Robot de soudage laser

Qu'est-ce qu'un robot de soudage laser ?

Composition d'un robot de soudage laser

1. Corps de robot

    

   Le corps du robot constitue sa structure mécanique, généralement conçue comme un système multi-articulé (à six axes ou plus) permettant des mouvements 3D flexibles. Il se compose d'un châssis, d'un bras, d'un poignet et d'un effecteur terminal, chaque articulation étant actionnée par un servomoteur pour garantir des mouvements précis et rapides.

    
2. Générateur laser

    

   Le générateur laser est le composant principal qui produit le faisceau laser, qui peut être un laser à fibre, un laser à semi-conducteurs, un laser à gaz (tel qu'un laser CO₂), etc. Différentes sources laser de puissance et de longueur d'onde sont sélectionnées en fonction des différentes exigences de soudage.

    
3. Système de transmission et de focalisation optique

    

   Y compris les dispositifs de transmission par fibre optique, les réflecteurs, les groupes de lentilles, les têtes de focalisation, etc., utilisés pour transmettre le faisceau laser du laser à la position de travail et le focaliser en un point extrêmement petit afin d'augmenter la densité d'énergie.

    
4. Système de contrôle

    

   Le système de contrôle assure la maîtrise précise de l'ensemble du processus de soudage, incluant les contrôleurs matériels et la programmation logicielle. Il permet de planifier la trajectoire du robot, d'ajuster la puissance du laser, de contrôler la vitesse de soudage et de paramétrer d'autres paramètres de processus selon des programmes prédéfinis.

    
5. Système de détection

    

   Les robots de soudage peuvent être équipés de divers capteurs, tels que des capteurs de suivi de joint, des systèmes de vision, des capteurs de force, etc., pour surveiller en temps réel l'état du soudage, la position et la posture de la pièce, permettant ainsi une correction automatique et un soudage adaptatif.

    
6. Équipements externes et installations auxiliaires

    

   Cela inclut, sans toutefois s'y limiter :

    

   (1) Table de travail ou positionneur : utilisé pour fixer et faire pivoter les pièces à usiner ;

    

   (2) Système d'alimentation en gaz de protection : fournit un gaz inerte pour empêcher l'oxydation de la zone de soudage ;

    

   (3) Système de refroidissement : refroidit le générateur laser et les autres pièces génératrices de chaleur ;

    

   (4) Installations de protection de sécurité : telles que des barrières de sécurité et des rideaux lumineux pour assurer la sécurité de l'opérateur.

    
7. Interface homme-machine

    

   Via un écran tactile ou un autre panneau de commande visuel, les opérateurs peuvent configurer et surveiller les programmes de soudage, visualiser les données en temps réel, ajuster les paramètres et recevoir des alarmes de défaut.

    
8. Tête de soudage ou effecteur terminal

    

   Conçu structurellement pour installer la tête de focalisation laser, la buse et les éventuels conduits de gaz de protection, agissant directement sur la zone de soudage pour assurer un couplage efficace entre le laser et la pièce à usiner.

Avantages des robots de soudage laser

1. Haute efficacité et rapidité : La vitesse de soudage élevée raccourcit les cycles de traitement et améliore l'efficacité de la production.
2. Haute précision : Soudage sans contact avec une grande précision de positionnement, qualité de soudure stable et constante.
3. Faible déformation : L'énergie laser hautement concentrée engendre une petite zone affectée thermiquement, ce qui limite la déformation de la pièce après soudage.
4. Large champ d'application : Capable de souder divers matériaux, y compris des combinaisons d'épaisseurs et de matériaux différents. Convient également aux besoins de soudage dans de nombreux secteurs, tels que la fabrication industrielle, la production automobile, l'usinage mécanique et l'aérospatiale.
5. Haut degré d'automatisation : Intégré à un système de vision, il peut identifier automatiquement les positions de soudure et ajuster les paramètres de processus en temps réel, s'adaptant ainsi aux lignes de production intelligentes.
6. Écologique et économe en énergie : pas besoin de grandes quantités de matériaux de remplissage, moins de fumée et de bruit, répondant aux exigences de la fabrication écologique.

Domaines d'application des robots de soudage laser

1. Fabrication automobile : La technologie de soudage laser est largement utilisée pour l’assemblage de précision des structures de carrosserie, des pièces et des composants intérieurs, tels que le soudage sur mesure de la carrosserie en blanc, les portières, les armatures de sièges, etc. Sa vitesse élevée, sa haute précision et sa faible déformation améliorent considérablement l’efficacité de la production, réduisent la consommation d’énergie et les coûts de production.
2. Aérospatiale : Dans la fabrication d'aéronefs et d'engins spatiaux, le soudage laser est utilisé pour le soudage structurel complexe d'alliages d'aluminium, d'alliages de titane et de matériaux composites, ce qui permet de contrôler efficacement la zone affectée thermiquement et d'assurer la résistance et l'intégrité des composants.
3. Équipements électroniques et de communication : La microélectronique, le conditionnement des semi-conducteurs et les pièces métalliques de précision exigent une précision de soudage extrêmement élevée. Les robots de soudage laser permettent d’atteindre une précision micrométrique, garantissant ainsi l’étanchéité et la conductivité électrique des dispositifs électroniques.
4. Fabrication de dispositifs médicaux : Les dispositifs médicaux fabriqués à partir de matériaux biocompatibles tels que l’acier inoxydable et les alliages de titane peuvent bénéficier d’un assemblage de haute qualité et sans pollution grâce au soudage laser, répondant ainsi aux normes strictes de l’industrie médicale.
5. Industrie énergétique : Pour le soudage de tuyaux, de plaques et d’autres composants clés dans les équipements d’énergie nucléaire, solaire, éolienne, etc., le soudage laser présente un bon rapport profondeur/largeur et un faible apport de chaleur, contribuant à réduire les contraintes et les déformations liées au soudage.
6. Appareils électroménagers et produits pour la cuisine et la salle de bains : Assemblage de produits en tôle fine, tels que les pièces structurelles internes de réfrigérateurs et de lave-linge, ainsi que d’ustensiles de cuisine en acier inoxydable. Le soudage laser améliore la qualité et l’aspect du produit.

Conclusion