Fabricante de robôs de soldadura — soluções de soldadura robotizada industrial da Zhouxiang

Empresas de robótica de grande dimensão, como FANUC, KUKA, Yaskawa Motoman e ABB, partilham o mercado dos robôs de soldadura com fabricantes especializados em soldadura, como Lincoln Electric, ESAB e Zhouxiang. A diferença está no âmbito da oferta: FANUC e KUKA vendem braços robóticos que os integradores incorporam depois em células de soldadura, enquanto fabricantes como a Zhouxiang fornecem sistemas de soldadura robotizada prontos a funcionar — o robô, os dispositivos de fixação, o seguimento da junta, a fonte de alimentação para soldadura e o carril ou pórtico —, concebidos como uma única unidade. Se dispõe de capacidade interna de integração, comprar apenas um braço robótico pode ser uma boa opção. Se precisa de um sistema pronto a soldar desde o primeiro dia, procure um fabricante que forneça células completas.

Conte com um orçamento de $35 000 a $320 000, consoante a configuração. Um robô colaborativo básico com base magnética para trabalhos em estaleiros navais custa a partir de cerca de $35 000–$55 000. Um sistema montado em carril, com programação sem ensino manual e seguimento da junta, custa $55 000–$110,000. Um sistema completo com pórtico, visão artificial 3D, dois robôs e um vão de 5 metros custa $180 000–$320 000. Tenha em conta que o braço robótico representa muitas vezes apenas 30–40% do custo total do sistema; os dispositivos de fixação, posicionadores, fontes de alimentação para soldadura, vedações de segurança e integração compõem o restante.

Dimensão, velocidade e método de programação. Um robô industrial de soldadura trabalha atrás de vedações de segurança, à velocidade máxima, e é programado com um terminal de programação ou software offline. Um robô colaborativo dispensa as vedações, move-se mais devagar e é programado guiando manualmente o braço pelo percurso da soldadura. Escolha um robô colaborativo para trabalhos variados em estaleiros navais ou oficinas. Escolha um robô industrial para linhas dedicadas que executam a mesma soldadura centenas de vezes por turno.

A maioria dos sistemas de soldadura robotizada utiliza GMAW (MIG/MAG) como processo principal, porque a alimentação automática do fio e as características consistentes do arco facilitam a automatização. A soldadura robotizada GTAW (TIG) é adequada para paredes finas ou juntas críticas, em que são importantes os baixos níveis de salpicos e a precisão. Os robôs de soldadura por pontos são comuns nas linhas de carroçarias automóveis em branco. Os robôs de soldadura por plasma trabalham com aço inoxidável mais espesso e ligas. Os robôs de soldadura laser proporcionam a zona afetada pelo calor mais estreita para juntas de precisão em chapas finas. A maioria dos sistemas modernos pode alternar entre processos com a substituição da tocha e do conjunto de parâmetros.

O fabrico de estruturas metálicas lidera o mercado: vigas H, pilares e conjuntos de chapas envolvem grandes volumes de soldaduras de ângulo repetitivas, que os robôs executam mais depressa do que os soldadores manuais. A construção naval utiliza sistemas com pórtico e robôs colaborativos para painéis do casco, anteparas e secções de convés. A construção de pontes, o fabrico de equipamentos de energia (cubas de transformadores, estruturas de aparelhagem de comutação) e o fabrico automóvel também dependem bastante da automatização da soldadura. Qualquer operação que produza mais de 100 conjuntos soldados idênticos por mês é uma forte candidata.

Comece por três perguntas. Primeiro: qual é o seu cordão de soldadura mais comprido? Isso determina o comprimento do carril ou o vão do pórtico. Segundo: qual é o tamanho dos lotes e a variedade de peças? A produção de grande volume e baixa variedade é adequada a uma célula dedicada, montada em carril ou num posto de trabalho. Para trabalhos de grande variedade e baixo volume, é preferível um robô colaborativo ou um sistema sem ensino manual com programação offline. Terceiro: que espaço tem no chão de fábrica e que acesso existe para a grua? Os robôs com braço em consola ficam suspensos por cima da área de trabalho, deixando o chão livre para a carga. Escolha o alcance e a capacidade de carga do robô de acordo com a chapa mais espessa e a geometria de junta mais comum.

A tolerância de montagem é a principal limitação prática. Um robô de soldadura espera que as peças estejam posicionadas a cerca de ±1,5 mm do percurso programado. Se a variação na montagem com pontos de soldadura for superior, o robô falha a junta ou queima o material. Por isso, as operações anteriores de corte e montagem têm de ser mais precisas do que no caso da soldadura manual. Além disso, os robôs compensam o investimento em produção repetitiva. Se fabrica peças únicas, com 20 configurações de junta diferentes, o tempo de programação pode não justificar o investimento.

Depende do sistema. São necessárias 2–4 semanas para aprender a programação com um terminal de programação. Os sistemas sem ensino manual reduzem esse tempo para horas: basta importar um modelo 3D para o software gerar o percurso. Os robôs colaborativos são os mais rápidos de programar: guie o braço uma vez pelo percurso de soldadura e carregue em iniciar.

Procure certificações de gestão da qualidade como ISO 9001, marcação CE para cumprir os requisitos do mercado europeu e ISO 3834 para os requisitos de qualidade da soldadura. Se os seus produtos tiverem de cumprir códigos de soldadura estrutural, confirme que os sistemas do fabricante conseguem produzir soldaduras conformes com AWS D1.1, EN 1090 ou normas equivalentes. Também são relevantes as certificações específicas do seu mercado de exportação (CU-TR para a Rússia/CEI, BV ou DNV para aplicações navais). A carteira de patentes do fabricante é um indicador de investimento efetivo em I&D, em vez de simples montagem de componentes de terceiros.

A maioria dos fabricantes de estruturas metálicas indica um prazo de retorno do investimento de 12–18 meses quando substitui dois postos de soldadura manual por uma célula robotizada. Um robô trabalha em dois ou três turnos sem pagamento de horas extraordinárias, executa soldaduras em linha reta 3–5 vezes mais depressa e desperdiça menos 10–18% de fio porque não ultrapassa as pernas das soldaduras de ângulo. O retrabalho diminui de uma taxa habitual de rejeição de 5–10% para menos de 2%, porque cada passe é idêntico. O consumo de gás de proteção baixa 15–25% graças à maior velocidade de deslocação e ao controlo mais rigoroso dos parâmetros. Em termos de mão de obra, um operador que gere duas células robotizadas substitui quatro a seis soldadores manuais, poupando $100 000+ por ano em custos totais de mão de obra, com as taxas salariais da América do Norte ou da Europa. As oficinas de grande volume, com mais de 200 conjuntos idênticos por mês, muitas vezes alcançam um prazo de retorno mais próximo de 10 meses. As operações de fabrico em estaleiros navais e de pontes têm um prazo de retorno ligeiramente mais longo, de 14 a 20 meses, devido à menor repetição, mas continuam a proporcionar retornos elevados, dada a escassez de soldadores qualificados nesses ofícios.

No mínimo: assistência remota de diagnóstico 24 horas por dia, peças sobresselentes no prazo de 48 horas e assistência no local no prazo de 72 horas em caso de avarias críticas. Um bom fabricante também disponibiliza formação para operadores nas suas instalações, um período de colocação em serviço com um engenheiro de aplicações no local e assistência remota à programação para novas configurações de peças de trabalho. Consulte os termos da garantia padrão: uma garantia de 2 anos para componentes mecânicos e de 1 ano para peças consumíveis é uma referência razoável.

A automatização total já é comum na soldadura de produção repetitiva: as linhas de carroçarias automóveis em branco executam centenas de soldaduras por pontos em cada ciclo, sem intervenção manual. No fabrico estrutural e pesado, a tendência é para a soldadura adaptativa, com visão artificial 3D e seguimento da junta, capaz de lidar com variações entre peças sem necessidade de voltar a ensinar manualmente o robô. Ainda assim, os soldadores qualificados continuam a ser essenciais para avaliar a montagem, avaliar a qualidade, resolver problemas nos dispositivos de fixação e executar juntas complexas, demasiado variáveis ou pouco frequentes para justificar a programação. Na prática, o soldador deixa de segurar na tocha e passa a gerir células robotizadas e a resolver problemas que as máquinas não conseguem solucionar.