection de qualité
2. Sécurité
3. Surveillance thermique

Sécurité

Le soudage au laser est une application dangereuse pour les personnes. Il est donc essentiel de mettre en place des mesures de sécurité pour protéger les employés. Les mesures d’atténuation des risques comprennent généralement :

1. Protection/enceinte de sécurité
2. Rideaux lumineux
3. Scanner(s) de sécurité
4. Systèmes de verrouillage/étiquetage
5. Commutateur Live-Man

Types de robots de soudage laser utilisés aujourd'hui

Quelques types de robots détiennent le monopole sur le marché du soudage laser. Ces robots offrent les fonctionnalités requises pour automatiser une tâche de soudage laser. Leurs différences sont cependant significatives. Comprendre ces différences vous aide à savoir lequel convient à votre application.
Robots à six axes

Les robots à six axes offrent un excellent mélange de vitesse, de portée, de capacité de charge utile et de portée. Ces robots peuvent couvrir la grande majorité des applications de soudage laser. Ils excellent dans les tâches de soudage de petite à moyenne envergure. Leur excellente amplitude de mouvement leur permet de souder des géométries de pièces complexes.

Cependant, les défauts des robots à six axes peuvent limiter leur compatibilité avec des travaux plus importants. Par exemple, leur portée est limitée à un mètre ou deux. Malheureusement, c’est le cas même pour les plus gros robots. Cependant, les fabricants peuvent réduire cette lacune à l’aide d’une RTU. Une unité de transfert de robot (RTU) étend la portée de votre robot à six axes. Cependant, il s’agit d’un matériel coûteux. De plus, les RTU entraînent des coûts et des considérations d'intégration distincts.

De plus, les robots auront une limite supérieure à leur capacité de charge utile. Cela limite leur capacité à gérer les énormes lasers requis pour certaines tâches. Malheureusement, vous ne pouvez pas atténuer cette limitation sans un type de robot plus robuste ou différent.

Robots à portique

Les robots à portique offrent une capacité presque illimitée pour le soudage au laser. Les fournisseurs peuvent configurer des robots à portique pour gérer les applications les plus volumineuses. De plus, leur rigidité mécanique supérieure leur permet de déplacer les plus gros lasers. De plus, leur conception simple permet aux robots portiques d’atteindre des niveaux de précision inégalés.

Ces avantages ne sont pas sans inconvénients. Les robots à portique sont limités dans leur capacité à manipuler des pièces complexes. Les robots à six axes sont mieux conçus pour les tâches exigeant une grande dextérité. Leur construction à articulations multiples leur permet d'exceller dans de telles applications.

Types de fournisseurs de robots de soudage laser

Vous maîtrisez désormais les principes fondamentaux des soudeurs laser robotisés. Votre prochaine étape probable consistera à rechercher des fournisseurs potentiels. Il existe de nombreuses options sur le marché du soudage robotisé. Voyons quelques types de fournisseurs courants. Cette clarté vous permet de catégoriser les fournisseurs dans votre recherche. En fin de compte, comprendre quel fournisseur vous convient peut faire de l’intégration un processus fluide.

Fabricants de robots

Les fabricants de robots conçoivent, construisent et vendent des robots. La plupart des fabricants couvrent un large éventail d’applications et d’industries. Certains ont même en tête des modèles uniques optimisés pour le soudage. Les avantages d’acheter directement auprès du fabricant comprennent :

1. Accès direct au meilleur support technique
2. Options préconfigurées
3. Solutions techniques
4. Meilleur accès à la formation
5. Idéal pour les applications standard

Intégrateurs

Les intégrateurs sont des fournisseurs de solutions tiers. Il s'agit généralement de partenaires de distribution officiels d'au moins un fabricant de robots. Les intégrateurs ont tendance à avoir un large accès à d’autres gammes d’équipements tangentiels au système robotique. Les avantages de travailler avec des intégrateurs incluent :

1. Fournir souvent le meilleur support local
2. Très flexible pour des solutions personnalisées
3. Offrir généralement une variété de services en dehors de la robotique

Fournisseurs de solutions système (OEM)

Les fournisseurs de solutions système fournissent des packages robotiques prêts à l'emploi. Ces systèmes préconfigurés sont spécialement conçus pour une application spécifique. Il existe souvent des variantes de ces packages pour couvrir un large éventail d'exigences d'application. Les avantages de travailler avec ces fournisseurs comprennent :

1. Globalement rentable
2. Généralement construit avec des fonctionnalités uniques
3. Facilité d'utilisation
4. Compatibilité avec d'autres systèmes (industrie 4.0)
5. Intégration rapide
6. Formation système

Le soudage laser est l'une des applications les plus high-tech du soudage moderne, et l'automatisation aide les fabricants à libérer encore plus de productivité dans ce processus.
En tant que sous-domaine de niche au sein de l’industrie du soudage au sens large, le soudage au laser et la manière de l’automatiser peuvent susciter un certain mystère. Comprendre les fournisseurs et les composants d’un système robotisé de soudage laser est essentiel pour commencer votre parcours d’automatisation. Votre connaissance de ces faits est essentielle pour automatiser cette tâche avec succès. Cet article couvrira les sujets ci-dessus pour vous donner la confiance nécessaire pour aller de l'avant avec votre première cellule robotisée de soudage laser.