La automatizaci贸n 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 con el objetivo de aumentar la competitividad de las empresas. Las ventajas que aportan los robots soldadores permiten a las empresas producir con mayor eficiencia y bajo unos est谩ndares de calidad adaptados a las necesidades de cada proyecto.
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驴Qu茅 es una soldadura rob贸tica por puntos?
Por definici贸n un robot de soldadura o robot welding en ingl茅s, es un robot industrial programado por un t茅cnico capaz de realizar procesos de soldadura el茅ctrica de manera automatizada. Los robots industriales pueden llegar a tener 6 y 7 ejes y b谩sicamente simulan los movimientos del brazo de una persona.
Uno de los beneficios de las soldaduras rob贸ticas es que disminuyen los costes de producci贸n y aumentan las producciones. Adem谩s las c茅lulas robotizadas de soldadura permiten realizar operaciones repetitivas bajo las exigencias de calidad del producto, con elevada precisi贸n y a gran velocidad.
Uno de los sectores en donde mayor ROI tienen las soldaduras rob贸ticas es en el sector de la automoci贸n, dada la cantidad de procesos repetitivos y de larga duraci贸n en el tiempo, aunque instalar en cualquier otro proceso industrial que tenga producciones continuas.
Hist贸ricamente se realizaban de manera manual, utilizando m谩s trabajadores, con menor ritmo de producci贸n y con una tasa de errores que no se ce帽铆an a las caracter铆sticas de los procesos. Las innovaciones que se han producido en las dos 煤ltimas d茅cadas en la rob贸tica y otras tecnolog铆as asociadas, como es el caso de la Visi贸n Artificial y la Realidad Aumentada, permiten optimizar los trabajos de soldadura aumentando la productividad de las grandes empresas y pymes.
Caracter铆sticas de los robots para soldaduras por puntos automatizadas
Los robots soldadores destacan por su capacidad para adaptarse a las necesidades de cada proceso de soldadura, incluido su colocaci贸n. Algunos modelos ofrecen montajes flexibles, con capacidad para ser posicionados en 谩ngulo, colgados en el techo, en la pared o en el suelo.
Los robots m谩s modernos disponen de hasta 7 ejes, aunque por supuesto conviven con los de 6 ejes. Un aspecto a valorar es el grado de protecci贸n que disponen en la mu帽eca, siendo el m谩s habitual la IP67 para trabajar en ambientes con agua y polvo, teniendo la posibilidad de incorporar para trabajos m谩s exigentes el grado de protecci贸n IP69K.
Hoy en d铆a muchos fabricantes se decantan por fabricar modelos con mu帽ecas huecas. Un ejemplo es la serie Arc Mate de Fanuc, la cual garantiza libertad de movimiento al robot al llevar en su estructura el cableado y el sistema de gas. Trabajan con recorridos de entre 1.5 m y los 3 m, aunque existen soluciones rob贸ticas de soldadura para trabajos de grandes estructuras.
Para realizar las soldaduras autom谩ticas los robots industriales disponen de fuentes de alimentaci贸n y equipos de soldadura sin茅rgicos refrigerados l铆quidos con intensidades que pueden llegar a alcanzar los 500 amperios. Tambi茅n disponen de devanadoras automatizadas de hilo y pistolas de soldadura con sistemas anticolisi贸n que suelen ir refrigeradas por l铆quido o por aire.
Las m谩quinas de soldar y los equipos rob贸ticos se instalan en el interior de celdas de soldadura que garantizan la seguridad a los trabajadores. Si alguien accede al interior de los vallados de seguridad, las m谩quinas detienen el programa gracias a los sistemas de seguridad integrados.
驴D贸nde puedo comprar un robot para soldadura por puntos?
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Tipos de soldaduras por arco para robots industriales
- Robot soldador por arco. Este tipo de soldadura es la m谩s utilizada y es la que genera un arco el茅ctrico entre un electrodo y un elemento met谩lico que alcanza grandes temperaturas y permite fundir dos materiales y unirlos. Es un tipo de soldadura especialmente indicado para procesos continuos que necesitan alta velocidad.
- Soldadura por resistencia. Este sistema se encarga de transmitir corriente entre dos piezas met谩licas creando una piscina por el calor en la que se unen ambas piezas. Este sistema se recomienda para tratamientos t茅rmicos.
- Soldadura por puntos. Es un proceso de soldadura en el que un brazo robot soldador une dos metales por medio de la transmisi贸n de corriente. Es de gran utilidad para piezas de poca secci贸n, como por ejemplo en los marcos de chapa del sector la automoci贸n.
- Robot soldador por arco TIG. Es un proceso de soldadura por arco en el que se utiliza un electrodo de tungsteno no combustible y un metal. Tambi茅n es identificada por el nombre GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Es una soldadura de gran uso en el sector del autom贸vil gracias a que realiza realizar procesos de soldadura de gran precisi贸n.
- 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 reducci贸n de la interferencia de emisi贸n el茅ctrica. Un sistema soldador de plasma de 煤ltima generaci贸n es Thermal Arc Ultima 150.
- Robot soldador por arco MIG. Su nombre procede del ingl茅s Metal Inert Gas aunque tambi茅s es conocido como GMAW que significa Gas Metal Arc Welding. Hace referencia a un sistema que emplea gas y un hilo de alambre para fusionar los metales. Esta indicado para procesos de soldadura que requieran alta velocidad.
驴Para qu茅 sirve un robot soldador por puntos autom谩tico?
Los robots para soldadura han permitido dar respuesta a las pymes ante los diferentes desaf铆os de los sistemas productivos y de las necesidades de los mercados. El problema de encontrar personal cualificado y asegurar la integridad de los trabajadores, ha sido solventado con la integraci贸n de robots soldadores. Ellos son los encargados de automatizar trabajos de riesgo y rutinarios de manera confiable, r谩pida y de manera controlada.
Hoy en d铆a son los soldadores profesionales los encargados de supervisar la calidad de las mismas, mientras que los robots realizan el trabajo repetitivo y de escaso valor.
Una de las particularidades de integrar robots soldadores es que necesitan un espacio reducido para realizar soldaduras de calidad. Las mejoras tecnol贸gicas ofrecen excelentes respuesta de aceleraci贸n ya que disponen de motores muy r谩pidos.
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驴C贸mo funciona un robot industrial para soldadura por puntos?
El robot industrial lleva una fuente de alimentaci贸n capaz de generar un arco el茅ctrico entre un metal y un electrodo montado en una antorcha o devanadora automatizada de hilo. Es quien realiza la soldadura mediante un proceso de fusi贸n que suelda dos piezas gracias a la aportaci贸n de material. Hay distintas soluciones, incluido el tratamiento de un gas, que reduce la contaminaci贸n que produce el proceso de fusi贸n de materiales. Los equipos de soldadura m谩s extendidos para este sistema automatizado pertenecen a las marcas l铆deres del sector como Kemppi, Lincoln, SKS, EWM, Fronius, Esab o Selco.
Los brazos rob贸ticos de soldar pueden moverse en tres dimensiones para tipos rectil铆neos y a traves de m谩s planos con aplicaciones articuladas. Para lograrlo suelen incorporar posicionadores de soldadura con estaciones independientes servocontroladas con diferentes formas que se adaptan a las necesidades del proceso de soldadura. Los servoposicionadores para soldaduras coordinadas pueden tener uno o dos ejes con capacidades de cargas superiores a los 1500 kilogramos.
Los robots soldadores necesitan de estaciones de limpieza de antorcha, imprescindibles para ofrecer procesos de soldadura de calidad. Una ventaja es que los robots eliminan las salpicaduras del proceso utilizando los limpiadores de las antorchas mientras aguardan a que llegue la siguiente pieza aprovechando el tiempo de ciclo. Tambi茅n disponen de sensores anticolisi贸n que evitan da帽os mayores si se produce una colisi贸n por error.
Seg煤n la versi贸n y fabricante, la alimentaci贸n del hilo va colocada de una forma u otra sobre el brazo rob贸tico. Es el caso de Arc Mate de Fanuc, quien ha colocado el sistema en el hombro del robot aportando mayor estabilidad a la alimentaci贸n del hilo. Para evitar sobrecalentamientos en las antorchas incorporan diferentes m茅todos de refrigeraci贸n, siendo los m谩s comunes los enfriados por l铆quido, gas o por aire.
Muchos de los controladores actuales incorporan de paquetes de software preparados por medio de interfaces intuitivas con las que crear las programaciones de las soldaduras. Necesitan de un controlador para programar, como el software KRC2 que pone a nuestra disposici贸n Kuka.
Un controlador que ha utilizado durante d茅cadas el fabricante Fanuc ha sido el Rj3 y el Rj3iC. El R-30iB mejor贸 sus capacidades a los robots del fabricante, como puede ser mayor velocidad y precisi贸n en sus movimientos, mientras que evoluci贸n natural es el software Arc Tool. Hoy en d铆a esta herramienta permite a los programadores ahorrar tiempo de aprendizaje a la hora de programar las trayectorias favoreciendo 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 diagn贸sticos remotos a trav茅s de internet.
Fabricantes de los principales robots de soldadura por puntos
Algunas de las principales marcas de robots para sistemas de paletizaci贸n y soldaduras industriales son Fanuc, Kuka, Yaskawa, Panasonic y ABB. Motoman MA y AR son la serie de robots de precisi贸n de Yaskawa que se ha consolidado como una de las mejores alternativas para soldaduras robotizadas. Yaskawa tambi茅n lidera la fabricaci贸n de software, sensores y posicionadores, por lo que indiscutiblemente es en referente en el sector a la hora de comprar un robot soldador nuevo con la tecnolog铆a m谩s avanzada.
Ventajas de los brazos rob贸ticos para soldaduras por puntos
La seguridad de los operarios se ha convertido para las empresas en un aspecto fundamental. Las antorchas de soldadura alcanzan m谩s de mil grados por lo que los robots soldadores evitan poner en riesgo a los operarios. De este modo las celdas de soldadura son un elemento imprescindible para evitar accidentes laborales, gracias a que disponen de c茅lulas fotoel茅ctricas de seguridad que al igual que sucede con los robots de corte por l谩ser, ofrecen espacios laborales absolutamente seguros.
Para garantizar una puesta en marcha sin accidentes, los software de programaci贸n ofrecen simulaciones que garantizan el correcto uso de los equipos. Aun as铆, los robots incorporan sistemas anticolisi贸n que, en caso de haberse producido una colisi贸n, lo detectan instant谩neamente y paralizan el ciclo de trabajo.
Ventajas de instalar robots soldadores por puntos
Integrar soldaduras autom谩ticas con robots para procesos continuos te ofrece los siguientes beneficios:
- Se adaptan a cualquier postura, ambiente y condiciones de trabajo
- Optimiza los procesos
- Reducen los tiempos de soldadura aumentando la productividad
- Optimizan los costes de producci贸n aumentando la competitividad de la empresa
- Suprimes los fallos que cometemos los operarios
- Las m谩quinas robotizadas no sufren las lesiones oculares derivadas de los trabajos de soldadura
- Garantizan la calidad de las soldaduras frente a la falta de soldadores cualificados
- Realizan soldaduras m谩s limpias reduciendo las salpicaduras de cada soldadura
- No padecen despistes como sucede entre los trabajadores ante trabajos repetitivos y continuos
- Los brazos rob贸ticos ofrecen un r谩pido ROI
- Garantizan realizar soldaduras en los mismos puntos con gran precisi贸n
- Consume menor cantidad de electrodos
- Requieren un espacio peque帽o por lo que pueden incorporarse con facilidad a un proceso de fabricaci贸n
- Hay una amplia oferta de posibilidades que nos permiten comprar robots soldadores nuevos, reparados, reacondicionados o de segunda mano
- Las empresas de rob贸tica dise帽an proyectos llave en mano que facilitan su integraci贸n evitando paradas en las l铆neas de montaje.
Historia de los robots para soldadura industriales
Los primeros robots que comenzaron a automatizar los procesos industriales se instalaron en la d茅cada de los 60. Sin embargo no fue hasta la d茅cada de los 80 cuando empezaron a implantarse los primeros robots que pod铆an realizar soldaduras el茅ctricas de forma aut贸noma.