Posizionatori per saldatura: conosci queste cose di base?

Sai perché, ancora prima del robot, i posizionatori per saldatura sono stati davvero una bella invenzione?

Tu che ti occupi di saldatura, sai bene che qualcuno o qualcosa si deve incaricare di trattenere e presentare i pezzi al saldatore. Che si tratti di saldatura manuale o saldatura robotizzata, poco importa. Ruotare il pezzo in modo facile e in sicurezza e raggiungere anche i lati oscuri… Per stare comodi e tirare dei bei cordoni…

Va bene che oggi le saldature si fanno anche in salita e in discesa. Ma in generale, per fare bene la saldatura, è meglio che sia eseguita in orizzontale. E il posizionatore può rivelarsi molto utile anche per questo fine.

Mantenere i pezzi da saldare in posizione relativa fra loro, ma non solo, è parte del nostro lavoro quotidiano di progettisti e costruttori di maschere di saldatura. E quando progettiamo le maschere di saldatura ci troviamo a dover fare i conti con i limiti e le possibilità che il posizionatore offre. Sia in termini di gradi di libertà che di portata.

Il posizionatore ha il compito di fare ruotare o traslare tutto quanto, per agevolare le operazioni di saldatura. A volte si rende necessario progettare delle maschere attive, per aggiungere gradi di libertà a quelli del posizionatore esistente.

Cosa bisogna sapere sui posizionatori di saldatura?

Primo, avere un’idea delle tipologie esistenti. E sono davvero tante:

Poi, sapere quale caratteristica verificare per fare una scelta corretta:

  • Le portate (carico e coppie);
  • Volume utile (rotabile, dimensioni).

Tipologia dei posizionatori per saldatura

Con questa lista voglio solo elencare le tipologie più diffuse di posizionatori per saldatura.

I posizionatori possono essere classificati in base al numero di assi, ovvero ai gradi di libertà (movimento) che possono avere. Naturalmente gli assi possono essere rotanti o traslanti.

Non consideriamo i posizionatori ad assi traslanti, perché non sono molto usati in saldatura. Quando è necessaria, solitamente la traslazione viene assegnata direttamente al robot, montandolo su una slitta.

Ho disegnato alcuni schemi di posizionatore giusto per rendere l’idea. In alcune figure vedi una freccia con due punte: rappresenta un asse di rotazione. Se metti il pollice in direzione della freccia, le altre dita ti indicano come avviene la rotazione.

Posizionatori a un asse

L’immagine qui sotto è schematica ma rende l’idea. Un disco motorizzato, dotato di tanti fori da utilizzare per fissare direttamente il pezzo in lavorazione o per montare la maschera di saldatura.

Naturalmente, permettono la rotazione del pezzo, per poter raggiungere anche i punti che sarebbero nascosti o sotto-testa.

Posizionatori per saldatura a un asse

 

Il più semplice è la tavola rotante ad asse verticale (1), molto banale.

Con asse orizzontale ne esistono almeno due versioni.

Indipendente (2), costituito da un semplice basamento e un disco rotante. Usato per saldare pezzi corti nella direzione dell’asse. Questi posizionatori possono essere anche molto grandi e di gran portata.

Nel caso di pezzi lunghi, si utilizza un supporto folle ausiliario (3). La distanza fra i supporti può essere regolata al bisogno.

Posizionatori a due assi

Ho disegnato qui sotto la rappresentazione delle tipologie più comuni di posizionatori per saldatura. Naturalmente possono variare in forma e dimensioni. Oltre che per la forma costruttiva, si differenziano per la posizione del punto di intersezione degli assi:

  • Gli assi si intersecano sotto il piattello porta pezzo (1) e (3);
  • In questo caso gli assi si intersecano sopra il piattello (2) e (5);
  • Con questa geometria, gli assi si intersecano fra i piattelli (4).

Posizionatori per saldatura a due assi 1 - 2 - 3

Con la forma (1) si può costruire una struttura molto robusta, usata soprattutto per carichi elevati. La rotazione della tavola è continua mentre l’inclinazione di solito è intorno ai 120°. Quando il disco è in verticale, la struttura si trova dietro il piatto stesso.

Nello schema (3), che è simile al (1), il posizionatore è solitamente più piccolo e porta carichi inferiori. La ripetibilità della posa è molto precisa potendo essere usato in interpolazione con il braccio robot. L’inclinazione solitamente è ±90°. Esiste anche nella versione con due supporti dell’asse di inclinazione.

Posizionatori di saldatura a due assi 4 - 5

La forma (2) e la forma (5) permettono di avere il baricentro del pezzo in lavorazione molto vicino all’asse di inclinazione. La forma (5) è solitamente usata quando il pezzo è pesante ed è necessario avere un supporto per evitare flessioni eccessive della mensola (2) o il ribaltamento.

La costruzione (4) in realtà è la stessa (2) con posizione di default a 90° e contropunta. È molto utile per pezzi lunghi e saldature complesse.

Mi sembra che con due assi abbiamo coperto quasi tutti i casi di orientamento.

A tre assi o più assi

A cosa serve il terzo asse?

Fondamentalmente l’asse aggiunto serve per lo scambio di posizione in isola robotizzata, per ottimizzare i tempi di lavorazione. Da un lato abbiamo il robot che salda, dall’altro l’operatore (o un altro robot) che monta in maschera i pezzi da saldare.

In pratica, si prende un posizionatore a un asse e invece di montare il pezzo da saldare, si installano altri due posizionatori.

Ecco alcuni esempi fra i più diffusi posizionatori per saldatura a più di due assi. Ma le combinazioni possono essere davvero molte. Guardando le figure qui sotto immagina che in A vi sia l’operatore e i B il robot saldatore.

Posizionatori di saldatura a tre o più assi

Il primo (1) è un doppio tornio con scambio a ruota panoramica (Ferris wheel). Le lo scambio avviene facendo ruotare tutto il gruppo attorno a un asse orizzontale. Questa tipologia è utile quando la distanza fra i piattelli è molto grande rispetto all’ingombro trasversale del pezzo in lavorazione. Facendo lo scambio in questo modo si risparmiano spazio e tempo.

Il secondo (2) è il classico doppio tornio con scambio ad asse verticale.

Il terzo (3) ha addirittura cinque assi. È la combinazione di un asse verticale su cui sono installati due roto-basculanti a L. Ho visto da un cliente un’ingegnosa combinazione di questo tipo di posizionatore con il robot di saldatura montato al centro.

Molti produttori di robot sono anche costruttori di posizionatori. Fra questi ce n’è uno che mi piace particolarmente per la qualità dei prodotti e per la gamma di combinazioni.


Non credevo di dilungarmi così. Meglio rinviare il resto a una seconda e forse terza parte.

Stai decidendo per un posizionatore o un’isola robotizzata?

Se vuoi qualche spunto da un progettista di maschere di saldatura, potremmo fornirti qualche suggerimento utile.

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A presto!