Programação de robôs de soldagem: métodos online versus métodos offline explicados

Ao medir um robô de soldagem ou comparar opções, os fabricantes tendem a começar considerando o alcance, a carga útil e o ciclo de trabalho Essas especificações são importantes Mas o segredo para levar seu projeto de automação do projeto ao chão de fábrica ou descobrir onde ele fica atolado por meses a fio É o método de programação.

A prática de programação dita quanto tempo levará para que uma nova peça funcione, quais capacidades a força de trabalho precisa para programá-la e quanto tempo morto a célula de soldagem do robô terá que absorver cada vez que as operações mudarem Um robô que lida com tarefas de soldagem perfeitamente, mas requer seis horas de reprogramação, será um ativo perigoso em uma loja flexível E um sistema que leva dois minutos para se programar só é valioso se a equipe puder confiar na saída.

Este relatório divide os três dominantes robô soldagem métodos de programação, para que você possa determinar o método apropriado para sua oficina de soldagem Pense nisso como um modelo para avaliar sua programação de soldagem robótica ou projetar sua configuração de automação.

Por que o método de programação é o maior fator na adoção do sistema

De acordo com a Federação Internacional de Robótica, instalações mundiais de robôs atingiram 541.302 unidades em 2023, com soldagem a arco e soldagem robótica permanecendo algumas das aplicações mais comuns As taxas de adoção são inconsistentes entre lojas e, surpreendentemente, muitas vezes o obstáculo não é dinheiro É sobre o atrito de integração Enquanto tanto os fornecedores quanto os integradores de robôs começaram a fornecer ferramentas para ajudar a automatizar a programação, a abordagem de programação precisa se alinhar com a loja.

A maioria das iniciativas de soldagem robótica malsucedidas que encontramos pode ser atribuída à incompatibilidade com a programação de soldagem robótica, em vez da tecnologia Uma loja que lida com 200 números de peças distintos por mês não pode se dar ao luxo de dedicar quatro horas para ensinar cada novo caminho de solda Uma linha que produz o mesmo suporte 50.000 vezes não precisa de um arranjo sem ensino habilitado para visão (teachless). Uma configuração fixa de pingente de ensino funciona bem.

Sua decisão depende de três considerações: a variedade de peças (frequência de novos trabalhos), as habilidades das pessoas e o nível de ociosidade com que sua empresa pode correr durante as configurações Pregue essa escolha, e o robô se encaixará em seu fluxo como outro dispositivo de incompatibilidade, e o robô permanecerá ocioso enquanto seu melhor soldador o programa manualmente (um intervalo no qual a produtividade da fabricação pode aumentar ou pode cair.

Método 1: Programação de Pingentes Teach How It Works, Pros and Cons

Ensinar pendant (alternadamente ensino) antecede todas as outras opções e continua a ser o processo mais comumente implementado Usando um handset portátil conhecido como o teach pendant (ensinar a programação on-line) é fisicamente percorrido pelo operador através de cada ponto de solda Em cada posição, o operador captura as coordenadas, ângulos da tocha, vetor de aproximação e o equilíbrio entre interpolação conjunta (rotação de eixo livre) e interpolação linear (movimentos retos) Quando todos os pontos foram coletados, o operador determina os pontos de partida/parada do arco, define os níveis dos parâmetros de solda (taxa de alimentação do fio, amperagem, tensão e velocidade de deslocamento) e tenta uma corrida a seco para determinar o quão bem ele está se unindo.

Antes de qualquer um destes operador deve primeiro confirmar a localização TCP e orientação robôP, o Centro de Ferramentas define a posição exata da tocha em uma célula relativa ao pulso do robô Se a localização TCP desvia da posição verdadeira por 12 mm, cada posição programada herda esse erro Após a calibração da célula, o operador pode precisar tocar uma posição ou duas se o ângulo da tocha mudou durante uma troca de forro Recalibração TCP é necessária após cada substituição da tocha ou colisão.

Dependendo de sua aptidão, um operador de solda treinado requer 40 horas de experiência prática de soldagem antes de poder ensinar um ciclo de soldagem completo sozinho Esse treinamento inclui corrida de robôs, orientação de sistema de coordenadas, sequências de início de arco e interface de fonte de energia Para pisos de lojas que utilizam processos de soldagem a arco MIG ou TIG em peças simples e repetidas, ensinar programação pendente continua sendo uma seleção testada e comprovada.

Método 2: Programação Offline (OLP) (Geração de Caminho Baseada em CAD)

Os deslocamentos do OLP trabalham fora do chão de fábrica em um computador O programador carrega um arquivo de origem CAD da peça de trabalho no software OLP, identifica digitalmente os locais das ranhuras e os parâmetros de solda e executa uma simulação completa, detecção de colisão, estudo de acessibilidade, estimativa de tempo de ciclo. Quando o programa virtual se ajusta à conta, ele é exportado para o controlador do robô e baixado para o sistema de soldagem real. Programadores adicionais podem sincronizar vários robôs em células de trabalho compartilhadas, posicionadores coordenados, evitando colisões braço a braço.

Sua principal vantagem: seu robô pode continuar soldando enquanto sua equipe prepara o próximo. Se a sua loja realizar vários turnos, este ponto por si só pode ser um incentivo suficiente para investir na tecnologia.

A execução de OLP é mais adequada para uma loja com departamento de controles e um pipeline CAD estabelecido Se suas peças vierem em plasma cortado à mão e as tolerâncias estiverem na faixa de 3 mm, a simulação para a realidade causará insatisfação Uma abordagem híbrida de pendente de ensino para juntas de solda críticas combinada com OLP para costuras mais simples.

Antes de selecionar o software de programação de robôs, verifique se a plataforma que executa o programa suporta as marcas de soldadores robóticos que aparecem no chão de fábrica Os principais fabricantes de robôs como FANUC, ABB e KUKA usam cada um sua própria linguagem de controlador, e nem todo pacote OLP traduz igualmente Algumas lojas trazem inspetores de soldagem certificados no início do ciclo de programação para garantir que os programas de solda simulados construam o código corretamente antes que o primeiro arco seja atingido evitando retrabalho caro na célula de soldagem que se segue Essa disciplina produz um ROI tremendo quando impede até mesmo um único lote de peças rejeitadas.

Método 3: Programação Adaptativa Sem (Less)/Visão Adaptativa: Baseada em Teach e Baseada em IA

A programação sem ensino (às vezes chamada de programação sem ensino ou adaptativa) elimina a necessidade de modelos manuais de ensino e CAD. Ela emprega sensores de visão de luz estruturada 3 D ou scanners de linha a laser para escanear o trabalho, localizar costuras, determinar ângulos de tocha e gerar automaticamente todo o caminho de soldagem sem pré-programação. Um operador carrega a peça de trabalho, pressiona para iniciar e o robô descobre.

Isso não é ficção científica A tecnologia Seam-track existe há décadas, mas versões mais antigas apenas modificaram um caminho pré-ensinado A tecnologia de soldagem sem ensino de hoje determina o caminho pela geometria da junta encontrando costuras mesmo em diferentes locais da peça de trabalho (escaneando cada junta (filé, topo, colo, ranhura), escolhendo os parâmetros de soldagem corretos e realizando a trama; nenhum programa dedicado é necessário para essa peça.

Observamos lojas justificam um tempo de caminho de 45 minutos até menos de 2 com sistemas sem ensino Mas o benefício real não é apenas o tempo de ciclo (o tempo de ciclo) é que um operador menos temperado pode operar a célula Em um mercado que experimenta escassez contínua de soldador, isso é mais valioso do que o tempo de ciclo bruto Quando a soldagem manual, mesmo a soldagem robótica básica já produz maior repetibilidade e rendimento em aplicações de soldagem de alto volume.

Comparação de tempo de programação: mesma parte, três métodos

Pelos números. aqui está o que é preciso para programar a mesma peça usando cada técnica: um suporte de aço estrutural padrão (placa de 8 mm, soldas de 4 filés, cerca de 600 mm de comprimento de costura).A loja usou um operador experiente ou programador (não um aluguel de primeiro dia).

Nota: Os tempos assumem um operador treinado/programador. A configuração de primeira viagem é executada 2 × um processo de solda mais longo. GMAW (MIG) em aço macio. Alcance e acesso do robô assumidos adequados para todos os métodos Dados de desempenho baseados em benchmarks de campo publicados por ISO 9283 (critérios de desempenho do robô) condições de teste.

Através da soldagem robótica, uma relação distinta aparece: ensinar trabalhos pendentes quando as trocas são poucas e distantes entre si O OLP ganha quando você tem CAD e pode lidar com a etapa de calibração Teachless é ideal quando a variedade de peças é alta e seus operadores não podem se dar ao luxo de perder horas de produção dispendiosas para a programação Em qualquer caso, a capacidade de programar de forma rápida e precisa diferencia as células de automação produtiva de ornamentos de piso caros.

Quais habilidades sua equipe precisa? Requisitos de treinamento por método

O verdadeiro desafio aqui não é escolher um candidato que lhe dará uma série de pressionamentos de botão É o fornecimento de um candidato que consegue absorver tanto o processo de soldagem E o robô simultaneamente Cada solução de programação altera esta equação de forma diferente.

Ao avaliar sistemas de soldagem robótica de diferentes fabricantes de robôs, o custo de treinamento é frequentemente subestimado Um robô pode custar $80 K-$200 K, mas perder seu único programador treinado para um concorrente pode ficar ocioso da célula por semanas até que uma substituição seja encontrada e treinada Os sistemas Teachless eliminaram esse ponto único de falha por provisionamento em massa para o maior número possível de operadores As lojas que produzem investimento contínuo em treinamento fornecem certificação de soldagem para seus programadores de robôs programarem pessoal mais duradouro e menos fugas de qualidade.

Também é aqui que a simplicidade da programação torna-se um fator na avaliação de configurações de robôs de soldagem Se sua qualidade de solda interna ou American Welding Society orienta sua equipe, a simplicidade de programação determina a eficiência com que um novo programador de robôs entra em operação.

Como o sistema sem ensino de Zhouxiang reduz o tempo de programação

Zhouxiang é insistente robôs soldagem use sensores de visão 3 D com rastreamento de costura a laser para identificar automaticamente a geometria da peça de trabalho e gerar caminhos de solda em tempo real, sem arquivos CAD, sem pingente de ensino, sem programas de solda pré-carregados para cada número de peça.

Veja como ele se desenrola praticamente: o operador carrega uma peça de trabalho de aço no acessório, pressiona a partida na IHM da tela sensível ao toque e o sensor de visão varre a peça dentro da célula de trabalho do robô O sistema identifica o tipo de junta (fillet), butt, lap (lapa) calcula o vetor de aproximação da tocha, define os parâmetros de soldagem dependendo da espessura do material e do tipo de junta e inicia a soldagem Em menos de dois minutos da carga da peça até a greve do arco, ele está completo.

Se sua loja processa aço estrutural, quadros de equipamentos pesados ou qualquer tipo de trabalho de produção em que a geometria da peça varia de lote para lote, esse tipo de soldagem robótica aniquila o gargalo de programação Seus soldadores se concentram na configuração do dispositivo elétrico e na inspeção de qualidade, não gastando horas em um pingente de ensino Se você procurar programar um robô de soldagem para componentes que funcionam uma vez e nunca mais, essa é a única maneira de fazê-lo economicamente.

Erros de programação que custam tempo às lojas e qualidade de solda

Através da nossa experiência de trabalho com inúmeras implantações de soldagem robótica, observamos as mesmas armadilhas em todas as lojas. Aversão desses resíduos em tempo real economizará semanas e semanas de agravamento, independentemente do método escolhido.

• Não executando uma rotina de calibração TCP. Cada troca de tocha, mudança de forro ou impacto move o ponto central da ferramenta Execute a rotina de calibração antes de programar um único caminho de solda, não como o último passo antes de perceber que está muito fora do alvo.
• Aplicando um único conjunto de configurações de solda em diferentes configurações de juntas Um cronograma de solda definido para soldas de filete não produzirá a mesma qualidade em juntas de topo, ranhura ou sobreposição Combine a velocidade e a tensão de alimentação do fio com cada configuração de junta de forma independente O controle adequado da velocidade e da tensão de alimentação é o que separa as soldas aceitáveis das rejeições.
• Não leva em conta os movimentos de corte de ar entre as soldas Caminhos de transição ruins levam a problemas de colisão de fixação e fixação Planeje o caminho de corte de ar do robô com a mesma diligência que o caminho de soldagem.
• Falhas em programas de solda de backup Uma falha do controlador e dezenas de horas de trabalho de pingente de ensino se foi Manter um registro de registro ou mudança de cada programa de robô e backup em unidades de rede, não apenas no controlador.
• Treinamento apressado. Um novo programador robô que brisa através dos fundamentos irá produzir soldas inconsistentes e máquinas de dano Planeje gastar todo o tempo recomendado para o seu sistema; os programas para o seu robô são tão bons quanto a pessoa que os escreve.

Perguntas frequentes