{"id":1368,"date":"2019-05-09T15:26:11","date_gmt":"2019-05-09T15:26:11","guid":{"rendered":"http:\/\/deformazione.it\/?p=1368"},"modified":"2025-01-31T11:51:14","modified_gmt":"2025-01-31T11:51:14","slug":"una-soluzione-all-in-one-per-la-saldatura-laser","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/deformazione\/2019\/05\/una-soluzione-all-in-one-per-la-saldatura-laser\/","title":{"rendered":"Una soluzione All In One per la saldatura laser"},"content":{"rendered":"

In occasione di fiera LAMIERA 2019, Roboteco-Italargon<\/a><\/strong> presenter\u00e0 ufficialmente al mercato italiano il robot integrato di saldatura laser Panasonic LAPRISS Ispirato dallo stesso concetto della tecnologia TAWERS, LAPRISS, Laser Processing Robot Integrated System Solution, riassume nell\u2019acronimo il concetto di All In One sinonimo delle soluzioni Panasonic. I suoi principali elementi sono stati infatti sviluppati da Panasonic e integrati sotto la supervisione di un\u2019unica e potente CPU che ne gestisce anche il processo.<\/p>\n

di Mario Boschini<\/em><\/p>\n

Fondata nel 1988 come divisione del Gruppo Salteco (da 70 anni concessionari esclusivi per l\u2019Italia del marchio Castolin Eutectic), Roboteco nasce dall\u2019intuizione di una crescente necessit\u00e0 nel mercato di automatizzare i procedimenti nella saldatura di produzione. Da allora l\u2019azienda (divenuta S.p.A. nel 2001) ha fatto della robotizzazione dei processi di saldatura ad arco la sua missione. Grazie alla partnership quasi trentennale con Panasonic Welding System, Roboteco si \u00e8 affermata progressivamente negli esigenti e competitivi settori dell\u2019Automotive e della General Industry, specializzandosi nell\u2019integrazione nei propri impianti della tecnologia giapponese Panasonic Tawers, un modello rivoluzionario che prevede la fusione completa tra robot e saldatrice.
\nNel 2017 Roboteco S.p.a. acquisisce Italargon, la divisione di SIAD Macchine Impianti S.p.A dedicata alla progettazione, realizzazione e manutenzione di impianti per la saldatura, il taglio e la manipolazione, sia nella fornitura di linee di produzione complete automatizzate, che di impianti automatici e semiautomatici e di celle robotizzate \u201cchiavi in mano\u201d. Questa unione ha sancito la nascita di un polo di riferimento assoluto nel settore, mettendo a servizio della propria clientela un importante know-how ed esperienza frutto di una lunga tradizione, di ottime capacit\u00e0 di progettazione, integrazione e assistenza e di una riconosciuta competenza sui processi di saldatura. Lo scorso anno, il 2018, in cui si sono celebrati i 30 anni di attivit\u00e0 di Roboteco, i 100 anni di Panasonic e i 60 di Italargon, ha visto l\u2019ingresso della societ\u00e0 nel mercato automotive spagnolo con 2 \u201cTechnology Center\u201d situati a Barcellona e Bilbao.
\nOggi Roboteco-Italargon \u00e8 una realt\u00e0 internazionale in continua crescita che vanta oltre 3.000 robot installati in pi\u00f9 di 900 aziende in Italia, Europa, Asia e America. Solo negli ultimi 10 anni il suo staff, composto da 50 esperti e tecnici del settore, ha installato pi\u00f9 di 1.200 impianti \u201cchiavi in mano\u201d completamente progettati e realizzati nelle tre sedi operative di Limito di Pioltello (MI), Ceranesi (GE) e Curno (BG).<\/p>\n

La saldatura laser<\/strong>
\nLa saldatura laser \u00e8 una tecnica di recente sviluppo in continua evoluzione che, rispetto ai processi tradizionali, permette di ottenere numerosi vantaggi operativi e qualitativi ormai noti. D\u2019altro canto, la qualit\u00e0 delle giunzioni tra i metalli spesso non soddisfa le attese sul risultato finale a causa della non perfetta integrazione tra i diversi sistemi che gestiscono il processo di saldatura. Tale problema \u00e8 stato recentemente superato da Panasonic.
\nIl marchio Panasonic \u00e8 ormai noto nel campo della saldatura robotizzata per l\u2019innovativa tecnologia TAWERS, dedicata alle applicazioni di saldatura ad arco (MIG\/MAG\/TIG\/Plasma). La tecnologia Panasonic TAWERS consiste nella gestione del processo di saldatura attraverso una sola CPU che sovraintende sia alla gestione dei movimenti del robot che al controllo dell\u2019arco elettrico, senza l\u2019utilizzo di interfacce analogico-digitali. In questo modo, la saldatrice e l\u2019alimentatore del filo vengono gestiti come un asse robot sincronizzato. Grazie a questa rivoluzionaria intuizione degli ingegneri giapponesi, \u00e8 stato possibile ridurre dal 20% al 40% i tempi ciclo e aumentare notevolmente l\u2019efficienza globale delle linee robotizzate.
\nIspirandosi allo stesso concetto della tecnologia TAWERS, \u00e8 stato concepito e lanciato sul mercato il LAPRISS: il robot integrato di saldatura laser, i cui principali elementi sono sviluppati da Panasonic e integrati sotto la supervisione di un\u2019unica e potente CPU che ne gestisce anche il processo (Figure 1 e 2). Questo robot integrato di saldatura laser, sar\u00e0 ufficialmente presentato da Roboteco-Italargon in occasione della fiera LAMIERA 2019.
\nLAPRISS, Laser Processing Robot Integrated System Solution, riassume nell\u2019acronimo il concetto di All In One sinonimo delle soluzioni Panasonic. LAPRISS \u00e8 il robot integrato di saldatura laser, i cui principali elementi sono sviluppati da Panasonic e integrati sotto la supervisione di un\u2019unica potente CPU che ne gestisce l\u2019intero processo.<\/p>\n

Concetto innovativo impiegando sorgenti di ultima generazione<\/strong>
\nL\u2019oscillatore laser Panasonic \u00e8 un sistema DDL (Direct Diode Laser), l\u2019ultima generazione dei laser ad alta brillanza (Figura 3). Grazie alla combinazione tra laser a diodi diretti e il sistema WBC (Wave beam combined), la sorgente laser \u00e8 in grado di produrre una potenza in uscita proporzionale al numero di emettitori, preservando, allo stesso tempo, la qualit\u00e0 del raggio di un singolo emettitore. WBC \u00e8 una soluzione che permette di abilitare il ridimensionamento della luminosit\u00e0 senza compromettere dimensioni, costi, efficienza o affidabilit\u00e0.
\nLa Figura 4 mostra il concetto del Wave Beam Combined su una barra laser a singolo diodo, in questo caso, a una lunghezza d\u2019onda di 0,975 \u03bcm. Questa barra \u00e8 composta da pi\u00f9 emettitori schierati, con uno spazio tra loro di poche centinaia di micron. La luce emessa dagli emettitori passa attraverso una lente di trasformazione che focalizza i raggi su un elemento disperdente come un reticolo di diffrazione.
\nDall\u2019altro lato del reticolo vi \u00e8 un accoppiatore di uscita che permette ai raggi di uscire sovrapposti l\u2019uno sull\u2019altro. Tra i diodi e il reticolo, vi sono gli emettitori che si autoregolano passivamente a una lunghezza d\u2019onda differente, basata sul proprio angolo rispetto al reticolo. Il risultato \u00e8 uno spettro ristretto di lunghezze d\u2019onda, visualizzate tutte come se provenissero da un solo emettitore, con elevata densit\u00e0 di potenza e un\u2019alta qualit\u00e0 del fascio (Figura 5).
\nQueste sorgenti di nuova generazione sono inoltre costruite senza alcuna giuntura che potrebbe causare nel tempo deterioramenti sul funzionamento, garantendo cos\u00ec un\u2019affidabilit\u00e0 superiore alle 100.000 ore a diodo.
\nL\u2019oscillatore Panasonic installato sul LAPRISS ha una potenza di 4 kW e permette di ottenere un\u2019efficienza globale superiore al 45%. Quest\u2019ultimo \u00e8 disponibile in diverse configurazioni con un\u2019unica o multi fibra e la funzionalit\u00e0 \u201cbeam sharing\u201d per gestire pi\u00f9 robot con un\u2019unica sorgente.
\nIn questo modo vi \u00e8 la possibilit\u00e0 di utilizzare pi\u00f9 robot sia per il processo di saldatura sia per la saldatura e taglio laser su diverse postazioni.
\nPer monitorare e garantire la costanza della potenza erogata, il sistema LAPRISS pu\u00f2 essere equipaggiato anche di un sistema Laser Power Checker (Figura 6).
\nAttraverso il software integrato \u201cWelding data Management\u201d questi dati possono essere registrati e raccolti ai fini del miglioramento dei processi qualitativi interni dei clienti.<\/p>\n

Il robot antropomorfo<\/strong>
\nAll\u2019interno della gamma Robot Panasonic, sono stati individuati due modelli della serie Panasonic TM con controllo G3: TM 1400 e TM 1800 (Figura 7).
\nLa serie TM di Panasonic \u00e8 stata concepita appositamente per il settore della saldatura. Tutti i robot di questa gamma hanno un design curvilineo studiato per aumentare l\u2019area coperta dai movimenti del braccio. Questi robot prevedono un incremento nella velocit\u00e0 di spostamento dei 3 assi principali e una maggior precisione di posizionamento a un valore reale di \u00b10,08 mm grazie all\u2019utilizzo di nuovi encoder ad alta risoluzione. Lo speciale allestimento che prevede il passaggio dei cavi all\u2019interno del braccio e tutti i tubi per il raffreddamento in passaggi dedicati, permettono di evitare piegamenti o posizioni non idonee degli stessi.
\nLa testa sviluppata da Panasonic ha dimensioni ridotte e un peso di soli 4,5 kg che le permette di essere utilizzata su robot \u201cleggeri\u201d che vantano caratteristiche di dinamicit\u00e0 e di precisione decisamente superiore rispetto alle taglie superiori. Il controllo robot impiegato \u00e8 il G3 con CPU ad alte prestazioni la capacit\u00e0 di gestire oltre agli assi del robot e della testa, molti altri assi esterni che possono comporre le diverse periferiche necessarie per completare le celle di saldatura sviluppate da Roboteco-Italargon.<\/p>\n

La speciale testa di saldatura denominata di \u201cperforazione\u201d
\nUno dei principali vantaggi del LAPRISS \u00e8 certamente la testa di saldatura sviluppata da Panasonic (Figura 8). Diversamente da molti scanner presenti sul mercato, nella testa LAPRISS il fascio laser \u00e8 movimentato grazie all\u2019impiego di due servomotori AC Panasonic, interamente gestiti dalla CPU del robot come assi esterni.
\nQuesti motori movimentano due lenti con un design unico denominato \u201c2link\u201d garantendo la gestione del fascio laser in un\u2019area di lavoro molto precisa. In questo modo viene automaticamente compensata la variazione del fuoco senza movimentare la testa stessa.
\nInoltre, l\u2019utilizzo di servomotori controllati da robot permette di ottenere velocit\u00e0 di spostamento del fascio superiori a 70 m\/min.
\nLa totale gestione dei servomotori in modo diretto da parte del robot evita le tipiche problematiche dovute ai ritardi di comunicazione tra componenti di diversi produttori integrati tra loro, garantendo quindi la stabilit\u00e0 del processo nonch\u00e9 l\u2019affidabilit\u00e0 sul risultato.
\nLa testa \u00e8 protetta da un sistema composto da 2 vetrini con supporto a cassetto, facilmente intercambiabili.
\nIl particolare design dell\u2019ugello di uscita permette di ridurre le turbolenze di gas e fumi nella zona di saldatura, evitando le contaminazioni gassose e le proiezioni metalliche.
\nLa manutenzione ordinaria della testa da parte dell\u2019utilizzatore finale \u00e8 molto semplice e non richiede particolari apparecchiature. Inoltre, un sistema di crossjet ad aria forzata permette di ridurre le contaminazioni anche su saldature ravvicinate.
\nLa testa pu\u00f2 essere equipaggiata anche con un sistema di adduzione filo, totalmente gestito ancora una volta dal robot con uno spingi-filo mosso dal servomotore AC Panasonic. Qualora fosse necessaria la protezione gassosa della saldatura, Panasonic ha sviluppato specifici kit e ugelli gas, controllati da flussimetri ed elettrovalvole integrate nel robot, per soddisfare le richieste produttive.
\nIn fase di programmazione, la testa \u00e8 dotata di due fasci laser a bassa potenza disassati che generano una linea e un punto, garantendo l\u2019individuazione del corretto punto del fuoco del laser quando i due fasci si allineano in prossimit\u00e0 del pezzo. I due fasci sono abilitati o disabilitati da un pulsante dedicato sull\u2019unica pulsantiera di programmazione.<\/p>\n

Laser Welding Navigator<\/strong>
\nCos\u00ec come per il Tawers, Panasonic ha sviluppato anche per il LAPRISS un\u2019interfaccia utente inserita direttamente sulla pulsantiera del robot (Figure 9 e 10). Con questa unica pulsantiera \u00e8 possibile programmare i movimenti e le traiettorie del robot e quindi attraverso il Laser Welding Navigator, selezionare e personalizzare in modo semplice e intuitivo i parametri di processo.
\nIl Laser Welding Navigator prevede, a oggi, quattro diverse tipologie di saldatura:
\n\u2022 Esecuzione di saldature in cui viene posizionata la testa del robot sul punto da saldare, impiegando i diversi modelli gi\u00e0 pre-impostati (linea, spirale, cerchio, ovale, ellisse, diamante ecc.). Con questa modalit\u00e0 la testa esegue la forma geometrica richiesta, partendo da un unico punto programmato. I modelli possono essere tutti personalizzati nelle loro dimensioni utilizzando i sotto men\u00f9 nel Navigator.
\n\u2022 Saldatura in spinning: questa modalit\u00e0 viene ottenuta movimentando la testa di perforazione laser con il robot sulle traiettorie impostate mentre il fascio viene fatto muovere in senso rotatorio o a spirale impiegando le due lenti della testa di perforazione. La gestione integrata sia dei 6 assi del robot che dei 2 assi esterni della testa, permette di ottenere questo movimento totalmente sincronizzato. La forma della spirale di spinning \u00e8 personalizzabile sempre attraverso un sotto men\u00f9 dedicato all\u2019interno del Laser Welding navigator.
\nLo spinning permette di incrementare la saldabilit\u00e0 dei giunti ad angoli, testa-testa e a \u201cT\u201d rovesciati e anche la saldabilit\u00e0 di materiali a elevata conducibilit\u00e0 termica come, per esempio, le leghe di alluminio.
\n\u2022 Saldature lineari in cui le ottiche nella testa sono fisse e questa viene solo movimentata dal robot.
\n\u2022 Saldature eseguite movimentando simultaneamente il robot e le lenti della testa, utilizzando i diversi modelli personalizzabili presenti nel Navigator.
\nOltre ai modelli standard, nel Laser Welding Navigator, \u00e8 possibile creare propri modelli personalizzati.
\nNell\u2019esempio riportato in Figura 9, viene illustrata la semplicit\u00e0 e la completezza dell\u2019interfaccia del Laser welding Navigator. Si pu\u00f2 quindi evincere come, per eseguire una saldatura in trasparenza con una geometria a modello, basti scegliere il tipo di saldatura (trasparenza, spigolo, testa a testa ecc.), inserire gli spessori delle lamiere e selezionare il tipo di modello (in questo caso una spirale) scegliendo le dimensioni desiderate. Il Laser Welding Navigation imposter\u00e0 in automatico la potenza laser necessaria e la velocit\u00e0 di saldatura. Questi parametri si potranno personalizzare anche in un secondo momento per allinearli alle richieste produttive del cliente. Il sistema di conseguenza adatter\u00e0, in totale autonomia, il resto dei parametri in maniera sinergica. Per quanto riguarda la gestione dell\u2019erogazione della potenza del fascio laser, il Laser welding Navigator imposter\u00e0 in automatico una serie di parametri pre-impostati che riguardano le diverse curve e i tempi di gestione. All\u2019occorrenza, tramite un\u2019unica interfaccia, questi parametri potranno essere ulteriormente personalizzati, ottimizzando il processo al meglio. Il sistema LAPRISS \u00e8 gi\u00e0 parte integrante anche del software di programmazione offline DTPS.
\nQuesto software nativo Panasonic permette all\u2019operatore di programmare offline le traiettorie di saldatura ma contestualmente anche di impostare tutte le funzioni robot e anche utilizzare il Laser welding Navigator per settare i parametri di processo.<\/p>\n

Le applicazioni pratiche<\/strong>
\nGrazie all\u2019introduzione nell\u2019ultimo decennio di sorgenti laser con lunghezze d\u2019onda vicino al micron, l\u2019applicazione del laser nei processi di saldatura ha trovato sempre maggiori applicazioni.
\nParagonando i processi classici di saldatura ad arco con la tecnologia laser, quest\u2019ultima garantisce degli enormi vantaggi in termini di produttivit\u00e0, riduzione di apporti termici e delle distorsioni.
\nPer poter saldare i pezzi con tecnologie laser, spesso \u00e8 necessario rivedere o ripensare quasi completamente i giunti di saldatura e ottimizzarli in funzione di questa tecnologia e garantire allo stesso tempo una precisione di accoppiamento idonea a una sorgente di calore con dimensioni cos\u00ec concentrate.
\nAnalizzando, per esempio, la sezione di una saldatura laser, \u00e8 facile pensare come questa si possa teoricamente ben sposare con giunti testa-testa. Questo tipo di giunto, che presenta alcune criticit\u00e0 anche nei normali processi ad arco dettate dalle sue preparazioni e dalle distanze tra i lembi, richiede preparazioni e accoppiamenti perfetti anche con il processo laser.
\nIn molti casi \u00e8 da prediligere una tipologia di saldatura a sovrapposizione che ha anch\u2019essa delle criticit\u00e0 ma pi\u00f9 gestibili.
\nCon LAPRISS, Panasonic ha introdotto il concetto della testa di perforazione con la quale \u00e8 possibile utilizzare anche la funzione spinning di oscillazione controllata (Figura 11).
\nQuesta funzione permette una maggiore distribuzione dell\u2019apporto termico e quindi una diffusione del calore su una zona pi\u00f9 ampia ed \u00e8 in grado di poter saldare anche con tolleranze di preparazione meno restrittive.
\nUn\u2019altra tipologia di giunto impiegabile con il laser \u00e8 il giunto a T (Figura 12) rovesciato che assieme alla tecnologia spinning, permette di saldare da un solo lato, ottenendo dei giunti a T che, diversamente, dovrebbero essere eseguiti in due passate contrapposte.
\nGrazie alla possibilit\u00e0 di utilizzare diverse tipologie di saldatura e grazie alla totale gestione integrata, il LAPRISS offre un\u2019elevatissima flessibilit\u00e0 di processo.
\nCon l\u2019introduzione del LAPRISS nella propria gamma, Roboteco-Italargon \u00e8 oggi in grado di offrire soluzioni complete per la saldatura laser, sviluppando e studiando in collaborazione con i propri clienti, una soluzione tecnologica che parte dalla co-progettazione del giunto stesso di saldatura fino al disegno completo della macchina per il raggiungimento dei risultati desiderati.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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