Le poste de soudage de cages d'acier entièrement automatisé est un équipement intelligent intégré qui intègre l'ensemble du processus « traitement des matières premières - soudage de précision - détection intelligente - production du produit fini ».Il est spécialement conçu pour les infrastructures telles que les fondations de pieux de ponts, les autoroutes, les tunnels de métro et la construction de bâtiments.Il peut réaliser un fonctionnement sans opérateur pour les cages en acier d'un diamètre de Φ800-2500 mm, depuis le prétraitement des barres d'acier jusqu'au formage et au soudage.Comparée au mode de traitement décentralisé traditionnel, la station de travail connecte de manière transparente de multiples processus tels que le sciage, le filetage, le polissage, le soudage et le transfert grâce à une conception intégrée modulaire et à un système de gestion et de contrôle par commande numérique PLC.Il résout complètement les problèmes de l'industrie liés à la faible efficacité, à la qualité instable et à la consommation importante de consommables du soudage manuel.En tant qu'équipement essentiel répondant à la politique de transformation et d'industrialisation des infrastructures, il a été appliqué à grande échelle dans des projets clés tels que le 12e bureau des chemins de fer chinois et l'autoroute Lianyungang-Suzhou.
![Poste de travail pour la fabrication de cages]( "Poste de travail pour la fabrication de cages")
Modules de configuration de base
Le poste de travail adopte une structure composée de cinq modules principaux et d'un système de contrôle intelligent. Chaque unité fonctionne en synergie pour automatiser l'ensemble du processus. Ses principaux avantages en termes de configuration sont les suivants :
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Module d'alimentation et de prétraitement automatique : équipé d'une trémie à matières premières de type lit vibrant et d'un mécanisme d'alimentation étagé, il peut automatiquement disperser, trier et alimenter les renforts principaux d'un diamètre de Φ18-32 mm ; intégré à une unité de sciage, de filetage et de polissage, il effectue en une seule alimentation le sciage à longueur fixe (erreur ≤ ±1 mm), le dénudage et le filetage des nervures (profondeur du profil de filetage ≥ 99,5 %) et le polissage des extrémités, fournissant ainsi des matériaux de base de haute précision pour le soudage ultérieur.
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Module de transfert et de positionnement intelligent : Adopte une plateforme de transfert à succion magnétique, qui prend en charge la saisie simultanée et l’alimentation précise de 3 renforts principaux, avec une précision de positionnement de ±3 mm ; équipé d’un mécanisme de réglage de l’anneau de support hydraulique, il peut être adapté par programmation à la plage de diamètres intérieurs de 1 700 à 2 000 mm, et la spécification peut être changée sans remplacer le moule.
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Module de soudage multimode : La configuration de base comprend 6 manipulateurs de soudage à six axes et un système de soudage sous protection gazeuse CO₂, prenant en charge plusieurs modes de soudage tels que le soudage complet et le soudage en quinconce, avec un temps de soudage par point aussi court qu'une seconde ; le soudage des armatures principales et des étriers est effectué simultanément, et le temps de soudage pour une seule section d'une cage d'acier de 12 mètres de long n'est que de 40 minutes (20 minutes pour les armatures principales + 20 minutes pour les étriers).
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Module de détection et de retour d'information en temps réel : Système intégré d'inspection visuelle de la qualité des soudures et dispositif de détection de la taille des barres d'acier, qui surveille en temps réel des indicateurs clés tels que le remplissage des points de soudure et l'espacement des armatures principales, et s'arrête automatiquement et déclenche une alarme en cas d'anomalies ; la fonction de traçabilité des données permet d'enregistrer les paramètres de soudage et les rapports d'inspection de chaque section de la cage d'armature.
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Système de contrôle centralisé à commande numérique : un écran tactile haute définition de 7 pouces est équipé d’un automate programmable industriel, avec plus de 20 ensembles de modèles de paramètres de traitement standardisés intégrés, prenant en charge la saisie guidée des paramètres (seules les valeurs clés telles que le diamètre de la cage et le nombre de renforts principaux doivent être définies) ; la conception hiérarchique des autorités distingue les autorités d’exploitation et de gestion afin d’éviter toute modification erronée des paramètres.
Avantages de base en matière de performances
1. Haute efficacité et économies de main-d'œuvre, capacité de production doublée et coûts réduits
Le soudage manuel traditionnel d'une cage d'armature en acier de 12 mètres nécessite la collaboration de 6 personnes pendant 2 heures, avec un taux d'erreur de soudage de 15 %. Ce poste de travail, quant à lui, ne requiert qu'un seul superviseur pour une production continue, avec une capacité de production de 10 à 12 sections par équipe et une capacité journalière maximale de 20 sections (en deux équipes), soit un gain d'efficacité de plus de 100 %. Les données d'application du projet d'autoroute Lianyungang-Suzhou montrent qu'après la mise en service du poste de travail, les coûts de main-d'œuvre ont été réduits de 60 %, et les économies annuelles par section dépassent 120 000 yuans. Le taux d'utilisation des matériaux a augmenté de 1,5 %, et les projets de grande envergure permettent d'économiser plus de 10 tonnes de consommables d'acier par an.
2. Précision et stabilité, qualité garantie et aucune reprise.
Grâce à la double commande par système de commande numérique et positionnement mécanique, l'erreur d'espacement des armatures principales est maîtrisée à ±2 mm, la précision d'espacement des étriers à ±5 mm et l'erreur de diamètre de la cage à ≤±3 mm, valeurs largement supérieures aux exigences du Code de soudage des barres d'acier. Le soudage par manipulateur six axes garantit des soudures uniformes et complètes, et le taux de qualification des soudures passe de 85 % (soudage manuel) à 99,8 %, sans aucun défaut interne détecté par contrôle ultrasonique. Dans le cadre du projet du 12e Bureau des Chemins de fer chinois, le taux de qualification lors des contrôles ponctuels sous supervision atteint 100 %, et l'efficacité des opérations d'arrimage et de levage sur site est accrue de 30 %.
3. Adaptation flexible, passage rapide d'un scénario à l'autre
Le modèle standard prend en charge le traitement de cages d'armature de diamètre Φ800 à 2500 mm et de longueur ≤ 13,5 m. Le diamètre des armatures principales est adapté à Φ18-40 mm et celui des étriers à Φ8-16 mm. Il permet de passer facilement d'une armature principale simple à une armature double, ainsi que d'étriers simples à doubles. Le paramétrage et l'adaptation du mécanisme ne prennent que deux heures, sans remplacement du moule principal, et s'adaptent aux besoins spécifiques de différentes applications telles que les fondations de pieux de ponts et les tunnels techniques de métro.
4. Sûr et économe en énergie, fonctionnement et entretien faciles, longue durée de vie
Doté d'une cabine de soudage entièrement fermée et d'une conception à séparation homme-machine, ce poste de soudage est équipé d'un bouton d'arrêt d'urgence, d'une protection infrarouge et d'un système de purification des fumées d'huile, éliminant ainsi tout risque d'étincelles de soudage et d'émissions de gaz nocifs. Son système d'alimentation de 85 kW à faible consommation énergétique réduit cette dernière de 28 % par rapport aux équipements décentralisés traditionnels. La maintenance quotidienne se limite à la vérification régulière de la pression d'huile (10 MPa) et de la pression de la pompe à air (0,8-0,9 MPa). La durée de vie prévue de l'équipement est de 8 à 10 ans, avec un taux de fonctionnement supérieur ou égal à 95 %.
Analyse du flux de travail
Alimentation en matières premières : Les principales matières premières d'armature et d'étriers sont triées automatiquement à travers le bac de type lit vibrant, et le mécanisme d'alimentation les trie selon les spécifications prédéfinies et les envoie à l'unité de prétraitement ;
Prétraitement de précision : Le module de sciage coupe le renfort principal à une longueur fixe (erreur ≤ ±1 mm) et effectue simultanément le filetage et le polissage des extrémités pour garantir que la surface de soudure est propre et sans bavures ;
Formation de la structure : La plateforme de transfert par aspiration magnétique envoie avec précision le renfort principal à la station de soudage, l'anneau de support hydraulique fixe le diamètre de la cage et le manipulateur saisit le renfort principal pour effectuer le positionnement circonférentiel ;
Soudage synchrone : 6 manipulateurs de soudage sont répartis uniformément le long de la circonférence de la cage pour terminer le soudage des renforts principaux et des anneaux de renfort simultanément ; le mécanisme d'étrier transporte les étriers de manière synchrone et termine le soudage de l'enroulement en spirale, et la qualité du point de soudure est surveillée en temps réel ;
Production de produits finis : après le soudage, un refroidissement automatique à l’air est effectué, le module de détection revérifie la taille et la qualité de la soudure, les produits finis conformes sont poussés vers la zone de levage, et les produits non conformes déclenchent une alarme et enregistrent l’emplacement du défaut.
Paramètres techniques principaux
| Élément de paramètre |
Indice du modèle standard GHZ25-12 |
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| Plage de diamètres des cages de traitement |
Φ800-2500 mm |
| Plage de longueur de cage de traitement |
≤13,5 m |
| Diamètre/quantité du renfort principal |
Φ18-32mm; 8-24 pièces (personnalisable) |
| Diamètre/espacement des étriers |
Φ8-14 mm ; 70-300 mm (réglable) |
| Efficacité de traitement par section unique |
40 minutes/section (longueur de 12 m) |
| Précision du positionnement |
Espacement des armatures principales ±2 mm ; espacement des étriers ±5 mm |
| Puissance totale |
85 kW |
| Dimensions hors tout (Longueur×Largeur×Hauteur) |
18 m × 6 m × 3,8 m |
Scénarios d'application
Infrastructures de ponts : Traitement des cages d'acier de fondation sur pieux pour les ponts d'autoroutes et de chemins de fer, s'adaptant aux besoins des cages de grand diamètre (Φ2000-2500 mm) et se connectant sans problème avec les équipements de construction de fondations sur pieux ;
Génie municipal : Traitement des cages d'acier pour les stations de métro et les tunnels de services publics urbains, la production standardisée assure la cohérence de la construction de plusieurs sections et permet la personnalisation de cages de formes spéciales ;
Construction de bâtiments : Le traitement des cages d'acier de fondation pour les logements commerciaux et les logements indemnisables, la production en série améliore la capacité de garantie des délais de construction et réduit la demande de terrain pour le traitement sur site ;
Usine de composants préfabriqués : Production à grande échelle de cages d’acier pour pieux préfabriqués, pieux tubulaires et autres composants, en coopération avec les lignes de production de préfabrication pour améliorer la constance de la qualité des composants.
