Gerenciamento inteligente do processo de soldagem como uma vantagem competitiva

Analisar, otimizar e documentar os parâmetros de soldagem. Assegurar processos de soldagem estáveis com o mínimo de distorção e, ao mesmo tempo, aumentar a relação custo-benefício. Todos estes são desafios que as empresas metalúrgicas estão enfrentando para manter sua competitividade no futuro. A digitalização em larga escala desempenha aqui um papel importante.

Por exemplo, a Fronius administra um centro de protótipos no local da Wels, onde já estão sendo utilizadas diversas soluções digitais para tecnologia de soldagem e outros equipamentos de alta tecnologia. Embora o centro de prototipagem ofereça às empresas a opção de terceirizar suas atividades de prototipagem, ele também fornece um exemplo de como a indústria 4.0 pode parecer na prática.

Centro de Prototipagem na Fronius

Programação "Offline": menores custos de inatividade e maior produção

As empresas já estão programando seus processos de soldagem "offline" para aumentar a eficiência, uma vez que o trabalho pode ocorrer longe dos sistemas reais de soldagem robotizada - assim como no centro de protótipos Fronius. Como resultado, os engenheiros de soldagem não precisam mais esperar até que o trabalho de soldagem ao vivo seja concluído para configurar o robô para novas tarefas. Em vez disso, eles podem definir e simular todas as sequências de soldagem para a costura desde o início.

O software de programação e simulação off-line, como o Fronius Pathfinder, detecta os limites dos eixos e calcula os pontos iniciais, finais e as rotas de acesso. O software também define pontos de posicionamento de forma independente. Os contornos dos obstáculos são visualizados e as posições das tochas são corrigidas simultaneamente - logo desde o início e não apenas durante os ensaios iniciais de soldagem. A programação e simulação off-line otimizam o processo de soldagem, aumentam a produtividade e eliminam custos desnecessários de paradas.

Eficiência e conservação de recursos: limpeza de superfície assistida por robô usando tecnologia de plasma quente

As partículas estranhas e o filme de vedação devem ser removidos das superfícies metálicas antes da soldagem para obter juntas soldas de alta qualidade, como as necessárias na indústria automotiva. No passado, grandes quantidades de soluções de limpeza química eram frequentemente necessárias e toda a superfície de um componente normalmente precisaria ser tratada. Entretanto, agora é possível remover de forma extremamente eficiente os depósitos de sujeira orgânica e de filmes como parte da indústria 4.0.

O sistema de limpeza de superfície Acerios da Fronius utiliza plasma ativo quente para limpar as superfícies dos componentes. O robô leva a tocha de solda e sua chama de plasma a 1.000 graus Celsius precisamente para as áreas que precisam ser limpas; em outras palavras, onde a solda é programada para ocorrer. O plasma de limpeza se move então sobre as superfícies metálicas a uma velocidade de cerca de seis metros por minuto. Isto proporciona um aumento significativo da eficiência porque, ao invés de limpar o máximo possível, Acerios limpa o máximo necessário. Isto é benéfico tanto para as finanças quanto para os recursos ambientais.

Acerios: Fronius usa plasma para a limpeza de superfícies

Pré-requisito para o controle de arcos com visão de futuro: equipamento de última geração e de alta tecnologia

Mas como é possível produzir processos de soldagem estáveis e de baixa dispersão que obtêm excelente fusão da raiz, uma alta taxa de deposição com energia reduzida por unidade de comprimento, comportamento estável de penetração ou comprimentos constantes do arco? Sistemas de solda digitais com alto poder de computação, enormes capacidades de memória, sistemas de barramento extremamente rápidos e, por último, mas não menos importante, alimentadores de arame altamente dinâmicos fornecem a resposta aqui. Para estes tipos de sistemas, a Fronius oferece a plataforma do sistema de soldagem TPS/i de alta tecnologia. Processos de soldagem inovadores e variantes de processo andam de mãos dadas com esta solução.

O LSC (Low Spatter Control), por exemplo, é caracterizado por uma alta estabilidade do arco e uma redução significativa dos respingos de solda. O PMC (Pulse Multi Control) apresenta características como uma função de correção de pulso melhorada e um refinado processo SynchroPulse. Ambos os processos de soldagem incluem estabilizadores de penetração e de comprimento de arco. O PCS (Pulse Controlled Spray Arc), por sua vez, permite aos usuários alternar suavemente entre o arco pulsado e o arco de pulverização, eliminando o arco intermediário problemático.

Estes tipos de processos e características inovadoras de soldagem geralmente tornam os sistemas de soldagem mais fáceis de operar, economizam tempo e melhoram a qualidade das costuras de solda.

Inovador e econômico: o eletrodo de fio como um sensor para correções automáticas

Solda automatizada, completamente autônoma com costuras de solda sem defeitos - essa é a visão. Os sistemas de soldagem devem compensar as aberturas de ar, tolerâncias de fixação e outras imperfeições de forma independente. Com WireSense, SeamTracking e TouchSense, a Fronius oferece sistemas inovadores de assistência para várias aplicações que melhoram significativamente a eficiência da soldagem. Com seu suporte, os robôs de solda são capazes de adaptar seus programas às operações de solda de forma completamente independente.

Isto economiza uma quantidade significativa de retrabalho e, no caso de desvios, também economiza o tempo e o esforço gastos na reprogramação dos caminhos dos robôs em uma data posterior. Todos os três sistemas de assistência utilizam assim o eletrodo de fio não apenas como metal de enchimento, mas também como um sensor. Não há restrições quanto à acessibilidade dos componentes, ao contrário da maioria dos casos em que são utilizados sistemas de sensores a laser ou câmera. Assim, as empresas evitam trabalhos de manutenção e despesas com hardware adicional de sensor.

Monitoramento de arco em tempo real usando uma câmera

O mais recente sistema de câmera ArcView da Fronius fornece uma visão direta do arco, garantindo o monitoramento em tempo real do processo de soldagem em andamento. Em combinação com fontes de energia TPS/i, o ArcView gera imagens controladas por pulso - precisamente nas fases escuras do arco. Assim, o sistema fornece imagens de alta resolução, onde imagens com diferentes tempos de exposição são combinadas para formar uma imagem HDR detalhada. Se necessário, o engenheiro de soldagem pode tomar medidas corretivas imediatas.

Gerenciamento de dados de soldagem com soluções de software baseadas na web

Transparência, segurança, produtividade e economia de tempo são requisitos comuns quando se trata de processos de produção de solda. Portanto, os dados de soldagem têm que ser registrados para fins de documentação e análise. O feedback imediato da linha de produção ajuda a otimizar os processos. Os status do sistema também podem ser monitorados e erros detectados para garantir uma produção segura e de alta qualidade como resultado.

O software de documentação de dados Fronius WeldCube armazena todos os dados relevantes do processo de soldagem e possibilita o rastreamento de cada costura de solda individual. Além disso, todas as versões do WeldCube são soluções de software baseadas na web, o que significa que podem ser usadas tanto em um computador quanto em dispositivos móveis e os usuários podem visualizar os detalhes de cada solda individual. O sistema documenta o progresso do trabalho de soldagem e avalia cada costura individual de solda usando um sistema de semáforo.

WeldCube Basic (fronius.com)

Câmeras e robôs: medição precisa dos componentes soldados

Um moderno sistema de medição ótica - assim como o utilizado no centro de protótipos Fronius - verifica a distorção e os desvios dos componentes em relação aos dados de projeto CAD para os componentes. Um robô posiciona uma câmera de medição especial em vários pontos do componente para este fim. Antes das fotos serem tiradas, uma grade de luz é sobreposta aos componentes.

O sistema usa esta grade de luz para detectar os contornos do componente e gerar uma imagem tridimensional. Em seguida, um software especial detecta e avalia quaisquer desvios dos dados originais do projeto (sequência de soldagem, distorções, etc.). Não apenas os resultados dos dados de medição suportam o controle de qualidade, mas também resultam na otimização contínua do trabalho de junção.

Alto nível de autonomia: sistemas de solda robótica com componentes de rede digital 

Vários componentes de todas as formas e tamanhos exigem conceitos de soldagem inteligente. A Fronius Welding Automation utiliza a abordagem de plataforma quando se trata de robótica. Isto torna possível combinar componentes padronizados em um sistema de soldagem específico para o cliente. Robôs de solda, robôs de manipulação e posicionadores são todos utilizados aqui. Também foram integradas estações de troca para tochas de solda, pontas de contato, sistemas de depósito de garras, portões de bloqueio de peças para transporte e sistemas automatizados de prateleiras. 

A rede digital de todos esses componentes e seu controlador central do sistema garante processos de soldagem e manuseio de componentes totalmente automatizados. Isto, por sua vez, garante um alto nível de autonomia. Interfaces também estão disponíveis para sistemas ERP comuns e uma API web foi desenvolvida para o intercâmbio de dados com sistemas de terceiros.

Célula de Solda Robotizada HTW (fronius.com)