O fato da soldadura por pontos estar a ficar cada vez mais rápida e mais segura é ilustrado pela solução específica do cliente instalada na Volvo na Suécia. Os ingredientes para esta fórmula sueca especial são a tecnologia do atuador elétrico e os sistemas de visão da Festo, em conjunto com a plataforma de automatização CPX. Isto significa mais segurança na produção de componentes em chapa metálica para a carroçaria Volvo, e mais segurança para os operários das instalações.
Escondida na pitoresca paisagem entre lagos e cercada por florestas, está a cidade sueca de Olofström, a cerca de duas horas do centro de tráfego aéreo internacional de Copenhaga. 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 semi-acabados, como tubos de aço e placas de ferro. Desde 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. Isto 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 soldadura de resistência na fábrica de Olofström da Volvo. Isto 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 feixes transversais e o teto em arco e a barra de tejadilho, em conjunto com as portas e os caixilhos. Todos estes componentes são produzidos em diferentes versões para os vários 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 soldadura de resistência, porque os componentes das chapas metálicas corretamente soldados têm um papel fundamental na segurança passiva de um veículo. No processo de soldadura, há um grande potencial para o aumento da produtividade na fresagem de eletrodos. Os eletrodos da pinça de solda tornam-se cada vez mais redondos, por serem usados e terem de ser fresados após cerca 150 pontos de soldadura para garantir que a soldadura por pontos é precisa. "A fresagem de eletrodos funciona com o mesmo princípio de afiar um lápis sem ponta," explica o especialista em soldadura Winberg.
"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 operários das instalações não têm de introduzir as células robóticas após a fresagem para ajustar os eletrodos na posição correta para a soldadura por pontos," acrescenta Leif Lindahl, Gestor de Desenvolvimento Comercial Automóvel da FESTO Suécia.
Para as pinças de soldar 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 soldaduras por pontos terem sido concluídas. O braço articulado é posicionado com precisão pelo atuador elétrico DNCE da Festo. Graças a posições livremente programáveis, estes cilindros elétricos são flexíveis em termos de movimento e com aceleração suave. O pacote completo integral pronto a instalar fornecido pela Festo inclui o motor de passo EMMS e o controlador do motor CMMS. Os controladores do motor são integrados em segurança no quadro de comando com a plataforma de automatização CPX. O CPX comunica com os controladores do motor e com o sistema de controlo mestre para a instalação do robô através do PROFINET.
Tip Dresser móvel não necessário para as pinças de soldar nos robôs com braços articulados da ABB. Estes robôs podem inserir os eletrodos no dispositivo de fresagem de eletrodos após 150 soldaduras por pontos. Esta liberdade de movimentos das pinças de soldar abre completamente novos horizontes. Na primeira fase, o robô de braço articulado leva a pinça de soldar 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 para 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 sensores para a aquisição de dados da imagem, mas também uma unidade completa de avaliação eletrónica e as interfaces (Ethernet/CAN) requeridas para a comunicação com os controladores de circuito alugado principais. O próprio sistema de visão é alojado num corpo que não é superior a um pacote de leite de um litro.
Numa fração de segundo, a imagem do sistema de visão dá a informação sobre o alinhamento da superfície de contacto, sobre o comprimento e o ângulo do eletrodo e o ponto inicial da chapa metálica. O sistema de visão envia estas informações para o controlador do robô, que ajusta o robô para as seguintes soldaduras por pontos.
"Isto permitiu-nos reduzir os tempos de ciclo para a fresagem de eletrodos de 35 segundos para 9 segundos," diz Winberg com entusiasmo sobre o sistema novo. "O que 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 soldadura instalados em Olofström, isto marca um marco adicional na procura por tempos de ciclo mais curtos e maior produtividade.
Olofström, Suécia
Área de atividade: construção de veículos
Vasteras, Suécia
Áreas principais de atuação: tecnologia energética, automatização de fábrica e de processos