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Robots de soudage Les robots robotisés sont parmi les plus importants dans le secteur de la fabrication. Ils effectuent le soudage, qui est essentiellement le seul élément qui maintient les machines ensemble, y compris les voitures. La robotique dans la fabrication automobile dépend fortement du soudage automatisé, remplaçant le travail humain dans presque toutes les usines de fabrication automobile à travers le monde. De toutes les applications de robots industriels dans la fabrication, le soudage robotisé est la plus récente, ayant été introduite il y a moins de 20 ans.
Types de processus de soudage robotisé
Il existe environ six procédés de soudage automatisés qui sont largement utilisés dans fabrication industrielleChaque processus remplit une fonction unique et dispose d'un robot spécial conçu pour exécuter cette fonction.
Soudage par points par résistance
Soudage par points par résistance est un processus dans lequel la chaleur provenant d'une résistance électrique est appliquée avec force pour souder des matériaux métalliques ensemble. Cette concentration de pression et d’électricité en un point provoque la fusion et la fusion du métal alors qu’il est à l’état fondu. Le métal est ensuite laissé refroidir et devient définitivement joint à cet endroit, d'où le nom de soudage par points.
Les avantages d'un robot de soudage par points sont nombreux. L'un d'eux est qu'il est sans couture, c'est-à-dire qu'il ne laisse aucune trace de soudure. L'autre avantage est qu'il est beaucoup plus solide que les autres types de soudure. Une fois que deux pièces fusionnent l'une dans l'autre, il reste des points faibles. L'industrie automobile dépend fortement des robots de soudage par points, une voiture moyenne comportant plus de 5000 XNUMX soudures par points.
La soudure au laser
Il s’agit d’une autre forme avancée d’assemblage de métaux qui concentre la chaleur sur un point à l’aide de faisceaux laser. La technologie existe depuis plus de 30 ans. La soudure au laser fonctionne en assemblant deux tôles en contact l’une avec l’autre. Vient ensuite la concentration du faisceau laser sur les bords des tôles. La chaleur intense les fait fondre en même temps, les mélangeant complétant le joint. Une fois refroidis, ils ne font plus qu'un.
Certains des avantages du soudage laser incluent une haute précision puisqu’un faisceau laser peut être contrôlé facilement. La vitesse de soudage est également très élevée ; la chaleur intense fait fondre tout type de métal les uns dans les autres, formant instantanément un joint. La consistance est également élevée, ce qui en fait la méthode idéale si vous cherchez à créer de l’uniformité.
Soudage à l'arc sous gaz
C'est un type de soudage robotisé processus dans lequel la source de chaleur est un arc formé entre une électrode métallique consommable et la pièce à travailler avec une protection gazeuse fournie de l'extérieur qui est généralement un gaz inerte. Un bain de fusion se forme alors entre les deux matériaux, qui se rejoignent désormais après refroidissement.
Il existe deux types de robots de soudage à l'arc sous gaz. Le premier est appelé soudage à l'arc sous gaz inerte (robot de soudage MIG) qui utilise un gaz inerte comme l'argon ou l'hélium ; le second est le soudage à l'arc sous gaz actif (MAG) qui utilise un gaz actif qui est généralement un mélange d'oxygène, de dioxyde de carbone et d'argon.
Le principal avantage de soudage à l'arc sous gaz métal est qu'il n'y a pas d'éclaboussures de matériaux en fusion, comme c'est généralement le cas avec d'autres techniques de soudage ; le gaz de protection protège le bain de soudure jusqu'à ce qu'il refroidisse.
Soudage à l'arc au gaz tungstène
Voici un type de soudure qui fait passer l'électricité entre l'électrode et le matériau à souder. La soudure est protégée de l'atmosphère par un gaz de protection qui enveloppe la zone de soudure. L'électrode utilisée dans ce processus est en tungstène. La raison pour laquelle ce métal est choisi est le fait qu’il possède les températures de fusion les plus élevées de tous les métaux, soit 6,170 XNUMX degrés Fahrenheit.
Les trois principaux alliages de tungstène utilisés dans ce processus de soudage sont le tungstène zircone, utilisé pour les métaux non ferreux et utilisant des courants alternatifs plus élevés. Il existe le tungstène thorié, utilisé sur le carbone et l'acier inoxydable, et enfin le tungstène pur, utilisé sur l'aluminium et le magnésium.
Soudage à l’arc à épaisseur mince
Il s'agit d'un procédé de soudage robotisé utilisé sur des matériaux minces nécessitant une soudure délicate. Toute personne expérimentée en soudage saura que le soudage de tôles fines représente un défi de taille. Une force excessive ou une soudure extrême peut altérer la nature même des matériaux. Le soudage à l'arc à faible épaisseur minimise la brûlure qui peut provoquer l'effondrement de la soudure fondue et déformer les matériaux. Deux gaz inertes sont utilisés pour ce procédé afin de minimiser les projections : le gaz inerte tungstène (TIG) et le gaz inerte métal (MIG).
Soudage plasma
Soudage au plasma est un procédé de soudage à l'arc qui fonctionne de la même manière que le soudage à l'arc en épaisseur mince ; la seule différence est que l’arc plasma peut être séparé de l’enveloppe de gaz de protection. Le plasma est ensuite expulsé à travers une buse en cuivre fin, qui resserre ensuite l'arc. Le processus peut être mené de trois manières principales : Soudage au microplasma utilisé pour des feuilles minces aussi petites que 0.1 mm d'épaisseur.
Le second est appelé soudage à courant moyen qui utilise entre 15 et 200 A de courant ; il a une pénétration plus profonde. La dernière méthode est appelée Keyhole Welding, qui est utilisée sur des tôles jusqu’à 10 mm d’épaisseur.
Avantages et inconvénients de l'utilisation de robots pour le soudage
Il est indéniable que les robots sont de plus en plus impliqués dans le processus de fabrication à mesure que le temps avance. Dans certains pays, ils ont entièrement remplacé le travail humain. Il y a avantages et les inconvénients de l'utilisation de robots pour le soudage, et ils sont les suivants.
Les Pros
L'efficacité et la productivité sont accrues : les robots de soudage sont précis dans leur travail car ils sont programmés de cette façon ; il y a très peu de marge d'erreur. Leur capacité à effectuer des tâches répétitives à plusieurs reprises sans se fatiguer augmente la productivité.
Des cycles plus courts : à mesure que la fabrication devient efficace, les cycles deviennent plus courts, ce qui signifie que davantage de produits peuvent être produits dans ce laps de temps par rapport à ce qui était fabriqué lorsque l'on s'appuyait sur le travail humain.
Meilleure utilisation du sol : l'automatisation du lieu de travail a réduit l'empreinte humaine et, par conséquent, a créé plus d'espace au sol pour d'autres tâches. Un robot de soudage est capable d'effectuer des tâches qui étaient auparavant effectuées par un groupe de personnes. Avec plus d'espace, il y a plus de place pour les mouvements ainsi que pour l'ajout de nouvelles machines de soudage robotisées.
La sécurité est renforcée : les êtres humains ne peuvent pas rester concentrés trop longtemps. Plus ils travaillent, plus la perte de concentration est importante, ce qui entraîne des accidents dans les lieux où sont utilisées des machines lourdes. Les robots de soudage, en revanche, peuvent fonctionner pendant des jours sans faire un seul faux pas. Les accidents ne sont donc plus fréquents dans les usines de fabrication.
Réduction des déchets : le haut niveau de précision des robots est si efficace qu'il ne reste que très peu de déchets à éliminer. L'érosion humaine est la principale cause de gaspillage dans la plupart des usines de fabrication. Avec les robots, la plupart des matières premières sont toutefois utilisées au maximum.
Les inconvénients
Le coût initial de l’automatisation est très élevé : Compte tenu de la quantité de programmation de robots industriels nécessaire à la fabrication des robots, associée aux outils complexes nécessaires à leur bon fonctionnement, le coût de l’automatisation de votre usine est très élevé dans la phase initiale.
La formation est nécessaire : même si les robots ont pris la place des humains, la plupart d’entre eux doivent encore être utilisés et supervisés par des humains. Former des humains à l’utilisation de ces robots peut être une opération très coûteuse et qui prend du temps compte tenu de la sophistication des robots industriels. Il en va de même pour les réparations et la maintenance, seuls des experts spécialisés peuvent effectuer ce type de travail et ils sont limités sur le marché.
La prise de décision est limitée : aussi sophistiqués soient-ils, les robots n’ont pas la capacité de prendre des décisions. Ils fonctionnent simplement en fonction d’un ensemble d’instructions qui leur sont fournies par les programmeurs. De nombreuses décisions nécessitent ce facteur humain sur le lieu de travail, ce qui fait défaut aux robots actuels. Avec l’accélération du développement de l’IA, on peut espérer qu’à l’avenir, les robots auront cette capacité de réfléchir avant tout.
Flexibilité limitée : contrairement aux humains qui peuvent être formés pour assumer successivement deux rôles différents, la plupart des robots de soudage sont trop spécialisés pour y parvenir. Ils sont programmés pour satisfaire à la seule niche à laquelle ils sont dédiés sans aucune déviation. La seule façon pour un robot de soudage de changer de rôle est de le reprogrammer délibérément pour le faire.
La période de mise en œuvre est longue : le passage aux robots ne se fait pas d'un coup de main. Il faut d'abord restructurer son usine pour les accueillir, puis se pose la question de leur livraison sur site compte tenu de leur poids. Il faut aussi faire appel à des experts pour les mettre en place, le tout suivi d'une période d'essai pour s'assurer qu'ils fonctionnent comme prévu avant la reprise de la production. Il faut compter au minimum 20 semaines avant d'être pleinement opérationnel.
Systèmes de soudage robotisés et programmation
Les robots de soudage nécessitent logiciel spécifique pour qu'ils puissent exécuter leurs rôles. Ces logiciels sont créés par des sociétés indépendantes qui les vendent ensuite aux fabricants de robots. Voici quelques-uns des logiciels de systèmes de soudage robotisé les plus populaires.
Verbotique
Source : verbotics.com
Verbotique Weld est un logiciel de soudage simple mais puissant qui peut être exécuté depuis n'importe quel bureau. Il s’agit d’une configuration hors ligne qui facilite le soudage robotisé. Il dispose d'une interface utilisateur qui vous donne un aperçu de la façon dont le robot de soudage peut être contrôlé par le programme. Verbotics n'est pas gratuit mais il propose une version d'essai qui vous permet de tester le logiciel avant de prendre la décision finale.
Soudure Almacam
Source : almacam.com
Soudure Amalacam est un logiciel de robot de soudage hors ligne qui permet aux fabricants d'optimiser leurs robots de soudage pour augmenter leur efficacité. Almacam Weld est utilisé depuis plus de 20 ans et s'est amélioré au fil des années pour devenir l'un des logiciels de soudage les plus recherchés. L’un des avantages du logiciel est qu’il est facile à installer et ne nécessite pas trop de formation de la part de l’opérateur pour le maîtriser.
FIGUE
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FIGUE est un autre logiciel de soudage hors ligne facile à utiliser et à mettre en œuvre sur n'importe quel lieu de travail. Il augmente la productivité tout en réduisant les risques tout en maximisant les investissements sur tous vos systèmes robotisés. ABB est compatible avec de nombreux robots de soudage et peut être utilisé par toute personne pouvant être formée pour comprendre son fonctionnement.
Domaines où le soudage robotisé est appliqué
Le soudage robotisé est principalement utilisé dans usines de fabrication qui traitent de la machinerie lourde. Certaines de ces industries sont les suivantes.
Industrie automobile
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La voiture moyenne compte plus de 5000 XNUMX pièces soudées, c’est une preuve suffisante de l’importance systèmes de soudage automatisés sont vitaux. Auparavant, le travail était effectué par des humains, mais cela entraînait des soudures inégales qui rendaient les voitures moins efficaces sur la route. Les constructeurs automobiles modernes ne peuvent plus se passer de robots de soudage. La technologie derrière le soudage robotisé devrait encore s’améliorer à l’avenir.
Industrie électronique
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Les cartes mères d’ordinateurs sont constituées de très petits composants qui ne peuvent pas être soudés à la main. Le soudage robotisé impliqué dans la fabrication de tels articles est très avancé avec la capacité de souder même la plus petite chose que l'œil nu aura du mal à discerner. L’utilisation du soudage robotisé est le seul moyen de produire des produits électroniques aussi rapidement que leur demande.
Industrie pétrolière
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Les énormes tuyaux utilisés pour transporter le pétrole brut sur de grandes distances dépendent du soudage robotisé pour les relier, car ils doivent être fabriqués en sections. Une autre raison pour laquelle les robots sont impliqués dans le soudage des tuyaux est liée à la sécurité. Les canalisations doivent être étanches pour éviter les explosions ou les fuites susceptibles de nuire aux personnes et à l'environnement.
Industrie aérospaciale
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Plus que les voitures, les avions nécessitent le plus d’attention lors de la fabrication de leurs pièces, étant donné qu’ils doivent rester en vol. Pour réduire les erreurs, tous les soudage de pièces d'avion sont réalisés par des robots de soudage très avancés, programmés pour couvrir toutes les pièces. Ils sont équipés d’une technologie de vision qui leur permet de détecter tout défaut.
Guide d'achat d'un robot de soudage
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La partie la plus difficile de automatiser votre entreprise de fabrication c'est de décider quel robot choisir. Il existe d’innombrables fabricants de robots dans le monde, chacun proposant des produits uniques qui promettent les meilleurs résultats. Décider quoi choisir nécessite beaucoup de recherches car les robots coûtent cher. C’est le genre d’investissement que l’on fait une fois dans sa vie, il faut donc qu’il soit bien fait. Ce qui suit est un guide sur l’achat de robots de soudage pour votre usine de fabrication.
Complexité
A bon robot de soudage devrait être facile à comprendre. Obtenir un robot de soudage trop compliqué peut arrêter votre production en cas de problème, car il faudrait faire appel à un expert du fabricant pour le relancer. Lors de la sélection d'un robot de soudage, assurez-vous d'abord qu'il est suffisamment simple à manipuler par votre technicien interne afin d'économiser sur les coûts de réparations futures.
Périphériques
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Certains robots de soudage ont besoin de modules complémentaires pour fonctionner, il s'agit d'un coût supplémentaire qui devrait être évité si vous le pouvez. Optez pour un robot de soudage fourni dans un ensemble complet, avec la capacité de gérer une myriade de fonctions sans avoir besoin de dépenser plus pour acheter d'autres pièces. Si vous devez en acheter un qui nécessite des accessoires, assurez-vous que les pièces en question sont faciles à trouver localement.
Disponibilité de l'espace
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Le nombre et la taille des robots de soudage que vous envisagez d'acquérir dépendent de l'espace disponible dans votre usine. Quand remplacer le travail humain avec les robots, vous serez obligé de nettoyer le sol à l'avance. Plus l’espace est grand, plus il est possible d’installer de robots de soudage et vice versa. Si vous exploitez une petite usine et que vous avez l’intention d’automatiser, vous aurez besoin d’une plus grande surface au sol.
Nature du travail
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Certains processus de fabrication ne nécessitent pas de processus de soudage avancés, mais si vous travaillez dans un type de fabrication impliquant des pièces métalliques lourdes, le soudage robotisé serait la voie la plus judicieuse à suivre. La fabrication automobile implique l’utilisation de pièces automobiles lourdes qui ne peuvent pas être correctement manipulées par le travail humain. Les robots de soudage sont la seule option qui reste dans cette industrie.
Ton budget
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Le moins cher robot industriel robuste Le prix d'un robot de soudage est d'environ 50,000 XNUMX $, mais vous pouvez en acheter un d'occasion pour un peu moins cher, mais le fait est que les robots sont chers. Même si la fin justifie les moyens à long terme, le coût initial du robot de soudage pour automatiser une usine de fabrication vous fera accumuler des dettes si vous ne faites pas attention. Outre le coût d'achat, vous aurez également besoin d'argent pour la formation du personnel, son installation dans l'usine et les réparations futures. Il faudra un certain temps avant que vous puissiez rentabiliser l'intégralité de l'investissement initial.
Souplesse
La plupart des robots impliqués dans la fabrication sont orientés tâches, c'est-à-dire qu'ils sont conçus pour remplir un rôle spécifique. Même si cela les rend efficaces, cela limite leur portée et si l'on considère leur coût, cela vous aiderait vraiment beaucoup si vous pouviez obtenir un bras de robot d'usine qui peut gérer plus d’un rôle. Un robot de soudage capable également de gérer le prélèvement et le placement serait un meilleur investissement qu’un robot capable uniquement de gérer le soudage.
Disponibilité
Il vous en coûtera plus cher d'importer un type spécifique de robot de soudage s'il n'est pas disponible localement. Si vous habitez à proximité d'un grand fabricant de robots, vous aurez peut-être la chance de passer des commandes spéciales pour des robots personnalisés. L'utilisation de robots industriels n'est pas aussi répandue dans tous les domaines, ce qui fait que les fabricants d'automatisation industrielle se concentrent dans des zones spécifiques qui peuvent être situées trop loin de votre usine. Tenez compte du coût d'importation des robots de soudage avant de faire un choix.
Assistance
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Le support après-vente est vital lorsqu’il s’agit de manipuler des robots. Ce sont des machines comme les autres, mais très avancées. Quoi qu’il en soit, ils finiront par tomber en panne ou mal fonctionner après une utilisation prolongée. Lorsque cela se produit, vous aurez besoin d’aide sans avoir à débourser des sommes folles. Allez pour fabricants de robots industriels qui sont en mesure d'offrir des garanties ainsi qu'un espoir technique dédié pour une durée déterminée.
Disponibilité des pièces de rechange
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Les pièces de soudage surutilisées, comme les effecteurs finaux, sont plus susceptibles de tomber en panne car elles effectuent la majeure partie du travail. Toute pièce mobile est sujette à un frottement quelconque et même si cela prend du temps, elle devra être remplacée en cours de route. Sélectionnez un robot de soudage dont les pièces de rechange sont facilement disponibles à tout moment. Le manque de pièces de rechange peut entraîner un arrêt de la production et c'est une interruption à laquelle vous ne voulez pas faire face.
Mises à jour du logiciel
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La disponibilité des mises à niveau logicielles est également un autre facteur important qui devrait vous aider à déterminer le type de robot de soudage que vous souhaiteriez pour votre usine. Les mises à niveau rendent les robots plus efficaces. Être coincé avec un robot qui utilise un logiciel en retard peut commencer à affecter la qualité de la production. Optez pour des robots bénéficiant d’un support logiciel constant avec des mises à niveau au moins une fois par an.
Conclusion
Les robots de soudage font partie des robots industriels les plus importants dans le domaine de la fabrication. En raison de la chaleur élevée impliquée dans le processus, ce rôle est mieux exécuté par les robots de soudage, car ils sont capables de gérer et de résister à la chaleur plus que les humains. Si vous envisagez d'acheter un robot soudeur pour une usine de fabrication, visitez le fabricant de robots de soudage le plus proche et obtenez la meilleure machine de soudage automatisée pour votre entreprise.
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