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 con el objetivo de aumentar la competitividad de las pymes. Las ventajas que aportan las soldaduras robotizadas permiten a las empresas trabajar con mayor eficiencia y bajo unos estándares de calidad personalizados a las necesidades de cada proceso.
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¿Qué es una soldadura TIG?
La soldadura TIG por arco hace referencia a un proceso de soldadura de gran uso en el sector industrial y automotriz gracias a que realiza trabajos de soldadura de gran precisión. Se compone de un electrodo de tungsteno no combustible que genera un arco eléctrico aplicado a un metal con el objetivo de calentar y fundir el material para poder fusionarlo. Este proceso de soldadura también es identificado por el nombre GTAW (Gas Tungsten Arc Welding).
¿Qué es un robot soldador industrial?
Por definición un robot de soldadura o robot welding en inglés, es un robot industrial programada por un técnico capaz de realizar procesos de soldadura eléctrica de manera automatizada. Los robots industriales pueden llegar a tener 6 y 7 ejes y básicamente simulan los movimientos de un brazo humano.
Una de las principales ventajas de las soldaduras automáticas es que reducen los costes de fabricación y aumentan la productividad. Además las células robotizadas de soldadura permiten realizar trabajos bajo los niveles de calidad del producto, con elevada precisión y con gran rapidez.
Uno de los sectores en donde mejor retorno de la inversión tienen los robots soldadores es en el sector de la automoción, dada la cantidad de procesos repetitivos y de larga duración en el tiempo, aunque integrar en cualquier otro proceso industrial que tenga repetitividad.
Tradicionalmente se realizaban manualmente, empleando un mayor número de empleados, más lentos y con una tasa de errores que no se adaptaban a las características de las producciones. 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 las aplicaciones de soldadura aumentando la competitividad de las grandes empresas y pymes.
Características de los robots para soldaduras automatizadas TIG
Los robots soldadores se caracterizan por su capacidad para adaptarse a las necesidades de los procesos 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. Una de las principales ventajas a tener en cuenta es el grado de protección que disponen en la muñeca, siendo el más habitual la IP67 para trabajar en puestos con agua y polvo, siendo para trabajos más exigentes el grado de protección IP69K.
Hoy en día muchos desarrolladores se inclinan por fabricar modelos con brazos robóticos huecos para sistemas de paletización y robots soldadores. Es el caso de la serie Arc Mate de Fanuc, la cual ofrece libertad de movimiento al robot al llevar en su interior el cableado. Trabajan con recorridos de entre 1.5 m y los 3 m, aunque hay soluciones a tu disposición para trabajos en grandes estructuras de soldadura por arco robotizada
Para llevar a cabo las programaciones los robots incorporan fuentes de alimentación y equipos de soldadura sinérgicos que son refrigerados por agua con intensidades que tienen 500 amperios. También incorporan de devanadoras automatizadas de hilo y pistolas de soldadura con sistemas anticolisión que suelen ir refrigeradas mediante líquido o por aire.
Los equipos de soldadura y los robóticos se integran en el interior de celdas de soldadura para ofrecer seguridad a los trabajadores. Si alguien accede al interior de los vallados de seguridad, las máquinas detienen el programa gracias a los sistemas de seguridad integrados.
¿Dónde puedo comprar un robot para soldadura por arco TIG?
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
- Soldaduras por arco. Este tipo de soldadura es la más extendida y es la que genera un arco eléctrico entre un electrodo y un metal que alcanza grandes temperaturas y permite fundir dos materiales y unirlos. Es un tipo de soldadura especialmente indicado para procesos continuos que necesitan gran velocidad.
- Soldadura por resistencia. Este sistema se encarga de transmitir corriente entre dos piezas metálicas provocando una piscina por el calor en la que se funden las dos piezas. Esta aplicación se recomienda para tratamientos térmicos.
- Soldadura por puntos. Es un proceso de soldadura que une dos piezas metálicas por medio de la transmisión de corriente. Es de gran utilidad 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 el nombre 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.
- Soldaduras por arco TIG con soldadura por plasma. Este proceso 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 reduce la interferencia de emisión eléctrica. Un sistema soldador de plasma de última generación es Thermal Arc Ultima 150.
- Soldadura MIG. MIG es el acrónimo en inglés de aunque tambiés es conocido como GMAW que significa Gas Metal Arc Welding. Hace referencia a una aplicación de soldadura que utiliza gas y un hilo de alambre con el que junta los metales. Es muy recomendable para trabajos de soldadura que requieran alta velocidad.
¿Para qué sirve un robot de soldaduras industriales?
Los robots soldadores dan respuesta a las pymes ante los diferentes desafíos 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 integración de robots para soldadura. Ellos son ahora los que automatizan los trabajos de riesgo y rutinarios de manera segura, rápida y de manera controlada.
Ahora son los soldadores profesionales los encargados de supervisar la calidad de las mismas, mientras que las máquinas 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. Los avances en el desarrollo de la tecnología ofrecen excelentes respuesta de aceleración ya que disponen de motores extremadamente rápidos.
¿Cómo funciona un robot para soldadura por arco TIG?
El robot dispone de 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. Es quien realiza la soldadura por medio de un proceso de fusión que suelda dos piezas gracias a la aportación de material. Hay diferentes aplicaciones, incluido el tratamiento de un gas, que evita la contaminación que produce la soldadura fundida.
Los equipos de soldadura más extendidos para este sistema automatizado pertenecen a las marcas líderes del sector como Kemppi, SKS, Fronius, Lorch, EWM, Miller o Selco.
Los robots soldadores pueden moverse en tres dimensiones para tipos rectilíneos y a traves de más planos utilizando 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 capacidades de cargas superiores a los 1500 kg.
Los robots de soldadura disponen de equipos de limpieza de antorcha, imprescindibles para garantizar los procesos de soldadura de calidad. Una ventaja es que los robots eliminan las salpicaduras del proceso utilizando los limpiadores de las antorchas mientras esperan a que llegue la próxima pieza aprovechando el tiempo de ciclo.
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Además incorporan sensores anticolisión que evitan daños mayores si se produce un accidente
Según la versión y la marca del robot, la alimentación del hilo va colocada de un modo u otro sobre el brazo robótico soldador. Es el caso de Arc Mate de Fanuc, quien ha integrado el sistema en el hombro del robot ofreciendo mayor estabilidad a la alimentación del hilo. Con el fin de evitar calentamientos excesivos en las antorchas incorporan distintos métodos de refrigeración, siendo los más comunes los refrigerados por líquido, gas o por aire.
Muchos de los controladores que se integran hoy en día incorporan de paquetes de software preparados por medio de interfaces intuitivas con las que diseñar las programaciones de los procesos de soldadura. Necesitan de un controlador para programar, como el software KRC2 que ofrece Kuka.
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, mientras que evolución natural es el software Arc Tool. Hoy en día esta herramienta permite a los técnicos ahorrar tiempo de aprendizaje a la hora de programar las trayectorias y aumenta el tiempo activo del robot. Algunos de los beneficios que ofrecen en la actualidad es que pueden integrarse en redes por medio de un bus y te ofrecen la posibilidad de realizar diagnósticos remotos por medio de internet.
Fabricantes de los principales robots de soldadura por arco TIG
Algunos de los fabricantes más importantes de robots colaborativos para soldadura y robots industriales tradicionales son Kawasaki, Fanuc, Kuka, Yaskawa y ABB. Motoman MA y AR son la serie de robots de precisión de Yaskawa que se ha consolidado como una de las mejores alternativas para instalar procesos de soldadura automáticas. También ha liderado la fabricación de software, sensores y posicionadores por lo que indiscutiblemente es en referente en el sector.
En la actualidad existen multitud de ofertas en el mercado para adquirir un equipo. El precio de un robot soldador puede variar mucho en función de si es nuevo o si quieres adquirir un robot soldador de segunda mano reparado que tal vez se ajusten más a tu presupuesto. Sin duda son alternativas muy a tener en cuenta ya que ofrecen garantías de los proveedores que aseguran su correcto funcionamiento durante años.
Seguridad de las celdas de soldadura TIG
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 las soldaduras robotizadas evitan poner en peligro a los soldadores humanos. Por ello las celdas de soldadura son un elemento imprescindible para evitar accidentes laborales, gracias a que tienen barreras fotoeléctricas de seguridad que del mismo modo que sucede con los robots para paletizado automático, garantizan espacios de trabajo absolutamente seguros.
Para ofrecer el inicio de un nuevo programa sin accidentes, los software de programación te permiten realizar que garantizan el correcto uso de los equipos. Además de ello, los robots tienen sistemas anticolisión que, en caso de haberse producido un accidente, lo detectan rápidamente y paralizan el programa.
Ventajas de integrar robots soldadores TIG
Realizar soldaduras automatizadas con brazos robóticos para procesos repetitivos te garantiza los siguientes beneficios:
- Se adaptan a cualquier postura, ambiente y condiciones de trabajo
- Mejora los procesos
- Reducen los tiempos de soldadura aumentando la productividad
- Reduce los costes de fabricación mejorando la competitividad de la empresa
- Eliminan los fallos que realizamos los humanos
- Las máquinas robotizadas no sufren las lesiones oculares derivadas de los procesos de soldadura
- Garantizan la calidad de las soldaduras frente a la falta de soldadores cualificados
- Sueldan con mayor precisión reduciendo la limpieza habitual después de cada soldadura
- No padecen fatiga como sucede entre los trabajadores ante trabajos repetitivos y continuos
- Las máquinas robotizadas garantizan un rápido ROI
- Permiten realizar soldaduras en los mismos puntos con inmejorable precisión
- Se optimiza el consumo de alambre de soldadura
- Requieren un espacio reducido por lo que pueden incorporarse con facilidad a un proceso de fabricación
- Tenemos a nuestra disposición gran cantidad de posibilidades que nos permiten comprar robots de soldadura nuevos, reparados, reacondicionados o de segunda mano
- Las empresas de robótica llevan a cabo proyectos llave en mano que aceleran su integración evitando paradas en las cadenas de producción.
Historia de los robots para soldadura industriales
Nos tenemos que remontar a los años 60 para revivir la llegada de los primeros robots en la industria. Sin embargo no sería hasta la década de los 80 cuando empezaron a implantarse los primeros robots que podían realizar soldaduras eléctricas de manera autónoma.