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A tarefa: soldadura por pontos

A principal função da carroçaria de um automóvel é a proteção dos ocupantes. Para garantir essa proteção, a carroçaria deve ser rígida à torção e poder suportar os restantes componentes montados.

Uma carroçaria segura e estável é garantida por inúmeros pontos de soldadura na carroçaria, nas portas, no capô, etc. Cada componente contribui para a rigidez do veículo e, consequentemente, para a proteção dos ocupantes. Estas ligações por soldadura por pontos são hoje fabricadas de forma totalmente automatizada, com precisão e qualidade constantes.

É precisamente aqui que entram em ação servofuso são utilizados. Eles garantem uma geração uniforme de força por parte da pinça de soldadura. Para que um ponto de soldadura cumpra as exigências de qualidade, os elétrodos de soldadura têm de comprimir o material a soldar de forma constante, com uma força definida, em cada processo de soldadura e manter essa força durante todo o processo. A precisão de repetição, a segurança do processo e a durabilidade são, neste contexto, critérios de qualidade tão essenciais para o acionamento da pinça de soldadura utilizado como os pontos de soldadura bem executados, sem danificar as superfícies circundantes; ou seja, não se produzem salpicos de soldadura quando a funcionalidade de uma aplicação com pinça de soldadura é ótima.

A solução técnica

A conceção mecânica dos nossos servo-fusos é variável, consoante pinças em X ou em C para encaixar exatamente no respetivo desenho da pistola de soldadura.

O design dos servo-fusos depende de:

Outras caraterísticas dos servo-fusos:

Opções opcionais para feedback do motor, configuração das ligações e sensores de temperatura permitem a operação «plug-and-play» nos sistemas de controlo líderes de mercado para robôs de soldadura.

Existem duas variantes para a integração de servofusos:

  • Como 7.º eixo no sistema de controlo do robô: Neste caso, o movimento do robô (6 eixos) e a abertura/fecho da pinça de soldadura (7.º eixo) são controlados pelo sistema de controlo do robô, por exemplo, KUKA, ABB ou Fanuc. A corrente de soldadura é regulada através do sistema de controlo de soldadura adicional necessário.
  • Com o controlador de soldadura PRC7300 ou PRC7400 da Bosch Rexroth: O controlador do robô controla os seis eixos do robô. A corrente de soldadura e o controle do servofuso são coordenados e regulados pelo PRC7300 ou PRC7400, respetivamente.
Critérios de conceção/seleção Convencional Padrão de mercado Preparado para o futuro
  Cilindros pneumáticos Engrenagem de rosca planetária com lubrificação por graxa Soluções da SEW-EURODRIVE Parafuso de esfera com lubrificação patenteada em banho de óleo
vida útil Depende da manutenção Depende da relubrificação Vitalícia
Velocidade Até 3 m/s Até 1,5 m/s Até 0,75 m/s
Espaço necessário e peso Reduzido Médio Médio
Nível de ruído Elevado Médio Baixo
Eficiência energética 7 – 10 % 1 60 – 80 % 2 86 - 92 %
Precisão da força Baixa É necessário um sensor de força +/- 150 N
precisão de posicionamento Média Elevada Elevada
manutenção Manutenção regular das vedações a cada 1,2 milhões de ciclos Lubrificação regular a cada 2 milhões de ciclos Sem necessidade de manutenção ao longo da vida útil
Capacidade de controlo durante o processo (velocidade, força, comportamento de arranque) Sem controlo de velocidade Controlabilidade média, efeito «slip-stick» no início do curso Controlabilidade simples e precisa
Impacto ambiental Eficiência muito baixa1 Maior necessidade de lubrificante, baixa eficiência O óleo usado só é gerado no final da vida útil, eficiência muito elevada
Estabilidade característica ao longo da vida útil, em caso de variações de temperatura, etc. Risco de fuga no sistema de ar comprimido, velocidade dependente do ar comprimido Estabilidade muito boa, independente da temperatura Excelente estabilidade, independente da temperatura
Equipamentos adicionais necessários Alimentação de ar comprimido, redutores de pressão, sensores, controlo pneumático Cabo para feedback do motor e alimentação de energia, servocontrolador, ferramentas de lubrificação local Cabos para feedback do motor e alimentação elétrica, conversores de servos
Qualidade do ponto de soldadura Precisão de repetição, posicionamento e controlo de força dependentes de fugas de ar; a construção permite um controlo menos preciso Elevada precisão de repetição, posicionamento e controlo de força Elevada precisão de repetição, posicionamento e controlo de força
Fiabilidade do sistema global Cerca de 11 milhões de ciclos com inspeção e retentor regulares 15 milhões de ciclos com substituição do lubrificante após 7,5 milhões de ciclos 20 milhões de ciclos  

1 requer tratamento do ar comprimido; valor de eficiência inclui várias compressões / 2 dependente da temperatura e da relubrificação

Servofuso
Tamanho
Curso Máxima
Velocidade de avanço
Força máxima de avanço Impulso de alimentação contínuo
Impulso de alimentação
Peso
mm m/s kN kN kg
(com comprimento de curso de 160 mm)
50 70 - 600 0,75 2,65 - 8 0,6 - 3,2 5,8 - 13,6
63 60 - 600 0,45 10 2,4 - 5,2 8,8 - 18,6
71 100 - 1 200 0,45 18 - 24 6,2 - 12 21,6 - 48,7
Dimensões - Versão com eixos paralelos
servofuso A B H Y L
50
Comprimentos S/M/L
73 217 70 / 100 / 150 / 200 / 300 / 400 / 600 221,5 / 251,5 / 301,5 / 351,5 / 451,5 / 581,5 / 781,5 Comprimento S: 174,5

Comprimento M: 223,5

Comprimento L: 262,5
63
Comprimentos S/M/L
88 245,5 60 / 100 / 160 / 180 / 200 / 400 / 600 235,5 / 275,5 / 335,5 / 355,5 / 375,5 / 607,5 / 807,5 Comprimento S:
252,8

Comprimento M:
302,8

Comprimento L:
352,8
71
Comprimentos S/M/L
115 295 100 / 160 / 200 / 400 / 600 / 800 / 1000 / 1200 326 / 386 / 426 / 686 / 886 / 1146 / 1346 / 1546 Comprimento S:
229

Comprimento M:
254

Comprimento L:
304

Todas as medidas em mm

Dimensões - Versão com eixos em série
servofuso A B H Y L
Tamanho 50
Comprimentos S/M/L
73 120,7 70 / 100 / 150 / 200 / 300 / 400 /
600
221,5 / 251,5 / 301,5 / 351,5 / 451,5 / 581,5 / 781,5 Comprimento S: 156,4

Comprimento M: 195,4

Comprimento L: 234,4
Tamanho 63
Comprimentos S/M
88 245,5 60 / 100 / 160 / 180 / 200 / 400 / 600 235,5 / 275,5 / 335,5 / 355,5 / 375,5 / 607,5 / 807,5 Comprimento S:
163,7

Comprimento M:
214,2
Tamanho 71
Comprimentos S/M/L
115 295 100 / 160 / 200 / 400 / 600 / 800 / 1000 / 1200 326 / 386
/ 426 / 686 / 886 /
1146 / 1346 / 1546
Comprimento S:
211

Comprimento M:
236

Comprimento L:
286

Todas as medidas em mm