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Robôs de soldagem estão entre os robôs industriais mais importantes no espaço de fabricação. Eles lidam com soldagem, que é essencialmente a única coisa que mantém as máquinas unidas, carros incluídos. A robótica na fabricação automotiva depende muito da soldagem automatizada, substituindo o trabalho humano em quase todas as fábricas de automóveis em todo o mundo. De todas as aplicações de robôs industriais na fabricação, a soldagem robótica é a mais recente, tendo sido introduzida há menos de 20 anos.
Tipos de processos de soldagem robótica
Existem cerca de seis processos de soldagem automatizados que são amplamente utilizados em Manufaturação industrial. Cada processo desempenha uma função única e tem um robô especial projetado para executar essa função.
Soldagem por pontos de resistência
Soldagem por pontos de resistência é um processo onde o calor da resistência elétrica é aplicado com força para soldar materiais metálicos. Essa concentração de pressão e eletricidade em um ponto faz com que o metal derreta e coalesça enquanto está no estado fundido. O metal é então deixado esfriar e fica permanentemente unido naquele ponto, daí o nome Soldagem por Ponto.
As vantagens de usar um robô de soldagem a ponto são muitas; uma é que ele é sem emendas; não deixa nenhuma marca de soldagem realizada. Outra é que ele é muito mais forte em comparação a outros tipos de soldagem; uma vez que duas partes se fundem uma na outra, há pontos fracos restantes. A indústria automotiva depende muito de robôs de soldagem a ponto, com o carro médio tendo mais de 5000 soldas a ponto.
Soldagem a laser
Esta é outra forma avançada de união de metais que concentra o calor em um ponto usando raios laser. A tecnologia existe há mais de 30 anos. Soldagem a laser funciona juntando duas folhas de metal em contato uma com a outra. Isto é seguido pela concentração do feixe de laser nas bordas das chapas metálicas. O calor intenso faz com que derretam ao mesmo tempo, misturando-os e completando a junta. Depois que esfriam, eles se tornam um.
Algumas das vantagens da soldagem a laser incluem alta precisão, uma vez que o feixe de laser pode ser facilmente controlado. A velocidade de soldagem também é muito alta; o calor intenso faz com que qualquer tipo de metal se derreta, formando uma junta instantaneamente. A consistência também é alta, o que o torna o método ideal se você busca uniformizar.
Soldagem a arco de metal a gás
Este é um tipo de soldagem robótica processo onde a fonte de calor é um arco formado entre um eletrodo de metal consumível e a peça de trabalho com uma proteção gasosa de gás fornecida externamente que geralmente é um gás inerte. Isso faz com que se forme uma poça de fusão entre os dois materiais, que agora se unem após o resfriamento.
Existem dois tipos de robôs de soldagem a arco de metal a gás. O primeiro é chamado de Metal Inert Gas Welding (robô de soldagem MIG) que usa um gás inerte como Argônio ou Hélio; então, há o Metal Active Gas Welding (MAG) que faz uso de um gás ativo que geralmente é uma mistura de oxigênio, dióxido de carbono e argônio.
A principal vantagem de soldagem a arco de metal a gás é que não há respingos de materiais fundidos, como normalmente acontece com outras técnicas de soldagem; o gás de proteção protege a poça de fusão até que ela esfrie.
Soldagem a arco de gás tungstênio
Isto é um tipo de soldagem que passa eletricidade entre o eletrodo e o material a ser soldado. A solda é protegida da atmosfera por um gás de proteção que envolve a área de solda. O eletrodo utilizado neste processo é feito de tungstênio. A razão pela qual este metal foi escolhido é o fato de ele ter as temperaturas de fusão mais altas de qualquer metal, 6,170 graus Fahrenheit.
As três principais ligas de tungstênio usadas neste processo de soldagem são o tungstênio zirconiado, que é usado para metais não ferrosos e utiliza correntes CA mais altas. Existe o tungstênio toriado, que é usado em carbono e aço inoxidável, e por último o tungstênio puro, que é usado em alumínio e magnésio.
Soldagem a arco de calibre fino
Este é um processo de soldagem robótica usado em materiais finos que exigem soldagem delicada. Qualquer pessoa com experiência em soldagem confirmará que soldar chapas finas de metal é um enorme desafio. Se você usar muita força ou um tipo de soldagem muito extremo, isso pode alterar completamente a natureza dos materiais envolvidos. A soldagem a arco de calibre fino funciona minimizando a queima, que pode fazer com que a solda derretida entre em colapso, desfigurando os materiais. Existem dois gases inertes usados neste processo para minimizar respingos: Gás Inerte de Tungstênio (TIG) e Gás Inerte de Metal (MIG).
Soldagem Plasma
Soldagem a plasma é um processo de soldagem a arco que funciona de maneira semelhante à soldagem a arco de calibre fino; a única diferença aqui é que o arco plasma pode ser separado do envelope de gás de proteção. O plasma é então espremido através de um bico de cobre fino, que então contrai o arco. O processo pode ser conduzido de três formas principais; Soldagem por microplasma usada para chapas finas de até 0.1 mm de espessura.
A segunda é chamada de Soldagem de Média Corrente que utiliza entre 15-200A de corrente; tem penetração mais profunda. O último método é denominado Keyhole Welding, que é usado em chapas metálicas de até 10 mm de espessura.
Prós e contras do uso de robôs para soldagem
Não há como negar o fato de que os robôs estão cada vez mais envolvidos no processo de fabricação, conforme o tempo avança. Em alguns países, substituíram inteiramente o trabalho humano. Há vantagens e desvantagens do uso de robôs para soldagem, e incluem o seguinte.
Os profissionais
Há aumento de eficiência e produtividade: robôs de soldagem são precisos em seu trabalho, pois são programados dessa forma; há muito pouco espaço para erros. Sua capacidade de fazer tarefas repetitivas várias vezes sem se cansar aumenta a produtividade.
Tempos de ciclo mais curtos: À medida que a fabricação se torna eficiente, os tempos de ciclo se tornam mais curtos, o que significa que mais pode ser produzido dentro desse período de tempo em comparação ao que era produzido quando dependia de mão de obra humana.
Melhor utilização do piso: A automação do local de trabalho reduziu a pegada humana e, por sua vez, criou mais espaço no piso para outras coisas. Um robô de soldagem é capaz de fazer um trabalho que costumava ser feito por um grupo de pessoas. Com mais espaço, significa que há mais espaço para movimento, bem como a adição de novas máquinas de soldagem robóticas.
A segurança é aumentada: Os seres humanos não conseguem manter o foco por muito tempo; quanto mais trabalham, maior é o lapso de concentração; é isso que leva a acidentes em locais que usam maquinário pesado. Robôs de soldagem, por outro lado, podem funcionar por dias sem dar um único passo errado. Acidentes não são mais comuns em fábricas devido a isso.
Desperdício reduzido: O alto nível de precisão exibido pelos robôs é tão eficiente que sobra muito pouco para ser descartado. O eros humano é o maior contribuinte para o desperdício na maioria das fábricas. Com robôs, no entanto, a maioria das matérias-primas é utilizada ao máximo.
os Contras
O custo inicial da automação é muito alto: Considerando a quantidade de programação de robôs industriais necessária para fabricá-los, juntamente com as ferramentas complexas necessárias para que eles funcionem corretamente, o custo de automatizar sua planta é muito alto na fase inicial.
Treinamento é necessário: Por mais que os robôs tenham assumido posições humanas, a maioria ainda precisa ser operada e supervisionada por pessoas. Treinar humanos para operar esses robôs pode ser um assunto muito caro que leva tempo, dado o quão sofisticados os robôs industriais podem ser. O mesmo também se aplica a reparos e manutenção, apenas especialistas especializados podem lidar com esse tipo de trabalho e eles são limitados no mercado.
A tomada de decisão é limitada: por mais sofisticados que sejam, os robôs não têm a capacidade de tomar decisões, eles simplesmente operam com base no conjunto de instruções fornecidas a eles pelos programadores. Existem inúmeras decisões que precisam desse fator humano no local de trabalho, algo que os robôs atuais não têm. Com o desenvolvimento da IA ganhando ritmo, há esperança de que no futuro os robôs tenham essa capacidade de pensar nas coisas primeiro.
Flexibilidade limitada: Ao contrário dos humanos, que podem ser treinados para lidar com duas funções diferentes em sucessão, a maioria dos robôs de soldagem é especializada demais para que eles consigam fazer isso. Eles são programados para satisfazer o nicho ao qual são dedicados sem qualquer desvio. A única maneira de um robô de soldagem trocar de função é quando ele é deliberadamente reprogramado para fazer isso.
O período de implementação é longo: a mudança para robôs não acontece com um aceno de mão. Primeiro, você precisa reestruturar sua planta para acomodá-los, depois há a questão da entrega deles no local, considerando o quão pesados eles são. Você também precisará de ajuda especializada para configurá-los, tudo isso seguido por um período de teste para garantir que estejam funcionando conforme o esperado antes que a produção seja retomada. Você está olhando para um mínimo de 20 semanas antes de entrar totalmente operacional.
Sistemas e programação de soldagem robótica
Os robôs de soldagem exigem software específico para que eles executem suas funções. Este software é criado por empresas independentes que então os vendem para fabricantes de robôs. A seguir estão alguns dos softwares de sistemas de soldagem robótica mais populares.
Verbóticos
Fonte: verbotics.com
Verbóticos Weld é um software de soldagem simples, mas poderoso, que pode ser executado em qualquer desktop. É uma configuração offline que torna a soldagem robótica uma tarefa fácil. Possui uma interface de usuário que dá uma prévia de como o robô de soldagem pode ser controlado pelo programa. Verbotics não é gratuito, mas possui uma versão de teste que permite testar o software antes de tomar a decisão final.
Solda Almacam
Fonte: almacam.com
Solda Amalacam é um software de robô de soldagem offline que permite aos fabricantes otimizar seus robôs de soldagem para aumentar sua eficiência. O Almacam Weld está em uso há mais de 20 anos e melhorou ao longo dos anos para se tornar um dos softwares de soldagem mais procurados. Uma das vantagens do software é que ele é fácil de instalar e não requer muito treinamento para o operador pegar o jeito.
FIG
Fonte: new.abb.com
FIG é outro software de soldagem offline fácil de usar e implementar em qualquer local de trabalho. Ele aumenta a produtividade além de reduzir os riscos e, ao mesmo tempo, maximizar os investimentos em todos os seus sistemas robóticos. A ABB é compatível com muitos robôs de soldagem e pode ser operada por qualquer pessoa treinada para entender como funciona.
Áreas onde a soldagem robótica é aplicada
A soldagem robótica é usada principalmente em fábricas que lidam com máquinas pesadas. Algumas dessas indústrias incluem o seguinte.
Indústria automobilística
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O carro médio tem mais de 5000 peças soldadas, isso é prova suficiente de quão importante sistemas de soldagem automatizados são vitais. O trabalho costumava ser feito por humanos, mas isso resultava em soldagem irregular que tornava os carros menos eficientes na estrada. Os fabricantes de automóveis modernos não podem prescindir de robôs de soldagem. Espera-se que a tecnologia por trás da soldagem robótica melhore ainda mais no futuro.
Indústria de eletrônicos
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As placas-mãe dos computadores são feitas de componentes muito pequenos que não podem ser soldados manualmente. A soldagem robótica envolvida na fabricação de tais itens é altamente avançada, com a capacidade de soldar até mesmo a menor coisa que o olho nu terá dificuldade em discernir. O uso da soldagem robótica é a única maneira de produzir eletrônicos tão rápido quanto sua demanda.
Indústria do Petróleo
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Os enormes tubos usados para transportar petróleo bruto através de grandes distâncias dependem de soldadura robótica para os ligar, uma vez que têm de ser fabricados em secções. Outra razão pela qual os robôs estão envolvidos na soldagem dos tubos tem a ver com a segurança. As tubulações devem ser estanques para evitar explosões ou vazamentos que possam causar danos às pessoas e ao meio ambiente.
Indústria aeroespacial
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Mais do que os carros, os aviões exigem mais atenção na fabricação de suas peças, visto que precisam permanecer no ar. Para reduzir erros, todos os soldagem de peças de avião são feitos por robôs de soldagem altamente avançados, programados para cobrir todas as peças. Eles estão equipados com tecnologia de visão que podem usar para detectar qualquer falha.
Guia para comprar um robô de soldagem
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A parte mais difícil de automatizando seu negócio de manufatura está decidindo o robô certo para escolher. Existem inúmeros fabricantes de robôs no mundo, cada um com produtos exclusivos que prometem os melhores resultados. Decidir o que escolher requer muita pesquisa, já que os robôs custam muito. É o tipo de investimento que você faz uma vez na vida, portanto tem que ser bem feito. A seguir está um guia sobre como comprar robôs de soldagem para sua fábrica.
Complexidade
A bom robô de soldagem deve ser fácil de entender. Conseguir um robô de soldagem muito complicado pode interromper sua produção quando houver problemas, pois seria necessário contratar um especialista do fabricante para colocá-la em funcionamento novamente. Ao selecionar um robô de soldagem, primeiro certifique-se de que ele seja simples o suficiente para ser manuseado pelo seu técnico interno, para economizar custos em reparos no futuro.
periféricos
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Alguns robôs de soldagem precisam de complementos para funcionarem, este é um custo adicional que deve ser evitado se possível. Opte por um robô de soldagem que venha em um pacote completo, com capacidade de realizar uma infinidade de funções sem a necessidade de gastar mais na compra de outras peças. Se você precisar comprar um que precise de acessórios, certifique-se de que as peças em questão sejam fáceis de encontrar localmente.
Disponibilidade de espaço
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A quantidade e o tamanho dos robôs de soldagem que você pretende adquirir dependem do espaço disponível em sua fábrica. Quando substituindo o trabalho humano com robôs, você será forçado a limpar o chão com antecedência. Quanto maior o espaço, maior será o número de robôs de soldagem que podem ser instalados e vice-versa. Se você dirige uma pequena fábrica e pretende automatizar, precisará de um espaço maior.
Natureza do trabalho
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Alguns processos de fabricação não requerem processos avançados de soldagem, mas se você estiver no tipo de fabricação que envolve peças metálicas pesadas, a soldagem robótica seria o caminho mais sensato a seguir. A fabricação automotiva envolve o uso de peças pesadas de automóveis que não podem ser bem manuseadas pelo trabalho humano; os robôs de soldagem são a única opção que resta nessa indústria.
Seu orçamento
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O mais barato robô industrial pesado sai por cerca de US$ 50,000, você pode comprar um usado por um pouco menos, mas o ponto principal é que robôs são caros. Por mais que o fim justifique os meios a longo prazo, o custo inicial do robô de soldagem para automatizar uma fábrica fará com que você fique endividado se não for cauteloso. Além do custo de comprá-los, você também precisará de dinheiro para treinar pessoas, instalá-las na fábrica e reparos futuros. Vai demorar um pouco até que você consiga retornar todo o investimento inicial.
Flexibilidade
A maioria dos robôs envolvidos na fabricação são orientados para tarefas, ou seja, são projetados para desempenhar uma função específica. Por mais que isso os torne eficientes, limita seu alcance e quando você considera seu custo, realmente ajudaria muito se você conseguisse um braço robótico de fábrica que pode lidar com mais de uma função. Um robô de soldagem que também possa lidar com a coleta e colocação seria um investimento melhor em comparação com um que só possa lidar com soldagem.
Disponibilidade
Vai custar mais para você importar um tipo específico de robô de soldagem se ele não puder ser encontrado localmente. Se você mora perto de um grande fabricante de robôs, pode ter a sorte de até mesmo fazer pedidos especiais de robôs personalizados. O uso de robôs industriais não é tão difundido em todas as áreas, o que faz com que os fabricantes de automação industrial se concentrem em áreas específicas que podem estar localizadas muito longe de onde sua planta está. Considere o custo de importação de robôs de soldagem antes de fazer uma escolha.
Suporte
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O suporte pós-venda é vital quando se trata de lidar com robôs. São máquinas como qualquer outra, só que altamente avançadas. Independentemente disso, eles acabarão quebrando ou funcionando mal após uso prolongado. Quando isso acontecer, você precisará de ajuda com eles, sem ter que desembolsar quantias absurdas de dinheiro. Ir para fabricantes de robôs industriais que são capazes de oferecer garantias, bem como esperança técnica dedicada por um período específico de tempo.
Disponibilidade de peças de reposição
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Peças de soldagem usadas em excesso, como efetores finais, têm maior probabilidade de quebrar, pois realizam a maior parte do trabalho. Qualquer parte móvel está sujeita a algum tipo de atrito e, mesmo que demore, precisará ser substituída ao longo do caminho. Selecione um robô de soldagem cujas peças de reposição estejam prontamente disponíveis a qualquer momento. A falta de peças de reposição pode interromper a produção e essa é uma interrupção com a qual você não deseja lidar.
Atualizações de Software
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A disponibilidade de atualizações de software também é outro grande fator que deve ajudá-lo a definir o tipo de robô de soldagem que você deseja para sua fábrica. As atualizações tornam os robôs mais eficientes, ficar preso a um robô que está usando um software vencido pode começar a afetar a qualidade da produção. Opte por robôs que tenham suporte constante de software com atualizações pelo menos uma vez por ano.
Conclusão
Os robôs de soldagem estão entre os robôs industriais mais importantes no espaço de fabricação. Devido ao alto calor envolvido no processo, a função é melhor executada por robôs de soldagem, pois eles são capazes de lidar e suportar o calor mais do que as pessoas. Se você planeja comprar um robô de soldagem para uma planta de fabricação, visite o fabricante de robôs de soldagem mais próximo e adquira a melhor máquina de soldagem automatizada para sua empresa.
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