Tecnoloxía Laser

Os robots de soldadura son as unidades centrais de execución das liñas modernas de produción automatizadas de soldadura. A súa precisión de movemento, velocidade de resposta e capacidade de carga dependen en gran medida do rendemento do sistema de accionamento. O sistema de accionamento encárgase de traducir as ordes de control nos movementos articulares do robot.

Os métodos de accionamento dos robots de soldadura clasifícanse principalmente nos seguintes tipos básicos:

1.Robot de transmisión hidráulica:  Como o seu nome indica, este tipo de robot utiliza enerxía hidráulica para executar movementos mecánicos. As súas características inclúen: unha capacidade de agarre superior a 100 kg, unha transmisión suave, unha estrutura compacta e movementos sensibles. Non obstante, ten requisitos moi estritos respecto aos dispositivos de estanquidade.

Vantaxes:

Alta relación potencia-peso:  A forza de saída é moito maior que a dos accionamentos neumáticos e eléctricos para o mesmo volume.

Movemento suave: O aceite hidráulico ten características de amortecemento e elevada resistencia ao impacto.

Autolubricante:  O aceite hidráulico lubrifica as pezas móveis e ten unha longa vida útil.

Limitacións:

Propenso a fugas:  O desgaste das xuntas pode provocar facilmente fugas de aceite, contaminando a peza soldada.

Sensibilidade ao aumento de temperatura: As variacións na temperatura do aceite provocan cambios na súa viscosidade, afectando a precisión do control.

Mantemento complexo:  Requiere unha estación hidráulica, un sistema de refrigeración e filtrado, e ocupa unha gran superficie.

2.Manipuladores neumáticos  son aqueles que usan aire comprimido para accionar os seus actuadores. As súas principais vantaxes son: fonte de aire facilmente dispoñible, baixa forza de saída, acción neumática rápida, estrutura relativamente simple e baixo custo. Non obstante, as súas desvantaxes inclúen pobre estabilidade na velocidade de funcionamento debido á compresibilidade do aire, impacto significativo e un peso máximo de agarre xeralmente limitado a uns 30 kg, debido á presión relativamente baixa do aire. Comparados cos manipuladores hidráulicos, os manipuladores neumáticos son máis adecuados para entornos de alta velocidade, carga lixeira, alta temperatura e con po.

Vantaxes:

Baixo custo:  Fonte de aire e actuadores de baixo custo, mantemento sinxelo.

Sen sobrecalentamento: Boa disipación de calor, adecuado para accións auxiliares en entornos de soldadura de alta temperatura.

Limpar:  Escape non contaminante.

Limitacións:

Pouca capacidade de posicionamento:  É difícil lograr o posicionamento en puntos intermedios arbitrarios; só é adecuado para posicións finais.

Arrastre a baixa velocidade:  Movemento inestable a baixas velocidades.

Alto nivel de ruído:  O ruído de escape supera normalmente os 75 dB.

3. Brazo robótico de transmisión mecánica: Este tipo de brazo robótico é accionado por un mecanismo de transmisión mecánica. Trátase dun brazo robótico especializado acoplado a unha máquina-ferramenta principal, cuxa enerxía provén principalmente do mecanismo de traballo. As súas características principais son o movemento preciso e fiable, a alta frecuencia de acción, pero ten unha estrutura máis grande e o seu programa de movemento é fixo. Utilízase habitualmente para a carga e descarga de materiais na máquina-ferramenta principal.

Vantaxes:

Alta precisión e relación de transmisión exacta: A transmisión mecánica basease no engranaxe ríxido ou no contacto, sen deslizamento (como engrenaxes ou fuso-sin fin), o que permite relacións de transmisión precisas e alta repetibilidade. Evita os problemas de fuga ou histérese comúns nos sistemas hidráulicos.

Rapidez de resposta elevada:  Os compoñentes mecánicos teñen alta rigidez e carecen da compresibilidade do aceite hidráulico ou do gas, o que resulta nunha transmisión directa do movemento e unha resposta rápida ao arrancar, parar e invertir o sentido, sendo adecuados para funcionamento a alta velocidade.

Alta capacidade de carga: Mediante unha caixa de cambios ou un mecanismo de unión ben deseñados, pode soportar grandes cargas estáticas e dinámicas, e ten unha alta eficiencia de transmisión (especialmente na transmisión por engranaxes, cunha eficiencia superior ao 90 %).

Alta fiabilidade e longa vida útil:  Baixo unha boa lubrificación e condicións normais de funcionamento, os compoñentes mecánicos teñen unha longa vida á fadiga, modos de fallo claros e son fáciles de prever e manter.

Vantaxes:  Alta adaptabilidade ao medio ambiente: Ao contrario dos accionamentos eléctricos, que son susceptibles á interferencia electromagnética, e ao contrario dos accionamentos hidráulicos, que son vulnerables á contaminación do aceite, as transmisións puramente mecánicas teñen certa tolerancia a ambientes adversos, como altas temperaturas, po e radiación.

Limitacións:  

Estrutura complexa e gran tamaño/peso:  Alcanzar movementos con múltiples graos de liberdade require combinacións complexas de barras, xuntas e engranaxes, o que resulta nun robot voluminoso cun gran momento de inercia, limitando o seu rendemento dinámico a alta velocidade.

Pouca flexibilidade: Unha vez rematados o deseño e a fabricación das transmisións puramente mecánicas (como levas e mecanismos de barras), a traxectoria e a corsa do movemento queden fixadas, dificultando a súa adaptación ás necesidades de produción flexible propias de operacións con múltiples variedades e pequenos lotes. Cambiar o movemento normalmente require substituír a leva ou axustar o mecanismo de barras, o que é un proceso lento e laborioso.

Existe xogo:  O engranaxe dos díntolos e as conexións articuladas teñen inevitabelmente xogo. O desgaste a longo prazo agrava este xogo, provocando unha diminución na precisión de desprazamento e posicionamento da transmisión, afectando a calidade das traxectorias de soldadura.

Altos custos de fabricación e requirimentos de mantemento:  Os engranaxes de precisión, os furos de avance de alta precisión e outras pezas son difíciles e caras de fabricar. Ao mesmo tempo, as unións mecánicas requiren lubrificación periódica, prevención do po e supervisión do desgaste, o que resulta nunha carga de mantemento considerable.

Vantaxes:  Ruído e vibración: Durante o funcionamento a alta velocidade, o impacto da malla dos engranaxes e a inercia da transmisión xeran ruído significativo e vibración mecánica, o que pode afectar á estabilidade do arco de soldadura.

4. Brazo robótico de accionamento eléctrico: Este tipo de brazo robótico emprega un motor de indución especialmente estruturado, un sistema electromecánico linear ou un motor de paso alimentado para accionar directamente o actuador. Como non se necesita ningún mecanismo intermedio de conversión, a estrutura mecánica é relativamente simple. Os brazos robóticos con motor linear, en particular, ofrecen alta velocidade e longo percorrido, sendo moi cómodos de manter e utilizar.

Vantaxes:

Máxima precisión: Capaz de soldar curvas espaciais complexas (como arcos circulares e curvas de spline).

Control flexible:  Fácil de dixitalizar, conectar en rede e implementar a programación por ensino.

Alta eficiencia enerxética: A eficiencia de conversión enerxética pode acadar máis do 90 %, con baixo consumo de enerxía en modo de espera.

Baixa Manutenção:  Non se requiren aceites hidráulicos nin manguetas de aire, o que garante limpeza.

Limitacións:

Alto custo: Os motores servo e os redutores de precisión son caros.

Protección contra sobrecalentamento: É necesario supervisar o arrefriamento do motor durante soldaduras de alta velocidade e carga total prolongadas.

Sensible á interferencia electromagnética:  Requírese un apantallamento e unha posta a terra adecuadas.

En xeral, os robots de soldadura modernos están evolucionando cara á electrificación total, alta precisión, interconexión e colaboración. A integración profunda dos sistemas de accionamento e transmisión (como a eliminación do redutor nos motores de torque de accionamento directo e a integración dos módulos de accionamento dentro das articulacións) mellora aínda máis a fiabilidade e o rendemento no seguimento de traxectorias. No futuro, coa combinación de algoritmos de control servo (como o control de forza e o servocontrol visual) e a tecnoloxía de intelixencia artificial, os robots de soldadura evolucionarán cara a unha maior intelixencia e flexibilidade para facer fronte aos procesos de soldadura e ás necesidades do entorno produtivo cada vez máis complexos.