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 com a crescente sofisticação das peças produzidas na fabricação de plásticos. A soldagem a laser oferece uma solução para esses desafios. Além disso, facilita a soldagem de materiais complexos, como cobre e alumínio. A soldagem desses materiais é comum na fabricação de sistemas de baterias. Algumas instalações ainda realizam a soldagem manual a laser, mas a automação é uma prática comum entre os fabricantes devido à alta demanda por precisão.
Indústrias para Robótica de Soldagem a Laser

Os robôs de soldagem a laser representam uma aplicação de nicho na indústria de manufatura. Pouquíssimas indústrias necessitam das características e benefícios exclusivos da soldagem a laser. No entanto, para essas indústrias, o acesso à soldagem a laser automatizada é vital. Exemplos incluem:

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

Uma célula de soldagem robótica é uma combinação complexa de outros subsistemas. Inicialmente, acompanhar todos os componentes necessários pode ser uma tarefa árdua. Portanto, vamos decompor esse sistema em suas partes:

O Robô

O robô de soldagem é o componente central da célula de soldagem. Aqui, o termo "robô" refere-se à mecânica e aos controles do robô. Independentemente do tipo, o robô é responsável por aplicar a solda. Este componente movimenta e opera os controles do laser diretamente. Os requisitos da aplicação devem ser o principal fator determinante na seleção do robô. Os ​​modelos de robôs apresentam diferentes características de projeto. Ao selecionar o seu robô, você deve considerar especificações como alcance, capacidade de carga, velocidade e precisão. Os requisitos da aplicação exigirão características de desempenho específicas que irão restringir os tipos de robôs adequados para o seu projeto. Analisaremos algumas opções de seleção de robôs na próxima seção.

O laser

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

Resfriamento

A maioria dos tipos de laser requer um sistema de refrigeração para funcionar. Os lasers geram níveis altíssimos de calor. Consequentemente, esse calor pode danificar os componentes internos. Os sistemas de refrigeração mantêm a temperatura do laser dentro de uma faixa operacional. Portanto, os sistemas de refrigeração a laser geralmente fazem parte do conjunto do laser.

Apresentação da Parte

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 causa na peça durante a soldagem. Algumas opções comuns incluem:

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

Sistemas de sensoriamento/monitoramento

Um sistema de alta tecnologia como esse vem completo com equipamentos de sensoriamento. Sensores de temperatura e equipamentos de segurança são padrão em células de soldagem. Além disso, rastreadores de feixe e de junta também são comuns. Os fornecedores frequentemente configuram 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 de qualidade/inspeção
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/enclausuramento de segurança
2. Cortinas leves
3. Scanner(s) de segurança
4. Sistemas de bloqueio/etiquetagem
5. Interruptor de homem vivo

Tipos de robôs de soldagem a laser usados ​​atualmente

Alguns tipos de robôs detêm o monopólio no 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

Os robôs de seis eixos oferecem uma excelente combinação de velocidade, alcance e capacidade de carga. Esses robôs podem atender à 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 geometrias de peças complexas.

No entanto, as limitações dos robôs de seis eixos podem restringir sua compatibilidade com trabalhos maiores. Por exemplo, seu alcance é limitado a um ou dois metros. Infelizmente, isso se aplica até mesmo aos robôs maiores. Contudo, os fabricantes podem reduzir essa limitação com o auxílio de uma RTU (Unidade de Transferência Robótica). Uma RTU amplia o alcance do seu robô de seis eixos. Entretanto, trata-se de um componente de hardware caro. Além disso, as RTUs apresentam custos e considerações de integração específicos.

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 robô mais robusto ou de um tipo diferente.

Robôs de pórtico

Os robôs pórticos oferecem capacidade praticamente ilimitada para soldagem a laser. Os fornecedores podem configurar esses robôs para lidar com as maiores aplicações. Além disso, sua rigidez mecânica superior permite movimentar os lasers de maior porte. Ademais, seu design simples possibilita que os robôs pórticos alcancem níveis de precisão incomparáveis.

Essas vantagens não vêm sem desvantagens. Os robôs pórticos têm limitações na capacidade de manipular peças complexas. Os robôs de seis eixos são mais adequados para tarefas que exigem alta destreza. Sua construção com múltiplas articulações permite que se destaquem nessas aplicações.

Tipos de fornecedores de robôs de soldagem a laser

Agora que você compreendeu os fundamentos das soldadoras a laser robóticas, o próximo passo provavelmente será pesquisar fornecedores em potencial. Existem muitas opções no mercado de soldagem robótica. Vamos abordar alguns tipos comuns de fornecedores. Essa clareza permitirá que você categorize os fornecedores em sua pesquisa. Em última análise, 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 atende a uma ampla gama de aplicações e setores. Alguns até possuem modelos exclusivos otimizados para soldagem. As vantagens 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

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

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

Fornecedores de Soluções de Sistemas (OEMs)

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

1. Custo-benefício 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 mais avançadas tecnologicamente na soldagem moderna, e a automação está ajudando os fabricantes a aumentar ainda mais a produtividade nesse processo.
Como um nicho específico dentro da indústria de soldagem, a soldagem a laser e sua automação podem gerar certo mistério. Compreender os fornecedores e componentes de um sistema robótico de soldagem a laser é fundamental para iniciar sua jornada de automação. O conhecimento desses aspectos 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.