Un système de soudage robotisé à 7 axes intègre un 7e axe motorisé (un rail de guidage linéaire de haute précision) sous un bras robotisé articulé standard à 6 axes. En étendant le rayon d'action de 2 à 3 mètres à plus de 10 à 30 mètres, il résout les problèmes d'écartement et d'irrégularités de qualité typiques du soudage manuel et robotisé standard sur des pièces extra-longues (par exemple, des poutres en acier de construction, des flèches de grue et des châssis de wagons). Adapté aux composants en acier accessibles par le dessus ou le côté au niveau du poste de soudage, avec une épaisseur de tôle de 6 à 30 mm sur une face. Grâce à la synchronisation multi-stations et au mouvement multi-axes de haute précision, ce système accroît l'efficacité du soudage de 50 à 80 %, constituant ainsi un atout majeur pour l'automatisation de la production industrielle lourde et offrant un retour sur investissement élevé.

1. Qu'est-ce qu'un robot de soudage de rails au sol à 7 axes ?

Dans l'automatisation industrielle moderne, les robots de soudage articulés standard à 6 axes offrent une grande maniabilité, mais leur zone de travail est strictement limitée par la portée de leurs bras (généralement entre 1,4 m et 3,1 m). Lors de la fabrication de composants lourds, surdimensionnés ou allongés, un seul robot à 6 axes ne peut pas couvrir l'intégralité du trajet de soudage en une seule opération.

Le système de robot de soudage sur rail au sol à 7 axes (également appelé système de rail linéaire à 7 axes monté au sol) surmonte cette limitation de portée. Il se compose de quatre modules intégrés :

Bras robotisé articulé à 6 axes : gère l’orientation de la torche, l’ajustement complexe des coutures et le contrôle précis des micro-trajectoires.

Axe de translation linéaire (7e axe au sol) : sert de base mobile au robot. Composé d’un bâti en acier soudé haute rigidité, de rails de guidage linéaires de précision et d’un système d’entraînement à crémaillère robuste, il permet des déplacements sur de grandes distances le long de l’axe X.

Ensemble de soudage et d'exécution : Intègre une alimentation de soudage haute performance (MIG/MAG, TIG ou laser/hybride), une station automatisée de nettoyage de la torche et de coupe du fil, et une torche refroidie à l'eau.

Contrôleur principal central : compatible avec l’importation de modèles CAO 3D et la programmation hors ligne (OLP). Ce contrôleur génère automatiquement les trajectoires d’outils, extrait les cordons de soudure et ajuste les paramètres de processus en un seul clic. Le suivi d’arc en temps réel garantit la régularité des soudures tout en offrant une grande flexibilité d’utilisation.

2. Trois avantages clés des robots de soudage à 7 axes

2.1. Extension en longueur illimitée et soudures longues sans joint apparent

Les méthodes traditionnelles pour les pièces de plus de 10 mètres de long reposent sur un repositionnement manuel ou l'utilisation de plusieurs robots fixes, ce qui engendre des défauts de soudure tels que des interruptions d'arc, des inclusions de laitier et un manque de fusion aux joints. Une machine à souder à 7 axes offre des longueurs de parcours personnalisables en fonction des dimensions de l'installation, permettant ainsi des soudures continues en une seule passe sur des structures surdimensionnées.

2.2. Flux de travail parallèle multi-postes (un opérateur pour plusieurs zones de travail)

Pour optimiser l'utilisation des équipements, le système permet de traiter simultanément plusieurs pièces dans une seule configuration, en générant instantanément des trajectoires de soudage pour un traitement ininterrompu :

Affectation séquentielle des stations : Divise la longueur du rail linéaire en 2 à 4 zones de travail indépendantes (Station A, Station B, Station C).

Efficacité parallèle : Pendant que le robot soude automatiquement à la station A, l'opérateur charge, aligne et fixe le composant suivant à la station B.

Zéro temps d'arrêt machine : Élimine les temps d'attente inactifs lors du chargement et du déchargement manuels, ce qui porte l'efficacité globale des équipements (OEE) à plus de 85 %.

2.3. Suivi adaptatif de haute précision et correspondance automatisée des processus

Adaptabilité aux tolérances d'assemblage : le suivi de précision gère les tolérances d'assemblage jusqu'à ±25 mm. Plusieurs modes de numérisation s'adaptent à diverses géométries d'assemblage (bout à bout, à recouvrement, à congé, etc.).

Vitesse de déplacement : 40 m/min

Répétabilité : Dans une marge de ±0,05 mm à ±0,1 mm.

3. Que pensez-vous des robots de soudage laser Aore ?

La station de travail intelligente Aore Laser A-W7 est équipée du système de soudage sans fil Bochu et du système de suivi de joint à grand champ de vision Bochu. Elle importe directement les fichiers de modèles 3D depuis Tekla, SOLIDWORKS ou UG, adapte les paramètres du processus de soudage, identifie automatiquement la position précise de la soudure et génère le processus de soudage optimisé. L'axe de déplacement sur rail au sol accroît l'adaptabilité à la longueur des pièces, et le robot peut travailler en coordination avec le rail pour souder de longs joints en une seule passe.

Un réducteur renforcé, doté d'un rapport de réduction élevé, améliore la précision du contrôle.

La structure creuse de l'axe 4 utilise des roulements à double contact angulaire au lieu des structures conventionnelles, améliorant ainsi la rigidité du support articulaire.

Les axes 4 et 6 sont équipés de mécanismes de réglage du jeu d'engrenage dédiés pour une précision articulaire accrue.

Poignet repensé en une structure en forme de U pour une rigidité accrue.

Une structure spéciale de réduction du bruit au niveau du poignet assure un fonctionnement plus silencieux.

Les caractéristiques décrites ci-dessus améliorent considérablement la stabilité de mouvement du robot de soudage à portée étendue, tandis que le poignet raccourci améliore sa flexibilité.

4. Foire aux questions (FAQ)

Q1 : Le 7e axe peut-il se déplacer en même temps que le bras du robot soude ?

R : Oui. Le 7e axe fonctionne comme un servo-axe entièrement synchronisé. Le contrôleur principal ajuste automatiquement les vitesses de déplacement afin que la torche de soudage conserve une vitesse et un angle constants par rapport au joint, même lors du déplacement le long du rail.

Q2 : Quelle est la précision de positionnement typique des robots de soudage A-W7 ?

A: Les robots de soudage A-W7 de haute qualité utilisant des entraînements à crémaillère hélicoïdale et des guides linéaires offrent une répétabilité de ±0,05 mm, ce qui satisfait pleinement aux normes de soudage industrielles strictes.

Q3 : Comment une machine à souder sur rail au sol se compare-t-elle à un portique aérien ?

A: Les robots de soudage à 7 axes sont plus simples à installer, moins coûteux et offrent une grande stabilité. Les portiques sont privilégiés lorsque l'espace au sol est restreint ou lorsque les ponts roulants lourds nécessitent un accès dégagé au sol.

5. Résumé

Un système de robot de soudage à 7 axes s'affranchit des limitations de portée des robots industriels classiques. En combinant un bras à 6 axes avec une base linéaire à grande course, les fabricants de pièces lourdes peuvent obtenir une qualité de soudure constante, réduire leur dépendance à la main-d'œuvre et augmenter significativement leur productivité journalière.