SALDATURA AUTOMATICA VS SALDATURA MANUALE: Confronto tra i tempi di produzione nella lavorazione dell’acciaio

Quanto tempo si può effettivamente risparmiare con la saldatura robotizzata? Per rispondere a questa domanda, abbiamo confrontato una serie di comuni assemblaggi di lavorazione dell’acciaio realizzati manualmente e con il Voortman Fabricator. Il Fabricator è una macchina automatica per il montaggio e la saldatura destinata alle aziende di lavorazione dell’acciaio.

Informazioni su questo confronto

Gli ingegneri di Voortman hanno confrontato il tempo di ciclo della macchina con il tempo necessario per realizzare manualmente i gruppi. Per il tempo di ciclo della macchina è stato utilizzato il software LogicSteel CADCAM. Il punto chiave è che gli ingegneri hanno incluso l’intero processo di officina in questo confronto. Non solo l’assemblaggio e la saldatura, ma anche tutte le fasi correlate. Inoltre, tutti i gruppi sono basati sulla saldatura a singolo strato.

In questo articolo:

• Esempio di assemblaggio 1 >>
• Esempio di assemblaggio 2 >>
• Esempio di assemblaggio 3 >>
• Perché la saldatura robotizzata è più veloce? >>
• Quando la saldatura robotizzata non è efficiente? >>
• Vantaggi della saldatura automatica nella lavorazione dell’acciaio >>

Esempio di assemblaggio 1:

Parte principale: HEA260 | Parti secondarie: 26 | Peso: 608 kg (1340 lb)

• Saldatura robotizzata - tempo totale di lavorazione: 3:36:30
• Saldatura manuale - tempo totale di fabbricazione: 11:13:00
  

Conclusione: Per questo assemblaggio, il tempo totale di fabbricazione del Fabricator è del 68% più veloce rispetto alla lavorazione interamente manuale.

In questo esempio è stata valutata una trave complessa HEA260 composta da 26 sottoparti. Il Fabricator è stato in grado di assemblare e saldare automaticamente 25 di questi componenti, per una lunghezza totale di saldatura automatica pari a circa 20 m (65 ft). Un componente ha richiesto la saldatura manuale (≈ 19 cm / 7 in), poiché alcuni elementi non possono essere lavorati dal robot. (Ad esempio, quando le parti secondarie superano il limite dimensionale o non sono a contatto diretto con l’elemento principale.)

L’unico elemento specifico che ha richiesto la saldatura manuale è il rinforzo all’interno del profilo a I nella parte superiore. A causa della sua geometria e posizione, non può essere lavorata direttamente dal robot di saldatura nell’attuale sequenza di assemblaggio. Tuttavia, se questa piccola lamiera fosse preassemblata, questa parte combinata potrebbe quindi essere completamente saldata utilizzando il Fabricator.

Il tempo necessario per completare manualmente questa parte rimanente è incluso nel tempo totale di fabbricazione di 3 ore e 36 minuti. Al contrario, un processo interamente manuale deve gestire tutte le 26 parti e una lunghezza totale di saldatura di ≈ 22 m (72 ft), il che comporta un tempo di produzione significativamente più lungo.

Questo confronto evidenzia come la saldatura robotizzata riduca significativamente i tempi di produzione, l’intensità di manodopera e la complessità di movimentazione, anche per assemblaggi con un elevato volume di saldatura.

Esempio di assemblaggio 2:

Parte principale: HEA260 | Parti secondarie: 11 | Peso: 523 kg (1154 lb)

• Saldatura robotizzata - tempo totale di fabbricazione: 1:08:18
• Saldatura manuale - tempo totale di fabbricazione: 5:06:00
  

Conclusione: Per questo assemblaggio, il tempo totale di fabbricazione con il Fabricator è più veloce del 78% rispetto alla fabbricazione interamente manuale.

In questo esempio viene valutata una trave HEA260 composta da 11 sottoparti. Il Voortman Fabricator è in grado di assemblare e saldare automaticamente tutte e 11 le parti tramite saldatura robotizzata, ottenendo una lunghezza totale di saldatura automatica pari a 9228 mm ≈ 9 metri (30 piedi) senza alcun intervento manuale. Questo livello di automazione della saldatura porta a un tempo di produzione totale di appena 1 ora e 8 minuti.

Un processo di saldatura completamente manuale per lo stesso assemblaggio, d’altra parte, richiederà più di 5 ore. La differenza sta nella movimentazione e nel posizionamento richiesti durante la fabbricazione manuale. Con un peso della trave di oltre 523 kg (1154 lb) e componenti come la piastra di base a sinistra, caratterizzata da più lamiere più piccole su ciascun lato, il saldatore deve riposizionare e ruotare ripetutamente l’assieme per accedere a tutte le saldature. Ogni riposizionamento richiede la movimentazione con gru e la verifica, aumentando significativamente i tempi di produzione.

Questo esempio evidenzia che l’efficienza della lavorazione dipende dalla massimizzazione del tempo di arco attivo e dalla riduzione al minimo della movimentazione. Più il processo di saldatura è continuo, maggiore è il risparmio di tempo.

Esempio di assemblaggio 3:

HEA500 | Componenti: 7 | Peso: 1231 kg (2714 lb)

• Saldatura robotizzata - tempo totale di produzione: 0:55:24
• Saldatura manuale - tempo totale di fabbricazione: 3:26:00

Conclusione: Per questo assemblaggio, il tempo totale di fabbricazione con il Fabricator è più veloce del 73% rispetto alla lavorazione interamente manuale.

Questo gruppo HEA500 è composto da 7 sottoparti, tutte lavorabili interamente tramite saldatura robotizzata con il Voortman Fabricator. Il sistema assembla e salda automaticamente l’intero gruppo, raggiungendo una lunghezza totale di saldatura di ≈ 68 m (223 ft) senza alcuna necessità di intervento manuale. Grazie a questo livello di automazione della saldatura, l’intero processo viene completato in soli 55 minuti.

Un approccio di saldatura completamente manuale, invece, richiede 3 ore e 26 minuti per lo stesso assemblaggio. Si impiega molto tempo per la movimentazione dei componenti, il posizionamento e le rotazioni dell’assemblaggio. Il confronto tra saldatura automatica e saldatura manuale mostra chiaramente come la saldatura robotizzata snellisca il flusso di lavoro e riduca drasticamente i tempi di produzione, anche per assemblaggi relativamente semplici.

Perché la saldatura robotizzata è più veloce?

In questi esempi la saldatura robotizzata è più veloce principalmente perché l’adattamento e la saldatura sono completamente integrati in un unico processo automatico. Con il Fabricator, i pezzi vengono posizionati, allineati e saldati automaticamente. Non sono necessarie operazioni intermedie di movimentazione, rimisurazione o trasferimento tra le stazioni di lavoro. Ciò elimina una quantità significativa di lavoro manuale e riduce il rischio di errori tra una fase e l’altra.

Inoltre, il sistema conserva le informazioni relative al processo di montaggio e le applica direttamente durante la saldatura. Ciò significa che il robot sa esattamente come è posizionata ogni sottoparte, dove si trovano gli spazi vuoti e quanta saldatura è necessaria. Trasportando queste informazioni durante l’intero processo, si eliminano regolazioni e rimisurazioni superflue, aumentando ulteriormente la velocità e l’uniformità.

È importante sottolineare che questa efficienza non trasferisce la complessità alla fase di preparazione del lavoro. La preparazione del lavoro per il Fabricator può essere completata in pochi minuti, mantenendo l’intero processo snello dall’ufficio all’officina.

Quando la saldatura robotizzata non è efficiente?

Sebbene la saldatura robotizzata offra vantaggi significativi in molte situazioni, non è sempre la scelta più efficiente. La saldatura manuale è più pratica per assemblaggi semplici.

Si prenda ad esempio una serie di profili leggeri con solo una lamiera di testa e una di base. Un saldatore può posizionare e saldare rapidamente i pezzi manualmente in un flusso continuo. La semplicità dell’assemblaggio consente al saldatore di passare in modo efficiente da una trave all’altra, senza la necessità di complesse operazioni di configurazione o riposizionamento. Noi di Voortman consideriamo semplice un assemblaggio composto da meno di quattro sottoparti.

Vantaggi della saldatura automatica per la lavorazione dell’acciaio

Quando la saldatura robotizzata crea assemblaggi con una velocità superiore fino al 78%, l’impatto per un Fabricator va ben oltre il semplice tempo di ciclo. Aumenta direttamente la capacità di produzione senza richiedere manodopera aggiuntiva. Ciò consente di portare a termine un maggior numero di progetti nello stesso lasso di tempo. I tempi di consegna si accorciano e diventano più prevedibili, migliorando l’affidabilità delle consegne ai clienti. Allo stesso tempo, la qualità costante garantita dalla saldatura robotizzata riduce le rilavorazioni e lo spreco di materiale, abbassando i costi complessivi di produzione.

Utilizzando saldatrici automatiche per le attività di saldatura ripetitive, i saldatori qualificati possono concentrarsi su lavori complessi e di alto valore, dove la loro competenza è fondamentale. Il risultato è un’operatività più efficiente in grado di scalare la produzione, rimanere competitiva in termini di prezzo e consegna e rispondere in modo più flessibile alla crescente domanda senza sacrificare la qualità.