Nuova tecnologia per la saldatura robotizzata

Aug 07, 2023

Spinta dalla domanda del settore automobilistico, la saldatura laser è una delle applicazioni in più rapida crescita per i robot a sei assi. Foto per gentile concessione di ABB Robotics

Il pacchetto di abiti per la saldatura laser richiede una certa attenzione nella configurazione. È necessario rispettare le restrizioni sul raggio di curvatura e i cavi non possono sopportare urti. Foto per gentile concessione di Comau LLC

Sia che il robot venga utilizzato per GTAW o GMAW, gli esperti consigliano una macchina appositamente progettata per l'attività. Foto per gentile concessione di FANUC America Corp.

ABB ha recentemente aggiunto il processo TIP TIG alla sua piattaforma di tecnologie di saldatura robotizzata. Invece di fornire il filo di apporto nel bagno di saldatura a velocità continua, l'alimentatore agita il filo avanti e indietro. Al filo di apporto viene applicata anche corrente elettrica, fornita da una fonte di alimentazione secondaria. Foto per gentile concessione di ABB Robotics

Con la saldatura senza attrezzatura, la parte di base si trova in un attrezzatura semplice. Quindi, un robot di movimentazione dei materiali guidato dalla visione prende la parte da saldare, la posiziona sulla parte di base e la tiene lì mentre un robot di saldatura ad arco svolge il suo compito. Foto per gentile concessione di FANUC America Corp.

La saldatura di un tipo o dell'altro è stata l'applicazione numero 1 per i robot industriali quasi da quando la tecnologia è stata inventata.

Secondo la Federazione Internazionale di Robotica, il 50% di tutti i robot del mondo vengono utilizzati per la saldatura. Nello specifico, il 33% è impiegato nella saldatura a punti, il 16% nella saldatura ad arco e l'1% esegue qualche altro tipo di operazione di saldatura.

Con i robot a sei assi, gli assemblatori possono saldare le parti in modo migliore, più veloce, più coerente e più sicuro. Inoltre, le capacità dei robot di saldatura sono migliorate notevolmente negli ultimi anni, anche se sono diventati più facili da usare e meno costosi da implementare. Una tecnologia che un tempo era appannaggio esclusivo degli OEM automobilistici e di altri grandi produttori è ora alla portata delle piccole e medie imprese.

Non c’è da stupirsi, quindi, che il mercato mondiale dei robot di saldatura sia destinato a crescere del 6,09% annuo fino al 2019, secondo la società di ricerche di mercato Technavio.

Spinta dalla domanda del settore automobilistico, la saldatura laser è una delle applicazioni in più rapida crescita per i robot a sei assi. Le case automobilistiche sono sotto pressione per ridurre il peso dei veicoli e la saldatura laser risolve questo problema su diversi fronti, afferma Mark Anderson, direttore dei materiali e della tecnologia presso Comau LLC.

Ad esempio, per risparmiare peso, le case automobilistiche utilizzano sempre più tubi idroformati per vari componenti del telaio. L'unione di lamiere a tali tubi rappresenta un problema per la saldatura a punti a resistenza, che richiede l'accesso a entrambi i lati dell'assieme. La saldatura laser non condivide questa limitazione. Richiede solo l'accesso a un lato dell'assieme.

Inoltre, poiché il punto focale del raggio laser è così piccolo, le flange delle parti per le giunzioni sovrapposte possono essere più strette di quelle progettate per la saldatura a punti a resistenza, afferma Anderson. Meno metallo significa meno peso e costi inferiori.

"I cappucci terminali di una pistola per saldatura a punti potrebbero avere un diametro di 0,25 pollici", spiega. "Ciò significa che la flangia deve essere larga almeno 10 o 12 millimetri. Con la saldatura laser, puoi avere una dimensione del punto di 1 millimetro di diametro. Ora, la tua flangia può essere larga solo 3 o 4 millimetri. Questo significa un risparmio del 50% nel materiale."

La necessità di ridurre il peso dei veicoli spinge anche le case automobilistiche ad assemblare carrozzerie con una varietà di materiali in una varietà di spessori. Un tempo, tutte le parti del pannello di una porta potevano essere stampate dallo stesso rotolo di lamiera d'acciaio. Oggi, lo stesso pannello della porta potrebbe essere costituito da cinque materiali diversi di diverso spessore.

Anche la saldatura laser può aiutare in questa sfida. "Un raggio laser può produrre molto più calore di un GMAW [saldatura ad arco di gas metallico]", afferma Mark X. Oxlade, responsabile dello sviluppo del mercato per la saldatura e il taglio presso ABB Robotics. "Materiali diversi possono essere uniti più facilmente a queste temperature più elevate."

A causa delle dimensioni dell'utensile terminale (EOAT), la saldatura a resistenza richiede un robot abbastanza pesante con un'elevata capacità di carico utile, da 100 a 250 libbre. D’altra parte, gli strumenti per GMAW sono più piccoli e leggeri, quindi un robot con una capacità di carico utile compresa tra 20 e 40 libbre potrebbe essere sufficiente.