Resposta direta: O alcance e a postura de um robô não se resumem a uma distância. A possibilidade de soldar uma junta depende da postura do braço em cada ponto ao longo dela, e as mudanças de postura em uma junta recomeçam na seguinte. Girar a peça até a posição correta costuma ser mais barato do que usar um braço mais longo, e a margem que importa é a margem para postura e segurança.
Para quem é: Engenheiros selecionando robôs e eixos externos para células de soldagem em estruturas soldadas de chapas grossas e conjuntos similares com múltiplas costuras.
Escopo: Este guia da EVST foi escrito a partir de uma estação filmada: uma estrutura soldada de chapa pesada, sustentada por um posicionador de eixo único que a gira, com um robô soldando cordões sucessivos a partir de diferentes posições. Várias tomadas dessa estação foram utilizadas. Nada aqui indica um tempo de ciclo, um índice de repetibilidade ou um resultado de aceitação para o trabalho filmado.
Um raio é um número; acesso é um conjunto.
As tabelas de seleção fornecem um raio de ação como um único valor, e é natural comparar os candidatos com base nele. Em uma estação real, esse valor se desdobra em toda uma gama de posturas, porque a mesma distância alcançada por diferentes configurações de braço proporciona acessos muito diferentes.
Selecionar apenas com base na figura tende a deixar algumas costuras soltas após a instalação: não inacessíveis, mas acessíveis apenas em uma postura a partir da qual o processo não pode ser executado.
Essa falha é quase invisível na fase de proposta, porque os desenhos transmitem distâncias. Ela aparece durante o ensino, quando um determinado ângulo se revela completamente inviável.
De acordo com as ISO-10218 2: 2025Em aplicações de robôs industriais, a avaliação é feita considerando-as como uma célula integrada, e não como uma máquina isolada. Por isso, o alcance e a postura do robô são definidos a partir da lista de especificações e não de um número de catálogo.
Mover a parte em vez de esticar o braço.
Nas imagens de referência, uma estrutura soldada de chapa pesada é sustentada por um posicionador e pode ser girada. Isso oferece a primeira opção disponível em qualquer montagem com múltiplas costuras: mover a peça ou estender o braço.
O posicionador coloca uma das costuras em uma posição favorável, permitindo que o robô trabalhe em uma postura confortável. Comparado com a necessidade de usar uma máquina maior para alcançar a mesma costura em uma posição difícil, geralmente é mais barato e mais estável.
Isso também altera o que precisa ser verificado. Com um posicionador na célula, a questão passa a ser quantas posições de índice a lista de costuras precisa, resposta que é obtida a partir do desenho, e não de um catálogo.
De acordo com as ISO 12100:2010A redução de riscos começa com o projeto da própria instalação, de modo que o alcance e a postura do robô, bem como a zona de segurança, sejam definidos em conjunto, em vez de serem definidos separadamente.
Envoltório de alcance e postura do robô ao longo de uma costura
Mesmo em uma única costura, a postura do braço muda ao longo de todo o percurso. O acesso no início do arco não diz nada sobre o acesso no meio ou no final.
Assim, o acesso é verificado ao longo da trajetória, e não em alguns pontos amostrados. Uma postura que exceda os limites em qualquer ponto dessa trajetória significa que a costura precisa ser reposicionada: ou o ângulo do posicionador é alterado, ou a costura é dividida e soldada em duas partes.
A divisão tem seu próprio custo. Ela adiciona um início e um fim de arco, e a junta resultante é mais um ponto onde a qualidade precisa ser verificada; portanto, uma costura que pode ser resolvida com rotação normalmente não é dividida.
De acordo com as ISO 5817:2023, cada articulação é avaliada em relação aos mesmos limites de imperfeição, portanto, na prática, um início e uma parada extras representam um ponto adicional em que o alcance e a postura do robô precisam estar corretos.
Uma nova costura é um novo conjunto de posturas
Uma montagem possui mais de uma costura. Ao passar para a próxima, a questão da postura é levantada novamente, e o acesso precisa ser verificado mais uma vez.
A união dos conjuntos de postura para cada costura é o que a estação realmente exige. A margem que vale a pena manter é a margem nessa união, mais o espaço necessário para a zona de segurança; não se trata da altura livre no ponto mais distante.
Na prática, trata-se de uma tabela: costuras alcançáveis na configuração atual, costuras que exigem a rotação do posicionador e costuras inacessíveis em qualquer orientação. O terceiro grupo define se um eixo externo ou uma montagem diferente é necessário, e deve ser considerado na proposta, e não na fase de comissionamento.
A zona de segurança é definida a partir da mesma análise. O volume varrido em posturas extremas difere do volume varrido em posturas de trabalho normais, e o espaço de proteção deve ser definido com base no primeiro. Os contornos da tocha e do compartimento de cabos são adicionados, pois em posturas extremas eles frequentemente se estendem além do próprio braço.
Uma tabela de decisão para alcance e postura
Cada linha abaixo provém da lista de montagem e costura fornecida pelo cliente. Nenhuma delas é respondida comparando-se os raios de trabalho publicados.
| Decisão | Estabelecido a partir de | O que acontece de errado se for ignorado? |
|---|---|---|
| Lista de costuras | Desenho de montagem, posições e direções das costuras | O acesso é avaliado com base na distância, e não nas costuras. |
| Capacidade de rotação | Se a peça pode ser segurada e girada. | Um braço mais comprido foi comprado para resolver um problema de fixação. |
| Verificação de postura ao longo de cada costura | Trajetória, não pontos amostrados | Costuras acessíveis no início e bloqueadas no meio do caminho. |
| Posições do índice | União dos conjuntos de postura em todas as costuras | Ângulos de posicionamento improvisados durante o ensino |
| Zona de Segurança | Volume varrido em posturas extremas, contorno de tocha e cabo | Dimensionamento do recinto a partir de posturas normais apenas |
O que as imagens não mostram
A verificação de interferências não é visível em uma imagem em movimento. Ela é executada costura por costura no modelo 3D e inclui a tocha, o conjunto de cabos, o dispositivo de fixação e o posicionador, não apenas o braço.
O tempo de ciclo, a repetibilidade e os resultados de aceitação estão igualmente fora do que a filmagem permite; as normas ISO 10218-2 e ISO 12100 abrangem a integração e a avaliação de riscos, e nenhuma delas é resolvida apenas observando uma célula em funcionamento.
Os segmentos utilizados aqui são várias tomadas de uma mesma estação, e não de várias células.
A ordem de funcionamento do EVST é sempre a mesma: primeiro, cria-se a lista de costuras, depois decide-se se a peça gira e, por fim, verifica-se a posição ao longo de cada costura antes de selecionar qualquer máquina.
Perguntas frequentes
Um robô maior é a solução usual para uma costura inacessível?
Raramente. A maioria das costuras inacessíveis são um problema de postura, e não de distância, e girar a peça resolve o problema com menor custo e resultados mais estáveis.
Quantas posições de índice uma montagem precisa?
Quantas forem necessárias para a união dos conjuntos de posturas. A quantidade é lida na lista de costuras, não retirada de um projeto comparável.
A montagem invertida ou em pórtico simplesmente aumenta o alcance?
Não. Ele altera o formato da faixa de postura utilizável em vez de redimensioná-la, portanto, precisa ser verificado em relação à mesma lista de costuras.
É possível dimensionar a cabine de segurança com base em posturas normais de operação?
Não. O volume varrido em posições extremas é maior, e os contornos da tocha e do cabo precisam ser incluídos, portanto, o dimensionamento da caixa é feito considerando o pior caso.
Informações do projeto para análise de candidatura
Para avaliar o alcance e a postura de uma célula de soldagem, uma análise de aplicação EVST é iniciada a partir das seguintes informações:
- dimensões do envelope de montagem, peso e centro de gravidade
- esquema de costura com a posição e direção de cada costura
- se a peça pode ser girada e qual a faixa de rotação aceitável.
- modelo de robô existente e arranjo de montagem, e o limite de segurança do local
Envie o envelope com a peça e o esquema de costura, e nós analisaremos a configuração de postura costura por costura antes de sugerir qualquer máquina. Leitura relacionada: Posicionamento e alcance para soldagem robótica de peças grandes, soluções de sistemas de soldagem automática.