Uma introdução aos robôs de soldagem a laser

À medida que os componentes fabricados se tornam mais complexos, surge a demanda por soluções de montagem precisas. Esse problema se agrava à medida que a indústria de plástico produz peças mais sofisticadas. A soldagem a laser oferece uma solução para esses problemas. A soldagem a laser também facilita a soldagem de materiais complexos, como cobre e alumínio. A soldagem desses materiais é comum na fabricação de sistemas de baterias. Algumas instalações soldam materiais manualmente usando lasers. No entanto, os fabricantes geralmente automatizam devido à alta demanda por precisão.
Indústrias para Robótica de Soldagem a Laser

Robôs de soldagem a laser existem como uma aplicação de nicho na indústria. Pouquíssimos setores exigem as características e os benefícios exclusivos da soldagem a laser. No entanto, para esses setores, o acesso à soldagem a laser automatizada é vital. Exemplos incluem:

1. Automotivo
2. Aeroespacial
4. Eletrônicos
5. Assistência médica
6. Metais
7. Plásticos

Uma célula de soldagem robótica é uma combinação complexa de outros subsistemas. Inicialmente, controlar os componentes necessários pode ser desafiador. Então, vamos dividir este sistema em suas partes:

O Robô

O robô de soldagem é o componente central da célula de soldagem. O robô refere-se à sua mecânica e aos seus controles. Independentemente do tipo, o robô é responsável pela aplicação da solda. Este componente movimenta e opera diretamente os controles do laser. Os requisitos da aplicação devem determinar principalmente a escolha do robô. Os ​​modelos de robô apresentam diferentes características de projeto. Ao selecionar seu robô, você deve considerar características como alcance, capacidade de carga útil, velocidade e precisão. Os requisitos da aplicação exigirão características de desempenho específicas que restringirão os tipos de robôs apropriados para o seu projeto. Veremos algumas opções de seleção de robôs na próxima seção.

O Laser

O sistema laser é responsável por gerar o feixe de solda. O laser inclui o cabeçote e o gerador/amplificador de energia, às vezes um componente separado. Os requisitos de material e solda ajudam a definir o tipo de laser necessário. Certifique-se de entender qual laser é mais adequado para sua aplicação de soldagem.

Resfriamento

A maioria dos tipos de laser requer um sistema de resfriamento para funcionar. Os lasers geram níveis elevados de calor. Consequentemente, esse calor pode danificar componentes internos. Os sistemas de resfriamento mantêm as temperaturas do laser dentro de uma faixa funcional. Portanto, os sistemas de resfriamento a laser costumam fazer parte do pacote completo do laser.

Apresentação de Partes

Você deve considerar como apresentará a peça ao robô para soldagem. Geralmente, há mais opções disponíveis nessa área para sistemas de soldagem a laser. Isso se deve ao baixo impacto físico que o processo tem na peça durante a soldagem. As opções comuns incluem:

1. Transportadores
2. Gabaritos
3. Toca-discos
4. Grampos
5. Outros robôs

Sistemas de detecção/monitoramento

Um sistema de alta tecnologia como esse vem repleto de equipamentos de detecção. Sensores de temperatura e equipamentos de segurança são padrão em células de solda. Além disso, rastreadores de feixe e costura não são incomuns. Os fornecedores costumam configurar pacotes com sistemas de visão. Esses sistemas podem oferecer uma variedade de funções. Você pode preferir recursos diferentes dependendo da aplicação. Aplicações comuns incluem:

1. Controle/inspeção de qualidade
2. Segurança
3. Monitoramento térmico

Segurança

A soldagem a laser é uma aplicação perigosa para as pessoas. Consequentemente, é essencial implementar medidas de segurança para proteger os funcionários. As medidas de mitigação de riscos geralmente incluem:

1. Proteção/cercamento de segurança
2. Cortinas de luz
3. Scanner(s) de segurança
4. Sistemas de bloqueio/etiquetagem
5. Interruptor de homem vivo

Tipos de robôs de soldagem a laser usados ​​hoje

Alguns tipos de robôs detêm o monopólio do mercado de soldagem a laser. Esses robôs oferecem a funcionalidade necessária para automatizar uma tarefa de soldagem a laser. No entanto, suas diferenças são significativas. Compreender essas diferenças ajuda você a saber qual é o mais adequado para sua aplicação.
Robôs de seis eixos

Robôs de seis eixos oferecem uma ótima combinação de velocidade, alcance, capacidade de carga útil e alcance. Esses robôs podem cobrir a grande maioria das aplicações de soldagem a laser. Eles se destacam em tarefas de soldagem de pequeno a médio porte. Sua excelente amplitude de movimento os ajuda a soldar peças com geometrias complexas.

No entanto, as deficiências dos robôs de seis eixos podem limitar sua compatibilidade com trabalhos maiores. Por exemplo, seu alcance é limitado a um ou dois metros. Infelizmente, isso ocorre mesmo com os robôs maiores. No entanto, os fabricantes podem reduzir essa deficiência com a ajuda de uma RTU. Uma unidade de transferência de robô (RTU) estende o alcance do seu robô de seis eixos. No entanto, este é um hardware caro. Além disso, as RTUs acarretam custos e considerações de integração separados.

Além disso, os robôs terão um limite máximo para sua capacidade de carga útil. Isso limita sua capacidade de lidar com os enormes lasers necessários para algumas tarefas. Infelizmente, não é possível mitigar essa limitação sem um tipo de robô mais robusto ou diferente.

Robôs de pórtico

Robôs de pórtico oferecem capacidade quase ilimitada para soldagem a laser. Os fornecedores podem configurá-los para lidar com as maiores aplicações. Além disso, sua rigidez mecânica superior permite que eles operem os maiores lasers. Além disso, seu design simples permite que os robôs de pórtico alcancem níveis incomparáveis ​​de precisão.

Essas vantagens têm suas desvantagens. Robôs de pórtico têm capacidade limitada para lidar com peças complexas. Robôs de seis eixos são mais bem projetados para tarefas que exigem alta destreza. Sua construção multiarticulada permite que se destaquem nessas aplicações.

Tipos de fornecedores de robôs de soldagem a laser

Agora você já conhece os fundamentos dos soldadores robóticos a laser. Seu próximo passo, provavelmente, é pesquisar fornecedores em potencial. Há muitas opções no mercado de soldagem robótica. Vamos abordar alguns tipos comuns de fornecedores. Essa clareza permite que você categorize os fornecedores em sua pesquisa. Entender qual fornecedor é o ideal para você pode tornar a integração um processo tranquilo.

Fabricantes de robôs

Os fabricantes de robôs projetam, constroem e vendem robôs. A maioria dos fabricantes abrange uma ampla gama de aplicações e setores. Alguns até têm modelos exclusivos otimizados para soldagem em mente. Os benefícios de comprar diretamente do fabricante incluem:

1. Acesso direto ao melhor suporte de engenharia
2. Opções pré-configuradas
3. Soluções de engenharia
4. Melhor acesso ao treinamento
5. Ótimo para aplicações padrão

Integradores

Integradores são provedores de soluções terceirizados. Normalmente, são parceiros de canal oficiais de pelo menos um fabricante de robôs. Integradores tendem a ter amplo acesso a outras linhas de equipamentos tangenciais ao sistema robótico. Os benefícios de trabalhar com integradores incluem:

1. Frequentemente fornecem o melhor suporte local
2. Altamente flexível para soluções personalizadas
3. Geralmente oferecem uma variedade de serviços fora da robótica

Provedores de soluções de sistemas (OEMs)

Os fornecedores de soluções de sistemas fornecem pacotes de robôs prontos para uso. Esses sistemas pré-configurados são projetados especificamente para uma aplicação específica. Frequentemente, há variações desses pacotes para atender a uma ampla gama de requisitos de aplicação. Os benefícios de trabalhar com esses fornecedores incluem:

1. Custo-eficiente em geral
2. Geralmente construído com características únicas
3. Facilidade de uso
4. Compatibilidade com outros sistemas (indústria 4.0)
5. Integração rápida
6. Treinamento do sistema

A soldagem a laser é uma das aplicações de alta tecnologia na soldagem moderna, e a automação está ajudando os fabricantes a obter ainda mais produtividade nesse processo.
Como um subcampo de nicho dentro da indústria de soldagem em geral, pode haver algum mistério em torno da soldagem a laser e como automatizá-la. Entender os fornecedores e componentes de um sistema robótico de soldagem a laser é fundamental para iniciar sua jornada de automação. O conhecimento desses fatos é vital para automatizar essa tarefa com sucesso. Este artigo abordará os tópicos acima para lhe dar a confiança necessária para avançar com sua primeira célula robótica de soldagem a laser.