La automatización de los procesos de soldadura en el sector industrial se ha convertido en un factor determinante para poder optimizar un proceso de soldadura y aumentar la competitividad de las pymes. Los beneficios que ofrecen las soldaduras robotizadas permiten a las empresas producir con mayor eficiencia y bajo unos estándares de calidad personalizados a las particularidades de cada proceso.
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¿Qué es una soldadura robótica?
Por definición un robot de soldadura o robot welding en inglés, es una máquina industrial programada por un técnico capaz de llevar a cabo procesos de soldadura eléctrica de forma automatizada. Los robots pueden llegar a tener desde 6 ejes hasta 7 ejes y básicamente imitan los movimientos de un brazo humano.
Una de las principales ventajas de comprar un robot para soldadura eléctrica es que reducen los costes de producción y aumentan las producciones. Además las células de soldadura automática permiten realizar trabajos bajo las exigencias de calidad del producto, con alto grado de precisión y a gran velocidad.
Uno de los sectores en donde mejor ROI tienen los robots soldadores es en el sector del automóvil, dada las producciones repetitivas y de larga duración en el tiempo, aunque integrar en cualquier otro proceso industrial que tenga series largas de producción.
Tradicionalmente se hacían manualmente, utilizando más trabajadores, más lentos y con una tasa de errores que no se ceñían a las características de las producciones. Las innovaciones que se han producido en las dos últimas décadas en la robótica y otras tecnologías como la Visión Artificial, permiten optimizar los trabajos de soldadura aumentando la productividad de las grandes empresas y pymes.
Características de los robots en células de soldadura robotizadas
Las máquinas robóticas para soldadura se caracterizan por su capacidad para adaptarse a las particularidades de cada proceso de soldadura, incluido su colocación. Algunos modelos ofrecen montajes flexibles, con capacidad para ser posicionados en ángulo, fijados en el techo, en la pared o en el suelo.
Los robots más modernos disponen de hasta 7 ejes, aunque por supuesto conviven con los de 6 ejes. Una de las principales ventajas a valorar es el grado de protección que disponen en la muñeca, siendo el más habitual la IP67 para trabajar en puestos con agua y polvo, disponiendo para aplicaciones más delicados el grado de protección IP69K.
En la actualidad numerosas marcas se inclinan por diseñar modelos con muñecas huecas. Es el caso de la serie Arc Mate de Fanuc, la cual ofrece libertad de movimiento al robot al integrar en su estructura el cableado y el sistema de gas. Trabajan con alcance de entre 1.5 m y los 3 m, aunque hay soluciones robóticas de soldadura para trabajos de mayores dimensiones.
Para llevar a cabo las programaciones los robots incorporan fuentes de alimentación y equipos de soldadura sinérgicos que son refrigerados líquidos con intensidades que alcanzan 500 amperios. Además incorporan de devanadoras automáticas de hilo y pistolas de soldadura con sistemas anticolisión que suelen ir refrigeradas mediante líquido o por aire.
Las máquinas de soldar y los equipos robóticos se integran en el interior de celdas de soldadura para ofrecer seguridad de los operarios. Si alguien accede al interior de los vallados de seguridad, los robots detienen el programa gracias a los sistemas de seguridad integrados.
¿Dónde puedo comprar una célula para soldadura robotizada?
Si estás valorando la posibilidad de integrar un robot soldador señalarte que necesitas que una empresa especializada te guíe y te asesore para que puedas sacar el mayor rendimiento al proceso
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Tipos de soldaduras por arco en células robotizadas para soldaduras industriales
- Soldaduras por arco. Este tipo de soldadura es la más utilizada y es la que produce un arco eléctrico entre un electrodo y un metal que alcanza altas temperaturas fundiendo dos materiales y unirlos. Este sistema de soldadura especialmente indicado para procesos continuos que necesitan alta velocidad.
- Soldadura por resistencia. Esta soldadura se encarga de generar corriente entre dos piezas metálicas provocando una piscina por el calor en la que se funden ambas piezas. Este sistema está especialmente indicado para tratamientos térmicos.
- Soldadura por puntos. Es un proceso de soldadura que junta dos metales por medio de la transmisión de corriente. Se suele utilizar para piezas de poca sección, como por ejemplo en los marcos de chapa del sector la automoción.
- Soldadura por arco TIG. Es un proceso de soldadura por arco en el que se utiliza un electrodo de tungsteno no combustible y un metal. También es identificada por las siglas GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Es una soldadura de gran uso en el sector automotriz gracias a que realiza realizar trabajos de soldadura de gran precisión.
- Soldaduras por arco TIG con soldadura por plasma. Este sistema utiliza gas ionizado para generar temperaturas extremadamente altas. Si la comparamos con la soldadura tradicional TIG, la soldadura por plasma ofrece la ventaja de que aumenta el rendimiento de los trabajos, tiene un inicio del arco constante y reducción de la interferencia de emisión eléctrica. Un equipo soldador de plasma de última generación es Thermal Arc Ultima 150.
- Soldadura MIG/MAG. MIG es el acrónimo en inglés de aunque tambiés es conocido como GMAW que significa Gas Metal Arc Welding. Hace referencia a un tipo de soldadura que emplea gas y un hilo de alambre con el que fusionar los metales. Esta indicado para trabajos de soldadura que requieran alta velocidad.
¿Para qué sirve un robot en una célula robotizada de soldadura?
Los robots para soldadura dan respuesta a las pymes ante los distintos retos de los sistemas productivos y de la demanda de los mercados. El problema de encontrar profesionales experimentados y asegurar la integridad de los operarios, ha sido solventado con la integración de robots soldadores. Ellos son ahora los que automatizan los trabajos de riesgo y repetitivos de manera confiable, rápida y controlando todos los parámetros.
Hoy en día son los profesionales de la soldadura los encargados de supervisar la calidad de las mismas, mientras que los robots ya sea en las celdas robotizadas de paletizado o de procesos de soldadura realizan los procesos repetitivos y de escaso valor.
Una de las particularidades de comprar robots soldadores de segunda mano o nuevos es que necesitan un pequeño espacio para trabajar. Los avances en el desarrollo de la tecnología ofrecen excelentes respuesta de aceleración ya que disponen de motores muy rápidos.
¿Cómo funciona un robot en una célula de soldadura robotizada?
El robot lleva una fuente de alimentación capaz de crear un arco eléctrico entre un metal y un electrodo montado en una antorcha o devanadora automatizada de hilo. Este es el encargado de realizar la soldadura mediante un proceso de fusión que une dos piezas gracias a la aportación de material. Tenemos a nuestra disposición distintas aplicaciones, incluido el tratamiento de un gas, que evita la contaminación que produce los materiales soldados. Los equipos de soldadura más extendidos para este sistema automatizado pertenecen a fabricantes líderes del sector como Kemppi, SKS, Fronius, Lorch, EWM, Miller o Selco.
Los robots de soldar pueden moverse en tres dimensiones para tipos rectilíneos y por medio de más planos con aplicaciones articuladas. Para lograrlo pueden incorporar mesas giratorias de soldadura con estaciones independientes servocontroladas con diferentes formas que se adaptan a las necesidades del proceso. Los servoposicionadores para soldaduras coordinadas pueden tener uno o dos ejes con posibilidad de carga útil superior a los 1500 kg.
Los robots soldadores disponen de estaciones de limpieza de antorcha, imprescindibles para ofrecer procesos de soldadura de calidad. Una ventaja es que los robots eliminan las salpicaduras de las soldaduras utilizando los limpiadores de las antorchas mientras esperan a que llegue la próxima pieza optimizando el tiempo de ciclo. Además incorporan sensores anticolisión para evitar daños mayores cuando hay un accidente.
Según el modelo y la marca del robot, la alimentación del hilo va colocada de una forma u otra sobre el robot. Es el caso de Arc Mate de Fanuc, quien ha integrado la alimentación en el hombro del robot ofreciendo mayor estabilidad a la alimentación del hilo. Para evitar sobrecalentamientos en las antorchas incorporan distintos métodos de refrigeración, siendo los más comunes los de refrigeración por líquido, gas o por aire.
Habitualmente los controladores que se integran hoy en día tienen de paquetes de software preparados por medio de interfaces intuitivas con las que realizar las programaciones de las soldaduras. Para realizar las programaciones Kuka pone a disposición de sus clientes el controlador KRC2.
Un controlador que ha utilizado durante décadas el fabricante Fanuc ha sido el Rj3 y el Rj3iC. El R-30iB mejoró sus capacidades a los robots del fabricante, como puede ser mayor velocidad y precisión en sus movimientos, y su evolución natural es el software Arc Tool. Hoy en día esta herramienta permite a los programadores ahorrar tiempo de aprendizaje en la programación de las trayectorias favoreciendo los tiempos de trabajo del robot. Otros beneficios que aportan en la actualidad es que permiten integrarse en redes por medio de un bus y permiten realizar diagnósticos a distancia por medio de internet.
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Riesgos de los brazos robóticos soldadores sin vallas de seguridad
La seguridad de los trabajadores se ha convertido para todas empresas en una premisa fundamental. Las antorchas de soldadura llegan a subir hasta más de mil grados por lo que los robots soldadores evitan poner en peligro a los soldadores humanos. Por ello las celdas de soldadura son un elemento imprescindible para la prevención de riesgos laborales, gracias a que tienen células fotoeléctricas de seguridad que del mismo modo que sucede con los robots paletizadores, garantizan espacios de trabajo absolutamente confiables.
Para garantizar el inicio de un nuevo programa sin colisiones, los software de programación te permiten realizar que aseguran el correcto uso de los equipos. Complementariamente, los robots disponen de sistemas anticolisión que, en caso de haberse producido un error, lo detectan rápidamente y paralizan el programa.
Marcas de los principales robots de soldadura por arco
Algunos de los fabricantes más importantes de robots colaborativos para soldaduras o robots industriales tradicionales son Fanuc, Kuka, Yaskawa, Panasonic y ABB. Motoman MA y AR son la gama de robots de precisión de Yaskawa que se ha consolidado como una de las mejores alternativas para instalar aplicaciones de soldadura robotizadas. También ha liderado la fabricación de software, sensores y posicionadores por lo que sin duda alguna es en referente en el sector.
En la actualidad existe un amplio mercado en donde puedes comprar robots para soldadura usados y de segunda mano con todas las garantías de seguridad y rendimiento.
Ventajas de instalar células de seguridad para robots soldadores
Realizar soldaduras automatizadas con robots para trabajos continuos te garantiza los siguientes beneficios:
- Se adaptan a cualquier posición de trabajo, entorno y condiciones de temperatura
- Ofrece mayor eficiencia en los procesos
- Reducen los tiempos de soldadura ofreciendo un mayor rendimiento de los procesos
- Reduce los costes de fabricación mejorando la competitividad de la empresa
- Suprimes los errores que realizamos los humanos
- Los robots no sufren las lesiones oculares derivadas de los procesos de soldadura
- Garantizan la calidad de los procesos frente a la falta de profesionales cualificados
- Sueldan con mayor precisión reduciendo la limpieza habitual después de cada soldadura
- No tienen despistes como sucede entre los operarios ante soldaduras repetitivas
- Los robots garantizan un rápido ROI
- Permiten realizar soldaduras en los mismos puntos con alto grado de precisión
- Consume menor cantidad de electrodos
- Utilizan un espacio reducido por lo que pueden moverse con facilidad a un proceso de fabricación
- Hay gran cantidad de posibilidades que nos permiten comprar robots soldadores nuevos, reparados, reacondicionados o de segunda mano
- Las empresas de robótica llevan a cabo proyectos llave en mano que aceleran su instalación en las fábricas evitando paradas en las líneas de soldadura.
Historia de los robots para soldadura industriales
Nos tenemos que remontar a la década de los 60 para recordar la llegada de los primeros robots en la industria. Sin embargo no fue hasta la década de los 80 cuando empezaron a implantarse los primeros brazos robóticos soldadores capaces de crear soldaduras eléctricas de manera automática.