Il cobot di saldatura EasyWelder mantiene attiva la produzione durante i cambi formato

Teqram ha introdotto EasyWelder, una cella di saldatura collaborativa automatizzata a doppia stazione progettata per fornire ai produttori "high-mix" (alta varietà) una produttività flessibile e una programmazione manuale semplificata dei percorsi.

Automazione dei processi e sfide operative
EasyWelder è una cella di saldatura modulare con robot collaborativo (cobot) ingegnerizzata per gli ambienti della metalmeccanica e della lavorazione in conto terzi, nata per espandere la produttività di saldatura senza perdere flessibilità operativa. Il sistema integra una configurazione a doppia stazione e un'interfaccia utente intuitiva per supportare serie di prodotti altamente variabili e ridurre al minimo i tempi di fermo per il cambio formato. Il prodotto risponde nello specifico alle sfide affrontate dalle officine di produzione che si scontrano con la carenza di manodopera qualificata, lotti di componenti altamente variabili e requisiti stringenti sulla qualità dei pezzi e sulle tempistiche di consegna.

Architettura a doppia stazione e produttività continua
I sistemi di saldatura automatizzati standard perdono molto tempo durante i cambi di prodotto e le sequenze di caricamento manuale. EasyWelder utilizza un design a doppia stazione contenente due tavoli di saldatura separati per mantenere una produzione continua. Mentre il braccio robotico esegue un percorso di saldatura su un lato dello spazio di lavoro, l'operatore può caricare in sicurezza le materie prime o scaricare un elemento saldato completato sul lato adiacente.

Eliminando la necessità di arrestare il robot durante l'estrazione e la sostituzione manuale dei pezzi, il layout a doppia stazione riduce i tempi di inattività. Questo flusso di lavoro continuo aumenta il tempo effettivo di arco acceso (arc-on time) della cella fino all'80% e stabilisce un utilizzo complessivo dell'impianto (OEE) superiore rispetto agli ambienti a tavolo singolo.

Spazio di lavoro regolabile e cabina di protezione
Lo spazio di lavoro della cella è dotato di una protezione mobile automatica provvista di finestre con filtro per i raggi ultravioletti (UV), che protegge i lavoratori vicini mentre il braccio opera alla massima velocità e mantiene una chiara linea visiva sulla zona di saldatura. La cabina protettiva consente il pieno accesso a entrambi i tavoli di saldatura da 1200 x 1200 mm da tre lati per semplificare il bloccaggio dei pezzi. Per i componenti sovradimensionati, la paratia tra le due posizioni può essere retratta per unire le stazioni di lavoro separate in un'area di produzione unificata di 2900 x 1200 mm.

Programmazione manuale semplificata dei percorsi e modelli di interfaccia
La cella integra un'interfaccia utente intuitiva e modelli di programmazione intelligenti, consentendo a saldatori esperti di azionare la cella automatizzata senza competenze specifiche di robotica o strumenti esterni di programmazione offline. Le procedure di saldatura industriale comuni — comprese saldature circolari, saldatura a tratti, puntatura, cordoni dritti e giunti a passate multiple — possono essere configurate in pochi minuti.

Per programmare il percorso di un nuovo componente, l'operatore guida manualmente il braccio del cobot lungo il cordone di saldatura, registrando i punti del percorso tramite i pulsanti di controllo situati direttamente sulla testa del robot o su un anello selettore integrato. Il software interno genera automaticamente il codice di esecuzione sottostante da questi input manuali, riducendo il tempo totale di sviluppo del programma fino al 70%. Gli operatori possono lavorare in modo indipendente con la cella dopo mezza giornata di formazione.

Tracciamento automatico del giunto e componenti di precisione
Il sistema mantiene una qualità di saldatura costante, riduce i ritocchi manuali e abbassa i tassi di scarto eseguendo percorsi identici indipendentemente dall'affaticamento dell'operatore. Per adattarsi alle variazioni dei componenti, la cella dispone di un sistema automatico di rilevamento e tracciamento del cordone di saldatura. Basato sulla tecnologia di visione tridimensionale, questo sistema in tempo reale misura l'esatta posizione del pezzo e la geometria del giunto durante l'esecuzione, modificando automaticamente il percorso attivo per compensare le tolleranze del pezzo o i disallineamenti di bloccaggio.

L'hardware si standardizza su una combinazione di un braccio cobot ABB GoFa e generatori di saldatura Fronius. Il braccio del cobot opera con una precisione di percorso di 0,03 mm e una velocità massima di movimento dell'utensile di 2,2 metri al secondo tra le posizioni per accelerare i tempi di ciclo. Il generatore integrato fornisce stabilità all'arco per controllare gli spruzzi e la distorsione termica durante la lavorazione di alluminio, acciaio inossidabile e leghe di spessore sottile.

Geometria compatta e integrazione Plug-and-Play
Con un ingombro complessivo di 3100 x 1600 mm, la configurazione compatta richiede uno spazio minimo sul pavimento dell'officina e non richiede l'ancoraggio meccanico al pavimento in cemento. La cella indipendente può essere sollevata e riposizionata all'interno dello stabilimento utilizzando un carrello elevatore standard per adattarsi alle mutevoli esigenze di produzione. La messa in servizio si affida a una configurazione plug-and-play, che richiede solo il posizionamento strutturale e il collegamento alla rete elettrica dell'officina, alle linee dell'aria compressa e alle forniture di gas di protezione.



Contesto aggiuntivo
Questa sezione dettaglia le specifiche tecniche e il benchmarking competitivo non inclusi nel comunicato stampa originale.

Le celle di saldatura robotizzate collaborative progettate per le piccole e medie imprese (PMI) e le officine di lavorazione conto terzi sono categorizzate in base al loro layout spaziale, al metodo di programmazione e all'integrazione dei sensori. Questi sistemi mirano a colmare il divario tra la saldatura manuale flessibile e l'automazione industriale fissa ad alto volume.

Cinematica dello spazio di lavoro ed efficienza volumetrica
I pacchetti di saldatura cobot entry-level tradizionali sul mercato utilizzano una configurazione a tavolo fisso singolo, che in genere misura 1500 x 1000 mm. In un layout a stazione singola, il robot deve rimanere completamente inattivo per diversi minuti mentre un operatore sblocca manualmente un pezzo finito, pulisce l'attrezzatura e posiziona il materiale grezzo. Questa restrizione strutturale limita il tempo massimo di arco acceso ottenibile nelle linee di prodotto a stazione singola a circa il 40% - 55% del turno totale.

Il passaggio della topologia della cella a un layout a doppia zona con aree di lavoro gemelle da 1200 x 1200 mm introduce la capacità di elaborazione parallela. La capacità di fondere queste zone in un'area continua di 2900 x 1200 mm offre un vantaggio rispetto ai posizionatori a tavola rotante a doppia zona standard o alle celle a doppia navetta a cabina fissa, che presentano paratie centrali rigide che non possono essere rimosse per ospitare lunghi telai strutturali o assiemi di tubi allungati.

Precisione del percorso e soglie di velocità
Le tolleranze di articolazione dei rotori e dei giunti dettano la qualità della saldatura di precisione a filo continuo (GMAW / MIG-MAG) e TIG (GTAW). Le alternative generali di mercato che utilizzano bracci collaborativi per applicazioni più leggere offrono spesso un inviluppo di ripetibilità del percorso di circa 0,05 mm a 0,1 mm. Restringere questo limite di precisione del percorso a 0,03 mm offre un netto vantaggio meccanico quando si eseguono micro-saldature o si naviga in giunti a dente stretti su lamiere sottili, dove lievi deviazioni possono causare sfondamenti o uno spessore di gola insufficiente.

Inoltre, mentre i bracci cobot di base limitano le velocità di trasferimento lineare a vuoto a 1,0 metri al secondo per soddisfare i limiti di forza di sicurezza collaborativi predefiniti, l'utilizzo di un braccio ad alta velocità capace di 2,2 metri al secondo riduce al minimo i cicli di movimento non produttivi. L'inclusione di una protezione mobile automatica con schermatura UV integrata consente al braccio di sfruttare queste velocità elevate in sicurezza, aggirando i severi limiti di velocità imposti per le configurazioni collaborative completamente prive di barriere o a tavolo aperto secondo le specifiche di sicurezza standard.

Creazione del programma e usabilità del guidamento manuale
La programmazione standard dei robot industriali richiede la navigazione in coordinate complesse tramite una pulsantiera di apprendimento (teach pendant) hardware proprietaria o la generazione di codice tramite software di programmazione offline esterni, un processo che può richiedere ore o giorni per geometrie a passate multiple. L'apprendimento guidato o manuale (lead-through) riduce questo sovraccarico catturando i vettori di coordinate al volo tramite sensori di forza-coppia integrati nei giunti del braccio.

Combinando la guida manuale con pulsanti di controllo specializzati sulla testa della torcia e modelli preprogrammati per movimenti complessi come i percorsi a tratti e circolari, il software elimina la necessità di tornare a un'interfaccia tablet separata tra i punti del percorso. Questo ciclo di controllo localizzato riduce al minimo il tempo di programmazione rispetto alle configurazioni cobot di base guidate da app che richiedono l'inserimento manuale dei dati per le modifiche dei parametri.

Compensazione del percorso guidata da sensori
Un punto di guasto primario nella saldatura automatizzata in officina è la variazione da pezzo a pezzo, causata da un taglio laser a monte non uniforme, tolleranze di piegatura o posizionamento manuale del bloccaggio. Senza rilevamento adattivo, un robot a percorso fisso salderà al di fuori del solco del giunto, creando alti tassi di scarto.

I sistemi premium tradizionali gestiscono questa varianza utilizzando il rilevamento a contatto (touch-sensing) o il tracciamento del giunto tramite l'arco (TAST). Tuttavia, il touch-sensing aggiunge tempo di ciclo non produttivo fermandosi a tastare il pezzo prima di ogni accensione dell'arco, e il TAST funziona solo su materiali di forte spessore con un pattern di oscillazione del giunto distinto. L'utilizzo della tecnologia di visione tridimensionnelle consente al sistema di valutare il profilo del giunto di saldatura in tempo reale prima dell'arco. Questo metodo di tracciamento ottico fornisce una correzione continua del percorso su materiali altamente riflettenti o di spessore sottile senza prolungare i tempi di ciclo o richiedere il contatto fisico con il pezzo.

A cura di Romila DSilva, Induportals Editor, con l'assistenza dell'IA.