Le générateur de soudage, cœur d'un poste à souder, détermine directement la qualité et la rapidité du soudage. Le générateur de soudage à onduleur haute fréquence, l'une des technologies les plus avancées actuellement, est à la pointe du développement de l'industrie du soudage. Il convertit d'abord le courant alternatif d'entrée en courant continu via un redresseur, puis utilise un onduleur haute fréquence pour augmenter la fréquence du courant continu dans une bande de fréquences élevées, fournissant ainsi un courant de sortie efficace, stable et précisément contrôlable pour le procédé de soudage. Comparé aux générateurs de soudage traditionnels, le générateur de soudage à onduleur haute fréquence présente les avantages significatifs suivants :
- Utilisation efficace de l'énergie : Son rendement de conversion énergétique peut atteindre plus de 90 %, réduisant considérablement la consommation d'énergie, ce qui s'inscrit dans les concepts actuels de développement de la production verte, des économies d'énergie et de la réduction des émissions. Dans la production industrielle à grande échelle, il permet aux entreprises de réaliser d'importantes économies d'électricité et d'améliorer leurs bénéfices économiques et environnementaux.
- Contrôle précis : Grâce à la technologie avancée d'impulsions haute fréquence, l'onduleur de soudage haute fréquence permet un réglage précis du courant de soudage à la milliseconde près. Cette caractéristique lui confère d'excellentes performances dans les applications exigeant un soudage de précision, comme le microsoudage de composants électroniques. Le contrôle précis de l'intensité et de la forme d'onde du courant garantit la qualité et la régularité des soudures, améliorant ainsi le rendement des produits.
- Faible encombrement et performances élevées : L'utilisation de la technologie d'onduleur haute fréquence réduit considérablement le volume de l'alimentation de soudage, la rendant plus portable et flexible, et pratique à transporter et à utiliser dans différents environnements de travail. Parallèlement, sa densité de puissance plus élevée permet de répondre aux exigences des tâches de soudage à haute intensité, facilitant ainsi les travaux de construction sur site et les opérations de soudage dans des conditions de travail complexes.
- Fonctionnement intelligent : L'onduleur de soudage haute fréquence intègre généralement une technologie de contrôle numérique avancée et dispose de fonctions intelligentes telles que le réglage adaptatif du courant, le stockage des données et l'analyse de processus. Il suffit aux opérateurs de saisir les paramètres correspondants via l'interface homme-machine en fonction des différentes tâches de soudage, et l'alimentation s'adapte automatiquement à son état de fonctionnement pour des opérations de soudage intelligentes, améliorant ainsi considérablement la qualité et le confort d'utilisation.
![La grande révélation des technologies de base des machines à souder : des principes aux applications 1]()
Pour les machines de soudage automatisées, un contrôle précis des mouvements est essentiel pour obtenir un soudage de haute qualité. La technologie de contrôle des mouvements couvre de nombreux aspects complexes et interdépendants, tels que la conception de la structure mécanique, le choix du système d'entraînement et les algorithmes de programmation associés.
- Structure mécanique : La structure mécanique d'une machine de soudage automatisée comprend principalement le corps de la machine, les rails et glissières de guidage, ainsi que le système d'entraînement. Le corps de la machine, composant essentiel de l'exécution, est responsable de la réalisation de diverses opérations de soudage complexes. Sa précision de conception et sa rigidité influencent directement la qualité du soudage. Les rails et glissières de guidage assurent un mouvement stable et précis du bras robotisé, garantissant une précision et une stabilité élevées pendant le mouvement. Le système d'entraînement utilise généralement des moteurs hautes performances, tels que des servomoteurs, qui offrent une grande précision, une grande réactivité et une excellente contrôlabilité. Ils permettent de contrôler avec précision la position, la vitesse et l'accélération du bras robotisé selon les instructions du système de contrôle, réalisant ainsi des trajectoires de soudage complexes.
- Programmation du contrôle de mouvement : Pour obtenir un contrôle précis du mouvement d'une machine de soudage automatisée, une technologie avancée de programmation du contrôle de mouvement est indispensable. Cela implique l'utilisation de bibliothèques professionnelles de contrôle de mouvement ou le développement autonome d'algorithmes spécifiques. Grâce à une analyse et un calcul approfondis du modèle cinématique et des caractéristiques dynamiques du bras robotisé, les trajectoires de mouvement et les plans de vitesse de chaque joint sont déterminés, afin d'obtenir un mouvement fluide et précis du bras robotisé. Par exemple, lors du soudage de pièces aux formes complexes, la programmation du contrôle de mouvement permet de contrôler avec précision la trajectoire de la torche de soudage selon la trajectoire prédéfinie du cordon de soudure, garantissant ainsi l'uniformité et l'esthétique du cordon, tout en garantissant la stabilité de la qualité de soudage.
![La grande révélation des technologies de base des machines à souder : des principes aux applications 2]()
Lors du soudage, en raison de divers facteurs tels que les erreurs d'usinage de la pièce, les erreurs d'assemblage et les déformations thermiques, la position réelle du cordon de soudure s'écarte souvent de la position prédéfinie. L'émergence de la technologie de suivi du cordon de soudure résout efficacement ce problème. Elle détecte en temps réel les changements de position du cordon et ajuste automatiquement la position de la torche de soudage pour garantir un soudage toujours conforme, garantissant ainsi la stabilité et la fiabilité de la qualité de soudage. Les technologies de suivi du cordon les plus courantes sont les suivantes :
- Suivi de soudure par vision : La technologie de suivi de soudure par vision utilise des capteurs CCD haute résolution pour obtenir des informations sur la position initiale de soudage. Grâce à des algorithmes de traitement d'image avancés et à des technologies de contrôle intelligentes, elle guide automatiquement la torche de soudage pour un déplacement précis vers la position initiale. Le capteur CCD identifie d'abord le cordon de soudure global, en extrait le contour approximatif et les informations caractéristiques. Ensuite, grâce à des technologies telles que la segmentation d'image et l'ajustement des données, les informations visuelles du cordon de soudure réel sont séparées et l'équation de la courbe du cordon de soudure est calculée pour déterminer la valeur initiale de la position initiale de soudage. À partir de ces coordonnées initiales, une fenêtre de recherche précise est établie pour calculer avec plus de précision les valeurs des coordonnées (x, y) de la position initiale de soudage. Pendant le soudage, un système de filtrage composite permet d'obtenir en temps réel les images de l'arc MAG et de l'extrémité avant du cordon de soudure. Grâce à des algorithmes de traitement d'images en temps réel, les informations de contour du cordon de soudure et de l'arc sont obtenues rapidement et précisément, et l'écart de position du cordon est calculé en conséquence. La trajectoire du robot est modifiée en temps réel pour assurer un suivi en temps réel du cordon de soudure.
- Suivi du cordon de soudure à l'arc oscillant : La technologie de suivi du cordon de soudure à l'arc oscillant utilise le capteur d'arc comme élément central et exploite les variations de paramètres tels que la tension et le courant pendant l'oscillation de l'arc pour détecter les écarts de position du cordon de soudure. Ce capteur d'arc, en temps réel, présente des caractéristiques importantes telles qu'une structure simple, un faible coût et une réactivité accrue par rapport aux autres types de capteurs. Le système de suivi de robot de soudage à l'arc basé sur la détection de l'arc oscillant comprend principalement des modules fonctionnels de base tels qu'un robot de soudage à l'arc, un capteur et un dispositif d'acquisition de signaux, un contrôleur DSP, un module de communication et un logiciel de débogage de simulation. Pendant le soudage, la torche de soudage est commandée pour osciller l'arc à une fréquence et une amplitude spécifiques, et les signaux de variation de paramètres tels que la tension et le courant d'arc sont collectés en temps réel. Le contrôleur DSP analyse et traite rapidement les signaux collectés, évalue l'écart de la position du cordon de soudure et ajuste en temps opportun la position et l'attitude de la torche de soudage en fonction de la quantité d'écart pour obtenir un suivi précis du cordon de soudure.
Avec le développement rapide de l'intelligence artificielle et des technologies d'automatisation, la technologie de contrôle intelligent est de plus en plus largement utilisée dans les machines de soudage, offrant un support technique solide pour l'intelligentisation, l'automatisation et la haute efficacité du processus de soudage.
- Modélisation et contrôle du processus dynamique de soudage : Pour qu'un système robotisé de soudage intelligent puisse contrôler efficacement la qualité du soudage, il est nécessaire de mener des recherches approfondies et de décrire précisément les lois et modèles du processus dynamique de soudage. Cependant, en raison du grand nombre de facteurs incertains impliqués dans le processus dynamique de soudage à l'arc, tels que les fluctuations des propriétés des matériaux, les changements de l'environnement de soudage et l'ajustement en temps réel des paramètres de soudage, il est extrêmement difficile d'obtenir un modèle mathématique précis. Pour résoudre ce problème, les chercheurs utilisent des algorithmes avancés d'acquisition de connaissances brutes pour extraire des informations utiles des données expérimentales directes et indirectes mesurées par des capteurs pendant le processus de soudage et établir un modèle de connaissances du processus. Ce modèle de connaissances, base essentielle pour la conception du contrôleur intelligent du processus de soudage robotisé, permet de prédire les résultats du processus de soudage en fonction de divers paramètres et des informations d'état en temps réel saisies par le système, et d'ajuster et d'optimiser le processus de soudage en temps réel grâce à des algorithmes de contrôle intelligents afin de garantir la stabilité et la fiabilité de la qualité du soudage. Le système de traitement des connaissances pour le procédé de soudage, dont le modèle de connaissances M est le cœur, couvre plusieurs éléments clés, tels que le modèle de connaissances M du système, les méthodes d'expansion des données, les méthodes de discrétisation, les méthodes de conversion des formes de sortie du modèle et les méthodes de raisonnement cognitif. Grâce à la collaboration de ces éléments, une modélisation précise et un contrôle efficace du procédé dynamique de soudage sont réalisés.
- Diagnostic des pannes et technologie tolérante aux pannes : Lors du fonctionnement d'une machine à souder, diverses pannes sont inévitables, telles que des pannes mécaniques, électriques, des capteurs, etc. Ces pannes affectent non seulement la qualité du soudage, mais peuvent également entraîner des interruptions de production, entraînant d'importantes pertes économiques. Afin d'améliorer la fiabilité et la stabilité du système, les machines à souder modernes adoptent généralement des technologies avancées de diagnostic des pannes et de tolérance aux pannes. Ce diagnostic utilise des algorithmes intelligents pour déterminer si une panne s'est produite et en déterminer précisément le type et l'emplacement grâce à une surveillance en temps réel et à l'analyse des données de fonctionnement de la machine. La technologie tolérante aux pannes prend les mesures appropriées pour assurer le fonctionnement continu ou l'arrêt sécurisé du système en cas de panne. Par exemple, en cas de défaillance d'un capteur, le système peut basculer automatiquement sur un capteur de secours ou adopter d'autres méthodes de contrôle du soudage afin de garantir que le processus de soudage ne soit pas affecté ou puisse être arrêté en toute sécurité, évitant ainsi les accidents de production et les problèmes de qualité causés par des pannes.
Dans l'industrie automobile, le soudage est un élément essentiel de l'assemblage de la carrosserie, directement lié à la qualité et à la sécurité globales du véhicule. L'onduleur haute fréquence, avec son rendement élevé et ses performances stables, est largement utilisé pour le soudage des tôles fines de carrosserie. Il garantit des soudures solides et un aspect soigné, améliorant ainsi la résistance et la sécurité globales de la carrosserie. Grâce à des technologies de contrôle de mouvement précis et de suivi des cordons de soudure, les équipements de soudage automatisés peuvent réaliser rapidement et avec précision diverses tâches de soudage de formes complexes, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de la production et la qualité du soudage tout en réduisant les coûts de main-d'œuvre. En particulier pour le soudage des modules de batterie automobile, compte tenu des exigences extrêmement élevées en matière de précision et de qualité de soudage, le contrôle précis de l'onduleur haute fréquence répond parfaitement à cette exigence, garantissant ainsi la performance et la sécurité des modules de batterie et contribuant ainsi au développement des véhicules à énergies nouvelles.
Les travaux de soudage dans l'industrie électronique impliquent généralement des composants électroniques de précision, tels que le soudage de puces sur les cartes mères de téléphones portables, le microsoudage de capteurs, etc., avec des exigences de précision et de qualité de soudage extrêmement élevées. La capacité de réglage du courant à la milliseconde près, ainsi que la miniaturisation et la légèreté de l'alimentation de soudage à onduleur haute fréquence en font un choix idéal pour le soudage de précision dans l'industrie électronique. Parallèlement, l'application d'une technologie de contrôle intelligente permet une surveillance précise et un réglage en temps réel du processus de soudage, garantissant ainsi la fiabilité des soudures, réduisant les défauts de soudage tels que les soudures virtuelles et les courts-circuits, et améliorant le rendement et la stabilité des produits électroniques, répondant ainsi aux exigences de l'industrie électronique en matière de produits de haute qualité et de fiabilité.
![La grande révélation des technologies de base des machines à souder : des principes aux applications 3]()
Le domaine aérospatial a des exigences extrêmement élevées en matière de qualité de soudage.
