La automatización de los procesos de soldadura en el sector industrial se ha convertido en un factor de vital importancia que permite optimizar un trabajo de soldadura favoreciendo la competitividad de las pymes. Los beneficios que ofrecen los robots soldadores permiten a las empresas trabajar 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 realizar procesos de soldadura eléctrica de forma totalmente autónoma. Los robots pueden llegar a tener desde 6 ejes hasta 7 ejes y básicamente imitan los movimientos del brazo de una persona.
Uno de los beneficios de las soldaduras robóticas es que disminuyen el precio de producción y aumentan las producciones. Además las células de soldadura robotizadas permiten realizar tareas bajo los niveles de calidad del producto, con alto grado de precisión y con gran rapidez.
Uno de los sectores en donde mejor retorno de la inversión tienen los robots soldadores es en el sector del automóvil, dada la cantidad de procesos repetitivos y de larga duración en el tiempo, aunque son aplicables en cualquier otro proceso industrial que tenga repetitividad.
Históricamente se realizaban de manera manual, empleando un mayor número de empleados, más lentos y con una tasa de errores que no se ceñían a las características de los procesos. Los avances que se han producido en las dos últimas décadas en la robótica y otras tecnologías asociadas, como es el caso de la Visión Artificial y la Realidad Aumentada, permiten optimizar aplicaciones como las de soldadura y las de robots despaletizadores de botellas aumentando la productividad de las grandes empresas y pymes.
Características de los robots para soldaduras automatizadas por resistencia
Si estás pensando en comprar un robot soldador de segunda mano o nuevo, debes de saber que una de sus mejores características son su capacidad para adaptarse a las necesidades de cada proceso de soldadura, incluido su colocación. Diferentes fabricantes ofrecen montajes flexibles, con capacidad para trabajar en ángulo, colgados en el techo, en la pared o en el suelo.
Los robots más modernos tienen hasta 7 ejes, aunque por supuesto conviven con los de 6 ejes. Un aspecto a tener en cuenta es el grado de protección que tienen en la muñeca, siendo el más habitual la IP67 para trabajar en ambientes con agua y polvo, teniendo la posibilidad de incorporar para trabajos más exigentes el grado de protección IP69K.
Hoy en día numerosas marcas se decantan por diseñar robots con brazos robóticos huecos. Un ejemplo es la serie Arc Mate de Fanuc, la cual ofrece libertad de movimiento al robot al llevar en su interior el cableado. Trabajan con alcance de entre 1.5 m y los 3 m, aunque hay soluciones automatizadas de soldadura para trabajos de mayores dimensiones.
Para llevar a cabo las programaciones los robots disponen de fuentes de alimentación y equipos de soldadura sinérgicos que son refrigerados líquidos con intensidades que pueden llegar a alcanzar los 500 amperios. Además incorporan de devanadoras automatizadas de hilo y pistolas de soldadura con sistemas anticolisión que suelen ir refrigeradas por líquido o por aire.
Las máquinas de soldar y los equipos robóticos se instalan en el interior de celdas de soldadura que garantizan la seguridad de los operarios. Si alguien accede al interior de los vallados de seguridad, los robots detienen el proceso gracias a los sistemas de seguridad integrados.
¿Dónde puedo comprar un brazo robótico para soldar piezas por resistencia?
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 con robots industriales
- Robot para soldadura por arco. Este tipo de soldadura es la más utilizada y es la que genera un arco eléctrico entre un electrodo y un elemento metálico que alcanza grandes temperaturas fundiendo dos materiales y unirlos. Este proceso de soldadura especialmente indicado para procesos repetitivos que requieren gran velocidad.
- Soldadura por resistencia. Esta soldadura se encarga de generar corriente entre dos piezas metálicas creando una piscina por el calor en la que se funden las dos piezas. Esta aplicación está especialmente indicada para tratamientos térmicos.
- Robot para soldadura por puntos. Es un proceso de soldadura que une dos metales por medio de la transmisión de corriente. Se suele utilizar para piezas muy finas, como sucede en los marcos de chapa del sector del automóvil.
- Robot para soldadura 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 procesos de soldadura de gran precisión.
- Robot para soldadura por plasma. Este sistema utiliza gas ionizado para generar temperaturas muy elevadas. 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 sistema soldador de plasma de última generación es Thermal Arc Ultima 150.
- Robot para soldadura MIG. MIG es el acrónimo en inglés de aunque también es conocido como GMAW que significa Gas Metal Arc Welding. Es una aplicación de soldadura que utiliza gas y un hilo de alambre con el que unir los metales. Esta indicado para procesos de soldadura que necesitan alta velocidad.
¿Para qué sirve un robot de soldaduras por resistencia?
Los robots industriales para soldadura eléctrica han permitido dar respuesta a las empresas ante los distintos retos de los sistemas productivos y de la demanda de los mercados. El problema de encontrar soldadores profesionales y asegurar la integridad de los técnicos, ha sido solventado con la incorporación de robots para realizar procesos de soldadura. Ellos son ahora los que automatizan los trabajos de riesgo y rutinarios 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 las máquinas realizan los procesos repetitivos y de escaso valor.
Una de las particularidades de integrar robots para soldaduras automatizadas es que requieren un pequeño espacio para realizar soldaduras de calidad. En la actualidad los robots ofrecen excelentes respuesta de aceleración gracias a que disponen de motores muy rápidos.
¿Cómo funciona un robot soldador industrial por resistencia?
El brazo robótico para soldadura dispone de una fuente de alimentación capaz de generar 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 por medio de un proceso de fusión que suelda dos piezas gracias a la aportación de material. Tenemos a nuestra disposición diferentes aplicaciones, incluido el tratamiento de un gas, que reduce la contaminación que produce el proceso de fusión de materiales.
Los equipos de soldadura más extendidos para este tipo de aplicaciones pertenecen a fabricantes líderes del sector como Kemppi, SKS, Lincoln, Fronius, Esab, Lorch o Miller.
Los brazos robóticos soldadores trabajan en tres dimensiones para tipos rectilíneos y a través de más planos utilizando aplicaciones articuladas. Para lograrlo suelen incorporar mesas giratorias de soldadura con estaciones independientes servocontroladas con diferentes formas que se adaptan a las necesidades del producto. Los servoposicionadores para soldaduras coordinadas disponen de uno o dos ejes con capacidades de cargas superiores a los 1500 kilogramos.
Los robots soldadores necesitan de equipos de limpieza de antorcha, imprescindibles para garantizar los trabajos de soldadura de calidad. Una ventaja es que los robots eliminan las salpicaduras del proceso empleando los limpiadores de las antorchas mientras esperan a que llegue la próxima pieza aprovechando el tiempo de ciclo. También disponen de sensores anticolisión para evitar daños mayores en caso de que se produzca un accidente.
Según el modelo y fabricante, la alimentación del hilo va colocada de una forma u otra en el robot. Por citar un ejemplo Arc Mate de Fanuc ha colocado el equipo en el hombro del robot aportando mayor seguridad a la alimentación del hilo. Con el fin de evitar calentamientos excesivos en las antorchas pueden utilizar diferentes sistemas de refrigeración, siendo los más comunes los refrigerados por líquido, gas o por aire.
Ya sean aplicaciones nuevas o robots reparados, disponen controladores con paquetes de software preparados por medio de interfaces intuitivas con las que diseñar las programaciones de las soldaduras. Para llevar a cabo 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 aportó mayores prestaciones a los robots del fabricante, como puede ser mayor velocidad y precisión en sus movimientos, y su evolución natural es el software Arc Tool. En la actualidad esta herramienta permite a los técnicos ahorrar tiempo de aprendizaje en la programación de las trayectorias y aumenta el tiempo activo del robot.
Algunos de los beneficios que aportan en la actualidad es que pueden integrarse en redes por medio de un bus y te ofrecen la posibilidad de realizar diagnósticos remotos a través de internet.
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Riesgos de los robots soldadores
La seguridad de los trabajadores se ha convertido para todas empresas en una premisa fundamental. Las antorchas de soldadura alcanzan más de mil grados por lo que las soldaduras robotizadas evitan poner en peligro a los trabajadores. De este modo las celdas de soldadura son un elemento imprescindible para reducir accidentes, ya que disponen de células fotoeléctricas de seguridad que al igual que sucede con los robots para paletizado automático, ofrecen espacios laborales totalmente confiables.
Para garantizar una puesta en marcha sin accidentes, los software de programación te permiten realizar que garantizan el correcto uso de los equipos. Además de ello, los robots integran sistemas anticolisión que, en caso de haberse producido una colisión, lo detectan instantáneamente y paralizan el ciclo de trabajo.
Marcas fabricantes de los principales robots de soldadura por arco
Algunos de los fabricantes más importantes de robots para soldaduras industriales son Fanuc, Kuka, Yaskawa, Panasonic y ABB. Motoman MA y AR son la gama de robots de precisión de Yaskawa que ha logrado consolidarse como una de las mejores alternativas para instalar procesos 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.
Ventajas de comprar robots soldadores
Integrar soldaduras automáticas con brazos robóticos para trabajos repetitivos te garantiza los siguientes beneficios:
- Se adaptan a cualquier postura, entorno y condiciones laborales
- Optimiza los procesos
- Reducen los tiempos de soldadura aumentando la productividad
- Reduce los costes de producción mejorando la competitividad de la empresa
- Suprimes los fallos que cometemos los trabajadores
- Las máquinas robotizadas no sufren los accidentes laborales derivadas de los procesos de soldadura
- Garantizan la calidad de los procesos frente a la falta de soldadores cualificados
- Realizan soldaduras más limpias reduciendo las salpicaduras de cada soldadura
- No sufren cansancio como sucede entre los operarios ante soldaduras repetitivas
- Los robots soldadores ofrecen un rápido ROI
- Garantizan realizar soldaduras en los mismos puntos con alto grado de precisión
- Se optimiza el consumo de material de soldadura
- Utilizan un espacio pequeño por lo que pueden incorporarse con facilidad a una línea de producción
- Existe en el mercado una amplia oferta de posibilidades que nos permiten comprar robots soldadores nuevos, reparados, reacondicionados o de segunda mano
- Las empresas de robótica realizan proyectos llave en mano que facilitan su instalación evitando paradas en las cadenas de producción.
Historia de los robots para soldadura industriales
Los primeros robots que comenzaron a automatizar los procesos industriales se instalaron en los años 60. No obstante no sería hasta los años 80 cuando comenzó a integrarse los primeros robots capaces de realizar soldaduras eléctricas de manera autónoma.