Uma introdução aos robôs de soldagem a laser

À medida que os componentes fabricados se tornam mais complexos, surge a procura por soluções de montagem precisas. Esse problema aumenta à medida que a fabricação de plástico produz peças mais sofisticadas. A soldagem a laser fornece uma solução para esses problemas. A soldagem a laser também facilita a soldagem de materiais difíceis, 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

Os robôs de soldagem a laser existem como uma aplicação de nicho na fabricação. Muito poucas indústrias exigem as características e benefícios exclusivos da soldagem a laser. No entanto, para essas indústrias, o acesso à soldagem a laser automatizada é vital. Os exemplos incluem:

1. Automotivo
2. Aeroespacial
4. Eletrônica
5. Saúde
6. Metais
7. Plásticos

Uma célula de solda robótica é uma combinação complexa de outros subsistemas. Inicialmente, acompanhar os componentes necessários pode ser assustador. Então, vamos dividir esse sistema em suas partes:

O Robô

O robô de soldagem é o componente central da célula de soldagem. Aqui, o robô se refere à mecânica e aos controles do robô. Independentemente do tipo, o robô é responsável pela aplicação da solda. Este componente move e opera os controles do laser diretamente. Os requisitos da aplicação devem orientar principalmente a seleção do robô. Os modelos de robôs apresentam diferentes características de design. Ao selecionar seu robô, você deve considerar classificações 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 soldagem. 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 melhor se adapta à sua aplicação de soldagem.

Resfriamento

A maioria dos tipos de laser requer um sistema de resfriamento para funcionar. Os lasers geram níveis massivos de calor. Consequentemente, este calor pode danificar os 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 geral do laser.

Apresentação de peças

Você deve considerar como apresentará a peça ao robô para soldagem. Freqüentemente, há mais opções disponíveis nesta área para sistemas de soldagem a laser. Isso se deve ao fato de o processo ter um baixo impacto físico na peça durante a soldagem. As opções comuns incluem:

1. Transportadores
2. Gabaritos
3. Plataformas giratórias
4. Grampos
5. Outros robôs

Sistemas de detecção/monitoramento

Esse sistema de alta tecnologia vem repleto de equipamentos de detecção. Sensores de temperatura e equipamentos de segurança são padrão nas células de solda. Além disso, rastreadores de feixe e costura não são incomuns. Os fornecedores frequentemente configuram pacotes com sistemas de visão. Esses sistemas podem fornecer uma variedade de funções. Você pode preferir recursos diferentes com base no aplicativo. As 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/gabinete 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 adequado para sua aplicação.
Robôs de seis eixos

Os robôs de seis eixos oferecem uma excelente 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 e 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 a sua compatibilidade com trabalhos maiores. Por exemplo, o seu alcance é limitado a um ou dois metros. Infelizmente, este é o caso mesmo dos maiores robôs. No entanto, os fabricantes podem reduzir esta deficiência com a ajuda de uma RTU. Uma unidade de transferência de robô (RTU) amplia o alcance do seu robô de seis eixos. No entanto, esta é uma peça de hardware cara. 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. Isto limita a 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

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

Esses benefícios não vêm sem desvantagens. Os robôs Gantry são limitados em sua capacidade de lidar com peças complexas. Os robôs de seis eixos são mais bem projetados para tarefas que exigem alta destreza. Sua construção multiarticulada permite que eles se destaquem em tais aplicações.

Tipos de fornecedores de robôs de soldagem a laser

Agora você tem uma compreensão dos fundamentos dos soldadores robóticos a laser. Seu próximo passo provável é pesquisar fornecedores potenciais. Existem muitas opções no mercado de soldagem robótica. Vamos cobrir alguns tipos comuns de fornecedores. Essa clareza permite categorizar os fornecedores em sua pesquisa. Em última análise, entender qual fornecedor é certo 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 cobre uma ampla gama de aplicações e indústrias. Alguns até têm em mente modelos exclusivos otimizados para soldagem. Os benefícios de comprar diretamente do fabricante incluem:

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

Integradores

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

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

Provedores de soluções de sistema (OEMs)

Os provedores de soluções de sistema fornecem pacotes de robôs prontos para uso. Esses sistemas pré-configurados são desenvolvidos especificamente para uma aplicação específica. Freqüentemente, há variações desses pacotes para cobrir uma ampla gama de requisitos de aplicação. Os benefícios de trabalhar com esses fornecedores incluem:

1. Custo-benefício geral
2. Geralmente construído com recursos exclusivos
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 maior 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 mais ampla, pode haver algum mistério em torno da soldagem a laser e como automatizá-la. Compreender os fornecedores e componentes de um sistema robótico de soldagem a laser é fundamental para iniciar sua jornada de automação. Sua consciência desses fatos é vital para automatizar esta tarefa com sucesso. Este artigo cobrirá os tópicos acima para lhe dar a confiança necessária para avançar com sua primeira célula robótica de soldagem a laser.