Soldagem e tipos de robôs: 7 características importantes

O que é soldagem por robô ? | Soldagem Robótica

A Soldagem por Robô utiliza ferramentas programáveis ​​mecanizadas (robôs) que facilitam a automação completa de um processo de soldagem por meio da condução da solda e do manuseio do componente. A soldagem por robô encontra sua ampla aplicação na soldagem por resistência a ponto e soldagem a arco, pertencente a unidades de alta produção, como a indústria automotiva. Nem todo processo de soldagem automatizado está necessariamente em conformidade com a soldagem por robô, porque geralmente envolve intervenção humana. Muitos processos de soldagem automatizados requerem um ser humano para preparar os materiais a serem soldados, por exemplo, o processo de soldagem a arco a gás.

Máquina de soldagem robótica | Robô de Soldagem na Indústria Automotiva

A soldagem por robô é uma das aplicações mais recentes da robótica, pois não começou até os anos 1980. Ele decolou com seu uso em soldagem por pontos e já estabeleceu seu domínio sobre quase vinte por cento das aplicações de robótica industrial. Os dois componentes importantes de um sistema robótico que são utilizados na soldagem de robôs são o manipulador, que é a unidade mecânica, e o controlador, também chamado de cérebro do robô. Aprenderemos sobre os diferentes tipos de soldagem por robô e a maneira como utilizam as ferramentas mecanizadas automatizadas nas próximas seções.

O processo de soldagem por robô usa coordenadas de posição pré-programadas ou visão de máquina em seu sistema de orientação. A utilização dessas ferramentas mecanizadas por meio da soldagem por robô apresenta melhor precisão, repetibilidade e rendimento em comparação com os equipamentos tradicionais.

Como funciona a soldagem por robô?

Os robôs são usados ​​em qualquer processo com o objetivo de fazer alterações para acomodar a automação. Da mesma forma, Robot Welding utiliza muitas ferramentas que estão ausentes em seu equivalente manual. É importante saber que a programação usada por pessoas é diferente de como as máquinas são programadas para Solda por Robô.

Configurações típicas

Existem duas versões principais de Robot Welding com base na configuração e no projeto. Para tipos retilíneos, o braço do robô pode se mover em três dimensões, enquanto as versões articuladas podem se mover por mais planos. O arame de enchimento é entregue ao robô por um alimentador de arame conforme necessário para um trabalho de soldagem. O metal é derretido por uma tocha de alta temperatura e o metal fundido é colocado na extremidade do braço, seguido pelo processo de soldagem. A soldagem por robô é vantajosa em relação à soldagem manual tradicional porque o processo de soldagem ocorre em uma área fechada. Assim, ele substitui trabalhadores humanos em temperaturas de milhares de graus e os mantém seguros.

Os especialistas com certificação da American Welding Society ou AWS ainda precisam ficar próximos das máquinas para evitar que ocorram erros durante o curso da ação, porque as máquinas estão facilmente sujeitas a mau funcionamento. A American Welding Society certifica tanto soldadores manuais quanto operadores de braços de soldagem por robôs.

Processo de soldagem robótica | Sistemas de soldagem robótica

Uma unidade de programação é usada pelos operadores para configurar o controlador. Este software cria novos programas, empurra o braço e modifica os parâmetros de operação. O operador pressiona os botões na caixa de serviço para iniciar a soldagem. A ferramenta do braço robótico aquece para derreter metal e amarrar as peças. Um alimentador de arame fornece mais arame de metal para o braço e a tocha, conforme necessário. Quando chega a hora de soldar a próxima peça, o braço empurra a tocha para o limpador para limpar quaisquer respingos de metal do braço que, de outra forma, solidificariam no lugar.

Os robôs específicos para soldagem a arco são menores e mais baratos. Eles foram produzidos recentemente por vários fabricantes de robôs. A venda de sistemas robóticos de soldagem melhorou como resultado do menor dispêndio de capital necessário. Outro avanço recente na robótica de soldagem é o advento dos robôs de sete eixos, que possuem um eixo extra no antebraço para proporcionar mais flexibilidade com o consumo de áreas de pouco espaço.

Robô de soldagem de pórtico

As configurações típicas de um robô de soldagem a arco são resumidas abaixo:

Sensores para aplicações de soldagem por arco robótico vêm em uma variedade de formas e tamanhos. Os sensores são categorizados em dois grupos com base em suas funções: mecanismo e geométrico. O mecanismo consiste em determinar a estabilidade do processo medindo os parâmetros do processo, como tensão do arco, corrente, velocidade de alimentação do arame e rotação da tocha, etc. processo de soldagem adaptável ao tempo e medida dos parâmetros geométricos da junta de solda (por exemplo, tamanhos de distância, mudanças no tamanho da solda, divergência da direção nominal e mudanças de orientação).

Robôs de soldagem industrial | Robôs de soldagem na indústria automotiva | Robô de Solda Automóvel

Sensores típicos para soldagem por arco de robô

Célula de Soldagem Robótica

Mesa giratória de soldagem robótica

Tipos de Robô de Soldagem

A soldagem por robô é um meio de automatizar o procedimento, resultando em maior precisão, redução de desperdício e produção mais rápida. Existem principalmente sete tipos de processos de soldagem que foram brevemente discutidos abaixo:

Robótico Soldagem a arco

• O calor intenso é produzido entre um eletrodo e uma base de metal.
• Uma temperatura de aproximadamente 6500 graus Fahrenheit é produzida para atender e misturar as duas partes acima.
• Após o resfriamento, a junta de metal se solidifica em uma conexão estável.
• Ideal para um grande volume de metais conjugados com maior precisão.

Soldagem a ponto robótica

• Ideal para unir metais resistentes à corrente.
• Normalmente necessário para unir estruturas de chapa metálica em uma carroceria de automóvel.
• É uma variação da soldagem por resistência.

Soldagem por resistência robótica

• A corrente é passada entre as peças de metal a serem unidas para criar uma poça de calor.
• Ideal para requisitos econômicos de soldagem por robôs.
• Melhor para projetos de tratamento térmico.

Soldagem Robótica TIG

• Ideal para cenários que requerem um alto nível de precisão.
• Isso também é conhecido como “GTAW - soldagem a arco de gás tungstênio”.
• Um arco elétrico é formado entre o eletrodo de tungstênio e o metal.

Soldagem MIG robótica

• Processo de alta taxa de deposição, rápido e direto.
• Envolve a alimentação contínua de um arame em direção à ponta de solda aquecida que derrete o arame, permitindo uma área de superfície maior para gotejamento de metal fundido.
• Ideal onde a simplicidade e a velocidade são desejáveis.

Soldagem a laser robótica | Sistema de máquina de soldagem por robô a laser

• A luz laser é fornecida através de um cabo de fibra óptica através de uma cabeça de corte robótica para unir as peças.
• Ideal para locais de soldagem de difícil acesso.
• Freqüentemente usado na utilização de alto volume que requer precisão.
• Principalmente encontrado em peças automotivas, indústrias de joias, aplicações biomédicas e suas aplicações precisas.

Soldagem por plasma robótica

• Temperaturas extremamente altas são produzidas pela passagem de gases ionizados por um bico de cobre.
• Oferece flexibilidade por meio de um melhor ajuste de velocidade e temperatura.

Robô de soldagem pneumática automática

• Isso é bom para aplicações de chapa metálica.
• É necessário menos tempo neste processo.

Braço Robótico de Soldagem | Projeto de Equipamentos

Quer o sistema seja para soldagem ou outras aplicações, o robô é apenas um componente de um sistema de automação baseado em robô. Vários componentes e funções são comuns a todos os sistemas, independentemente de qual seja o aplicativo. Alguns dos componentes comuns encontrados em todos os sistemas são-

1. Controles, comunicação e interface do operador
2. Pneumática, Sensores e Componentes Elétricos
3. Sistemas de segurança
4. Equipamento periférico
5. Cabo e seu gerenciamento
6. O robô

Como programar um soldador robótico?

Programação de soldagem por robô

A programação de Soldagem por Robô é muito diferente de como um cientista normal programa um código em um computador. Por causa do tempo que leva para configurar uma mudança nas linhas de produtos; A soldagem robótica tem sido limitada a aplicações de alto volume até agora. Além disso, para programadores, a configuração de um soldador de robô requer ampla experiência em programação e os procedimentos não são intuitivos. Os cinco principais desafios de programação de soldagem robótica estão listados abaixo:

1. Os sistemas de controle do computador do robô variam de um fabricante para outro e de um modelo para outro e, portanto, não é uma maneira intuitiva de ensinar o robô. Os sistemas de controle são tão versáteis que, embora um controle remoto possa ser usado com um joystick, as setas são usadas para deslocar o soldador de robô.
2. A programação de um robô de soldagem requer um alinhamento interno para cada junta e peça do braço enquanto considera as mudanças no arco e no ângulo da junta.
3. A velocidade para cada movimento coordenado precisa da especificação de um valor apropriado aceleração e desaceleração de cada junta.
4. O projeto do programa adicional deve ser aprendido, portanto, os robôs podem ser capazes de usar o sensor como I / P e O / P como um sinal binário para escolher a programação robótica e ser capaz de realizar tarefas específicas.
5. Por tentativa e erro, pode-se ganhar experiência e finalmente dominar a programação de um robô soldador em alguns anos.

Por que a soldagem robótica é importante?

Vantagens da soldagem por robô

• Os robôs não precisam de folgas ou pausas para rejuvenescimento como os seres humanos. Eles não precisam ser desligados com frequência para gerar energia para o trabalho. Assim, a soldagem por robô pode operar por mais horas em velocidades maiores e, portanto, ultrapassa o tipo de produção que o trabalho humano produz.
• A soldagem por robô ocorre em uma área fechada que mantém o trabalho humano sob controle. Dessa forma, o ser humano não precisa ficar em contato com as altas temperaturas e o dramático brilho do arco do processo de soldagem, o que aumenta ainda mais sua segurança no ambiente de trabalho. Lesões e equipamentos danificados, por outro lado, podem levar uma empresa a um grande prejuízo.
• A soldagem por robô funciona de maneira programada e, portanto, exibe uma grande repetibilidade e também maior precisão na saída. Ele diminui todas as chances possíveis de erro humano ao longo do curso de ação.
• A precisão de alto nível permite que o robô gere menos kerf, e o número de peças danificadas durante o processo também é reduzido em grande medida. Isso também permite uma intervenção humana mínima, e as empresas podem economizar dinheiro contratando funcionários de menor porte.

Problemas e desafios de soldagem robótica

Desvantagens da soldagem por robô

Embora a soldagem robótica seja benéfica, ela tem certas desvantagens que podem ofuscar os benefícios em algumas circunstâncias.

• Se você usar uma empresa que usa soldadores robóticos, espera-se que os custos de envio sejam menores. Embora se você mesmo quisesse investir no equipamento e em operadores qualificados, quase certamente perderia dinheiro. Empresas individuais que podem não ter instalações de soldagem especializadas não poderiam justificar o alto preço de venda dos soldadores robóticos.
• A vantagem de os robôs se comportarem de maneira mais confiável do que os humanos tem uma desvantagem. Os humanos têm a capacidade de responder a circunstâncias incomuns de uma forma que os robôs não têm. Quando um soldador robótico requer uma modificação, o operador deve interromper a operação e reprogramar a máquina. Isso aumenta o tempo necessário para projetos mais ambiciosos.
• O tempo que leva para configurar o braço robótico pode ser mais longo do que o processo de soldagem para projetos menores. Um soldador humano poderia concluir o processo mais rápido em tarefas menores, mas isso depende do tamanho do projeto e da velocidade de programação do operador.
• Independentemente do design adaptativo das ações humanas, a robótica não pode tomar decisões disciplinares autônomas por conta própria e deve ser aumentada pelo uso de sensores e um esquema de controle funcional.
• Devido às limitações de espaço, a soldagem robótica é difícil de fazer em certos lugares, como vasos de pressão, tanques internos e corpos de navios.

Perguntas mais frequentes (FAQs)

Qual é a polaridade na soldagem?

Corrente de soldagem é um tópico mais comumente ouvido em uma aula de soldagem. Os eletrodos em máquinas de solda são geralmente rotulados AC ou DC, que determina a polaridade da corrente de soldagem. Assim como a indução de tensão devido ao fluxo magnético em um transformador tem dois pólos, o circuito elétrico que é criado ao ligar a máquina de solda também tem dois pólos - o pólo positivo e o pólo negativo.

A escolha da polaridade determina a qualidade e a resistência da solda. Se a polaridade escolhida for viável, pode causar muitos respingos e danificar o metal por penetração incorreta. A polaridade negativa do eletrodo é denominada polaridade direta, enquanto a polaridade positiva do eletrodo é denominada polaridade reversa.

Uma penetração mais profunda pode ser alcançada pela polaridade reversa. Por outro lado, uma taxa de deposição mais rápida e derretimento rápido podem ser alcançados por polaridade direta.

Você precisa ser um soldador para operar um soldador automatizado?

Soldagem manual vs soldagem por robô

Soldar, embora seja um trabalho manual, requer um alto nível de educação e habilidade. É aqui que o Robot Welding vem em socorro e diminui bastante os erros humanos. Erros menores causam menos danos e, portanto, menores perdas financeiras para a empresa.

A soldagem automatizada já percorreu um longo caminho e é muito mais fácil de praticar agora do que costumava ser. Como o robô lida com uma grande parte da habilidade necessária para soldagem manual, os trabalhadores sem experiência em soldagem aprenderão facilmente a operar células de soldagem robótica.

O que é o sistema de rastreamento de costura do robô de soldagem?

Vamos primeiro entender o que é rastreamento de costura. O rastreamento da emenda, também conhecido como rastreamento da junta, envolve o rastreamento em tempo real antes que a solda seja depositada. Isso permite não apenas mudanças na trajetória do robô ou do sistema, mas também regulação adaptativa, como tensão, alimentação de arame ou modificações na velocidade de deslocamento para alterar a forma do cordão de solda.

Os métodos de controle da tocha de soldagem em processos de soldagem semiautomáticos tradicionais requerem o ajuste manual da tocha de soldagem, fixada à distância na peça de trabalho. Este processo funciona bem para durações curtas e fornece maior similaridade geométrica. No entanto, também existem situações em que o ajuste manual da tocha de soldagem é impossível ou se torna uma tarefa chata para o operador.

É por isso que muitos fabricantes estão transformando os produtores em dispositivos de rastreamento de costura de solda para monitorar especificamente a relação entre a tocha e a peça de trabalho durante a soldagem, reduzindo o feedback do operador e aumentando a eficiência da soldagem e o volume de saída.

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Esha Chakraborty

Tenho formação em Engenharia Aeroespacial, atualmente trabalhando na aplicação da Robótica na Indústria de Defesa e na Ciência Espacial. Sou um aprendiz contínuo e minha paixão pelas artes criativas me mantém inclinado a projetar novos conceitos de engenharia.
Com os robôs substituindo quase todas as ações humanas no futuro, gosto de trazer aos meus leitores os aspectos fundamentais do assunto de uma forma fácil, mas informativa. Também gosto de me manter atualizado com os avanços da indústria aeroespacial simultaneamente.