Guidage de la torche de soudure robotisée – Suivi précis de la soudure pendant le soudage
Le guidage de la torche de soudure robotisée détermine la position réelle de la soudure pendant le processus de soudage. Pour ce faire, les capteurs de profil 2D/3D MLZL sont utilisés en combinaison avec un contrôleur de vision industrielle muni du logiciel uniVision. Pendant le processus de soudage, le capteur détermine en permanence la position exacte de la soudure et transmet le point de suivi calculé sous forme de coordonnées à la commande du robot. Le robot corrige ensuite le mouvement de la torche. Les capteurs de profil 2D/3D MLWL et MLSL permettent également un guidage fiable de la torche de soudure robotisée.
La précision est essentielle dans les processus de soudage, car les composants peuvent facilement se déformer ou bouger sous l’effet de la chaleur. Des tolérances de fabrication, des tailles d’interstices différentes ou des changements de forme peuvent également survenir pendant le processus. Le guidage de la torche de soudure robotisée compense ces écarts et garantit que le matériau est appliqué à la position prévue.
La précision est essentielle dans les processus de soudage, car les composants peuvent facilement se déformer ou bouger sous l’effet de la chaleur. Des tolérances de fabrication, des tailles d’interstices différentes ou des changements de forme peuvent également survenir pendant le processus. Le guidage de la torche de soudure robotisée compense ces écarts et garantit que le matériau est appliqué à la position prévue.
Avantages du guidage de la torche de soudure robotisé avec capteurs de profil 2D/3D
Haute qualité des soudures
La torche reste précisément sur la trajectoire prévue, même en cas de tolérances des composants ou d’écarts de position, permettant de réduire les décalages de soudure, les erreurs et les soudures irrégulières.
Moins de rebuts et de reprises
L’amélioration de la qualité des soudures permet de réduire le nombre de composants défectueux et donc les coûts de matériel et de réparation.
Productivité plus élevée
Les corrections automatiques de la trajectoire pendant le processus de soudage permettent d’accélérer les processus de fabrication, car il n’y a pas de temps d’arrêt dus aux ajustements manuels.
Compatibilité avec différents composants
Les capteurs de profil 2D/3D sont idéaux pour le soudage de pièces de série présentant des écarts dimensionnels ainsi que de composants issus du procédé de pressage ou de moulage. Les dispositifs de serrage complexes et les préassemblages précis peuvent ainsi être réduits, ce qui permet de gagner du temps et de l’argent.
Indispensable pour le soudage automatisé et robotisé
Les capteurs de profil 2D/3D constituent la base de processus de soudage fiables dans les environnements de l’Industrie 4.0 et réduisent au minimum les temps d’arrêt ainsi que les interventions manuelles.
Corrections en temps réel
Les capteurs de profil 2D/3D détectent les écarts en temps réel, ce qui permet de corriger immédiatement la trajectoire de la tête de soudage.
Localisation de soudures – détermination précise de la position avant le soudage
Lors de la recherche de la soudure, la position exacte de la jointure est déterminée avant le processus de soudage. À l’aide des capteurs de profil 2D/3D MLZL et du contrôleur de vision industrielle muni du logiciel uniVision, une ou plusieurs mesures sont effectuées pour calculer la position réelle de la soudure. Ensuite, le logiciel du robot ajuste automatiquement les points de trajectoire – le décalage, la torsion ou l’inclinaison de la trajectoire du robot initialement apprise sont corrigés. Les capteurs permettent en outre une détermination rapide et précise de la position de géométries de composants complexes ou de rayons étroits. Les capteurs MLZL peuvent également être utilisés dans les applications où le capteur ne peut pas être monté directement sur la torche et où une plus grande distance est nécessaire. La localisation de soudures est également possible avec les capteurs de profil 2D/3D MLSL ou MLWL ou les capteurs de distance laser à triangulation de la série P3.
Avantages de la localisation de soudures avec les capteurs wenglor
Positionnement précis avant le soudage
Les capteurs déterminent la position exacte du joint, indépendamment des tolérances des composants ou des écarts de montage. Ainsi, le processus de soudage commence toujours au bon endroit, ce qui évite les erreurs de démarrage ou les mauvais alignements.
Compensation des écarts dimensionnels
Les capteurs garantissent des résultats constants, même pour les matériaux présentant des tolérances de fabrication, tels que la tôle ou la fonte. Il n’est donc plus nécessaire de recourir à une technique de serrage complexe ou à un alignement manuel précis.
Capacité d’automatisation et de robotisation
Les capteurs de profil 2D/3D et les capteurs de distance laser de la série P3 constituent la base du soudage entièrement automatique ou robotisé. Les robots détectent la position de la pièce, corrigent la trajectoire apprise et se déplacent automatiquement au bon endroit – sans apprentissage manuel.
Mise en service simple et rapide
Comme aucun calibrage manuel ou réglage visuel n’est nécessaire, les processus de soudage peuvent être démarrés plus rapidement. C’est particulièrement avantageux dans la production en série et avec des cadences élevées.
Moins de rebuts et de reprises
Un positionnement correct de la torche réduit considérablement le taux d’erreur. Cela permet de réduire les coûts de matériel et les travaux de retouche.
Combinable avec le suivi de soudures
Avant le soudage, la soudure est localisée ; pendant le soudage, le suivi de la jointure est assuré. L’association des deux processus offre une solution de qualité complète.
Performance et rendement : Guidage et localisation de soudures avec le capteur de profil 2D/3D MLZL
Le capteur de profil 2D/3D compact MLZL possède un boîtier fin et robuste, spécialement conçu pour une utilisation dans des environnements de soudage. Le capteur est monté directement sur la torche à l’aide de deux trous de fixation. Pendant le processus en cours, l’installation de soudage parcourt l’ensemble du contour du composant et le MLZL mesure le point de soudure par triangulation laser. Les données de mesure enregistrées sont traitées en temps réel via le logiciel de traitement d’images uniVision et transmises à la commande, de manière synchrone au processus de soudage.
Qualité de profil élevée pour une sécurité de process accrue
L’optique et les filtres hautes performances de la série MLZL garantissent une excellente imagerie sur la caméra du capteur, soutenue par une vitre de protection appropriée.
Remplacement du disque de protection sans outil
Le capteur permet un remplacement facile de la vitre de protection sans outil. Pour ce faire, pousser le support de vitre de protection, remplacer la vitre et réinsérer le support de vitre de protection.
Refroidissement et rinçage à l’air intégrés
Le refroidissement par air ou par eau intégré permet d’éviter la surchauffe de la caméra et du laser due à des températures ambiantes élevées dans les applications de soudage. Le rinçage à l’air empêche la saleté de s’accumuler sur la vitre de protection.
Format compact et robuste
Le boîtier fin et compact de la série MLZL est spécialement conçu pour les applications de guidage de la torche de soudure robotisée. Grâce à son indice de protection IP67, le capteur est étanche à la poussière et à l’immersion temporaire, ce qui permet de l’utiliser dans un large éventail d’environnements de travail.
| Capteur/accessoires | Fluide | Dimensionnels | |
|---|---|---|---|
| Refroidissement et rinçage à l’air intégrés du MLZL | Refroidissement : | Tuyau avec diamètre extérieur de 4 mm | |
| Eau | Max. 2 bar | ||
| Air sans huile | Max. 2 bar | ||
| Rinçage : | |||
| Air sans huile | Max. 2 bar | ||
| Modules de refroidissement supplémentaires (ZLWK et ZLSK pour MLSL et MLWL) |
Eau | Max. 2 bar | Tuyau de 6 mm de diamètre extérieur et 4 mm de diamètre intérieur |
| Air sans huile | Max. 2 bar | ||
| Boîtier de protection supplémentaire ZLSS003 pour la série MLSL1 | Refroidissement : | Tuyau de 6 mm de diamètre extérieur et 4 mm de diamètre intérieur | |
| Eau | Max. 2 bar | ||
| Air sans huile | Max. 2 bar | ||
| Rinçage : | |||
| Air sans huile | Max. 2 bar | ||
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Capteur/accessoires
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Refroidissement et rinçage à l’air intégrés du MLZL
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Eau
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Air sans huile
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Rinçage :
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Air sans huile
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Modules de refroidissement supplémentaires (ZLWK et ZLSK pour MLSL et MLWL) |
Air sans huile
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Boîtier de protection supplémentaire ZLSS003 pour la série MLSL1
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Eau
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Air sans huile
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Rinçage :
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Air sans huile
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Fluide
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Refroidissement :
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Max. 2 bar
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Max. 2 bar
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Max. 2 bar
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Eau
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Max. 2 bar
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Refroidissement :
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Max. 2 bar
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Max. 2 bar
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Max. 2 bar
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Dimensionnels
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Tuyau avec diamètre extérieur de 4 mm
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Max. 2 bar
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Tuyau de 6 mm de diamètre extérieur et 4 mm de diamètre intérieur
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Tuyau de 6 mm de diamètre extérieur et 4 mm de diamètre intérieur
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Autres capteurs et accessoires pour le guidage de la torche de soudure robotisée et la localisation de soudures
Les capteurs de profil 2D/3D des séries MLSL et MLWL peuvent également être utilisés pour les applications de soudage. La gamme wenglor propose des accessoires complémentaires adaptés, tels que des éléments d’affichage et de commande, différentes possibilités de fixation, des câbles et des connecteurs mâle, des boîtiers de protection et des disques de protection ainsi que des modules de refroidissement pour résister aux conditions ambiantes difficiles des applications de soudage.
Possibilités de montage des capteurs de profil 2D/3D
Pour obtenir un guidage de la torche de soudure et une localisation des soudures fiables, il convient de respecter les consignes suivantes lors du montage des capteurs de profil 2D/3D MLZL, MLSL et MLWL, car le montage varie selon le type de capteur. De plus, la caméra du capteur de profil ne doit pas être dirigée directement vers le point de soudure, car la lumière du processus de soudage pourrait causer des interférences.
MLZL
MLSL
MLWL
Les capteurs de profil 2D/3D MLSL et MLWL peuvent être montés à un angle α pour obtenir une petite ou une grande avance.
MLSL avec grande avance
MLWL avec grande avance
Les différents types de joints avec le guidage de la torche de soudure robotisée
Pour le guidage de la torche de soudure robotisée, il existe différents types de joints afin de souder des pièces métalliques ensemble de manière fiable et de garantir une soudure de haute qualité.
Joints bout à bout
Joints de recouvrement
Joints parallèles
Joints en T
Joints doubles en T
Joints d’angle
Joints multiples
Joints angulaires
Logiciel uniVision 3 pour le guidage et la détection des soudures
Le logiciel de traitement d’images uniVision de wenglor offre une possibilité performante et conviviale de traiter des données à partir de données de profil altimétrique bidimensionnel. Pour les applications de soudage, il existe le module « Profil Guidage de la torche de soudure robotisée », qui permet une détection simple et rapide des joints pour le suivi et la localisation des soudures.
Module « Profil Guidage de la torche de soudure robotisée »
Le module « Profil Guidage de la torche de soudure robotisée » permet de détecter de manière fiable tous les types de joints à l’aide des profils de hauteur des capteurs de profil 2D/3D. Le module fournit le point de guidage ainsi que d’autres valeurs de mesure spécifiques à la soudure, nécessaires pour une commande précise du robot. Il constitue ainsi la base des applications de suivi de soudure commandées par capteur avec des robots ou sur des tables de linéarisation.
Modèles préconfigurés
Intégration rapide aux processus existants grâce à des modèles préconfigurés pour les types de joints courants et l’étalonnage du robot.
Transmission directe des résultats
Transmission préconfigurée des résultats de mesure à la commande du robot pour des processus fluides.
Sous-module « Historique et filtres »
Sortie fiable et stable des points de suivi avec le sous-module « Historique et filtre ».
Tutoriels sur la configuration des modèles
Les vidéos suivantes montrent pas à pas comment régler les modèles préconfigurés pour le joint bout à bout, le joint à recouvrement, le joint en T et la recherche des bosses.
Visualisation web
Chaque tâche de modèle de détection de chocs contient une visualisation web qui affiche tous les résultats pertinents d’un seul coup d’œil. Il est également possible de paramétrer sa propre visualisation individuelle. À intervalles réguliers, le navigateur Internet met à jour le contenu de la visualisation afin que les opérateurs reçoivent un retour visuel du processus. Les visualisations suivantes peuvent être insérées par glisser-déposer :
- Profil en direct
- Coordonnées du point de guidage
- Affichages d’état
- Valeurs de mesure (par ex. largeur, hauteur, décalage, surface)
- Images/logos
- Superpositions (par ex. lignes, termes, valeurs, étiquettes, etc.)
Haute précision sur les surfaces brillantes
Lors du soudage, le type de matériau utilisé joue un rôle décisif, car les différents métaux ont des propriétés optiques différentes. Certains métaux ont une surface mate qui permet une détection claire, tandis que d’autres, comme l’aluminium, sont très brillants. Ceux-ci génèrent ainsi de nombreuses réflexions qui peuvent entraver la visibilité de la soudure. La forme du composant à souder influence également les réflexions. Les objets ronds en particulier génèrent plus de réflexions que les structures plates.
Les capteurs MLZL associés au logiciel uniVision détectent avec précision les positions de joint, même sur des surfaces métalliques fortement réfléchissantes. Des algorithmes logiciels spéciaux minimisent efficacement les réflexions lumineuses, ce qui permet de traiter et d’évaluer les données de profil de manière fiable pour garantir un guidage de la torche de soudure robotisée précis.
Les capteurs MLZL associés au logiciel uniVision détectent avec précision les positions de joint, même sur des surfaces métalliques fortement réfléchissantes. Des algorithmes logiciels spéciaux minimisent efficacement les réflexions lumineuses, ce qui permet de traiter et d’évaluer les données de profil de manière fiable pour garantir un guidage de la torche de soudure robotisée précis.
Intégration facile grâce à de nombreuses interfaces robotiques
Une variété de plug-ins robotiques garantit une communication fluide et simple avec toutes les principales marques de robots. L’interface ouverte permet également l’intégration transparente d’une large gamme de robots d’autres fabricants.
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Vue d’ensemble du système
Capteur de profil 2D/3D avec contrôleur de vision industrielle et logiciel uniVision 3
Enregistrement des données de profil
Traitement dans uniVision 3
Transfert de données au contrôleur du robot
Exécution des corrections
Correction
Autres possibilités de configuration du système
Une autre possibilité consiste à utiliser le capteur de profil en mode « smart profilomètre ». Cela signifie que les données de profil enregistrées sont traitées dans le capteur.
Comment fonctionne le mode de fonctionnement « smart profilomètre » ?
Le capteur de profil 2D/3D MLZL saisit les données de la soudure pendant le processus de soudage. Le logiciel uniVision 2 avec le module « Profil guidage de la torche de soudure robotisée » est installé sur le MLZL. Les coordonnées TP (point de suivi) précises de la soudure sont calculées à partir des informations de profil enregistrées. Ces coordonnées sont ensuite transmises au contrôleur du robot via l’interface TCP ou UDP configurable. Celui-ci envoie ensuite des données de mouvement au robot pour ajuster son guidage de bande en temps réel.Le capteur de profil 2D/3D MLZL peut également être utilisé avec un logiciel client ou tiers, pas avec le logiciel wenglor uniVision.
Comment fonctionne le mode de fonctionnement « Générateur de profil » avec un IPC tiers ?
Le bras robotisé avec le capteur de profil 2D/3D MLZL se déplace le long de la soudure prévue, le capteur est en mode de fonctionnement « Générateur de profil » et saisit les données de profil de la soudure. Ces données sont ensuite transmises du MLZL à l’IPC tiers via l’interface TCP/IP. Plusieurs options sont disponibles pour l’intégration du capteur de profil dans un logiciel tiers :- Un SDK est notamment disponible pour Windows et Linux.
- L’intégration peut également s’effectuer via le standard GigE Vision.
Localisation de soudures et guidage de la torche de soudure sans robot
Nos capteurs de profil 2D/3D offrent également une solution puissante pour le guidage de la torche de soudure et la détection de la torche de soudure fiables pour les applications de localisation de soudures et de guidage de la torche de soudure. Le logiciel uniVision met à disposition de nombreuses interfaces qui permettent une intégration flexible dans différentes commandes.
- En mode de fonctionnement « Smart profilomètre », des interfaces de communication telles que TCP/IP et UDP sont disponibles.
- En mode de fonctionnement « Générateur de profil » en combinaison avec le contrôleur de vision industrielle, une connexion directe est également possible via Ethernet industriel (Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT).
Utilisation polyvalente dans les procédés de soudage
Les capteurs de profil 2D/3D peuvent également être utilisés, par exemple, pour les types de soudage suivants.
MIG (Metal Inert Gas)
MIG (Metal Inert Gas)
Soudage de métaux avec des gaz inertes, donc inactifs
MAG (Metal Active Gas)
MAG (Metal Active Gas)
Soudage de métaux avec des gaz actifs
TIG (Tungsten Inert Gas)
TIG (Tungsten Inert Gas)
Soudage de métaux avec une électrode non fusible en tungstène pur ou allié
Soudage au laser
Soudage au laser
Le soudage au laser permet des vitesses de soudage élevées pour des résultats de haute précision
Localisation de soudures avec le capteur de distance laser à triangulation de la série P3
Outre les capteurs de profil 2D/3D, les capteurs de distance laser à triangulation de la série P3 peuvent également être utilisés pour la localisation des soudures. Ces capteurs fonctionnent selon le principe de triangulation. Cela signifie qu’ils mesurent en permanence la distance par rapport à la surface et détectent ainsi même de faibles différences de distance. Grâce à cette technologie, même les soudures très fines sont détectées avec précision, même sur des surfaces métalliques brillantes.
Vue d’ensemble des fonctions
- Sortie analogique : 4…20 mA
- Paramètres sans fil par Bluetooth
- Écran graphique pour une utilisation simple
- Valeur de mesure indépendamment du matériau, de la couleur et de la luminosité
- Boîtier robuste en aluminium
Secteurs et applications de la localisation de soudures et du guidage de la torche de soudure robotisée
Industrie automobile
Construction navale
Construction métallique et de ponts
Construction de tuyaux et de réservoirs
Industrie aéronautique
Cellules de soudage dans la production en série
Fabrication avec des géométries de composants variables
Possibilités d’application du guidage de la torche de soudure robotisée
Guidage de la torche de soudure dans les cellules robotisées
Dans les cellules de soudage robotisées entièrement automatisées, la position exacte des joints doit être déterminée avant le soudage. À cet effet, un capteur de profil 2D/3D est monté directement devant la torche du robot. Grâce à la triangulation laser, le capteur est ainsi capable de détecter les joints. Le point de guidage est déterminé via le logiciel uniVision et envoyé à l’unité de commande, qui positionne ensuite la soudure en conséquence.
Guidage automatisé de la torche de soudure lors du soudage de cuves
Lors du soudage automatisé de réservoirs en acier, le positionnement exact de la soudure est d’une importance capitale. Un capteur de profil 2D/3D placé sur la torche de soudure détermine les contours et transmettent les données de position aux axes linéaires via une unité de traitement pour garantir le guidage optimal de la torche. Un boîtier de protection spécial protège les capteurs contre les éclats de soudure et les influences de la lumière parasite.
Guidage de la torche de soudure robotisée dans les installations de soudage sous flux en poudre
Dans l’industrie sidérurgique, le procédé de soudage dit sous flux en poudre est utilisé pour les matériaux d’une épaisseur supérieure à six millimètres. Pour guider avec précision la torche de soudure installée sur un axe linéaire, il faut mesurer le joint avec précision. Un capteur de profil 2D/3D installé devant la tête de soudage et équipé d’un module de refroidissement et d’une vitre de protection détermine le contour du joint au micron près, même à des températures élevées.
Contrôle des cordons de soudure
Le résultat du soudage dépend du type de matériau, de la technique de soudage utilisée et des conditions ambiantes. C’est la raison pour laquelle il est impératif de toujours contrôler les raccords soudés, une fois le travail terminé. Les capteurs de profil 2D/3D garantissent une localisation des soudures ainsi qu’un guidage de la torche de soudure robotisé précis et un contrôle des cordons de soudure fiable. Cela garantit une qualité et une sécurité maximales pendant et après le processus de soudage.
Test gratuit de matériel en location
Afin que vous puissiez vérifier au préalable si nos produits conviennent à votre application, nous vous offrons la possibilité de tester gratuitement les appareils wenglor. Sur demande, nous mettons volontiers à votre disposition des appareils en location, d’essai ou de démonstration issus de notre gamme complète. N’hésitez pas à nous contacter si vous êtes intéressé par un équipement en location.
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