Saldatura di grandi strutture in acciaio: robot multipli, postazioni multiple

By Redazione EVST · Recensito da Redazione EVST · Aggiornato 2026-09-20 · Metodo: riprese in loco di questa cella per il ciclo di processo; prassi ingegneristica generale per le decisioni di progettazione · Politica editoriale · Politica di correzione · Termini e condizioni

In breve: In questa officina si saldano grandi elementi strutturali in acciaio – profilati scatolari e angolari con piastre flangiate e file di fori per bulloni – suddividendo il lavoro tra diverse stazioni. Ogni stazione posiziona un robot a sei assi davanti a un dispositivo di fissaggio e posizionamento, e il robot esegue la saldatura lungo le giunzioni mentre diverse stazioni adiacenti lavorano contemporaneamente. I pesanti elementi vengono trasportati in entrata e in uscita tramite una gru a ponte. Tre decisioni chiave determinano il funzionamento di una linea di produzione come questa: come fissare e ruotare l'elemento, se la torcia può raggiungere ogni giunzione su un pezzo di grandi dimensioni e come i robot si suddividono il lavoro in modo che nessuna stazione debba attendere un'altra. State progettando una linea di produzione simile? Inviaci il disegno del tuo componente.

A colpo d'occhio

Il problema che questa cella affronta

Un elemento strutturale non è un piccolo componente che può essere ruotato a mano. È lungo, pesante e ricoperto di saldature che percorrono la sua lunghezza e le sue flange. La saldatura manuale richiede che il saldatore mantenga la torcia ferma durante una lunga passata e si arrampichi sull'elemento per raggiungere il lato opposto, mentre la gru attende che ciò avvenga.

Automatizzare il processo significa lasciare che il dispositivo di fissaggio sostenga il peso e che il robot generi l'arco di saldatura. Il vantaggio è che è possibile saldare più elementi contemporaneamente, ciascuno nella propria postazione, anziché dover affidare la saldatura a un unico saldatore. La difficoltà non sta nella saldatura in sé, ma nel mantenere un pezzo di grandi dimensioni in posizione perpendicolare, raggiungere ogni giunzione senza collisioni e bilanciare le postazioni in modo che tutti i robot siano occupati.

Come funziona la cellula

1. Fate entrare il membro. Una gru a ponte solleva l'elemento in acciaio e lo posiziona su un supporto della stazione.
2. Fissalo saldamente. L'elemento è bloccato contro il dispositivo di fissaggio; ora sono il dispositivo di fissaggio e il posizionatore, e non più l'operatore, a mantenere la geometria.
3. Ruotatelo verso la torcia. Il posizionatore ruota l'elemento in modo che la giunzione necessaria al robot sia presentata ad un'angolazione raggiungibile.
4. Arco acceso. Il robot abbassa la torcia sulla giunzione e l'arco elettrico si genera con un lampo bianco-bluastro.
5. Eseguire la cucitura. La torcia si muove lungo la giunzione mentre il robot cambia posizione per seguirla.

6. Riposizionare. Quando una cucitura è completata, il robot si solleva, il posizionatore ruota e la cucitura successiva viene portata a portata di mano.
7. Lavorate in parallelo. Mentre questa stazione esegue la saldatura, le stazioni vicine fanno funzionare contemporaneamente i propri robot, ciascuno sul proprio pezzo.

Tre decisioni di progettazione

1. Lascia che il dispositivo di fissaggio e il posizionatore sopportino il peso

Su un componente di grandi dimensioni, il dispositivo di fissaggio svolge due funzioni contemporaneamente: mantiene il pezzo nella posizione corretta rispetto alla torcia e lo ruota in modo che il robot non debba aggirarlo. Entrambe le funzioni devono essere svolte prima ancora di accendere la torcia.

La questione da risolvere innanzitutto è come viene posizionato l'elemento – da quali facce e fori viene allineato – e se il posizionatore è in grado di portare ogni giunzione all'interno dell'area di lavoro del robot senza che l'operatore debba ribloccare a metà dell'operazione.

2. Dimostrare che la torcia può raggiungere ogni fessura

Su un elemento lungo, la portata non è un problema unico, ma un problema per ogni singola saldatura. Il problema più comune è che una cella di saldatura esegue la maggior parte di un pezzo in modo impeccabile, ma poi scopre che l'ultima saldatura si trova dietro una flangia o un morsetto, dove la torcia non riesce a ottenere un angolo pulito.

Cosa può essere utile: verificare l'angolo della torcia su ogni giunzione durante la progettazione dell'attrezzatura, includendo il corpo della torcia e il cavo, non solo la punta; tenere a disposizione un orientamento del polso di riserva per le giunzioni vicino al telaio dell'attrezzatura; e decidere tempestivamente se una giunzione irraggiungibile dalla torcia deve rimanere manuale o essere riattrezzata.

3. Dividi il lavoro in modo che nessuna stazione aspetti

Le postazioni parallele sono convenienti solo se tutti i robot sono occupati. Ciò significa che le postazioni devono essere adattate al flusso di operatori: la gru deve essere in grado di caricare e scaricare una postazione senza interrompere le altre, e nessun singolo operatore deve diventare il collo di bottiglia per più robot.

Le questioni pratiche: quanto tempo richiede ogni fase di cucitura rispetto al tempo necessario per il carico, se una sola persona può caricare più postazioni e se i membri arrivano con un ritmo che le postazioni possono gestire.

Quando questo schema è adatto e quando è meglio guardare più da vicino

• Buona vestibilità: elementi strutturali ripetitivi, lunghe giunture lungo la lunghezza di un pezzo, lotti di dimensioni tali da giustificare attrezzature dedicate e pezzi sufficientemente pesanti da richiedere comunque l'intervento di una gru per la movimentazione.
• Valutare ulteriormente: Molteplici dimensioni di elementi (un dispositivo di fissaggio può gestire diversi codici articolo o sono necessari dispositivi di fissaggio a cambio rapido?), giunture sul lato inferiore che un singolo posizionatore non può riprodurre e tolleranze che variano tra gli elementi tagliati, per cui gli spazi si spostano da un pezzo all'altro.

FAQ

Questi elementi necessitano di un posizionatore, oppure il robot è in grado di raggiungere qualsiasi punto?
Un posizionatore si rivela particolarmente utile per i pezzi pesanti. Ruotare l'elemento è solitamente più facile e sicuro che chiedere al robot di scavalcare o passare sotto una grande struttura, e mantiene la torcia sulla giunzione con un'angolazione precisa, evitando di dover raggiungere le flange.

Quanti robot può gestire un singolo operatore?
Dipende da quanto tempo occorre per il caricamento e la saldatura. Se il dispositivo di fissaggio si blocca rapidamente e la gru si occupa del sollevamento dei pezzi più pesanti, una sola persona può caricare e allineare diverse postazioni mentre i robot saldano; se invece ogni elemento richiede un lungo lavoro di impostazione manuale, l'operatore diventa il collo di bottiglia e i robot aggiuntivi devono attendere.

Cosa determina il ciclo in questo caso?
La lunghezza delle giunzioni, il numero di giri che il posizionatore deve compiere tra di esse e la possibilità che tutte le stazioni possano funzionare contemporaneamente. Inviateci i disegni degli elementi con le giunzioni evidenziate e saremo in grado di fornirvi un preventivo.