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Monday, 29 Maggio 2017
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Saldatura robotizzata in corsia di sorpasso

I generatori  di corrente  di saldatura  della serie  TPS/i Robotics offrono vantaggi essenziali  per la saldatura automatizzata  nella produzione in serie: ottima qualità, altissima efficienza e massima sicurezza (fonte: Fronius). / The power sources in the TPS/i Robotics series exhibit significant advantages for automated welding in series production: the best quality, the highest levels of efficiency and maximum reliability.  (Source: Fronius) I generatori di corrente di saldatura della serie TPS/i Robotics offrono vantaggi essenziali per la saldatura automatizzata nella produzione in serie: ottima qualità, altissima efficienza e massima sicurezza (fonte: Fronius). / The power sources in the TPS/i Robotics series exhibit significant advantages for automated welding in series production: the best quality, the highest levels of efficiency and maximum reliability. (Source: Fronius)

Disponibilità della macchina, qualità dei giunti saldati e velocità di saldatura, con tecniche moderne si possono ancora ottenere evidenti miglioramenti persino nella saldatura MAG assistita da robot. È necessario un generatore evoluto con componenti del sistema esterni ottimizzati che interagendo forniscono risultati validi e affidabili anche in condizioni di produzione difficili.

di Franz Joachim Roßmann

 

Ottobre 2016

Proprio nella saldatura assistita da robot, le debolezze delle tecniche di saldatura fanno presto a venire a galla. Un processo di saldatura instabile, strumenti poco maneggevoli e brevi durate d’impiego dei pezzi soggetti a usura si traducono in alte percentuali di scarto, interruzioni lunghe e frequenti dell’impianto e notevole dispendio di tempo per le riparazioni. Problemi che non solo logorano i nervi dei responsabili ma costano regolarmente molti soldi alle aziende produttrici o addirittura mettono in pericolo la loro competitività. Allora non c’è da meravigliarsi che molti utilizzatori siano alla ricerca di nuove soluzioni. Soluzioni come TPS/i Robotics di Fronius. Questo generatore di corrente per saldatura beneficia sia dell’intenso impegno dell’azienda nella decifratura del DNA dell’arco voltaico sia di un’architettura completamente nuova dell’apparecchio.

Piattaforma per innovazioni
Un salto quantico nella saldatura MAG è possibile solo quando il generatore di corrente per saldatura elabora il massimo d’informazioni sull’arco voltaico in un tempo minimo. Ecco perché TPS/i Robotics è stato riconcepito dal principio. Dispone non solo di un potente processore di attuale generazione, ma anche di un high speed bus (SpeedNet) che rispetto al modello precedente permette uno scambio di dati 200 volte più veloce fra i relativi componenti del sistema. Così si possono trasmettere più dati in minor tempo e realizzare tutte le regolazioni più velocemente di prima. Anche tutti i componenti decisivi del sistema sono stati elevati a un nuovo livello di prestazione capace di sviluppare appieno le proprie potenzialità. Così il motore responsabile della velocità filo di TPS/i Robotics è notevolmente più dinamico e vanta, nonostante questo, una maggiore durata utile. Gli specialisti in saldatura Fronius hanno sfruttato l’alto potenziale prestazionale del nuovo generatore per perfezionare lo short arc e l’arco voltaico a impulsi. Il risultato: PMC (Pulse Multi Control) e LSC (Low Spatter Control). L’azienda ha inoltre affiancato alle curve caratteristiche funzioni innovative come lo stabilizzatore di penetrazione e lunghezza dell’arco voltaico, di efficacia ottimale nella saldatura con robot.

Compensazione di fluttuazioni stick-out
Lo stabilizzatore di penetrazione compensa autonomamente variazioni dell’estremità libera (stick-out) del filo a causa di ritardo dovuto alla saldatura, tolleranze di lavorazione o scostamenti dalla traiettoria ottimale del robot (per esempio a causa di accessibilità limitata).

Lunghezza costante dell’arco voltaico
Lo stabilizzatore dell’arco voltaico a sua volta mantiene costante la lunghezza dell’arco voltaico al variare della temperatura del bagno di fusione o della velocità di saldatura e nei passaggi da una forma di giunto all’altra (per esempio passando da una rientranza a una saldatura ad angolo) e assicura così una penetrazione profonda senza intaccature. Con lo stabilizzatore attivato è dunque possibile saldare a velocità superiore rispetto a prima. In termini di produzione, queste innovazioni significano aumento della sicurezza di processo e della produttività e, allo stesso tempo, migliore qualità di saldatura, come confermano utilizzatori di TPS/i Robotics tra loro indipendenti. Sono soddisfatti non solo per avere ridotto sostanzialmente il lavoro di ripresa o riparazione ed eliminato completamente postazioni di lavoro adibite a tale attività, ma anche per avere accertato una disponibilità notevolmente superiore dell’impianto.

Nessuna conseguenza in caso di crash
Una parte importante nella riduzione dei tempi di fermo macchina la svolgono anche i componenti periferici Fronius di nuovo sviluppo dedicati appositamente alla saldatura con robot. Tra questi si annovera la CrashBox magnetica, che in caso di collisione impedisce di danneggiare la torcia per saldatura. In caso di urto incontrollato, il collegamento magnetico della CrashBox si stacca se viene superato il momento di attivazione - qui Fronius offre varie versioni con il momento di attivazione adatto per ogni applicazione - e così protegge la torcia per saldatura da danni meccanici. Dopo l’evento è possibile riagganciare il collegamento in modo istantaneo con precisione di ripristino estremamente alta. Uno scontro provoca così solo un’interruzione della produzione di pochi minuti. Non è più necessario il lungo smontaggio della torcia per saldatura né il successivo processo di orientamento o cambio della torcia, che si verifica come di consueto nelle simmetrie meccaniche dopo una collisione.

Per inserire il filo si preme un pulsante
Anche la sostituzione del filo di solito contribuisce in modo non indifferente ad allungare i tempi di fermo. Per questo Fronius ha semplificato anche l’inserimento del filo in modo tale da richiedere ora solo poche operazioni. È necessario inserire il filo solo fino alla prima coppi di rulli del dispositivo di trascinamento. Basta poi premere il pulsante e il sistema di avanzamento si occupa del resto senza la necessità di operare con cacciavite o tronchese. Il sistema facilita l’introduzione anche nel seguito del funzionamento, giacché retroaziona subito indietro il filo con precisione senza intervento dell’operatore in caso di contatto con un ostacolo. L’operatore non necessita dunque di monitorare la torcia di saldatura per impedire formazioni di asole o lo spostamento del punto di lavoro utensile (TCP) quando si programma il robot o si cambia il filo. Anche con lunghi tratti di alimentazione del filo, gli apparecchi REEL di fabbricazione Fronius garantiscono un comodo e rapido cambio del filo. Questi speciali sistemi di svolgimento coprono senza problemi 30 m di distanza fra aspo portafilo e robot, un chiaro vantaggio con grandi robot a portale. L’aspo o il fusto non devono più essere installati sul portale e trasportati insieme al resto del sistema, ma possono essere collocati sul pavimento in posizione sicura e ben accessibile. Così vengono eliminate anche eventuali limitazioni dovute al peso dell’aspo o del fusto.

Maggiore durata dei pezzi soggetti a usura
Un’alimentazione più precisa e più rispettosa del filo oltre a un innovativo sistema di raffreddamento hanno aumentato notevolmente ancora una volta la durata d’impiego dei pezzi soggetti a usura rispetto a modelli precedenti, riducendo le interruzioni di produzione necessarie. Al raggiungimento del termine di durata, la sostituzione è questione di pochi minuti e non richiede attrezzi grazie a giunti a innesto e a cambio rapido dei componenti di usura TPS/i Robotics.

Base per documentazione senza lacune
Gli utilizzatori e il personale di manutenzione possono informarsi in qualsiasi momento via Ethernet sullo stato aggiornato del generatore e del processo di produzione. Il generatore raccoglie progressivamente informazioni sul proprio stato e su ogni giunto saldato. Questi dati dettagliati possono essere utilizzati per monitorare, analizzare e documentare il processo di saldatura. Mediante un’unità server centralizzata (WeldCube), in un prossimo futuro sarà inoltre possibile riunire insieme e amministrare i dati prodotti da più generatori di corrente di saldatura a livello interaziendale.
Lo studio attento delle funzionalità di TPS/i Robotics dimostra che il nuovo generatore di corrente di saldatura di fabbricazione Fronius è concepito a misura dei requisiti della saldatura assistita da robot. Grazie a componenti del sistema collegati in rete e sintonizzati fra loro in maniera ottimale, consente di saldare con robot in modo più rapido e con riproducibilità superiore. Inoltre, le funzioni sofisticate ma di semplice uso di TPS/i Robotics permettono di ridurre i tempi di fermo impianto e di raggiungere un nuovo livello di qualità - oggi e in futuro.


Robotic Welding in the Fast Lane
Machine availability, weld seam quality and welding speed - with modern welding technology significant improvements can be made in all areas, even to robot-assisted MAG welding. All that is needed is an advanced power source with optimised external system components that, working in harmony, reliably deliver excellent results even in adverse production conditions.

Especially in robot-assisted welding, weaknesses in welding technology soon come to light. An unstable welding process, unwieldy technology and short wearing part service lives lead to high reject rates, frequent and lengthy system downtimes, and extensive reworking requirements. These are problems that are not only irritating for those in charge, but also often cost production companies a considerable amount of money, or may even hamper their competitiveness. No wonder, then, that many users are on the lookout for new solutions, such as the TPS/i Robotics from Fronius. This power source combines the intensive work undertaken by Fronius on decoding the DNA of the arc and a completely new architecture.

Platform for innovations
A quantum leap in MAG welding is only possible if the power source can process as much arc information as possible in an instant. The TPS/i Robotics power source has therefore been redesigned from the ground up. Not only does it have a high-performance, latest generation processor, but also a high speed bus (SpeedNet), which allows data to be exchanged between the relevant system components 200 times faster than the predecessor model. This means more data can be transferred more quickly and control loops are faster than before. In order to reap the full benefits, all the critical system components have also been raised to a new level of performance. For example, the motor responsible for wirefeeding in the TPS/i Robotics is considerably more dynamic, yet still boasts a longer service life.
The welding specialists at Fronius have used the high performance potential of the new power source to advance the dip transfer arc and pulsed arc. The result: PMC (Pulse Multi Control) and LSC (Low Spatter Control). The company has also assigned the innovative penetration and arc length stabilizer functions to the characteristics, which are particularly effective in robotic welding.

Compensation of stick out fluctuations
The penetration stabilizer automatically compensates for changes in the stick out due to welding-induced distortion, manufacturing tolerances or deviations from the ideal robot path (e.g. due to restricted access).

Constantly short arc
The arc length stabilizer on the other hand keeps the arc length constant even if there are changes in the weld pool temperature or welding speed as well as in weld seam profile transition areas (e.g. where there is a change from a fillet weld to a corner weld), thereby ensuring deep penetration without undercutting. This means welding can be performed at a higher speed than before when the stabilizer is activated. For production operations, these innovations result in enhanced process reliability and higher productivity while enhancing the weld seam quality, as independent users of TPS/i Robotics confirm. They are not only delighted with the considerable reduction in rework, meaning that in some cases the relevant welding workstations have been completely removed, but have also witnessed significantly higher system availability.

Avoiding the consequences of crashes
The peripheral components, which have been developed afresh by Fronius and tailored to robotic welding, also contribute significantly to reducing downtimes. They include the magnetic CrashBox: in the event of a collision, this prevents damage to the welding torch. If there is an uncontrolled impact, the magnetic connection of the CrashBox is released when the triggering torque is exceeded. Fronius offers various versions with the ideal triggering torque for every application, ensuring the torch is protected from mechanical damage. Afterwards, the connection can be re-connected with one hand and with extreme reset accuracy. A collision therefore results in only a few minutes production delay. The time-consuming removal of the torch and realignment process or even a change of torch, as was often required for mechanical models after a collision, have become a thing of the past.

Wire threading at the  touch of a button
Changing the wire electrode also usually contributes somewhat to downtimes. Fronius has therefore simplified the wire threading in such a way that only minimal effort is now required. The wire only needs to be threaded up to the first roller of the roller drive. The feed system then does the rest at the touch of a button, so there is no need to mess around with a screwdriver or cutting pliers. The system also makes inching easier later on in the process since it pulls the wire back without intervention from the operator as soon as it encounters obstacles. Therefore the operator does not need to keep a constant eye on the torch to prevent loops forming or to readjust the tool contact point (TCP) when programming the robot or changing the wire. Thanks to the REEL devices from Fronius, it is much easier and quicker to change the wire even with long wirefeed distances. These special unreeling systems make child’s play of bridging 30 metre gaps between the wire drum and the robot, which is certainly advantageous when using large gantry robots. The drum no longer needs to be installed on and transported with the gantry; instead it can safely be placed on the floor, where it is still easily accessible. This also eliminates potential weight restrictions for the drum.

Longer service lives for the wearing parts
Owing to the more precise and gentler wirefeeding as well as an innovative cooling system, the service life of the wearing parts has once again been significantly increased compared to predecessor models, resulting in fewer interruptions in production. At the end of their service life, parts can be replaced by hand in only a few minutes thanks to the TPS/i Robotics’ plug-in connections and quick-change couplings.

Basis for complete documentation
Users and maintenance personnel can check the current status of the power source and production process at any time via Ethernet and the internet. The power source continuously gathers information on the current status of the power source and on every weld seam. This detailed data can be used to monitor, analyse and document the welding process. Using a central server unit (WeldCube), it will soon be possible to combine and manage the data gathered from several power sources from a company-wide perspective. The sophisticated features of the TPS/i Robotics prove that the new power source from Fronius is specially designed to meet the demands of robot-assisted welding. Thanks to its interconnected and fully synchronised system components, it enables robotic welding to be performed faster and with a higher degree of reproducibility. A new level of quality and reduced downtimes can be achieved and maintained as a result of the ingenious yet easy-to-use functions of the TPS/i Robotics.

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