Automação de Soldagem Robótica de Alta Variedade

Para peças únicas, produção de alta variedade e peças que diferem em especificação ou geometria, o reconhecimento, o planejamento e a execução são configurados como um único sistema de soldagem robotizada. A premissa deixa de ser o reensino de trajetórias a cada mudança de mix e passa a ser a recaptura da peça real.

Automação de soldagem robotizada Aplicação em destaque: viga H Implantação registrada no cliente
Automação de Soldagem Robótica de Alta Variedade (aplicação em destaque: vigas H)

Por que o ensino se torna um fardo na produção de alta variedade

Na soldagem robótica convencional, os operadores usam o teach pendant para programar pontos de início, pontos finais e pontos de retorno um a um. A orientação da tocha, a prevenção de colisão e a coordenação do posicionador são incorporadas ao programa. Quando a peça muda, esse trabalho precisa ser feito novamente.

O robô segue trajetórias memorizadas. Trabalho de alta variedade e baixo volume, peças únicas, trocas frequentes e variações na posição ou forma real da peça tornam as premissas de trajetória fixa frágeis. O próprio ensino frequentemente se torna o gargalo de setup.

Ensino convencional

Ensino ponto a ponto e criação de programa

Os caminhos são memorizados com um teach pendant e executados em posições fixas. Mudanças de mix e variação de geometria devolvem o trabalho ao especialista em ensino do robô.

Automação baseada em visão

Construa a trajetória a partir do reconhecimento

O sensoriamento 3D captura a peça real, os cordões candidatos são reconhecidos e as trajetórias são geradas a partir dos alvos, da ordem e dos parâmetros selecionados pelo operador. Antes da soldagem, um sensor de proximidade junto à tocha localiza os pontos de início e fim; quando necessário, o rastreamento a arco corrige o desvio durante a soldagem.

Ensino convencional vs. Automação de Soldagem Robótica de Alta Variedade

A diferença está em como a preparação é feita e como a variação é tratada.

Eixo
Ensino convencional
Automação de Soldagem Robótica de Alta Variedade
Método de programação
Ensino ponto a ponto com teach pendant; os caminhos são construídos manualmente.
As trajetórias são geradas a partir dos resultados de reconhecimento e das configurações do operador.
Resposta à mudança de peça
Programas e trajetórias normalmente precisam de revisão para cada mix de produção.
A peça real é recapturada; os alvos de solda são confirmados antes de prosseguir.
Variação de posição e geometria
Suposição forte de posição e geometria fixas.
A variação é esperada; sensoriamento e correção são combinados.
Dependência do operador
Focado em especialistas qualificados em ensino de robôs.
Focado na confirmação de alvos e parâmetros de solda.
Correção e rastreamento
Segue principalmente trajetórias memorizadas.
Antes da soldagem, os pontos inicial e final são localizados; quando necessário, o rastreamento de arco corrige o desvio durante a soldagem.
Produção por melhor ajuste
Produção repetida da mesma peça.
Alta variedade e baixo volume, peças únicas e peças mistas.
Dispositivos de fixação e localização
A posição fixa é fortemente pressuposta por meio dos dispositivos de fixação.
Suporte e segurança continuam necessários; a posição real é recapturada por sensoriamento.
Gerenciamento de programas
A quantidade de programas cresce conforme o número de variantes aumenta.
Centro de operações focado no reconhecimento da peça real e na configuração da tarefa.

Como a peça de trabalho é reconhecida e a trajetória é gerada

O conceito operacional é recapturar a peça real, apresentar as soldas candidatas reconhecidas para confirmação do operador e gerar o movimento do robô a partir dos alvos confirmados, parâmetros e sequência. O sensoriamento e a correção são então aplicados de acordo com a junta e a aplicação.

Veja o fluxo de trabalho verificado do operador/sistema para vigas H →

Reconhecimento, planejamento e execução em um único sistema

A AGR não entrega câmeras ou software isoladamente. Visão, planejamento, robô, soldagem e controle são integrados como um único sistema. As unidades são combinadas conforme o projeto.

Planejamento

Geração automatizada de trajetória de soldagem

As tarefas de solda e os planos de trajetória são construídos a partir dos resultados de reconhecimento e dos alvos de solda, parâmetros e ordem definidos pelo operador.

Reconhecimento de área ampla

Visão 3D para a pose global da peça

A posição, a orientação e a geometria gerais da peça são capturadas em uma escala ampla.

Posicionamento local

Localizar pontos inicial e final do cordão de solda

Um sensor de proximidade junto à tocha confirma os pontos de início e fim e corrige a posição em relação à trajetória gerada.

Execução

Sistema robótico

O robô que executa a trajetória planejada, mais quaisquer eixos periféricos necessários.

Soldagem

Unidade do sistema de soldagem

Fonte de soldagem, tocha, alimentação de arame e demais equipamentos de execução da soldagem.

Integração

Controle integrado de reconhecimento, geração de trajetória e movimento de soldagem

Reconhecimento, planejamento e execução estão conectados sob uma única arquitetura de controle.

Que tipos de peças já foram atendidas

Os exemplos de aplicação incluem estruturas metálicas para edificações, pontes e pórticos de aço, subconjuntos navais, anteparas com chanfro profundo, equipamentos ambientais, flanges, peças circulares, perfis longos, vasos de pressão e componentes ferroviários. A adequação depende da confirmação das condições da peça.

  • Viga H
  • Estruturas metálicas para construção civil
  • Pontes e estruturas metálicas
  • Perfis longos
  • Expedir subconjuntos
  • Anteparas de ranhura profunda
  • Peças de trabalho circulares
  • Flanges
  • Vasos de pressão
  • Peças ferroviárias
  • Equipamentos ambientais

A. Elementos estruturais

Vigas H, aço estrutural, pontes, estruturas e perfis longos

  • Viga H
  • Estruturas metálicas para construção civil
  • Pontes e estruturas metálicas
  • Perfis longos

As posições das nervuras, o comprimento dos elementos e as posições das juntas mudam de peça para peça. O ensino convencional acumula reensino e gestão de programas.

A peça real é escaneada para que perfis e nervuras sejam reconhecidos e os cordões de solda candidatos sejam extraídos. Em viga H, o operador seleciona os alvos antes da geração da trajetória. Também para peças longas e estruturas metálicas, o ponto de partida é a geometria real — não uma trajetória fixa.

B. Geometria complexa e soldagem espacial

Expedir subconjuntos, anteparas de chanfro profundo, peças circulares, flanges, vasos de pressão

  • Expedir subconjuntos
  • Anteparas de ranhura profunda
  • Peças de trabalho circulares
  • Flanges
  • Vasos de pressão

Juntas espaciais, arcos e regiões do bocal da tocha frequentemente exigem longos ciclos de ensino ponto a ponto para trajetória e orientação da tocha.

Modelo + visão ou controle adaptativo é usado para gerar trajetórias levando em conta o desvio da posição real. Vasos de pressão não são tratados como totalmente teachless. Exemplos de subconjuntos navais referem-se à etapa de subconjunto — não à especialização em construção de cascos completos.

C. Alta variedade e trocas frequentes

Peças ferroviárias, equipamentos de controle ambiental e trabalhos similares com muitas trocas de produção

  • Peças ferroviárias
  • Equipamentos ambientais

O mix é alto e é difícil manter os mesmos dispositivos e programas por muito tempo. Convencionalmente, a cada troca retorna-se ao ensino.

A configuração baseia-se no reconhecimento da peça real e na configuração da tarefa. Peças ferroviárias são exemplos de aplicação de projetos colaborativos. Equipamentos ambientais também podem ser atendidos.

Nem tudo é chamado de teachless.

Há mais de um caminho para esta automação. Teachless é uma classe de tecnologia. As classes são selecionadas por projeto.

A

Teachless / sem modelo

Parte do sensoriamento da peça real e reduz a dependência de ensino manual para cada peça. O CAD nem sempre é necessário. Esta classe avançou primeiro em trabalhos de alta variedade, como vigas H.

B

Modelo + visão

Utiliza um modelo ou definição de peça existente e corrige a posição real e o desvio com visão. Adequado para geometria complexa onde as informações do modelo são úteis.

C

Controle adaptativo

Durante a medição 3D e a execução da soldagem, posição, orientação do maçarico e parâmetros de soldagem são corrigidos para corresponder às condições reais. A soldagem de bocais de vasos de pressão é controle adaptativo / modelo + visão — não é teachless puro.

Veja detalhes de reconhecimento e geração de trajetória em Tecnologia e Validação →

A AGR projeta como um sistema

A AGR não é um fornecedor exclusivo de software. Da definição da aplicação até a entrada em operação, o trabalho é projetado como um sistema de automação de soldagem.

  • Definição de aplicação e engenharia de sistemas
  • Robô, equipamento de soldagem e visão
  • Eixos externos, dispositivos, segurança e controle
  • Integração e start-up do processo de soldagem

Para que tipo de produção isso é adequado

Células com ensino convencional não são obsoletas. Para um único produto, lotes maiores, geometria estável e programas que raramente mudam, uma Célula de Soldagem Robotizada geralmente é mais simples e mais prático.

Boa adequação

Oficinas de alta variedade, peças únicas e trocas intensas

Alta variedade e baixo volume, peças únicas, troca frequente de peças, variação da peça real e perfis estruturais não padronizados. Considere isto quando a carga do ensino ponto a ponto convencional for elevada.

Quando uma célula é mais prática

Produção repetida de uma família de peças definida

Se uma família de peças definida executa o mesmo programa em dispositivos e posicionadores, avalie primeiro uma célula convencional. O Teachless não é superior para todo trabalho de soldagem.

Fluxo de trabalho em oito etapas

Em viga H, após o escaneamento, o operador seleciona e confirma os alvos de solda, define os parâmetros e a sequência, e então o programa de soldagem e a trajetória são gerados. Após a geração, a interferência é verificada em simulação no PC antes da execução.

01

Posicionar e preparar a peça

Posicionar e preparar o perfil H para atender às condições do dispositivo de fixação e dos apoios.

02

Escaneie a peça real em 3D ou use um modelo 3D

Capture a peça posicionada com uma varredura 3D ou use um modelo 3D existente.

03

Processar a nuvem de pontos e reconhecer / modelar a peça

Processar os dados da nuvem de pontos e reconhecer / modelar o corpo da viga H e as posições, a quantidade e a condição das nervuras.

04

Extrair e exibir cordões candidatos

Os cordões de solda candidatos são extraídos dos resultados de reconhecimento e exibidos na tela.

05
Operador

Selecione e confirme as juntas a soldar

Selecione e confirme as juntas necessárias. Juntas desnecessárias podem ser excluídas pelo operador.

06
Operador

Defina os parâmetros de soldagem e a ordem de soldagem

Defina os parâmetros de soldagem e qualquer ordem de soldagem requerida.

07

Gerar automaticamente o programa do robô e a trajetória de movimento

A partir das configurações, o software calcula trajetórias intermediárias entre os pontos inicial e final e gera automaticamente o programa do robô e a trajetória de movimento.

08

Simular, confirmar, localizar e então iniciar

O movimento gerado é simulado em um PC para verificar interferências, e o operador confirma a execução. Antes da soldagem, um sensor de proximidade junto ao maçarico localiza os pontos de início e fim da junta; o ciclo confirmado pode então ser iniciado. Quando necessário, o rastreamento de arco corrige desvios durante a soldagem. Juntas curtas e casos semelhantes podem ser executados sem rastreamento de arco.

Sequência de soldagem de viga H Teachless

実機の構成と動作を確認できます。動画はクリック後に読み込み・再生します(自動再生なし)。

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Posicionamento da peça, digitalização 3D, reconhecimento, seleção e confirmação da solda pelo operador, geração de trajetória, confirmação do operador e execução da soldagem.

Uma vez configurado, a mesma peça pode ser reiniciada de forma mais simples.

Para a mesma peça, após os alvos e parâmetros de soldagem terem sido definidos uma vez, as configurações existentes podem ser reutilizadas. Se o posicionamento da peça estiver dentro de uma faixa aceitável, a produção pode começar sem repetir toda a configuração inicial. O desvio aceitável e as condições são confirmados por peça e por configuração do equipamento.

O que o sistema faz

Reconhecimento da peça real, extração de cordões candidatos, geração automática do programa do robô e da trajetória de movimento, localização de início/fim e rastreamento de arco quando necessário

O que o operador faz

Selecionar e confirmar as juntas necessárias, definir parâmetros de soldagem e qualquer ordem de soldagem requerida, verificar interferências em simulação e confirmar o conteúdo antes da execução

Um modelo 3D não é obrigatório

A soldagem robótica de vigas H suporta tanto o uso de um modelo 3D existente quanto a geração de um modelo a partir de um escaneamento 3D da peça real. Mesmo quando um modelo 3D está disponível, o operador ainda define e confirma os alvos e parâmetros de soldagem. Em outras classes de tecnologia, as informações do modelo podem ser úteis.

Perguntas frequentes

Teachless descreve métodos que reduzem a dependência do ensino convencional ponto a ponto, reconhecendo a peça real e gerando trajetórias. Não é uma categoria de produto autônoma. Na Automação de Soldagem Robótica de Alta Variedade da AGR, abordagens teachless / sem modelo são usadas em conjunto com modelo mais visão e controle adaptativo, dependendo do projeto.

Convencionalmente, um operador utiliza um teach pendant para programar pontos de início, pontos finais, pontos de retorno, orientação da tocha, prevenção de colisão e coordenação do posicionador ponto a ponto. Quando a peça muda, os programas frequentemente precisam ser refeitos. Abordagens de alta variedade combinam sensoriamento 3D, reconhecimento de peça, extração de candidatos de solda, planejamento de trajetória e correção de posição. A aplicabilidade ainda depende das condições da peça.

Na produção de alta variedade, baixo volume ou peças únicas, o esforço de programação (ensino) se acumula a cada mudança de peça. Partir do re-sensoriamento da peça real e construir a trajetória ajuda a reduzir a dependência do ensino de pontos do robô e pode facilitar o setup de troca. Para repetição em alto volume da mesma peça, uma célula convencional com ensino ainda pode ser a escolha mais prática.

Sim. A soldagem robótica de viga H é uma aplicação madura em destaque. A mesma abordagem pode ser aplicada a estruturas de aço para edificações, pontes e estruturas metálicas, subconjuntos navais, anteparas de chanfro profundo, equipamentos ambientais, flanges, peças circulares, perfis longos e trabalhos similares. Peças ferroviárias e vasos de pressão têm exemplos de aplicação de projetos colaborativos. A adequação ainda depende da confirmação das condições da peça.

Não. As abordagens Teachless / sem modelo partem da detecção da peça real e reduzem a dependência de ensino manual por peça. Quando as informações do modelo são úteis — por exemplo, em geometrias complexas — utiliza-se uma abordagem de modelo + visão. O CAD nem sempre é necessário. Para viga H, tanto modelos 3D existentes quanto escaneamentos 3D da peça real são suportados.

Não. Em viga H, após o escaneamento e o reconhecimento, o sistema exibe as juntas de solda candidatas. O operador seleciona e confirma os alvos, depois define os parâmetros de soldagem e qualquer sequência de soldagem necessária. A partir dessa entrada, o sistema gera o programa do robô e a trajetória de movimento e verifica a interferência em simulação. O operador então confirma o resultado e inicia o ciclo de soldagem. Outras classes de tecnologia utilizam etapas de confirmação diferentes conforme o projeto.

Uma célula de soldagem robótica é um equipamento construído como um pacote único — dispositivos de fixação, posicionadores e sensoriamento — em torno de uma família de peças definida. A Automação de Soldagem Robótica de Alto Mix concentra-se em recapturar os alvos de solda por meio de reconhecimento e geração de trajetória quando a forma ou o mix de peças muda. A soldagem robótica de vigas H é uma aplicação destacada dessa abordagem.

Sim. Quando o trabalho é uma família de peças estável, com geometria consistente e programas que raramente mudam, uma célula de solda costuma ser mais simples e mais prática. O Teachless não é superior para todo trabalho de soldagem.

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O suporte continua após a instalação.

A AGR fornece suporte técnico remoto e presencial para os sistemas entregues, incluindo instalação e comissionamento, treinamento de operadores, configuração do sistema, solução de problemas, suporte de manutenção e ramp-up de produção. O escopo do serviço é coordenado de acordo com a configuração do sistema, região de entrega, requisitos do projeto e acordo de serviço estabelecido.

Serviço técnico global

Suporte de engenharia e coordenação técnica para sistemas AGR entregues.

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Escritório de Representação no Canadá

Toronto, Ontário, Canadá — comunicação regional e coordenação de serviços para a América do Norte.

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Escritório na Dinamarca

Incuba Navitas, Inge Lehmanns Gade 10, 6º andar, DK-8000, Aarhus C, Dinamarca — comunicação regional e coordenação de serviços para a Europa.

+45 5376 5172
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Disponibilidade regional de peças: Consumíveis comuns e peças de reposição selecionadas podem ser estocados regionalmente com base nos sistemas instalados e nos requisitos de serviço, para reduzir o prazo de entrega de peças e apoiar uma resposta mais rápida de manutenção.

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