Il ruolo dell’automazione nella saldatura

Saldature automatizzate anche per piccoli assemblaggi

L’introduzione dei robot o, in linea generale, dell’automazione rappresenta uno dei principali parametri che hanno stimolato la crescita tecnologica nel settore industriale. Nello specifico, la saldatura è un processo già conosciuto nel settore dell’industria tecnologica e non. Esiste però una problematica, relativa all’applicazione della saldatura robotizzata, per saldature piccole e/o locali, pertanto è nata la necessità di progettare dispositivi robotici miniaturizzati capaci di lavorare su QFP a passo 1 mm.

L’automazione della saldatura

In diversi settori applicativi sono state introdotte in rapida successione le lavorazioni robotizzate che hanno stimolato tanto la crescita tecnologica del settore, quanto una nuova domanda di impiego della saldatura robotizzata. L’utilizzo di robot industriali capaci di piazzare componenti, di assemblare e saldare era abbastanza comune, ma l’applicazione per piccole saldature locali era ancora problematica e senza una precisa risposta.
Sono stati sviluppati sistemi robotizzati in grado di soddisfare le specifiche di controllo e precisione richieste per la produzione di quei tempi, ma non esistevano robot configurati con set di istruzioni e canali di I/O dedicati alla saldatura elettronica di elevata precisione.
I produttori di robot hanno cominciato a cooperare allo sviluppo di questa tipologia di automazione utilizzando parti di uso comune senza considerare le specifiche necessità che questo settore poteva comportare.

Per prima cosa è da considerare che questo tipo di saldatura è accompagnata dai fumi prodotti dal flussante che possono entrare nell’encoder inducendo perdite di posizione; inoltre, sono numerose le funzioni che dipendono dai componenti (cablaggio e condotti dell’aria inclusi) inseriti nella testa di saldatura e che possono rivelarsi un’incognita.

Uno per uno questi problemi sono stati risolti e nel 1983 è nato il primo robot di saldatura UNIX-511 Unit 1, un robot multi articolato verticale a 5 assi, che richiama da vicino le movenze delle braccia umane. All’inizio l’idea era che si dovesse riprodurre quanto più possibile i movimenti antropomorfi e questo robot verticale multi articolato è stato scelto appositamente per la sua versatilità. Comparando le capacità di questi primi modelli con quelli attuali, risalta subito quanto queste macchine fossero lente e imprecise.
L’obiettivo minimo posto nello sviluppare il primo modello, perché potesse essere di utilizzo industriale, era quello di poter saldare i pin di un connettore a passo 2,54 mm; era inoltre richiesta una precisione di almeno ±0,5 mm e di una velocità di 300 mm/sec. Specifiche queste ancora molto distanti dalle attuali che danno precisioni dell’ordine di ±0,01-0,02 mm e velocità di decine di volte superiori.
In seguito sono stati introdotti diversi altri tipi di robot come gli Scara o quelli verticali a 4 assi; con ogni nuovo sviluppo sono state perfezionate e ampliate anche le prestazioni dell’automatismo di saldatura e il sistema nel suo complesso è diventato sempre di più user-friendly. Col cambio di direzione dei processi produttivi è stato introdotto il robot modello desktop, particolarmente indicato per essere inserito nel processo produttivo a cella flessibile.

L’introduzione dei robot miniaturizzati

In parallelo alla crescita per varietà, funzionalità, integrazione e miniaturizzazione dei dispositivi elettronici, prestazioni prima inimmaginabili sono via via state incorporate in ogni più piccola realizzazione; i telefoni cellulari sono tra i prodotti più emblematici di questo trend tuttora in corso. Per garantire la qualità dei prodotti è però essenziale anche un progresso nella tecnologia di saldatura.
Sono stati quindi introdotti robot di saldatura capaci di lavorare su QFP a passo 1 mm e poi di seguito le prestazioni hanno riguardato passi decrescenti allo 0,8 mm, 0,65 mm e 0,5 mm; la previsione è che la capacità sia in seguito estesa alla saldatura di passi ultra-fine-pitch (0,4 e 0,3 mm).

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