Introduction aux robots de soudage laser

La complexité croissante des composants manufacturés entraîne une demande croissante de solutions d'assemblage précises. Ce problème s'aggrave à mesure que la fabrication de plastique produit des pièces plus sophistiquées. Le soudage laser offre une solution à ces problèmes. Il facilite également le soudage de matériaux complexes comme le cuivre et l'aluminium. Le soudage de ces matériaux est courant dans la fabrication de systèmes de batteries. Certaines installations soudent manuellement les matériaux au laser. Cependant, les fabricants ont souvent recours à l'automatisation en raison de la forte exigence de précision.
Industries pour la robotique de soudage laser

Les robots de soudage laser constituent une application de niche dans le secteur manufacturier. Rares sont les secteurs qui requièrent les caractéristiques et les avantages uniques du soudage laser. Cependant, pour ces secteurs, l'accès au soudage laser automatisé est essentiel. En voici quelques exemples :

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

Une cellule de soudage robotisée est une combinaison complexe de sous-systèmes. Au départ, le suivi des composants requis peut s'avérer complexe. Décomposons donc ce système en ses différentes parties :

Le robot

Le robot de soudage est l'élément central de la cellule de soudage. Ici, le terme « robot » désigne la mécanique et les commandes du robot. Quel que soit son type, le robot est responsable de l'application de la soudure. Ce composant déplace et actionne directement les commandes du laser. Le choix du robot doit être principalement fonction des exigences de l'application. Les modèles de robots présentent des caractéristiques de conception différentes. Lors du choix de votre robot, tenez compte de critères tels que la portée, la capacité de charge utile, la vitesse et la précision. Les exigences de l'application nécessiteront des caractéristiques de performance spécifiques qui détermineront le type de robot adapté à votre projet. Nous examinerons quelques options de sélection de robots dans la section suivante.

Le Laser

Le système laser est responsable de la génération du faisceau de soudage. Il comprend la tête et le générateur/amplificateur de puissance, parfois un composant distinct. Les exigences relatives au matériau et au soudage déterminent le type de laser requis. Assurez-vous de bien comprendre quel laser est le mieux adapté à votre application de soudage.

Refroidissement

La plupart des lasers nécessitent un système de refroidissement pour fonctionner. Ils génèrent une chaleur importante, susceptible d'endommager les composants internes. Les systèmes de refroidissement maintiennent la température du laser dans une plage fonctionnelle. C'est pourquoi ils font souvent partie intégrante de l'ensemble laser.

Présentation de la partie

Vous devez réfléchir à la manière dont vous présenterez la pièce au robot pour le soudage. Les systèmes de soudage laser offrent souvent davantage d'options dans ce domaine, grâce au faible impact physique du procédé sur la pièce pendant le soudage. Parmi les options courantes, on trouve :

1. Convoyeurs
2. Gabarits
3. Platines vinyles
4. Pinces
5. Autres robots

Systèmes de détection/surveillance

Un système aussi sophistiqué est équipé de nombreux équipements de détection. Les capteurs de température et les équipements de sécurité sont standard dans les cellules de soudage. De plus, les systèmes de suivi de faisceau et de joint sont courants. Les fournisseurs configurent souvent les ensembles avec des systèmes de vision. Ces systèmes offrent diverses fonctions. Vous pouvez privilégier différentes fonctionnalités selon l'application. Parmi les applications courantes, on trouve :

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

Sécurité

Le soudage laser est une application dangereuse pour les personnes. Par conséquent, il est essentiel de mettre en œuvre 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. Interrupteur d'homme vivant

Types de robots de soudage laser utilisés aujourd'hui

Plusieurs types de robots dominent le marché du soudage laser. Ces robots offrent les fonctionnalités nécessaires à l'automatisation d'une tâche de soudage laser. Cependant, leurs différences sont importantes. Comprendre ces différences vous aidera à choisir celui qui convient le mieux à votre application.
Robots à six axes

Les robots six axes offrent un excellent compromis entre vitesse, portée et capacité de charge utile. Ils couvrent 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 pièces aux géométries complexes.

Cependant, les défauts des robots six axes peuvent limiter leur compatibilité avec les tâches de plus grande envergure. Par exemple, leur portée est limitée à un ou deux mètres. Malheureusement, c'est le cas même pour les robots les plus imposants. Les fabricants peuvent toutefois pallier ce problème grâce à une unité de transfert de robot (RTU). Une unité de transfert de robot (RTU) étend la portée de votre robot six axes. Cependant, il s'agit d'un matériel coûteux. De plus, les RTU entraînent des coûts d'intégration et des considérations spécifiques.

De plus, la capacité de charge utile des robots sera limitée. Cela limitera leur capacité à gérer les énormes lasers nécessaires à certaines tâches. Malheureusement, il est impossible de pallier cette limitation sans un type de robot plus robuste ou différent.

Robots portiques

Les robots portiques offrent des capacités quasi illimitées pour le soudage laser. Les fournisseurs peuvent les configurer pour gérer les applications les plus exigeantes. De plus, leur rigidité mécanique supérieure leur permet de déplacer les lasers les plus puissants. Enfin, leur conception simple leur permet d'atteindre des niveaux de précision inégalés.

Ces avantages ne sont pas sans inconvénients. Les robots portiques 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 multi-articulée leur permet d'exceller dans ces applications.

Types de fournisseurs de robots de soudage laser

Vous maîtrisez maintenant les fondamentaux des robots de soudage laser. Votre prochaine étape consistera probablement à rechercher des fournisseurs potentiels. Le marché du soudage robotisé offre de nombreuses options. Passons en revue quelques types de fournisseurs courants. Cette clarification vous permettra de catégoriser les fournisseurs lors de vos recherches. Identifier le fournisseur qui vous convient le mieux facilitera l'intégration.

Fabricants de robots

Les fabricants de robots conçoivent, fabriquent et commercialisent des robots. La plupart couvrent un large éventail d'applications et de secteurs. Certains proposent même des modèles uniques optimisés pour le soudage. Les avantages d'acheter directement auprès du fabricant sont les suivants :

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. Ils sont généralement partenaires officiels d'au moins un fabricant de robots. Ils ont généralement un large accès à d'autres gammes d'équipements, en lien avec le système robotique. Les avantages de collaborer avec des intégrateurs sont les suivants :

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

Fournisseurs de solutions système (OEM)

Les fournisseurs de solutions système proposent des packages robotiques prêts à l'emploi. Ces systèmes préconfigurés sont conçus sur mesure pour une application spécifique. Il existe souvent des variantes de ces packages pour couvrir un large éventail d'exigences applicatives. Les avantages de collaborer avec ces fournisseurs sont les suivants :

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 du système

Le soudage au laser est l’une des applications les plus high-tech du soudage moderne, et l’automatisation aide les fabricants à accroître encore davantage leur productivité dans ce processus.
En tant que sous-secteur de niche au sein de l'industrie du soudage, le soudage laser et son automatisation peuvent être un mystère. Comprendre les fournisseurs et les composants d'un système de soudage laser robotisé est essentiel pour démarrer votre parcours d'automatisation. La connaissance de ces éléments est essentielle pour réussir l'automatisation de cette tâche. Cet article aborde les sujets mentionnés ci-dessus afin de vous donner la confiance nécessaire pour lancer votre première cellule robotisée de soudage laser.