UFSC cria manipulador robótico para soldagem

Um projeto do Laboratório de Soldagem (Labsolda) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) resultou no desenvolvimento de um equipamento para a automatização de processos de soldagem com aplicações promissoras em setores como o de petróleo e gás. Denominado Tartílope V4, o equipamento é um manipulador de tochas robótico com quatro graus de liberdade e comando por CNC. Sua concepção teve como referência operações como a união de dutos e a soldagem de reservatórios.

A agilidade que os manipuladores desse tipo proporcionam às operações de soldagem orbital e de paredes planas ou curvas justifica a vinculação do projeto a aplicações na indústria petrolífera. O Labsolda contou, inclusive, com apoio financeiro da Agência Nacional do Petróleo (ANP) e do Fundo Setorial do Petróleo e Gás Natural (CT-Petro), mantido pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), instituição ligada ao Ministério da Ciência e  Tecnologia.

O equipamento não foi, porém, projetado como um acessório de automação dedicado a tarefas específicas desse setor. Com poucos ajustes mecânicos – mudanças na trajetória executada pelo eixo de rotação da tocha ou no tipo de trilho sobre o qual o manipulador se movimenta, por exemplo –, é possível empregá-lo em operações diversas, sob modalidades de processo comoMIG/MAG, em suas principais variantes, e plasma com adição de pó.

Tartílope V4, gabinete do sistema eletrônico e painel de controle

O Tartílope V4 tem movimentos motorizados – e numericamente controlados – em quatro eixos, denominados X, Y, Z e A. O primeiro corresponde ao deslocamento do equipamento para frente e para trás. O eixo Y é o movimento lateral do suporte da tocha, que permite o tecimento do cordão de solda durante a operação. O curso máximo nesse eixo é de 200 mm. O eixo Z consiste no ajuste da altura da tocha em relação à superfície soldada e tem curso máximo de 42 mm. O eixo A corresponde ao movimento rotacional que permite o deslocamento angular da tocha, que pode ser de até 50º. Esse movimento pode ser ajustado de acordo com a operação a ser realizada, para rotacionar a tocha em torno do eixo X ou do Y.

O acionamento é servomotorizado e o controle é feito pelo software Mach3, da empresa norte-americana Artsoft. Comumente empregado em máquinas CNC para usinagem, o programa foi adaptado para controlar o Tartílope V4. Protótipos do equipamento já foram submetidos a testes de campo. Em um deles, o manipulador foi usado em uma operação de soldagem de uma caldeira e, segundo os resultados divulgados pelos pesquisadores, teve bom desempenho. A operação foi realizada pelo processo MIG/MAG convencional, na posição vertical descendente e com tecimento triangular. Os cordões de solda, com largura de 10 mm e altura de 3 mm, em média, mostraram características satisfatórias quanto à continuidade, uniformidade e geometria e não apresentaram poros ou trincas.

O Labsolda tem dois protótipos finalizados e operacionais, um deles configurado para soldagem orbital e o outro para a recuperação de tubos de caldeira (para o desenvolvimento desta aplicação, as pesquisas tiveram também apoio financeiro da Tractebel Energia, empresa catarinense de geração de energia elétrica). 

O desenvolvimento do Tartílope V4 corresponde ao trabalho de mestrado de Renon Steinbach Carvalho, feito sob orientação de Jair Carlos Dutra, professor da UFSC e coordenador do Labsolda. A dissertação será defendida no início de 2009.

Mais informações sobre o Labsolda: tel. (48) 3721-9471 www.labsolda.ufsc.br