Projeto metalmecânico: sistema automático de soldagem de baixo custo

Abstract

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um protótipo de automação de baixo custo para soldagem, com o objetivo de construir uma célula de solda cartesiana. O projeto integra um sistema de deslocamento cartesiano, construído a partir de estruturas metálicas e acionado por motor trifásicos, com uma máquina de solda power-wave. O processo de soldagem selecionado para o protótipo é o GMAW, que se destaca pela sua versatilidade e produtividade, permitindo a soldagem em juntas lineares. A monografia detalha as etapas de fabricação do robô, desde a parte metalmecânica que inclui processos de corte, dobra, solda e usinagem. O software de controle foi desenvolvido para gerenciar com precisão a posição e a velocidade do robô, garantindo a qualidade da solda. O principal objetivo deste trabalho é demonstrar a viabilidade de construir uma célula automatizada de soldagem de baixo custo e, ao mesmo tempo, oferecer uma ferramenta didática para o laboratório de soldagem. Acreditamos que o uso deste protótipo possibilita aprimorar conhecimentos tanto em soldagem quanto em automação. Em última análise, a utilização da célula contribui para o aumento do tempo de arco aberto, reduzindo o tempo total de conclusão das juntas soldadas e, consequentemente, o custo final do processo de soldagem.

This work describes the development of a low-cost automation prototype for welding, aiming to build a low-cost automatic welding system with a Cartesian base. The project integrates a Cartesian displacement system, built from metallic structures and driven by AC induction motors controlled by frequency inverters, operating in conjunction with a high-technology power-source. The welding process selected for the prototype is GMAW, which stands out for its versatility and productivity, allowing for the execution of beads in linear joints. The monograph details the manufacturing stages of the system, covering everything from the metalworking part—which includes cutting, bending, welding, and machining processes—to the assembly of the bench and the torch carrier. The control system was developed to precisely manage the position and displacement speed, ensuring weld repeatability and quality. The main objective of this work is to demonstrate the feasibility of building a low-cost automatic welding system while simultaneously offering a didactic tool for the welding laboratory. This approach aims to enhance knowledge in both manufacturing processes and industrial automation. Ultimately, the use of this system contributes to increasing the arc-on time, reducing the total completion time of the joints and, consequently, the final cost of the production process.