Projeto e desenvolvimento de células robotizadas para soldadura e cladding

A utilização de equipamentos robóticos para o processo de soldadura por arco elétrico teve um forte crescimento nas décadas de 80 e 90, altura em que o custo e fiabilidade da tecnologia passou a permitir a integração de robôs em linhas de produção ou em células de fabrico. Depressa cresceram as exigências de uma produção com qualidade repetitiva e facilmente ajustável, e as restrições ao uso de processos manuais ou de tecnologias com pouca flexibilidade. Desde o início do século XXI que a renovação de uma estação de fabrico de peças soldadas para produção em série, especialmente no setor automóvel, parece forçada à integração de robôs industriais, que assim se tornaram símbolos de produtividade. A KAMAZ encontra-se atualmente a renovar alguns dos seus processos de fabrico, incluindo as áreas de soldadura por arco ou cladding. Esta Dissertação aborda o trabalho elaborado, depois de contratualizada com a ABB Rússia a instalação de novas células de fabrico robotizado nesta empresa. Este projeto tem início com o levantamento das necessidades, a verificação do processo existente, e a procura da solução tecnológica que se adapte a essas condições e cumpra os requisitos acordados. São realizadas modelações e simulações off-line em 3D, usando o software RobotStudio da ABB, que permitiram testar cada solução e analisar a sua adequação e viabilidade. Para maior garantia de se obter a qualidade esperada na fusão e deposição do material por processo com arco elétrico revestido a gás, foram realizados testes reais utilizando equipamento robótico em condições baseadas nos testes feitos no ambiente virtual. Por último, são ajustadas as localizações dos postos de trabalho ao layout existente e é feito o balanceamento do tempo de operação manual com o tempo do processo robotizado. Este projeto de Tese termina com a aceitação do cliente para a solução encontrada e para os resultados dos testes reais de ambos os processos.

The use of robotic equipment for the arc welding process had a strong growth in the 80s and 90s, when the cost and reliability of the technology started to allow the integration of robots in production lines or manufacturing cells. Quickly have grown the demands of production with repetitive quality and easy to adjust, and the restrictions on the use of manual processes or technologies with low flexibility. Since the beginning of the twentyfirst century the renewal of a manufacturing station for welded parts in serial production, especially in the automotive sector, seems forced to the integration of industrial robots which became symbols of productivity. KAMAZ is now renewing some of its manufacturing processes, including the areas of arc welding or cladding. This Master Thesis deals with the work done after being contracted with ABB Russia the installation of new robotic manufacturing cells in this company. This project begins with the statement of requirements, verification of the existing process, and the search for the technological solution that suits these conditions and meets agreed requirements. Modelling and offline 3D simulations were performed using the ABB RobotStudio software, which allowed testing each solution and analyze its suitability and viability. For greater assurance of obtaining the expected quality in fusion and deposition of the material on gas shielded arc welding process, real tests were performed using robotic equipment in the conditions based on tests made in the virtual environment. Finally, location of the workstations are adapted to the existing layout, and the manual operation time is balanced with the robotic process time. This Thesis project ends with the customer acceptance for the latest solution and for the results of the real tests performed for both processes.