Otimização da automação da soldagem: Robótica e seleção de equipamentos

A manufatura inteligente chegou ao setor de manufatura, e a produção automática tornou-se uma maneira eficaz de as empresas aumentarem sua influência, expandirem a escala do produto e conquistarem o mercado.

O projeto da estação de trabalho automática evoluiu do empilhamento, da soldagem e do manuseio convencionais para a coleta de dados e a fabricação inteligente, e foi desenvolvido passo a passo.

Esta postagem fornece uma análise e explicação dos três aspectos do projeto de automação de soldagem, que incluem o projeto preliminar, a descrição do dispositivo, o layout do local e a batida.

Seleção do robô de soldagem

Para executar com sucesso um projeto de soldagem automática por robô, é fundamental ter uma compreensão abrangente do modelo de robô selecionado e de seu desempenho. É essencial considerar se há regulamentações e requisitos específicos para as informações do material do produto, o status do material recebido, os requisitos do processo e os requisitos de inspeção.

Além disso, é essencial entender a função do equipamento, as informações dos parâmetros técnicos e o ambiente de aplicação para fornecer um esquema de planejamento abrangente. Normalmente, é usado um robô de 6 eixos, com o dispositivo de fixação utilizando 7 eixos ou vários eixos como eixo externo, projetado especificamente para a fabricação de robôs.

Com base no processo de soldagem requisitos (MIG, MAG, TIG, SUP, CO₂etc.), parâmetros de tamanho (como comprimento do braço e capacidade de carga) e estado estrutural, o modelo de equipamento apropriado deve ser selecionado.

Leitura relacionada: Soldagem MIG vs. TIG

Para a soldagem da viga inferior do elevador usando o Soldagem MAG processo, o robô ABB 1410-5/1.44 foi selecionado.

Consulte a Tabela 1 para obter informações específicas sobre os parâmetros.

Tabela 1: informações sobre o produto de soldagem (unidade: mm)

É essencial selecionar o modelo de robô adequado com base em parâmetros específicos e informações do processo. Para produtos com tamanho máximo de 1400 mm, foi selecionado o modelo de robô ABB 1410-5/1.44, que pode cobrir a faixa de tamanho necessária.

Além disso, é necessário considerar se a precisão do posicionamento repetido do robô está dentro da faixa de controle. Isso ocorre porque a repetibilidade do robô determina a consistência do processo de soldagem. A alta precisão de posicionamento repetitivo não apenas reflete a precisão do robô, mas também garante que a qualidade da soldagem atende aos padrões exigidos. A baixa precisão do posicionamento repetitivo pode resultar em produtos não qualificados, levando a perdas para a empresa.

O diagrama da trajetória e as informações dos parâmetros do robô são mostrados na Figura 1.

Figura 1: Informações de parâmetros do diagrama de trajetória do robô

Durante a seleção inicial do modelo do robô, é fundamental considerar as limitações de layout e origem. Para garantir a acessibilidade para a soldagem e evitar a diminuição da eficiência do trabalho, precisamos consultar a tabela de descrição de funções e o diagrama de trajetória do robô.

Atualmente, a simulação e o teste de produção podem ser realizados por meio de um software de ensino de robôs. Isso permite a avaliação e a confirmação da faixa de soldagem do robô, do espaço do produto e da colocação de posições durante os estágios iniciais do projeto. Ao identificar e melhorar antecipadamente quaisquer problemas potenciais causados pela produção do robô, podemos otimizar o processo de produção.

Descrição do equipamento externo

Durante os estágios iniciais de simulação e teste, muitas vezes falta uma avaliação dos equipamentos externos, como ferramentas, eixo externo e mesa deslizante. Isso pode levar ao gasto excessivo de energia na transformação desses componentes, aumentando o ciclo do projeto e causando perdas para a empresa.

Portanto, é essencial avaliar o equipamento externo, como ferramentas, eixo externo e mesa deslizante, com antecedência.

Ferramentas de soldagem

As ferramentas de soldagem desempenham um papel crucial no progresso geral de um projeto.

O projeto de ferramentas é um assunto que exige o acúmulo de experiência, conhecimento mecânico e elétrico e um profundo entendimento dos produtos. Nosso objetivo é oferecer uma maneira de lidar com o projeto de ferramentas de soldagem.

Em geral, os robôs são adequados para produtos padrão e de baixa repetibilidade para fabricação em larga escala. Portanto, a consistência no projeto de ferramentas de soldagem, incluindo a consistência da precisão do posicionamento repetido do robô, fixação A sequência, a precisão do posicionamento, a rigidez e os requisitos de posicionamento são essenciais.

É essencial garantir a precisão do posicionamento do produto de soldagem na ferramenta, bem como controlar a tensão de soldagem e a deformação após a soldagem, o que requer rigidez adequada.

A maioria das ferramentas de soldagem é localizada por estruturas pneumáticas, hidráulicas, elétricas ou pneumáticas de suporte manual. Com os avanços tecnológicos, a fixação magnética também pode ser considerada, mas só deve ser usada para ferramentas especiais sem sopro de polarização magnética e selecionada de acordo com a situação real.

Além disso, o cobre vermelho e os materiais de liga são frequentemente usados para fazer gaxetas especiais (consulte a Fig. 2 e a Fig. 3) para melhorar a dissipação de calor e a rigidez dos produtos.

Fig. 2 Módulo de material especial

Fig. 3 Módulo de material de cobre

Posicionador de eixo externo

O posicionador é usado como um eixo externo do robô. Seu precisão de posicionamentoA precisão do posicionamento repetido e da qualidade da soldagem do robô, que, por sua vez, afeta a qualidade do produto final.

Durante a fase de pré-projeto do posicionador com ferramenta de soldagem, a carga precisa ser considerada, incluindo o peso da ferramenta e do produto que está sendo soldado. Para evitar situações de excesso de peso, é essencial selecionar redutores, engrenagens e anéis de engrenagem com pequena folga e alta precisão de rotação. Isso ajuda a reduzir a inércia de rotação do posicionador, permitindo uma resposta mais rápida de aceleração e desaceleração e, em última análise, melhorando os requisitos de precisão.

A Tabela 2 apresenta as informações dos parâmetros do posicionador.

Tabela 2 Informações sobre os parâmetros do posicionador

Configuração do sistema de soldagem

O sistema de soldagem deve incluir os seguintes componentes, de acordo com os requisitos do projeto de soldagem: potência de soldagem alimentação, alimentador de arame, pistola de soldagem, sistema de resfriamento (alguns dos quais são integrados à fonte de alimentação de soldagem), sistema de limpeza da pistola, sistema de corte de arame e sistema anticolisão.

Se houver requisitos específicos, sistemas auxiliares de equipamentos adicionais podem ser considerados para melhorar a qualidade e a eficiência da soldagem. Eles podem incluir controle de posição do laser, rastreamento visual, calibração do TCP de origem e outros sistemas semelhantes.

Análise dos problemas existentes no projeto

É provável que todo projeto de automação encontre problemas e desafios. Nesta postagem, destacamos alguns dos problemas mais comuns que surgem durante o processo de rotina e os explicamos.

A ferramenta de soldagem é manual

O ferramental manual é um modo de produção comum usado em algumas empresas para soldagem. Entretanto, do ponto de vista da fabricação, a flexibilidade dos seres humanos é maior do que a dos robôs, e os cérebros humanos têm melhor controle do que os robôs.

Durante a soldagem, os soldadores podem ajustar o processo a qualquer momento, observando a poça de fusão e a trajetória da tocha de soldagem. Por outro lado, os robôs seguem um programa predeterminado para a soldagem, o que pode resultar em uma simples cópia do ferramental manual e apresentar desafios de ajuste e rastreamento.

Além disso, como os robôs são usados para produção em massa, há o risco de um grande número de produtos ruins e de retrabalho, o que pode levar a inconsistências na eficiência da produção.

Embora a ideia do ferramental possa ser aprendida com o ferramental manual, é necessário considerar a resistência e a repetibilidade sob a perspectiva das necessidades de fabricação. Isso pode ser obtido por meio de um processo especial ou alterando o projeto do ferramental para atender aos requisitos dos robôs.

Acessibilidade insuficiente da solda

Conforme mencionado anteriormente, a identificação incompleta e o atraso no projeto de ferramentas antes da avaliação do projeto causaram dificuldades na conclusão de algumas soldas durante o processo de soldagem. Além disso, algumas posições de soldagem não eram adequadas, como a necessidade de mudar da soldagem tipo navio para a soldagem vertical para baixo, resultando em soldagem ruim qualidade dos produtos.

Para resolver esses problemas, é necessário realizar simulações antes da soldagem e ter um entendimento completo das instruções do robô.

Seleção do processo de soldagem por robô

O processo de soldagem por robô, incluindo os parâmetros e a sequência de soldagem, é diferente da soldagem manual. Os parâmetros de saída do robô são geralmente estáveis.

Manual de cópia parâmetros de soldagem e processos para o robô pode não ser adequado, pois pode causar o aumento da deformação da soldagem. Portanto, é fundamental reavaliar o processo de soldagem com base nas considerações do projeto, dada a particularidade da fabricação de robôs.

Gerenciamento de matérias-primas de soldagem

O robô é altamente sensível a mudanças nas matérias-primas. Portanto, ao usar a soldagem por robô, devemos considerar o controle das matérias-primas de soldagem.

Portanto, é fundamental que as empresas e os gerentes de projeto entendam que os robôs não são capazes apenas de substituir o trabalho manual na produção.

Concluirsion

O robô é amplamente utilizado em vários setores, e os robôs de soldagem são um deles. Os robôs de soldagem têm suas próprias características exclusivas em comparação com outros tipos de robôs.

Para melhorar a eficiência e a qualidade dos produtos de uma empresa e reduzir a intensidade da mão de obra por meio de estações de trabalho robotizadas, é necessário prestar atenção ao gerenciamento de matérias-primas, à seleção de equipamentos, à confirmação de processos, ao treinamento de pessoal e a outros aspectos.

Entretanto, do ponto de vista empresarial, a preparação e a fabricação de soluções de automação não é um processo que ocorre da noite para o dia. Sua influência e importância não se limitam à substituição de humanos por máquinas, mas também incluem a atualização de todo o setor. Isso envolve o investimento em tecnologia e experiência e o retorno com qualidade e valor de mercado.