Qu'est-ce qu'une cellule de soudage robotisée sans apprentissage

Un non-enseignement Cellule de soudage robotisée est un système d'automatisation du soudage intelligent qui élimine le besoin de programmation manuelle traditionnelle du pendentif. En intégrant la détection de vision 3D, reconnaissance intelligente des soudures, et technologies de planification automatique de chemin, le système peut générer automatiquement des programmes de soudage et exécuter des tâches de soudage sans perdre de temps “point par point” processus d'enseignement généralement requis pour les robots industriels.

Le soudage robotisé traditionnel nécessite que les opérateurs guident manuellement le robot à travers chaque chemin de soudage, un processus qui peut prendre des heures, voire des jours pour des pièces complexes. La technologie sans enseignement change fondamentalement ce paradigme. Le robot “voit” la pièce à usiner, identifie automatiquement les cordons de soudure, planifie la trajectoire de soudage optimale, et exécute la soudure, le tout sans programmation manuelle.

Les cellules de travail robotisées sans apprentissage fonctionnent dans des conditions industrielles exigeantes, notamment un ajustement variable des pièces à usiner, positionnement incohérent des pièces, projections de soudure, et distorsion thermique. Donc, ils sont conçus avec des caméras 3D de haute précision, algorithmes de vision avancés, plates-formes robotiques rigides, et des systèmes de contrôle intelligents pour garantir des performances stables et une qualité de soudure fiable.

Ces cellules de travail sont largement utilisées dans diverses applications, notamment la fabrication de structures en acier., engins de chantier, composants ferroviaires, construction navale, et la fabrication générale – en particulier dans les secteurs à forte mixité, environnements de production à faible volume où la programmation robotique traditionnelle serait peu pratique.

Spécifications du système (FSWELD 3800E)

Basé sur le système de contrôle de soudage intelligent Bochuc FSWELD 3800E, la cellule de travail robotique sans apprentissage répond aux limites techniques suivantes:

Paramètre	Spécification
Largeur de la pièce	≤ 3000mm
Hauteur des côtes	40mm ~ 1000mm
Épaisseur des côtes	6mm ~ 30 mm (uniforme par assiette)
Longueur des côtes	≥ 30mm
Déviation perpendiculaire (nervure à la plaque de base)	≤ 5°
Espacement des nervures (dans le sens du balayage)	≥ 200mm
Rapport profondeur/largeur	≤ 1.5 (pour éviter les obstacles)
Inclinaison du bord supérieur de la plaque verticale	≤ 45°
Angle entre deux plaques qui se croisent	≥ 30°
Différence de hauteur de placement de la pièce	≤ 10°
Cintrage de la plaque d'âme	≤ 30mm
Cintrage vertical des plaques	≤ 20mm
Taille du trou de soudure	25mm ~ 50 mm
Tolérance d'assemblage	≤ 30mm
Déviation de l'angle d'assemblage	≤ 8°
Tolérance de variation de longueur de soudure	≤ 30mm
Tolérance d'écart (soudure d'angle Z≥8mm)	≤ 3mm
Cohérence des dimensions de rainure	±1mm
Déviation de l'angle de rainure	0° ~ -5°

Structure d'une cellule de travail robotique sans enseignement

Une cellule de travail robotique typique sans apprentissage se compose de plusieurs composants clés:

• Robot industriel avec torche de soudage (soutenir KUKA, FANUC, YASKAWA, QJAR, EFFORT, etc.)
• 3Système de vision D (Caméra stéréo laser ligne BCW181P)
• Chercheur de couture laser (Chercheur de fil BCW600P-E)
• Système de contrôle sans apprentissage (PC industriel FSWELD 3800E)
• Système de positionnement des pièces (platine, poupée-pointe, positionneur, rail, portique)
• Enceinte de sécurité et extraction des fumées
• Interface opérateur avec visualisation numérique jumelle (Pendentif d'apprentissage du soudage WKB SW)

Parmi ces composants, le3Système de vision D et logiciel de contrôle intelligentjouer le rôle le plus critique, permettant au robot de percevoir, comprendre, et s'adapter à la pièce réelle sans intervention humaine.

3Système de vision D (Modélisation inversée)

Le système de vision 3D est le “œil” de la cellule de travail robotique sans apprentissage. Le système FSWELD 3800E est équipé duCaméra stéréo laser ligne BCW181P, justificatifmodélisation inversée— la possibilité de numériser des pièces et de générer des modèles 3D sans entrée CAO.

Exigences d'installation de la caméra:

• Hauteur de montage: 1.7m de la surface inférieure de la lentille au plan de traitement
• Orientation de montage: Doit être parallèle au sol

Deux modes de fonctionnement:

• Modélisation inversée (3800 série): Numérisez les pièces directement sans modèles CAO
• Piloté par le modèle (2800/3800 série): Importez des modèles STEP/IGES/DXF pour la génération automatique de chemins

Un système de vision 3D de haute qualité doit fournir:

• Vitesse de numérisation rapide (typiquement 30-60 secondes par pièce)
• Haute résolution pour une détection précise des coutures (erreur <0.16mm)
• Robustesse à la lumière ambiante et aux projections de soudure
• Capacité à détecter plusieurs types d’articulations (bout, filet, genoux, coin, plaque à tuyaux)
• Compensation automatique des variations d'ajustement des pièces (dans ± 30 mm)

Système de contrôle sans apprentissage

Le système de contrôle sans apprentissage est le “cerveau” qui traite les données visuelles et génère automatiquement des programmes de mouvement du robot. Le système FSWELD 3800E utilise lePC industriel HypTronic3_HPC3870E-WavecCartes adaptateur HPL2720E/BCL4500B.

L'opérateur charge simplement un modèle CAO 3D (ÉTAPE, IGES, ou au format DXF) ou utilise la modélisation inversée pour numériser la pièce, identifie les joints de soudure à réaliser, et sélectionne les paramètres de base tels que le type de joint et la technique de soudage.

Le système de contrôle exécute alors automatiquement les fonctions suivantes:

Fonction	Description
3Analyse du modèle D / modélisation inversée	Extrait la géométrie de la CAO ou génère à partir d'un scan
Planification automatique du chemin	Génère une trajectoire optimale du robot avec évitement des collisions
Correspondance des paramètres de soudure	Sélectionne la tension appropriée, actuel, vitesse, et paramètres de tissage
Simulation de jumeau numérique	Visualise l’ensemble du processus de soudage avant l’exécution
Adaptation en temps réel	Ajuste la position de la torche en fonction de la détection réelle des coutures
Suivi intelligent de l'arc	Correction des écarts en temps réel pendant le soudage (Déviation angulaire de ±8°)

Un système de contrôle sans enseignement de haute qualité doit fournir:

• Prise en charge des formats CAO courants (ÉTAPE, IGES, DXF)
• Extraction Tekla en un clic
• Reconnaissance automatique des types de joints de soudure
• Interface utilisateur intuitive nécessitant une formation minimale
• Visualisation du jumeau numérique pour la vérification du programme
• Adaptabilité à divers procédés de soudage (GMAW, GTAW, MOI pulsée)

Système de détection de couture laser (Chercheur)

En plus de la vision 3D pour la localisation des pièces, le système FSWELD 3800E intègre leChercheur de fil BCW600P-Edédié à la détection précise des coutures. Ce système scanne le joint de soudure réel, compare les données mesurées au modèle CAO, et effectue des micro-ajustements de la trajectoire de soudage en temps réel.

Améliorations du BCW600P-E par rapport au BCW600P standard:

• Optimisé pour les tuyaux galvanisés, pièces en aluminium, pièces rectifiées, et joints à recouvrement en plaques minces
• Résout efficacement les échecs de positionnement de précision causés par la perte de nuages ​​de points
• Support supplémentaire pour les matériaux réfléchissants en aluminium et en acier inoxydable
• Prend en charge les zones de soudure au sol (surface au sol ≤20 mm sur les plaques verticales et de base)

Exigence de câble: Câble Ethernet standard + câble hybride à haute flexibilité, longueur totale ≤50m.

Un système de détection de couture laser de haute qualité doit fournir:

• Mesure sans contact pour haute vitesse (aussi peu que 15 secondes pour des joints typiques)
• Précision submillimétrique pour les applications critiques
• Retour en temps réel au contrôleur du robot
• Fonctionnement robuste dans un environnement de soudage
• Compensation automatique des variations d'ajustement des pièces

Configurations de cellules de travail

Les cellules de travail robotisées sans apprentissage peuvent être configurées dans différentes configurations pour s'adapter à différentes applications.:

Configuration	Description	Idéal pour
Robot au sol avec plateau tournant	Robot sur socle fixe, la pièce tourne sur un positionneur à axe unique	Pièces de taille moyenne nécessitant plusieurs positions de soudage
Robot sur rail 7ème axe	Le robot se déplace le long d'un rail linéaire pour accéder à plusieurs stations ou à de longues pièces	Grandes pièces ou cellules multipostes
Positionneur de poupée mobile	Pièces longues serrées et tournées entre la poupée mobile et la poupée mobile	Poutres, colonnes, arbres, et éléments de structure
Configuration du portique aérien (8/9 axe)	Robot inversé sur portique pour grand, pièces lourdes	Poutres de pont, panneaux de navire, grandes structures
Cellule de travail à deux postes	Deux positions de pièce permettant le chargement/déchargement pendant que le robot soude	Haute productivité, temps d'inactivité réduit

Configurations de robots prises en charge: 6-axe, 7-axe (rail au sol/au plafond), 8-axe (Type YX), 9-axe (Type YXZ/YZX)

Enveloppe de travail(avec robot de portée 2 m):

• Base fixe: Largeur maximale 1200 mm, longueur maximale 2000 mm
• Rail + montage au sol: Largeur maximale 1200 mm, longueur limitée par rail
• Rail + montage aérien: Largeur maximale 2200 mm, longueur limitée par rail

Industries et types de pièces pris en charge

Les cellules de travail robotisées sans apprentissage sont largement utilisées dans diverses industries. Ci-dessous les candidatures vérifiées:

1. Construction de structures en acier

Taper	Caractéristiques
Brides de poutre en H, nervures linéaires	Plaque de base avec deux brides latérales, largeur variable, plusieurs côtes autorisées
Plaques verticales courbées irrégulières	Prend en charge les plaques incurvées circulaires et irrégulières
Côtes irrégulières	Plus haut ou plus bas que la bride, prend en charge le parallèle, convexe, concave
Côtes inclinées	Taille ≥100×100mm, angle 60°~120°, épaisseur <15mm
Embouts	Renfort triangulaire, longueur latérale ≥40mm, épaisseur ≥6mm
Plaques de support	Épaisseur ≥10mm, zone ≥50×50mm

2. Pont et construction navale

Taper	Caractéristiques
Barres en T	Plaque verticale à bord supérieur incliné ou cranté, trous de soudure ≥25mm
Sous-ensembles	Prend en charge parallèle, plaques verticales courbées vers le haut/vers le bas
Unités de plaques	Trous polygonaux ou elliptiques, hauteur de nervure ≥40mm

3. Réservoirs de transformateur

Taper	Caractéristiques
Côtes levées	Épaisseur ≥6mm, hauteur ≥40mm, la pente nécessite une marge de hauteur de 20 mm
Brides d'étanchéité	Épaisseur ≥10mm, longueur/largeur ≥50mm, rectangulaire (pas de cercles), rayon de chanfrein ≥5mm
Petites côtes	Renfort triangulaire, longueur latérale ≥40mm, épaisseur ≥6mm

4. Structures de pied de tour

• Mode pied de tour dédié (hérité du 2800T)
• Génération automatique de dessins, 2Conversion D en 3D

Non pris en charge

• Pièces réfléchissantes (l'acier inoxydable/l'aluminium nécessitent une évaluation)
• Plaques latérales
• Brides circulaires
• Alliages d'aluminium (pas de suivi d'arc, problèmes de réflexion)
• L'acier inoxydable n'est pas entièrement testé par le système FSWELD

Processus de soudage pris en charge

Paramètre	Spécification
Matériels	Acier au carbone, acier faiblement allié, acier inoxydable (non-miroir)
Méthode de soudage	Soudage à l’arc sous gaz-métal (GMAW)
Postes de soudage	Pennsylvanie, P.B., PC, PF, PG
Gaz de protection	80%Ar+20%CO₂, 100%CO₂, 95%Ar+5%O₂
Diamètre du fil	Solide φ1,0/1,2/1,6 mm, fil fourré φ1,2 mm

Prise en charge des progiciels de processus:

• Démarrage/redémarrage scratch
• Soudure de tissage (sinus, triangle, en forme de L, sinus incliné, pendule)
• Soudage intermittent (sauter le soudage, soudage en arrière)
• Soudure d'angle
• Soudage continu
• Soudage de trous de soudure
• Suivi d'arc (tissage sinusoïdal/en forme de L/triangle)
• Soudage multicouche multipasse
• Adaptation de rainure de colonne de caisson

Processus de fabrication

Les cellules de travail robotisées sans apprentissage sont produites via plusieurs processus de fabrication clés:

Conception et ingénierie: Conception de cellules personnalisée en fonction de la taille de la pièce, matériel, et les exigences de production.

Fabrication et assemblage: Structures en acier à haute résistance pour positionneurs, rails, et enceintes de sécurité.

Intégration du système: Intégration de robot, système de vision, contrôleur, et positionneurs.

Configuration du logiciel: Calibrage du système de vision, configuration des paramètres de soudage, et configuration de l'interface utilisateur.

Tests et étalonnage: Tests complets du système, y compris l'étalonnage de la vision, vérification du chemin, et validation de la qualité des soudures.

Formation des opérateurs: Formation sur le fonctionnement du système, dépannage de base, et les procédures d'entretien.

Avantages clés

Avantage	Description
Élimine la programmation du pendentif d'apprentissage	Aucune compétence en programmation requise; les opérateurs peuvent être formés en quelques heures
Réduit le temps de programmation de 70-90%	De heures/jours à minutes
Aucun montage personnalisé requis	Les pièces peuvent être pointées et placées dans de simples pinces (tolérance d'assemblage ±30mm)
Gère la variation des pièces	Compense automatiquement les différences d'aménagement et de positionnement (déviation angulaire ≤8°)
Idéal pour la production à forte mixité	Basculez entre différentes parties sans reprogrammation
Vérification du jumeau numérique	Simuler l'intégralité de la soudure avant l'exécution
Besoin de main-d’œuvre moins qualifiée	Réduit la dépendance vis-à-vis des soudeurs et programmeurs experts
Capacité de modélisation inverse (3800 série)	Générez des trajectoires de soudage sans modèles CAO
Suivi intelligent de l'arc	Correction des écarts en temps réel pendant le soudage

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