A AMS examina as mais recentes instalações e inovações no mundo de braços de robô e automação usada para aplicações de soldagem
De acordo com a Federação Internacional de Robótica, 50% dos robôs mundiais são usados para soldagem. Além disso, um relatório recente da BCC Research revela que o segmento global de acessórios de soldagem automatizada / robótica deve atingir US$2,8 bilhões em 2021, ante US$2 bilhões em 2016, com um CAGR de cinco anos de 6,9%.
Para determinar por que esses números são tão impressionantes, basta dar uma olhada dentro de uma planta automotiva típica. Na fábrica do Reino Unido da Honda em Swindon, por exemplo, mais de 300 robôs ajudam a fornecer cerca de 2.200 soldas de ponto por carroçaria. Uma carroceria de veículo é produzida a cada 85 segundos, enquanto que 650 carrocerias em branco (BIW) saem da linha a cada turno.
O processo na Honda começa com os abrigos das roda direita e esquerda sendo soldadas ao painel inferior e antepara frontal para formar o compartimento completo do motor. Isso é combinado com as montagens do piso frontal e traseiro para completar o piso.
Os painéis laterais direito e esquerdo são submontados e transferidos para o 'Soldador Geral' (GW). Este é o coração do departamento, onde as peças que foram produzidas em várias áreas (painéis laterais, piso, telhado, traço superior e bandeja da parte traseira) se juntam para soldagem pelo GW para produzir uma carroceria completa.
Grandes encomendas para robôs BIWAs exigências de tal processo demandam claramente eficiência e repetibilidade, e como os robôs são usados de ambas as maneiras, encomendas significativas continuam a ser feitas. A ABB, por exemplo, entregou recentemente 250 robôs à Valmet Automotive para uso em sua oficina da Mercedes-Benz GLC SUV em Uusikaupunki , na Finlândia .O investimento representou o maior contrato de robôs industriais já assinados na Finlândia, e dobrou o número total de robôs ABB da Valmet Automotive para mais de 500.
A nova linha de produção consiste em linhas principais e células de subconjuntos. De acordo com a ABB, os robôs adicionais aumentarão a fabricação flexível do fornecedor automotivo, permitindo que ele melhore as operações, melhorando a produtividade e reduzindo os prazos.
A encomenda inclui robôs da série IRB 6700, que a ABB diz serem mais robustos, 15% mais eficientes em termos energéticos e requerem manutenção mais simplificada do que seus predecessores. Além disso, os robôs da série IRB 8700 também faziam parte da encomenda; Estes têm um alcance de 3,5 metros e são capazes de lidar com cargas úteis de até 800kg.
A operação de alta velocidade sem falhas é o Santo Graal quando se trata de produção de BIW. No entanto, esses atributos devem ser combinados com flexibilidade, que é onde os sistemas de transporte adequadamente projetados e configurados podem ajudar.
Entre as últimas inovações nesta área está o KS PULSE da Kuka (Propulsion Using Linear Synchronous Energy), um sistema de transporte baseado em paletes que move vários componentes da carroceria através das estações de trabalho individuais de uma linha de soldagem e montagem BIW para reduzir o tempo de inatividade não produtivo.O elemento principal do sistema é um chassi. Usando várias plataformas de transporte, chamadas skids, este suporte move os componentes de carroceria individual ao longo da linha por meio de motores síncronos lineares.
O sistema possui baixa susceptibilidade a falhas graças a um número muito pequeno de peças móveis, enquanto os skids são intercambiáveis em termos de tempo de ciclo, permitindo que vários modelos sejam produzidos na mesma linha.
Em outros lugares, a Tata Steel revelou uma nova linha de soldagem robótica em seu centro automotivo em Wednesfield - que diz ser o maior do gênero no Reino Unido. A linha triplica a capacidade do site para produzir espaços em branco feitos sob medida para painéis de portas de automóveis.Com base na tecnologia de robô ABB, pode soldar mais de mil peças de automóveis a cada hora, sendo o aço enviado para os fabricantes de automóveis em todo o Reino Unido, e novas encomendas agora estão sendo conquistadas na Alemanha, França e Holanda.
Soldagem em tandemMesmo quando os volumes mais baixos são a norma, a automação continua a ser atrativa. Pegue a instalação de Slaný, República Tcheca do especialista em veículos comerciais Meiller, por exemplo.Meiller fez seu nome como designer e produtor de carrocerias basculantes e reboques.
Através de uma estreita cooperação com os fabricantes de veículos pesados, os chassis e as carrocerias devem ser adequadamente adaptados. Para ajudar com essa ambição, a Meiller opera um total de seis sistemas automatizados com oito robôs de soldagem e mais de 300 fontes de energia de soldagem fornecidas pela Cloos. Os sistemas mais recentes suportam paredes laterais para carrocerias basculantes usando o processo Cloos 'de Soldagem Tandem.
Na soldagem de Tandem, dois fios em linha são alimentados simultaneamente e fundidos em dois arcos. Devido à consequente separação dos dois circuitos elétricos, o arco pode ser controlado de perto. Alta eficiência, baixa entrada de calor, boa qualidade de solda e uma elevada taxa de deposição são as principais vantagens.
De acordo com a empresa, o processo atinge velocidades particularmente altas ao soldar componentes finos e leves na construção de veículos comerciais. Os componentes deste tipo estão em demanda crescente, pois os caminhões otimizados para carga útil podem transportar mais frete, economizar combustível e colocar menos carga na rede de transporte.
"Na Meiller, usamos cada vez mais componentes leves", confins Andrej Stary, programador e designer da fábrica Sliller de Meiller. "Os painéis laterais dos nossos corpos basculantes são fabricados a partir de aço fino de 2,5 mm. Além disso, este componente consistia anteriormente de três elementos individuais, enquanto hoje os painéis laterais são formados a partir de uma única peça, de modo que apenas uma costura precisa ser soldada em cada lado. Devido ao número reduzido de soldas, o componente é muito mais leve do que antes, o que traz grandes benefícios para nossos basculantes".
Prevenção de tempo de inatividade com robôs conectadosUm problema com um robô na BIW que produz soldagens de má qualidade pode ser desastroso para a montagem final, interrompendo a saída enquanto os trabalhadores solucionam o problema. Agora, no entanto, é possível evitar o tempo de inatividade não planejado usando o monitoramento e o diagnóstico de condições em tempo real.
A Cisco diz que colaborou com a Fanuc e a Rockwell Automation para criar uma solução para milhares de robôs em 27 fábricas GM em cinco países. Apontado pelo Fanuc como 'Zero Downtime' (ZDT), a solução alerta os trabalhadores antes de ocorrer um problema para que eles possam agendar a manutenção em uma janela de interrupção planejada. Este monitoramento remoto, além de diagnóstico e planejamento de manutenção pró-ativa, é habilitado através da integração '1 + 1 + 1> 3' de capacidades e conhecimentos que cada empresa traz, diz a Cisco.
"Com a solução Fanuc ZDT, o robô está conectado através de uma rede e um coletor de dados Cisco na planta até a nuvem da Cisco - tudo isso resulta em uma solução robusta e segura de ponta a ponta", diz Bryan Tantzen, diretor sênior, Cisco IoT vertical."Ao transferir os dados do equipamento para uma plataforma baseada em nuvem, estamos construindo uma estrada de dados de fabricação que está permitindo que a GM colabore com seu grande ecossistema de fornecedores de equipamentos e realize análises e otimização preventivas com mais facilidade".
Rick Schneider, presidente e diretor executivo da Fanuc America, acrescenta: "A capacidade de coletar dados de nossos robôs e analisá-lo na nuvem - para prever possíveis problemas de equipamentos antes do tempo de inatividade - nos permite abordar proativamente os requisitos do cliente. Com o ZDT, também podemos aproveitar os dados coletados de nossos robôs para otimizar os sistemas de fabricação da GM, reduzindo o consumo de energia e ampliando a vida do equipamento, além de melhorar o tempo e a qualidade do ciclo. Reduzir o tempo de inatividade através do ZDT provou ter um impacto direto e positivo no desempenho da planta da GM."
Criando fricção"A soldagem por fricção às vezes aparece como ultrapassada", diz Walter Weh, chefe de divisão, soluções avançadas de soldagem na Kuka Industries."No entanto, a tecnologia é qualquer coisa menos - na Kuka, somos guiados pelos requisitos do mercado e nos movemos com os tempos".
A título de exemplo, Kuka tomou rapidamente em consideração a "indústria 4.0" para as máquinas de solda por fricção.A integração completa da máquina na rede de produção possibilita uma maior produtividade. Graças aos processos de rede digital, torna-se possível fabricar produtos com maior grau de flexibilidade, eficiência energética e personalização, ao mesmo tempo em que se reduz o impacto nos recursos.
Todos os dados do processo do controlador Kuka PCD (Controle de Processo e Documentação) são monitorados numericamente e arquivados eletronicamente. Esta informação está disponível para análise posterior em um sistema baseado em nuvem, por exemplo, o que também ajuda a garantir a qualidade e a transparência de dados rastreáveis. Com isso em mente, a capacidade de processar grandes volumes de dados com segurança, desempenha um papel fundamental, assim como os padrões uniformes nas interfaces do sistema. Segundo Kuka, a implementação deste princípio não se limita a novos produtos e soluções; Também é possível que robôs, células e sistemas que já estejam em operação sejam conectados na rede da mesma maneira.
