Resposta direta: A dispensação colaborativa por robôs é bem-sucedida quando a localização da peça, a posição do bico, o movimento e a entrega do material permanecem dentro da mesma janela de processo. Bloqueie o ponto de referência e os limites do cordão de solda, verifique o afastamento e o ângulo da ferramenta, coordene a velocidade com a pressão ou o fluxo e a temporização das válvulas, inspecione o material depositado em vez de apenas verificar a conclusão do processo pelo robô e defina como um cordão interrompido deve ser retido, limpo, retrabalhado ou descartado. Um caminho repetível não compensa a instabilidade do material.
A dispensação é um processo acoplado. O robô fornece a posição e a velocidade; o sistema de distribuição fornece o material condicionado através de uma válvula e um bico; o dispositivo de fixação controla a posição da peça; e a operação subsequente pode depender do tempo de abertura, cura, compressão ou tempo de montagem. Analise esses elementos como um registro de dados, trajetória e fluxo para que uma falha possa ser rastreada até a camada correta.
Defina a quantidade desejada como uma saída mensurável.
Comece pelo desenho ou especificação do processo para definir a localização, largura, altura ou volume do cordão de solda, continuidade, limites de início e fim, comportamento nos cantos e quaisquer folgas permitidas. Adicione a finalidade funcional: vedação, adesão, encapsulamento, lubrificação, interface térmica ou outro uso. Essa finalidade ajuda a equipe de processo responsável a escolher o material e o método de aceitação; não deve ser inferida a partir de uma demonstração.
Marque as superfícies que estabelecem a referência da peça e as superfícies que recebem o material. O dispositivo de fixação deve reproduzir a relação entre essas superfícies e a estrutura do robô. Um sensor de presença da peça pode indicar que algo está carregado enquanto a face de trabalho está deslocada ou inclinada. Utilize recursos de localização, evidências de assentamento ou medições apropriadas à tolerância e à consequência.
Crie um registro para cada receita:
| Camada de registro | Valores controlados | Evidências no momento da divulgação |
|---|---|---|
| parte | identidade, orientação, datum, estado da superfície | peça de trabalho posicionada corretamente |
| ferramenta | tipo de bico, posição, distância, desgaste ou limpeza | registro e verificação de ferramentas ativas |
| movimento | Revisão de trajetória, zonas de velocidade, regra da curva, aproximação e saída | trajetória aprovada concluída |
| fluxo | Identidade do material, condicionamento, pressão ou fluxo, temporização da válvula | estado de entrega e resposta monitorada |
| resultar | localização, continuidade, dimensões ou inspeção funcional do cordão de solda | disposição vinculada à parte |
Definir a posição do bico para dispensação colaborativa por robô
A distância entre o bocal e a ferramenta e o ângulo de contato afetam onde o material se deposita e como ele se forma. Valide-os considerando a tolerância da peça, a repetibilidade da fixação, a postura do robô e o comprimento do bocal. Inclua o corpo do bocal, as mangueiras, o conjunto de revestimento, as braçadeiras próximas e o cordão depositado nas verificações de colisão e contaminação. Um caminho que passa por uma peça seca pode entrar em contato com um cordão saliente durante o movimento de retorno.
Defina os movimentos de aproximação e afastamento para evitar que gotejamentos ou filamentos ultrapassem uma superfície aceitável. Se o processo utilizar um ponto de purga, bandeja de gotejamento, limpador de ponta ou alvo de calibração, inclua esses movimentos no modelo da célula. A estação de serviço deve permanecer acessível com as mesmas ferramentas e condições de segurança da produção.
As curvas exigem uma regra de movimento separada. A velocidade do robô pode diminuir devido à transição suave entre os percursos ou à curvatura, enquanto a alimentação do material pode continuar no estado anterior. Essa discrepância pode gerar deposição excessiva. Por outro lado, uma transição suave e agressiva pode cortar o canto ou aumentar a distância de segurança. Defina a velocidade na curva, a tolerância do percurso e a resposta ao fluxo em conjunto e, em seguida, inspecione o resultado físico.
Considere o material como um insumo de processo variável.
Registre a identificação do material, o lote (quando necessário), as condições de armazenamento, a temperatura, a mistura ou o condicionamento, o tempo de vida útil ou de trabalho, os indicadores de viscosidade (quando disponíveis), o recipiente de fornecimento e o tempo aprovado no sistema de entrega. Para materiais bicomponentes, inclua evidências da proporção e o que acontece após uma pausa. Para materiais sensíveis ao ar, à umidade ou à temperatura, defina os controles e o ponto em que um suprimento preparado deve ser descartado ou recondicionado.
O percurso do material inclui bomba ou vaso de pressão, reguladores, mangueiras, válvulas, bico e, às vezes, equipamentos de aquecimento ou dosagem. O volume na peça pode apresentar atraso em relação ao comando devido a limitações do sistema, como complacência, restrição ou compressibilidade. Meça o atraso inicial, o comportamento de parada e a resposta às mudanças de velocidade ao longo do percurso real de fornecimento. Um sinal de válvula aberta indica um comando ou o estado de um componente; ele não comprova automaticamente que o material necessário chegou à peça.
A página de aplicações de dispensação da Universal Robots destaca a relação entre o percurso programado, a velocidade do robô, a pressão e a aplicação do material. Utilize essa relação como um guia de engenharia, e não como uma receita universal. Os dados do fornecedor do material, os requisitos do responsável pelo processo, o equipamento de distribuição, a superfície da peça e os testes de aplicação determinam a faixa de operação ideal.
Sincronizar largadas, retas, curvas e paradas.
Divida cada cordão em eventos. O robô se aproxima de um ponto de entrada, o fluxo de material se estabelece, a ferramenta cruza o ponto inicial definido, a velocidade atinge sua faixa nominal, cantos ou curvas modificam o movimento, a condição final é atingida, o fluxo para e a ferramenta se retira. Registre se o processo utiliza compensação de tempo, eventos baseados em distância, feedback de pressão ou fluxo, ou uma resposta medida do cordão.
Utilize uma tabela de eventos durante os ensaios:
| Evento | Possível incompatibilidade | Observação de teste |
|---|---|---|
| começar | O movimento começa antes que o material atinja o bico. | fenda ou cordão cônico na entrada |
| aceleração | O fluxo permanece alto enquanto a velocidade muda. | excesso local após o início |
| canto | O robô desacelera sem corresponder à resposta de entrega. | A conta cresce ou se desloca na curvatura. |
| Pare | O comando da válvula termina, mas a pressão armazenada continua a fornecer pressão. | cauda, baba ou contaminação |
| pausa | alterações nas condições do material no bocal estacionário | ponta curada, pele, separação ou comportamento de reinício inesperado |
O objetivo não é eliminar todo o comportamento transitório por suposição. Trata-se de definir onde os transientes podem ocorrer, medir seu efeito e manter o tamanho aceitável do cordão dentro dos limites do projeto.
Inspecione o depósito, não o bit de conclusão do caminho.
Selecione a inspeção com base na função e na consequência. Ela pode incluir confirmação visual, detecção da presença do cordão de solda, medição do perfil, correlação de massa ou volume, inspeção por câmera, assinaturas de pressão ou fluxo, testes de vazamento ou adesão a jusante ou um plano de amostragem. Indique quais defeitos cada método pode detectar. Uma câmera que detecta continuidade pode não determinar a mistura interna ou a adesão; o monitoramento de pressão pode revelar perda de suprimento, mas não o posicionamento exato do cordão.
Associe o resultado à peça e à receita. Armazene informações suficientes para determinar qual material, ferramenta, revisão do programa, estado do dispositivo de fixação e histórico de interrupções produziram o cordão de solda. Se uma estação reportar apenas "robô concluído", os equipamentos subsequentes não conseguirão distinguir um caminho aceito de um ciclo concluído após uma falha de material.
Um resultado desconhecido deve ser encaminhado para um processo de espera. Defina se a peça pode ser reinspecionada, limpa e redistribuída, reparada manualmente por meio de um processo aprovado ou rejeitada. Considere danos na superfície e o tempo necessário; o retrabalho pode ser invalidado após a cura do material ou contaminação do substrato.
Planeje a limpeza, o reabastecimento e a troca de equipamentos.
A estabilidade da produção muitas vezes depende de tarefas fora do fluxo automático. Documente a troca do recipiente, o aquecimento ou condicionamento do material, a quantidade de purga, a limpeza do bico, a substituição da ponta, a manutenção da mangueira, a limpeza do dispositivo de fixação, o manuseio de resíduos e a validação necessária após cada tarefa. Inclua os consumíveis e o tempo de limpeza na estimativa de capacidade.
Para a troca de receitas, identifique quais parâmetros e componentes físicos mudam: fixação da peça, referência, bico, suprimento de material, configurações de pressão ou vazão, trajetória, limites de inspeção e temporização a jusante. Utilize a confirmação positiva da receita e do material sempre que uma incompatibilidade pudesse criar um defeito oculto. O nome de um programa de robô salvo não deve ser o único elo entre a peça e a configuração de entrega.
Projete a resposta à interrupção da soldagem antes da produção. Em caso de parada de segurança, falha no fornecimento ou falha do robô, defina se o fluxo será interrompido, a pressão será aliviada, a ferramenta poderá ser retirada, a peça permanecerá no lugar e a soldagem será automaticamente considerada inaceitável. A retomada não deve ocorrer em um ponto arbitrário do percurso, a menos que o responsável pelo processo tenha validado as condições de sobreposição e da superfície.
Aplique a segurança colaborativa à aplicação completa.
O termo "colaborativo" por si só não torna uma célula de dispensação segura. As normas ISO 10218-2 e ISO 12100 exigem avaliação e redução de riscos em nível de aplicação. Avalie o movimento do robô e dos dispositivos de fixação, pontos de esmagamento, ferramentas afiadas ou quentes, material pressurizado, produtos químicos, descargas inesperadas, mangueiras, energia armazenada e acesso durante o treinamento, limpeza, reabastecimento, manutenção de bicos, inspeção e recuperação de falhas.
Leia as fichas de dados de segurança do material e os requisitos do local para manuseio, ventilação, exposição da pele ou dos olhos, resíduos e derramamentos. Determine quais trabalhos podem ser realizados com a energia disponível e quais medidas de proteção, modos, velocidades, limites de força, monitoramento de separação, proteções, intertravamentos ou procedimentos são necessários. Valide as funções implementadas na célula real.
Se houver interação entre pessoas e o robô durante a execução de uma tarefa, é importante definir a postura a ser tomada e as possibilidades de contato com a ferramenta de dispensação e o material presente. Um braço com força limitada não reduz os riscos de contato com produtos químicos, injeções, pontas afiadas ou fluxos inesperados. O bocal e o sistema de alimentação podem determinar o conceito de redução de riscos.
Comissão ao longo da janela do processo
Utilize peças representativas nos limites de referência e condição da superfície. Teste material novo e envelhecido, porém permitido, em condições de fornecimento baixas e altas permitidas, em trajetórias retas, curvas acentuadas, partidas, paradas, mudanças de direção e a pausa mais longa. Meça o cordão de solda e os sinais de processo sincronizados. Repita o teste após a manutenção do bico e o reabastecimento de material.
Falhas de força: falta de material, suprimento baixo, bico bloqueado ou desgastado, encaixe incorreto da peça, receita errada, discrepância de sincronização da válvula ou do robô, inspeção perdida e parada no meio da conformação. Confirme se a peça entra na disposição correta e se a reinicialização requer as verificações planejadas. Registre o trabalho e o tempo de limpeza; o tratamento de exceções faz parte do ciclo de produção.
A abordagem de avaliação de desempenho do NIST prioriza requisitos observáveis e métodos de teste repetíveis. Relate os resultados da formação de cordões de solda, o tempo de ocorrência de eventos, a resposta a falhas, a cobertura da inspeção, a taxa de retrabalho durante os testes e os segmentos completos do ciclo. Não substitua o desempenho de dispensação pela repetibilidade nominal do robô ou pelo tempo de percurso isolado.
Informações necessárias para uma revisão de células de dispensação
- Desenhos das peças, esquema de referência, preparação da superfície, geometria do cordão de solda e critérios de aceitação funcional, amostras representativas e conceito de dispositivo de fixação.
- Dados técnicos e de segurança do material, armazenamento e acondicionamento, restrições de vida útil, equipamentos de abastecimento e dosagem, configuração de mangueiras e bicos
- Estruturas de trajetória e ferramenta, limites de afastamento e ângulo, regras de velocidade e curvas, temporização de válvulas, sinais de pressão ou vazão, estações de purga e limpeza.
- Método de inspeção, identificação do resultado, rota de retenção e retrabalho, tempo de abertura ou requisitos de prensagem subsequentes, rastreabilidade e distribuição do ciclo alvo.
- Tarefas do operador, acesso, conceito colaborativo ou protegido, contribuições para a avaliação de riscos, plano de manutenção, manuseio de resíduos e frequência de troca de ferramentas.
Como este guia foi preparado
Na prática, a revisão editorial verificou a sequência de dispensação retida em 00:02.4, 00:14.4 e 00:24.0. A primeira imagem mostra um robô azul-claro e uma ferramenta de processo esbelta acima de uma caixa de engrenagens aberta; a segunda mostra a ferramenta próxima a uma seção diferente do perímetro da caixa; a terceira mostra a ferramenta deslocada novamente, enquanto a caixa permanece visível. Essas mudanças visíveis corroboram a discussão sobre datum, trajetória do bico, acesso e coordenação entre movimento e processo. Elas não estabelecem a identidade do material, a qualidade do cordão, a segurança da colaboração, a taxa de produção, a identidade do cliente ou a aceitação. As fontes oficiais de célula robótica, risco da máquina, dispensação e medição definem o escopo mais amplo da revisão.
Declarações prontas para citação
- De acordo com as Guia de aplicação de dispensação da Universal RobotsA automação de dispensação combina o movimento programado de um robô com uma ferramenta de processo. O EVST resolve isso coordenando a referência, a posição do bico, a velocidade de deslocamento, a temporização da válvula, a entrega do material e a inspeção.
- De acordo com as ISO 12100:2010A redução de riscos em máquinas segue a identificação de perigos e a avaliação de riscos. A EVST aborda isso avaliando a aplicação completa, incluindo o bocal, o material pressurizado, os dispositivos de fixação, a energia armazenada, a limpeza e o acesso do operador.
- De acordo com o eBook da Digibee Estrutura de Avaliação de Desempenho do NIST para Sistemas RobóticosA avaliação de desempenho exige procedimentos e métricas mensuráveis. O EVST resolve isso registrando em conjunto informações sobre peça, material, bico, programa, interrupção, medição do cordão de solda e destinação.
Sobre a equipe editorial
A organização integra robôs industriais e colaborativos com dispositivos de fixação, equipamentos de processo, controles, sensores e sistemas de segurança para aplicações de manufatura. Seu conteúdo de engenharia separa o movimento do robô da aceitação do processo e exige que as equipes de projeto apresentem evidências específicas para cada aplicação, abordando questões relativas a materiais, interfaces, inspeção, manutenção e recuperação.
A equipe de aplicação pode revisar uma família de peças declarada, a especificação do cordão de solda, o sistema de fornecimento de material, o percurso da ferramenta, o conceito de inspeção e as tarefas de redução de risco como uma única aplicação. As configurações finais do material e a aceitação permanecem sob a responsabilidade das funções de projeto, material, processo, segurança e qualidade.
Recursos de engenharia relacionados
- Equipamento para aplicação de cola
- Célula de cola para eletrodomésticos: janela de cordão, referência e pressão
- Planejamento de aplicações de robôs colaborativos
Perguntas frequentes
É possível que a velocidade constante do robô garanta uma formação uniforme do cordão de solda?
Não. O rendimento também depende das condições do material, da pressão ou dosagem, do comportamento da mangueira e do bico, da sincronização da válvula, da distância, da superfície da peça e da resposta transitória. A velocidade constante elimina uma variável; o resultado da deposição ainda requer medição.
Como deve ser programado um canto?
Selecione a tolerância geométrica, a transição entre os movimentos do robô, a velocidade local, o ângulo da ferramenta e a resposta de entrega em conjunto. Teste os cantos mais apertados aprovados e verifique se há cortes internos, deslocamento do cordão de solda, excesso de material ou falta de material, em vez de aplicar uma configuração universal para cantos.
O que acontece com uma peça após uma parada no meio da soldagem?
Suspenda o processo e aplique a disposição definida. Confirme as condições do material e da ferramenta, o tempo decorrido desde a deposição, o estado da superfície e se a limpeza ou retrabalho são permitidos. Não retome a partir de uma linha de controle a menos que a sobreposição e o cordão resultante tenham sido validados.
Uma iniciativa colaborativa é suficiente para permitir o acesso aberto?
Não. A aplicação completa deve ser avaliada, incluindo o bocal, o material pressurizado ou perigoso, os acessórios, a energia armazenada, as tarefas do operador e o possível contato. As medidas de proteção selecionadas devem ser implementadas e validadas para a célula real.