Introduzione ai robot di saldatura laser

Con la crescente complessità dei componenti prodotti, aumenta la richiesta di soluzioni di assemblaggio precise. Questo problema si aggrava con la produzione di componenti in plastica più sofisticati. La saldatura laser offre una soluzione a questi problemi. La saldatura laser semplifica inoltre la saldatura di materiali difficili come rame e alluminio. La saldatura di questi materiali è comune nella produzione di sistemi a batteria. Alcuni stabilimenti saldano manualmente i materiali utilizzando il laser. Tuttavia, i produttori spesso automatizzano il processo a causa dell'elevata richiesta di precisione.
Settori per la robotica di saldatura laser

I robot per la saldatura laser rappresentano un'applicazione di nicchia nel settore manifatturiero. Pochissimi settori richiedono le caratteristiche e i vantaggi unici della saldatura laser. Tuttavia, per questi settori, l'accesso alla saldatura laser automatizzata è fondamentale. Alcuni esempi includono:

1. Automobilistico
2. Aerospaziale
4. Elettronica
5. Assistenza sanitaria
6. Metalli
7. Plastica

Una cella di saldatura robotizzata è una combinazione complessa di altri sottosistemi. Inizialmente, tenere traccia dei componenti necessari può essere scoraggiante. Quindi, scomponiamo questo sistema nelle sue parti:

Il robot

Il robot di saldatura è il componente centrale della cella di saldatura. In questo caso, il termine "robot" si riferisce alla meccanica e ai controlli del robot. Indipendentemente dal tipo, il robot è responsabile dell'applicazione della saldatura. Questo componente muove e aziona direttamente i controlli del laser. La scelta del robot dovrebbe essere principalmente guidata dai requisiti dell'applicazione. I modelli di robot presentano diverse caratteristiche progettuali. Nella scelta del robot, è necessario considerare parametri come sbraccio, capacità di carico, velocità e precisione. I requisiti dell'applicazione richiederanno caratteristiche prestazionali specifiche che restringeranno la gamma di robot adatti al progetto. Esamineremo alcune opzioni di selezione del robot nella prossima sezione.

Il laser

Il sistema laser è responsabile della generazione del raggio di saldatura. Il laser include la testa e il generatore/amplificatore di potenza, a volte un componente separato. I requisiti del materiale e della saldatura contribuiscono a definire il tipo di laser richiesto. Assicuratevi di capire quale laser è più adatto alla vostra applicazione di saldatura.

Raffreddamento

La maggior parte dei tipi di laser richiede un sistema di raffreddamento per funzionare. I laser generano enormi quantità di calore. Di conseguenza, questo calore può danneggiare i componenti interni. I sistemi di raffreddamento mantengono le temperature del laser entro un intervallo funzionale. Pertanto, i sistemi di raffreddamento laser sono spesso parte integrante del pacchetto laser complessivo.

Presentazione della parte

È necessario considerare come si presenterà il pezzo al robot per la saldatura. Spesso, per i sistemi di saldatura laser, sono disponibili più opzioni in questo ambito. Questo grazie al basso impatto fisico del processo sul pezzo durante la saldatura. Le opzioni più comuni includono:

1. Trasportatori
2. Jigs
3. Giradischi
4. Morsetti
5. Altri robot

Sistemi di rilevamento/monitoraggio

Un sistema così tecnologico è dotato di apparecchiature di rilevamento. Sensori di temperatura e dispositivi di sicurezza sono standard nelle celle di saldatura. Inoltre, i tracciatori di fascio e di cordone non sono rari. I fornitori spesso configurano i pacchetti con sistemi di visione. Questi sistemi possono fornire una varietà di funzioni. Potresti preferire caratteristiche diverse in base all'applicazione. Le applicazioni più comuni includono:

1. Controllo/ispezione di qualità
2. Sicurezza
3. Monitoraggio termico

Sicurezza

La saldatura laser è un'applicazione pericolosa per le persone. Di conseguenza, è essenziale implementare misure di sicurezza per proteggere i dipendenti. Le misure di mitigazione del rischio includono comunemente:

1. Protezione/recinto di sicurezza
2. Tende fotoelettriche
3. Scanner di sicurezza
4. Sistemi di blocco/etichettatura
5. Interruttore a uomo vivo

Tipi di robot per saldatura laser utilizzati oggi

Un paio di tipologie di robot detengono il monopolio sul mercato della saldatura laser. Questi robot offrono le funzionalità necessarie per automatizzare un'attività di saldatura laser. Tuttavia, le loro differenze sono significative. Comprendere queste differenze aiuta a capire quale sia il più adatto alla propria applicazione.
Robot a sei assi

I robot a sei assi offrono un'ottima combinazione di velocità, portata, capacità di carico utile e raggio d'azione. Questi robot possono coprire la stragrande maggioranza delle applicazioni di saldatura laser. Eccellono nelle attività di saldatura di piccole e medie dimensioni. La loro eccellente ampiezza di movimento li aiuta a saldare geometrie complesse.

Tuttavia, le carenze dei robot a sei assi possono limitarne la compatibilità con lavori più impegnativi. Ad esempio, il loro raggio d'azione è limitato a uno o due metri. Purtroppo, questo vale anche per i robot più grandi. Tuttavia, i produttori possono ridurre questo limite con l'aiuto di una RTU. Un'unità di trasferimento robot (RTU) estende il raggio d'azione del robot a sei assi. Tuttavia, si tratta di un componente hardware costoso. Inoltre, le RTU comportano costi di integrazione e altre considerazioni.

Inoltre, i robot avranno un limite massimo alla loro capacità di carico utile. Questo limita la loro capacità di gestire gli enormi laser necessari per alcuni compiti. Sfortunatamente, non è possibile mitigare questa limitazione senza un tipo di robot più robusto o diverso.

Robot a portale

I robot a portale offrono una capacità di saldatura laser pressoché illimitata. I fornitori possono configurare i robot a portale per gestire le applicazioni più complesse. Inoltre, la loro superiore rigidità meccanica consente loro di movimentare anche i laser più grandi. Infine, il loro design semplice consente ai robot a portale di raggiungere livelli di precisione ineguagliabili.

Questi vantaggi non sono privi di svantaggi. I robot a portale hanno una capacità limitata di gestire componenti complessi. I robot a sei assi sono progettati per compiti che richiedono un'elevata destrezza. La loro struttura multi-articolazione consente loro di eccellere in tali applicazioni.

Tipi di fornitori di robot per saldatura laser

Ora che hai compreso i fondamenti delle saldatrici laser robotizzate, il tuo prossimo passo sarà probabilmente quello di ricercare potenziali fornitori. Esistono molte opzioni nel mercato della saldatura robotizzata. Analizziamo alcune tipologie di fornitori comuni. Questa chiarezza ti permetterà di classificare i fornitori nella tua ricerca. In definitiva, capire qual è il fornitore giusto per te può semplificare il processo di integrazione.

Produttori di robot

I produttori di robot progettano, costruiscono e vendono robot. La maggior parte copre un'ampia gamma di applicazioni e settori. Alcuni hanno persino modelli unici ottimizzati per la saldatura. I vantaggi dell'acquisto diretto dal produttore includono:

1. Accesso diretto al miglior supporto ingegneristico
2. Opzioni preconfigurate
3. Soluzioni ingegnerizzate
4. Miglior accesso alla formazione
5. Ottimo per applicazioni standard

Integratori

Gli integratori sono fornitori di soluzioni di terze parti. In genere sono partner di canale ufficiali di almeno un produttore di robot. Gli integratori tendono ad avere ampio accesso ad altre linee di apparecchiature tangenziali al sistema robotico. I vantaggi della collaborazione con gli integratori includono:

1. Fornire spesso il miglior supporto locale
2. Altamente flessibile per soluzioni personalizzate
3. Offrono comunemente una varietà di servizi al di fuori della robotica

Fornitori di soluzioni di sistema (OEM)

I fornitori di soluzioni di sistema forniscono pacchetti robotici già pronti all'uso. Questi sistemi preconfigurati sono progettati appositamente per un'applicazione specifica. Spesso esistono varianti di questi pacchetti per coprire un'ampia gamma di requisiti applicativi. I vantaggi di collaborare con questi fornitori includono:

1. Efficienza complessiva dei costi
2. Solitamente costruito con caratteristiche uniche
3. Facilità d'uso
4. Compatibilità con altri sistemi (industria 4.0)
5. Integrazione rapida
6. Formazione del sistema

La saldatura laser è una delle applicazioni più all'avanguardia della saldatura moderna e l'automazione sta aiutando i produttori a liberare ancora più produttività in questo processo.
Essendo un sottosettore di nicchia all'interno del più ampio settore della saldatura, la saldatura laser e le sue modalità di automazione possono essere avvolte da un alone di mistero. Comprendere i fornitori e i componenti di un sistema robotizzato di saldatura laser è fondamentale per iniziare il proprio percorso di automazione. La conoscenza di questi aspetti è fondamentale per automatizzare con successo questa attività. Questo articolo tratterà gli argomenti sopra menzionati per darvi la sicurezza necessaria per procedere con la vostra prima cella robotizzata di saldatura laser.