À medida que a automação da produção continua a se desenvolver, mais empresas estão considerando máquinas robóticas de soldagem a laser para substituir ou reduzir as operações de soldagem manual. A soldagem a laser robótica oferece vantagens como alta automação, velocidades de soldagem rápidas, posicionamento repetível e qualidade de soldagem consistente. É amplamente utilizado em componentes automotivos, fabricação de chapas metálicas, novas energias, fabricação de hardware e outras indústrias.

No entanto, para os pequenos e médios fabricantes, mais automação nem sempre significa uma solução melhor.

Algumas empresas veem concorrentes instalando sistemas de soldagem robótica e decidem imediatamente comprar uma máquina robótica de soldagem a laser. Após a instalação, eles podem descobrir que o volume de produção é muito baixo, as trocas de produtos são muito frequentes, a consistência da peça é insuficiente ou a utilização do equipamento não é alta o suficiente para justificar o investimento.

Portanto, a primeira questão para uma pequena empresa não deve ser se uma máquina robótica de solda a laser é suficientemente avançada.

A questão mais importante é:

A soldagem robótica a laser é realmente adequada para seus produtos, volume de produção, processo de soldagem e condições de fábrica?

1. Verifique o volume de produção antes de olhar para o robô

O volume de produção é um dos fatores mais importantes na avaliação da automação de soldagem.

Se uma fábrica produz apenas um pequeno número de peças por dia e os modelos dos produtos mudam frequentemente, um robô pode gastar uma quantidade significativa de tempo trocando acessórios, ajustando programas e esperando pelas peças de trabalho, em vez de soldar continuamente.

Nesta situação, a soldagem manual, a soldagem a laser portátil ou o equipamento de soldagem semiautomático já podem atender aos requisitos de produção.

Por outro lado, se a estrutura do produto for estável, o volume de produção for alto e o processo de soldagem for repetitivo, a automação robótica pode agregar mais valor.

Antes de decidir pela automação, os fabricantes devem calcular:

• Volume de produção diário

• Volume de produção mensal

• Volume de produção anual

• Número de soldas por peça

• Tempo de soldagem por peça

• Frequência de troca de produto

• Estabilidade de produção esperada

Não compre um robô simplesmente porque ele pode soldar automaticamente. Primeiro determine se o equipamento pode atingir uma taxa de utilização razoável.

2. Mudanças frequentes no produto podem reduzir os benefícios da soldagem robótica

Os pequenos fabricantes geralmente lidam com vários modelos de produtos e lotes de produção relativamente pequenos.

Uma semana pode envolver o Produto A, seguida pelo Produto B na semana seguinte. A mesma estação de soldagem pode precisar lidar com diversas peças diferentes.

Um sistema robótico de soldagem a laser pode alternar programas entre produtos, mas a mudança ainda pode exigir:

Substituição do dispositivo + Ajuste do programa + Verificação da posição da cabeça de soldagem + Ajuste de parâmetros + Soldagem de amostra

Se as trocas de produtos ocorrerem com muita frequência, o tempo economizado durante a soldagem automática pode ser compensado pelo tempo necessário para as trocas.

Portanto, os fabricantes com produção de alto mix e baixo volume devem avaliar cuidadosamente a padronização do produto antes de investir em um sistema de soldagem robótica.

Para produtos com muitas variações, um sistema semiautomático mais flexível ou um acessório de troca rápida pode, às vezes, ser mais prático do que uma linha de produção robótica complexa.

3. Um robô não consegue consertar a má consistência da peça de trabalho

Os robôs industriais oferecem alta repetibilidade, mas o movimento repetível do robô não significa que o robô possa compensar automaticamente grandes variações na peça de trabalho.

Por exemplo, se os componentes de chapa metálica tiverem variações dimensionais significativas, lacunas de montagem inconsistentes ou posicionamento impreciso, um robô seguindo um caminho de soldagem fixo ainda poderá perder o local real da solda.

Antes da introdução da soldagem robótica a laser, os fabricantes devem considerar:

• Consistência dimensional da peça

• Precisão de fixação

• Método de posicionamento

• Lacuna de montagem

• Consistência da localização da solda

• Estabilidade de carga e descarga

Se a peça em si for inconsistente, simplesmente adicionar um robô não resolverá automaticamente o problema de qualidade da soldagem.

4. Nem toda aplicação de soldagem requer soldagem robótica a laser

A soldagem robótica a laser é adequada para muitas aplicações de soldagem repetitivas, contínuas e orientadas para a precisão.

No entanto, nem todo produto precisa de soldagem a laser.

Antes de selecionar a soldagem robótica a laser, os fabricantes devem avaliar:

• Tipo de material

• Espessura do material

• Comprimento da solda

• Localização da solda

• Requisitos de aparência

• Deformação permitida

• Se o fio de enchimento é necessário

• Refletividade do produto

• Velocidade de soldagem necessária

• Resistência de solda necessária

Se a soldagem por resistência convencional já puder atender aos requisitos do produto, pode não haver necessidade de substituí-la pela soldagem a laser robótica simplesmente para fins de automação.

O processo de soldagem deve determinar a seleção do equipamento – e não o contrário.

5. Realize testes de processo de soldagem antes de adquirir o sistema de automação

Um erro comum em projetos de automação é comprar primeiro o equipamento e depois tentar resolver o processo de soldagem.

Uma abordagem mais prática é:

Teste da peça → Verificação do processo → Seleção do equipamento → Projeto de automação

As amostras reais de produção devem ser testadas antes que a configuração final do equipamento seja confirmada.

O processo de teste pode avaliar:

• Aparência da solda

• Penetração de solda

• Força de soldagem

• Velocidade de soldagem

• Área afetada pelo calor

• Deformação da peça

• Requisitos de fio de enchimento

• Estabilidade dos parâmetros de soldagem

Se o processo de soldagem em si for difícil de estabilizar durante o teste de amostra, a construção direta de uma estação de soldagem robótica pode aumentar o risco do projeto.

6. Um sistema robótico de soldagem a laser é mais do que um robô e uma fonte de laser

Alguns compradores de primeira viagem presumem que comprar um robô e uma fonte de laser é suficiente para criar um sistema de soldagem robótica completo.

Na realidade, uma estação de trabalho robótica de soldagem a laser também pode incluir:

• Robô industrial

• Fonte de laser

• Cabeça de soldagem a laser

• Sistema de controle do robô

• Dispositivo de soldagem dedicado

• Mecanismo de posicionamento

• Sistema de alimentação de arame

• Sistema de refrigeração

• Gabinete de segurança

• Sistema de controle elétrico

• Extração de fumos

• Sistema de carga e descarga

• Programas de soldagem

• Parâmetros do processo de soldagem

Projetos diferentes exigem configurações diferentes.

Se os requisitos não estiverem claramente definidos no início, equipamentos adicionais poderão ser adicionados posteriormente, fazendo com que o orçamento do projeto aumente.

Uma avaliação completa da aplicação deve, portanto, ser realizada antes de finalizar o sistema.

7. A utilização do equipamento é um dos fatores mais importantes para as pequenas empresas

A taxa real de utilização do equipamento pode ter um efeito importante no valor de um investimento em automação.

Uma estação de trabalho robótica pode, teoricamente, operar continuamente, mas se a fábrica tiver apenas algumas horas de ordens de produção por dia, o equipamento poderá passar grande parte do seu tempo esperando.

Antes de adquirir automação, os fabricantes devem avaliar:

Tempo de produção anual real ÷ Tempo de operação do equipamento disponível = Taxa de utilização do equipamento

O cálculo também deve considerar:

• Tempo de troca do produto

• Tempo de substituição do aparelho

• Tempo de carga e descarga

• Manutenção de equipamentos

• Tempo de espera do pedido

• Flutuações sazonais de produção

Se o equipamento não puder ser utilizado de forma eficaz, o período esperado de recuperação do investimento poderá ser afetado.

8. Não calcule o valor da automação apenas pelo número de trabalhadores substituídos

A redução da necessidade de mão de obra costuma ser um dos motivos pelos quais as empresas consideram a automação da soldagem.

Contudo, a poupança de mão-de-obra não deve ser o único factor no cálculo.

O investimento total pode incluir:

• Sistema robótico

• Fonte de laser

• Cabeça de soldagem

• Jogos

• Instalação e comissionamento

• Modificações de fábrica

• Proteção de segurança

• Manutenção

• Treinamento de operadores

• Futuras peças de reposição

Ao mesmo tempo, os fabricantes devem avaliar os benefícios potenciais:

• Mudanças nos custos de mão de obra

• Eficiência de produção

• Consistência de soldagem

• Taxa de sucata e retrabalho

• Capacidade de produção

• Capacidade de lidar com pedidos maiores

• Requisitos de produção a longo prazo

Somente comparando o investimento total com os benefícios reais da produção uma empresa pode determinar se a automação é adequada.

9. Os requisitos de espaço e segurança da fábrica devem ser avaliados

Uma estação de trabalho robótica de soldagem a laser normalmente requer uma área operacional dedicada.

Além do movimento do robô, a fábrica pode precisar fornecer espaço para:

• Proteção de segurança a laser

• Acesso do operador

• Carregamento e descarregamento de peças

• Conexões elétricas

• Ar comprimido

• Equipamento de refrigeração

• Extração de fumos

• Manutenção de equipamentos

Para fábricas com espaço limitado, estes requisitos devem ser considerados durante o projeto inicial de automação.

Caso contrário, poderão ser necessárias modificações inesperadas de fábrica após a chegada do equipamento.

10. Pequenas empresas podem começar com semiautomação

Se uma empresa ainda não está preparada para uma linha de produção robótica completa, a automação não precisa ser uma decisão de tudo ou nada.

Um caminho de desenvolvimento gradual pode ser:

Soldagem manual → Soldagem a laser portátil → Soldagem semiautomática → Máquina automática dedicada → Estação de trabalho de soldagem robótica a laser

Por exemplo, uma fábrica com vários produtos estáveis ​​pode primeiro introduzir acessórios dedicados e equipamentos de soldagem semiautomáticos.

Quando o volume de produção se estabiliza e a demanda aumenta, robôs e cargas e descargas automáticas podem ser adicionados posteriormente.

Esta abordagem pode reduzir o investimento inicial e permitir que o nível de automação cresça junto com os requisitos reais de produção.

11. Quando a soldagem robótica a laser é mais adequada?

Uma empresa pode considerar a soldagem robótica a laser mais seriamente quando a maioria das seguintes condições estiver presente:

• A estrutura do produto é relativamente estável

• Os locais de soldagem são fixos

• O volume de produção é relativamente alto

• As operações de soldagem são repetitivas

• A qualidade consistente da solda é importante

• Os custos de soldagem manual são significativos

• As trocas de produtos são relativamente raras

• O posicionamento da peça é estável

• Há espaço de instalação suficiente

• A empresa tem um requisito claro de automação

Se a maioria destas condições não estiver presente, vale a pena avaliar outras soluções de soldagem antes de investir em um sistema robótico de soldagem a laser.

O fato de a soldagem robótica ser uma tendência crescente de fabricação não significa que todas as fábricas precisem do mesmo nível de automação.

12. Lista de verificação de avaliação de soldagem automatizada

Antes de entrar em contato com um fabricante de máquinas de solda, os pequenos e médios fabricantes podem preparar as seguintes informações:

Quanto mais claros forem esses requisitos, mais fácil será para o fabricante da máquina de solda determinar se uma máquina padrão, um sistema semiautomático, uma máquina de automação dedicada ou uma estação de trabalho robótica de soldagem a laser é apropriada.

Escolher o nível de automação correto é mais importante do que escolher o equipamento mais avançado

Para fabricantes de pequeno e médio porte, a automação da soldagem deve ser baseada na estrutura do produto, volume de produção, processo de soldagem, ciclo de produção, frequência de troca, consistência da peça, condições de fábrica e orçamento de investimento.

PDKJ é um fabricante profissional de máquinas de solda a laser que fornece máquinas de solda a laser portáteis, equipamentos de soldagem automatizados, estações de trabalho de soldagem a laser robótica e soluções de soldagem personalizadas.

Forneça sua peça de trabalho real para avaliação gratuita do processo de soldagem e teste de amostra grátis. A PDKJ pode primeiro verificar o processo de soldagem e depois recomendar uma solução de automação adequada com base nos requisitos reais de produção, ajudando os fabricantes a evitar investimentos desnecessários e a escolher equipamentos de soldagem que possam agregar valor prático à produção.

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