Con il continuo sviluppo dell’automazione della produzione, sempre più aziende stanno prendendo in considerazione le saldatrici laser robotizzate per sostituire o ridurre le operazioni di saldatura manuale. La saldatura laser robotizzata offre vantaggi quali elevata automazione, velocità di saldatura elevate, posizionamento ripetibile e qualità di saldatura costante. È ampiamente utilizzato nei componenti automobilistici, nella fabbricazione di lamiere, nelle nuove energie, nella produzione di hardware e in altri settori.

Tuttavia, per i produttori di piccole e medie dimensioni, una maggiore automazione non significa sempre una soluzione migliore.

Alcune aziende vedono i concorrenti installare sistemi di saldatura robotizzata e decidono immediatamente di acquistare una saldatrice laser robotizzata. Dopo l'installazione, potrebbero scoprire che il volume di produzione è troppo basso, i cambi di prodotto sono troppo frequenti, la consistenza dei pezzi è insufficiente o l'utilizzo delle attrezzature non è sufficientemente elevato da giustificare l'investimento.

Pertanto, la prima domanda per una piccola impresa non dovrebbe essere se una saldatrice laser robotizzata sia sufficientemente avanzata.

La domanda più importante è:

La saldatura laser robotizzata è effettivamente adatta ai tuoi prodotti, al volume di produzione, al processo di saldatura e alle condizioni di fabbrica?

1. Controllare il volume di produzione prima di guardare il robot

Il volume di produzione è uno dei fattori più importanti quando si valuta l’automazione della saldatura.

Se una fabbrica produce solo un numero limitato di parti al giorno e i modelli dei prodotti cambiano frequentemente, un robot può dedicare una notevole quantità di tempo a cambiare attrezzature, regolare programmi e attendere i pezzi invece di saldare continuamente.

In questa situazione, la saldatura manuale, la saldatura laser portatile o le apparecchiature di saldatura semiautomatiche potrebbero già soddisfare i requisiti di produzione.

D’altra parte, se la struttura del prodotto è stabile, il volume di produzione è elevato e il processo di saldatura è ripetitivo, l’automazione robotica può fornire più valore.

Prima di decidere sull’automazione, i produttori dovrebbero calcolare:

• Volume di produzione giornaliero

• Volume di produzione mensile

• Volume di produzione annuale

• Numero di saldature per pezzo

• Tempo di saldatura per parte

• Frequenza di cambio prodotto

• Stabilità produttiva attesa

Non acquistare un robot semplicemente perché può saldare automaticamente. Determinare innanzitutto se l'apparecchiatura può raggiungere un tasso di utilizzo ragionevole.

2. Frequenti modifiche al prodotto possono ridurre i vantaggi della saldatura robotizzata

I piccoli produttori spesso gestiscono più modelli di prodotto e lotti di produzione relativamente piccoli.

Una settimana può riguardare il Prodotto A, seguito dal Prodotto B la settimana successiva. Potrebbe essere necessario che la stessa stazione di saldatura debba gestire più pezzi diversi.

Un sistema di saldatura laser robotizzato può cambiare programma tra prodotti, ma il passaggio potrebbe comunque richiedere:

Sostituzione attrezzatura + Regolazione programma + Verifica posizione testa di saldatura + Regolazione parametri + Saldatura campione

Se i cambi di prodotto sono molto frequenti, il tempo risparmiato durante la saldatura automatica può essere compensato dal tempo necessario per i cambi.

Pertanto, i produttori con una produzione ad alto mix e a basso volume dovrebbero valutare attentamente la standardizzazione del prodotto prima di investire in un sistema di saldatura robotizzata.

Per prodotti con molte varianti, un sistema semiautomatico più flessibile o un dispositivo a cambio rapido può talvolta essere più pratico di una complessa linea di produzione robotizzata.

3. Un robot non è in grado di correggere la scarsa consistenza del pezzo

I robot industriali garantiscono un'elevata ripetibilità, ma il movimento ripetibile del robot non significa che il robot possa compensare automaticamente grandi variazioni nel pezzo.

Ad esempio, se i componenti in lamiera presentano variazioni dimensionali significative, spazi di assemblaggio incoerenti o posizionamento impreciso, un robot che segue un percorso di saldatura fisso potrebbe comunque non raggiungere la posizione effettiva della saldatura.

Prima dell’introduzione della saldatura laser robotizzata, i produttori dovrebbero considerare:

• Consistenza dimensionale del pezzo

• Precisione dell'apparecchio

• Metodo di posizionamento

• Divario di assemblaggio

• Coerenza della posizione di saldatura

• Stabilità di carico e scarico

Se il pezzo stesso non è coerente, la semplice aggiunta di un robot non risolverà automaticamente il problema della qualità della saldatura.

4. Non tutte le applicazioni di saldatura richiedono la saldatura laser robotizzata

La saldatura laser robotizzata è adatta a numerose applicazioni di saldatura ripetitive, continue e orientate alla precisione.

Tuttavia, non tutti i prodotti necessitano della saldatura laser.

Prima di selezionare la saldatura laser robotizzata, i produttori dovrebbero valutare:

• Tipo di materiale

• Spessore del materiale

• Lunghezza della saldatura

• Posizione della saldatura

• Requisiti di aspetto

• Deformazione consentita

• Se è necessario il filo di apporto

• Riflettività del prodotto

• Velocità di saldatura richiesta

• Forza di saldatura richiesta

Se la saldatura a resistenza convenzionale è già in grado di soddisfare i requisiti del prodotto, potrebbe non essere necessario sostituirla con la saldatura laser robotizzata semplicemente a scopo di automazione.

Il processo di saldatura dovrebbe determinare la scelta dell’attrezzatura e non viceversa.

5. Eseguire test del processo di saldatura prima di acquistare il sistema di automazione

Un errore comune nei progetti di automazione è acquistare prima l’attrezzatura e poi tentare di risolvere il processo di saldatura.

Un approccio più pratico è:

Test del pezzo → Verifica del processo → Selezione dell'attrezzatura → Progettazione dell'automazione

I campioni di produzione effettivi devono essere testati prima che venga confermata la configurazione finale dell'apparecchiatura.

Il processo di test può valutare:

• Aspetto della saldatura

• Penetrazione della saldatura

• Forza della saldatura

• Velocità di saldatura

• Zona interessata dal calore

• Deformazione del pezzo

• Requisiti del filo di apporto

• Stabilità dei parametri di saldatura

Se il processo di saldatura stesso è difficile da stabilizzare durante il test dei campioni, la costruzione diretta di una stazione di saldatura robotizzata può aumentare il rischio del progetto.

6. Un sistema di saldatura laser robotizzato è più di un robot e una sorgente laser

Alcuni acquirenti alle prime armi presumono che l’acquisto di un robot e di una sorgente laser sia sufficiente per creare un sistema di saldatura robotizzata completo.

In realtà una postazione di saldatura laser robotizzata può comprendere anche:

• Robot industriale

• Sorgente laser

• Testa di saldatura laser

• Sistema di controllo del robot

• Dispositivo di saldatura dedicato

• Meccanismo di posizionamento

• Sistema di alimentazione del filo

• Sistema di raffreddamento

• Custodia di sicurezza

• Sistema di controllo elettrico

• Estrazione dei fumi

• Sistema di carico e scarico

• Programmi di saldatura

• Parametri del processo di saldatura

Progetti diversi richiedono configurazioni diverse.

Se i requisiti non sono chiaramente definiti all'inizio, è possibile che vengano aggiunte ulteriori apparecchiature in seguito, provocando un aumento del budget del progetto.

È pertanto opportuno effettuare una valutazione completa dell'applicazione prima di finalizzare il sistema.

7. L'utilizzo delle attrezzature è uno dei fattori più importanti per le piccole imprese

Il tasso di utilizzo effettivo delle apparecchiature può avere un effetto notevole sul valore di un investimento in automazione.

Una stazione di lavoro robotizzata può teoricamente funzionare ininterrottamente, ma se la fabbrica riceve solo diverse ore di ordini di produzione al giorno, l’attrezzatura potrebbe trascorrere gran parte del tempo in attesa.

Prima di acquistare l’automazione, i produttori dovrebbero valutare:

Tempo di produzione annuale effettivo ÷ Tempo di funzionamento dell'attrezzatura disponibile = Tasso di utilizzo dell'attrezzatura

Il calcolo dovrebbe considerare anche:

• Tempo di cambio prodotto

• Tempo di sostituzione dell'apparecchio

• Tempo di carico e scarico

• Manutenzione dell'attrezzatura

• Tempo di attesa dell'ordine

• Fluttuazioni stagionali della produzione

Se l'attrezzatura non può essere utilizzata in modo efficace, il periodo di recupero dell'investimento previsto potrebbe risentirne.

8. Non calcolare il valore dell’automazione solo in base al numero di lavoratori sostituiti

La riduzione del fabbisogno di manodopera è spesso uno dei motivi per cui le aziende considerano l’automazione della saldatura.

Tuttavia, il risparmio sulla manodopera non dovrebbe essere l’unico fattore nel calcolo.

L’investimento totale può includere:

• Sistema robotico

• Sorgente laser

• Testa di saldatura

• Infissi

• Installazione e messa in servizio

• Modifiche di fabbrica

• Protezione di sicurezza

• Manutenzione

• Formazione degli operatori

• Futuri pezzi di ricambio

Allo stesso tempo, i produttori dovrebbero valutare i potenziali benefici:

• Cambiamenti nel costo del lavoro

• Efficienza produttiva

• Consistenza della saldatura

• Tasso di scarto e rilavorazione

• Capacità produttiva

• Capacità di gestire ordini più grandi

• Requisiti di produzione a lungo termine

Solo confrontando l’investimento complessivo con i reali vantaggi produttivi un’azienda può determinare se l’automazione è adatta.

9. I requisiti di spazio e sicurezza della fabbrica devono essere valutati

Una postazione di saldatura laser robotizzata richiede normalmente un’area operativa dedicata.

Oltre al movimento del robot, la fabbrica potrebbe dover fornire spazio per:

• Protezione di sicurezza laser

• Accesso operatore

• Carico e scarico pezzi

• Collegamenti elettrici

• Aria compressa

• Attrezzature di raffreddamento

• Estrazione dei fumi

• Manutenzione dell'attrezzatura

Per le fabbriche con spazio limitato, questi requisiti dovrebbero essere considerati durante la progettazione iniziale dell'automazione.

In caso contrario, potrebbero essere necessarie modifiche di fabbrica impreviste dopo l'arrivo dell'apparecchiatura.

10. Le piccole imprese possono iniziare con la semi-automazione

Se un’azienda non è ancora pronta per una linea di produzione robotizzata completa, l’automazione non deve essere una decisione “tutto o niente”.

Un percorso di sviluppo graduale può essere:

Saldatura manuale → Saldatura laser portatile → Saldatura semiautomatica → Macchina automatica dedicata → Stazione di saldatura laser robotizzata

Ad esempio, una fabbrica con diversi prodotti stabili può prima introdurre attrezzature dedicate e apparecchiature di saldatura semiautomatiche.

Quando il volume di produzione diventa stabile e la domanda aumenta, è possibile aggiungere successivamente robot e operazioni di carico e scarico automatici.

Questo approccio può ridurre l’investimento iniziale e consentire al livello di automazione di crescere insieme alle effettive esigenze produttive.

11. Quando è più adatta la saldatura laser robotizzata?

Un’azienda può prendere in considerazione più seriamente la saldatura laser robotizzata quando è presente la maggior parte delle seguenti condizioni:

• La struttura del prodotto è relativamente stabile

• Le posizioni di saldatura sono fisse

• Il volume di produzione è relativamente alto

• Le operazioni di saldatura sono ripetitive

• La qualità costante della saldatura è importante

• I costi della saldatura manuale sono significativi

• I cambi di prodotto sono relativamente rari

• Il posizionamento del pezzo è stabile

• Lo spazio di installazione è sufficiente

• L’azienda ha una chiara esigenza di automazione

Se la maggior parte di queste condizioni non sono presenti, vale la pena valutare altre soluzioni di saldatura prima di investire in un sistema di saldatura laser robotizzata.

Il fatto che la saldatura robotizzata sia una tendenza produttiva in crescita non significa che ogni fabbrica necessiti dello stesso livello di automazione.

12. Lista di controllo per la valutazione della saldatura automatizzata

Prima di contattare un produttore di macchine saldatrici, i produttori di piccole e medie dimensioni possono preparare le seguenti informazioni:

Quanto più chiari sono questi requisiti, tanto più facile sarà per il produttore della saldatrice determinare se una macchina standard, un sistema semiautomatico, una macchina di automazione dedicata o una stazione di saldatura laser robotizzata è appropriata.

Scegliere il giusto livello di automazione è più importante che scegliere le apparecchiature più avanzate

Per i produttori di piccole e medie dimensioni, l'automazione della saldatura dovrebbe basarsi sulla struttura del prodotto, sul volume di produzione, sul processo di saldatura, sul ciclo di produzione, sulla frequenza di cambio, sulla consistenza del pezzo, sulle condizioni di fabbrica e sul budget di investimento.

PDKJ è un produttore di saldatrici professionali che fornisce saldatrici laser portatili, apparecchiature di saldatura automatizzate, postazioni di saldatura robotizzate e soluzioni di saldatura personalizzate.

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