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Mar 20, 2023

I robot automatizzano la saldatura di parti in alluminio

A FANUC R-2000iD positions an inverter case for welding by a FANUC ARC Mate

Un FANUC R-2000iD posiziona una custodia dell'inverter per la saldatura con un FANUC ARC Mate 100iD. Foto gentilmente concessa da Fronius Saldatura perfetta

Ogni alloggiamento dell'inverter è sottoposto a un test di tenuta al calo di pressione. Foto gentilmente concessa da Fronius Saldatura perfetta

L'inverter Tauro è dotato di un alloggiamento in alluminio a doppia parete, raffreddato attivamente, che lo rende ideale per l'uso all'aperto. Foto gentilmente concessa da Fronius Saldatura perfetta

Gli ingegneri di Fronius Solar programmano e simulano offline tutti i movimenti del robot e le sequenze di saldatura con il software Digital Twin Fronius Pathfinder. Foto gentilmente concessa da Fronius Saldatura perfetta

Un carrello di setup si dirige verso la cella di saldatura robotizzata. Foto gentilmente concessa da Fronius Saldatura perfetta

Un chip RFID comunica alla cella di saldatura quale pezzo viene saldato. Foto gentilmente concessa da Fronius Saldatura perfetta

Il cuore e il cervello di ogni sistema fotovoltaico (PV) è l'inverter, che converte la corrente continua generata dai pannelli solari in corrente alternata che può essere utilizzata in un'abitazione o in un'azienda. L'inverter inoltre ottimizza il rendimento, controlla i flussi energetici e verifica il funzionamento dell'impianto fotovoltaico.

Uno dei produttori leader di inverter per impianti fotovoltaici è Fronius Solar Energy con sede a Wels, in Austria. Fronius Solar Energy, una divisione di Fronius International GmbH, ha introdotto nel 1994 il suo primo inverter, il Sunrise, e da allora è leader di mercato.

Il suo ultimo inverter, il Tauro, ha un alloggiamento in alluminio a doppia parete, raffreddato attivamente, che lo rende ideale per l'uso all'aperto. Per resistere agli elementi, l'inverter è sigillato secondo lo standard di protezione di ingresso IP65. Il rispetto di tale standard dipende, in parte, dalla capacità dell'azienda di creare giunzioni saldate di alta qualità.

"A causa dei diversi spessori delle lamiere, le sfide legate alla saldatura dell'involucro in alluminio erano enormi", spiega Jasmin Gross, responsabile marketing prodotto di Fronius Solar Energy.

Per fortuna Fronius Solar Energy non ha dovuto cercare aiuto lontano. La saldatura è la specialità di un'altra divisione di Fronius International, Fronius Perfect Welding.

L'inverter viene prodotto nello stabilimento di assemblaggio di Fronius Solar Energy nella vicina Sattledt, in Austria. L'alloggiamento e le porte a battente vengono saldati in una cella di saldatura robotizzata all'avanguardia, sviluppata appositamente per questo lavoro.

"Programmiamo e simuliamo offline tutti i movimenti del robot e le sequenze di saldatura con il software Digital Twin Fronius Pathfinder", spiega Anton Leithenmair, responsabile dell'automazione della saldatura presso Fronius Solar. "Questo ci permette di riconoscere in anticipo eventuali contorni di interferenza. Lo stesso vale per i limiti degli assi e le posizioni della torcia. Anche in questo caso possiamo intervenire in anticipo, senza dover attendere i primi campioni di saldatura.

"Non appena le sequenze di saldatura sono state programmate, Pathfinder trasferisce i dati al post-processore, dove vengono tradotti nel linguaggio del robot FANUC. Ciò ci consente di risparmiare tempo e costi preziosi. La programmazione offline accorcia il processo di apprendimento del robot nella cella di saldatura per diverse ore."

Prima dell'inizio della produzione, gli ordini per la Tauro vengono creati in un sistema di pianificazione delle risorse aziendali. Questi dati costituiscono la base per la pianificazione delle risorse materiali. Qui vengono generati tutti gli ordini di produzione per alloggiamenti e porte a battente. Successivamente, ad ogni ordine viene assegnata una data di produzione. La pianificazione dettagliata che segue viene effettuata dal sistema di esecuzione della produzione. Ogni ordine viene pianificato minuto per minuto, assegnato a un corridoio ordini libero e quindi elencato.

A causa dei diversi spessori delle lamiere, la saldatura dell'alloggiamento dell'inverter a doppia parete ha rappresentato fin dall'inizio una sfida particolare. "Prima di unire i singoli elementi in lamiera secondo le norme nella cella di saldatura robotizzata, questi vengono pre-fissati manualmente. Per questo utilizziamo il processo di saldatura MAG [metal active gas]. Anche in questa fase è necessario un lavoro preciso," afferma Christian Kraus, responsabile del gruppo produzione lamiere presso Fronius Solar.

Una volta completata la puntatura e inserita nel terminale del sistema, i controlli del sistema centrale avviano la fase successiva: la saldatura robotizzata. L'alloggiamento viene ora posizionato sul carrello di montaggio, bloccato e spostato nella serratura. Dopo la conferma, il sistema avvia il lavoro successivo e sul dispositivo di serraggio viene selezionato il programma del robot responsabile del posizionamento e della saldatura tramite un chip di identificazione a radiofrequenza (RFID).