O fato da solda por pontos estar ficando, cada vez mais rápida e mais segura, é ilustrado pela solução específica do cliente instalada na Volvo, na Suécia. Os ingredientes para esta fórmula especial sueca são a tecnologia do atuador elétrico e os sistemas de visão da Festo, em conjunto com a plataforma de automação CPX. Isso significa mais segurança na produção de componentes em chapa metálica para a carroçaria Volvo e mais segurança para os operadores das instalações.
Escondida na pitoresca paisagem entre lagos e florestas, está a cidade sueca de Olofström, a cerca de duas horas do centro de tráfego aéreo internacional de Copenhagen. Aqui, longe dos centros industriais de Estocolmo, Gotemburgo e Malmö, fica a oficina de carroçaria mais importante do Grupo Volvo, uma fábrica baseada na tradição. Nos séculos XVIII e XIX, a fábrica - na época ainda sem o nome Volvo - produzia principalmente ferro forjado e produtos semiacabados, como tubos de aço e placas de ferro. Já em 1927, a fábrica de Olofström produzia peças para carroçaria para todos os modelos da Volvo.
Atualmente, cinco comboios com 280 recipientes repletos de peças de carroçaria saem diariamente de Olofström para as fábricas da Volvo, em Gotemburgo e Ghent, na Bélgica, onde são montadas em carroçarias completas. Isso corresponde a 50 milhões de componentes de carroçaria anualmente.
"A maior parte do que vê em um Volvo vem de Olofström", explica Leif Winberg, engenheiro para instalações responsável pela solda de resistência na fábrica de Olofström, da Volvo. Isso inclui componentes de suporte de cargas, como as colunas A, B e C, o reforço de para-choques, os membros frontais, os feixes de impacto laterais, os transversais, o teto em arco e a barra de teto, em conjunto com as portas e as molduras. Todos estes componentes são produzidos em diferentes versões para os diversos modelos Volvo, que variam do Compact V40 ao S60 Saloons e o Large SUV, o XC90.
O elemento principal na produção de carroçaria é a solda de resistência, porque os componentes das chapas metálicas corretamente soldados desempenham um papel fundamental na segurança passiva de um veículo. No processo de solda, há um grande potencial para o aumento da produtividade na fresagem de eletrodos. Os eletrodos da pinça de solda se tornam cada vez mais redondos, por serem muito utilizados e precisarem ser fresados após cerca 150 pontos de solda para garantir com que a solda por pontos seja precisa. "A fresagem de eletrodos funciona com o mesmo princípio de afiar um lápis sem ponta," explica o especialista em solda Winberg.
Para sistemas de pinças de solda estáticas
Um braço articulado rápido e preciso, que leva o dispositivo de fresagem de eletrodos, o chamado Tip Dresser, para os eletrodos após 150 pontos de solda terem sido concluídos.
"Nos últimos anos, encontramos soluções, que nos permitiram diminuir os tempos de ciclo para a fresagem de eletrodos pela metade," continuou Winberg. "Também há um ganho na segurança, porque os operadores das instalações não precisam introduzir as células robóticas após a fresagem para ajustar os eletrodos na posição correta para a solda por pontos," acrescenta Leif Lindahl, Gestor de Desenvolvimento Comercial Automóvel da FESTO Suécia.
Para as pinças de solda estáticas, a Festo desenvolveu um braço articulado personalizado exatamente de acordo com as especificações da Volvo e da ABB, que leva o dispositivo de fresagem de eletrodos, o Tip Dresser, para os eletrodos depois de 150 soldas por pontos terem sido concluídas. O braço articulado é posicionado com precisão pelo atuador elétrico DNCE, da Festo. Graças a posições livremente programáveis, esses cilindros elétricos são flexíveis em movimento e possui aceleração suave. O pacote completo integral pronto para ser instalado, fornecido pela Festo, inclui o motor de passo EMMS e o controlador do motor CMMS. Os controladores do motor são integrados em segurança no painel de comando, com a plataforma de automação CPX. O CPX se comunica com os controladores do motor e com o sistema de controle mestre, para a instalação do robô por PROFINET.
O Tip Dresser móvel não necessário para as pinças de solda nos robôs com braços articulados da ABB. Esses robôs podem inserir os eletrodos no dispositivo de fresagem de eletrodos após 150 soldas por pontos. Essa liberdade de movimentos das pinças de solda abre novos horizontes. Na primeira fase, o robô de braço articulado leva a pinça de solda para o Tip Dresser. Então, os eletrodos são fresados. Na próxima etapa, o robô balança os eletrodos diante da lente do sistema de visão SBO... - Q da Festo. "O sistema produz uma imagem que fornece todos os dados necessários ao sistema robótico, para posicionar os eletrodos corretamente e soldar os seguintes componentes da chapa de metal," diz Winberg. “O sistema de visão também é de fácil integração e comissionamento, por meio da parametrização." O sistema não só inclui o sistema de visão para a aquisição de dados da imagem, mas também uma unidade completa de avaliação eletrônica e as interfaces (Ethernet/CAN) requeridas para a comunicação, com os controladores de CLP principais. O próprio sistema de visão é alojado em um corpo que não é maior do que uma embalagem de leite de um litro.
O Tip Dresser para robô de braço articulado
À direita, os dois orifícios para a fresagem de eletrodos e à esquerda o corpo compacto com sistema de câmaras, que fornece os dados para o reposicionamento dos eletrodos.
Em uma fração de segundo, a imagem do sistema de visão dá a informação sobre o alinhamento da superfície de contato, o comprimento, o ângulo do eletrodo e o ponto inicial da chapa metálica. O sistema de visão envia essas informações para o controlador, que ajusta o robô para as seguintes soldas por pontos.
"Isso nos permitiu reduzir os tempos de ciclo para a fresagem de eletrodos de 35 segundos para 9 segundos," diz Winberg, com entusiasmo sobre o novo sistema. "Isso significa que podemos alcançar quase o mesmo tempo de ciclo de uma mesa de indexação giratória de usinagem, que é de seis segundos." Considerando que existem 300 robôs de solda instalados em Olofström, isso representa um marco adicional em tempos de ciclo mais curtos e maior produtividade.
Mais rápidos e seguros
A Volvo está constantemente melhorando os processos de solda.
Olofström, Suécia
Área de atividade: construção de veículos
Vasteras, Suécia
Áreas principais de atuação: tecnologia energética, automação de fábrica e de processos