La automatización de los procesos de soldadura en el sector industrial se ha convertido en un factor determinante que permite optimizar un proceso de soldadura con el objetivo de aumentar la competitividad de las pymes. Los beneficios que aportan los robots soldadores permiten a las empresas producir con mayor eficiencia y bajo unos estándares de calidad adaptados a las particularidades de cada proyecto.
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¿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 trabajos de soldadura eléctrica de forma totalmente autónoma. Los robots pueden llegar a tener 6 y 7 ejes y principalmente simulan los movimientos del brazo de una persona.
Además las células robotizadas de soldadura permiten realizar operaciones repetitivas bajo los niveles de calidad del producto, con elevada precisión y con gran rapidez. Uno de los sectores en donde mayor rendimiento tienen las soldaduras robóticas es en el sector del automóvil, dada las producciones repetitivas y de larga duración en el tiempo, aunque instalar en cualquier otro proceso industrial que tenga repetitividad.
Tradicionalmente se realizaban de manera manual, utilizando más trabajadores, con menor ritmo de producción y con una tasa de errores que no se ceñían 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, permite a las grandes empresas y pymes comprar robots de soldadura garantizando la optimización de las aplicaciones de soldadura aumentando su competitividad.
Una de las principales ventajas que ofrecen las soldaduras robóticas es que reducen los costes de producción y aumentan considerablemente la productividad de las empresas.
Características de los robots para soldaduras automatizadas
Las soldaduras robotizadas se caracterizan por su capacidad para adaptarse a las particularidades 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.
Algunas de las últimas versiones han sido diseñadas con 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, teniendo la posibilidad de incorporar para trabajos más exigentes el grado de protección IP69K.
En la actualidad numerosas marcas se decantan por diseñar robots con brazos robóticos huecos. Es el caso de la serie Arc Mate de Fanuc, la cual ofrece libertad de movimiento al robot al integrar en su interior el cableado y el sistema de gas. Trabajan con recorridos de entre 1.5 m y los 3 m, aunque hay aplicaciones 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 alcanzan 500 amperios. Además disponen de devanadoras automáticas de hilo y pistolas de soldadura con sistemas anticolisión que suelen ir refrigeradas mediante líquido o por aire.
Los robots para soldadura por gas de protección se instalan en el interior de celdas de soldadura para ofrecer seguridad a los trabajadores. 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 un robot para realizar soldaduras robotizadas?
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 automáticas por arco
- Robot para soldadura por arco. Este tipo de soldadura es la más extendida y es la que produce un arco eléctrico entre un electrodo y un elemento metálico que alcanza grandes temperaturas fundiendo dos materiales y unirlos. Este sistema de soldadura especialmente indicado para procesos repetitivos que requieren gran velocidad.
- Soldadura por resistencia. Los robots para soldadura por resistencia se encargan de transmitir corriente entre dos piezas metálicas provocando una piscina por el calor en la que se funden ambas 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 puede ser en los marcos de chapa del sector del automóvil.
- 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 del automóvil ya que destaca por realizar procesos de soldadura de gran precisión.
- Robots par soldadura por plasma. Este proceso utiliza gas ionizado para producir temperaturas extremadamente altas. Si la comparamos con la soldadura tradicional TIG, la soldadura por plasma ofrece la ventaja de que mejora la productividad 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.
- Robot para soldadura por arco MIG. Su nombre procede del inglés Metal Inert Gas aunque también es conocido como GMAW que significa Gas Metal Arc Welding. Es un sistema que utiliza gas y un hilo de alambre con el que fusionar las piezas. Esta indicado para procesos de soldadura que necesitan alta velocidad.
¿Para qué sirve una soldadura robótica?
Los robots para soldadura han permitido dar respuesta a las pymes ante los diferentes desafíos de los sistemas productivos y de las necesidades de los mercados. El problema de encontrar profesionales experimentados y asegurar la integridad de los técnicos, ha sido solventado con la incorporación de robots soldadores. Ellos son ahora los que automatizan los trabajos peligrosos y rutinarios de manera confiable, rápida y de manera controlada.
Hoy en día son los soldadores profesionales los encargados de revisar la calidad de las mismas, mientras que los robots realizan los procesos repetitivos y de escaso valor.
Una de las particularidades de instalar 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 ya que disponen de motores muy rápidos.
¿Cómo funciona un robot soldador industrial?
El robot industrial tiene 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 mediante un proceso de fusión que suelda dos piezas gracias a la aportación de material. Tenemos a nuestra disposición diferentes aplicaciones, incluida la aplicación de un gas, que reduce la contaminación que produce la soldadura fundida.
Los sistemas de soldadura más empleados para este sistema automatizado pertenecen a las marcas líderes del sector como Kemppi, SKS, Lincoln, Fronius, Esab, Lorch o Miller.
Los robots de soldar pueden moverse en tres dimensiones para tipos rectilíneos y por medio de más planos utilizando aplicaciones articuladas. Para lograrlo pueden incorporar mesas giratorias de soldadura con estaciones independientes servocontroladas con diferentes geometrías que se adaptan a las particularidades del proceso. Los servoposicionadores para soldaduras coordinadas disponen de uno o dos ejes con capacidades de cargas superiores a los 1500 kg.
Los robots para soldar disponen de estaciones 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 aguardan a que llegue la próxima pieza optimizando el tiempo de ciclo. También tienen sistemas anticolisión para evitar daños mayores en caso de que se produzca un error.
Según el modelo y fabricante, la alimentación del hilo va situada de una forma u otra en el brazo robótico. Por citar un ejemplo Arc Mate de Fanuc ha integrado el equipo en el hombro del robot aportando mayor seguridad a la alimentación del hilo.
Para evitar sobrecalentamientos en las antorchas incorporan diferentes 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 tienen de paquetes de software preparados por medio de interfaces intuitivas con las que diseñar las programaciones de las soldaduras. Necesitan de un controlador de programación, como sucede con el software KRC2 que pone a nuestra disposición Kuka.
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 programadores ahorrar tiempo de aprendizaje en la programación de las trayectorias y aumenta el tiempo activo del robot.
Tanto los robots para soldadura por láser como el restos de soldaduras robotizadas pueden integrarse en redes por medio de un bus y te ofrecen la posibilidad de realizar comprobaciones del sistema remotos a través de internet.
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Riesgos de los brazos robóticos soldadores
La seguridad de los operarios 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 riesgo a los soldadores humanos. De este modo las celdas de soldadura son un elemento imprescindible para reducir accidentes, ya que tienen células fotoeléctricas de seguridad que al igual que sucede con los robots despaletizadores de cajas, garantizan entornos laborales totalmente confiables.
Para garantizar una puesta en marcha sin accidentes, los software de programación ofrecen simulaciones que garantizan el correcto uso de los equipos. Aun así, los robots incorporan sistemas anticolisión que, en caso de haberse producido un error, lo detectan rápidamente y paralizan el ciclo de trabajo. Los robots colaborativos para soldaduras automáticas disponen de sus propios sistemas de protección.
Marcas de los principales robots de soldadura por arco
Algunas de las principales marcas 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 integrar sistemas de soldadura automáticas. También ha liderado el diseño de software, sensores y posicionadores por lo que indiscutiblemente es en referente en el sector.
En la actulidad tienes diferentes posibilidades para comprar robots soldadores de segunda mano a precios económicos y con garantías de los proveedores que aseguraran su correcto funcionamiento durante años.
Ventajas de integrar soldadura robotizadas
Realizar soldaduras automáticas con robots para procesos repetitivos te ofrece los siguientes beneficios:
- Son capaces de adaptarse a cualquier posición de trabajo, ambiente y condiciones laborales
- Ofrece mayor eficiencia en los procesos
- Reducen los tiempos de soldadura aumentando la productividad
- Reduce los costes de fabricación aumentando la competitividad de la empresa
- Eliminan los errores que cometemos los operarios
- Las máquinas robotizadas no sufren los accidentes laborales derivadas de los trabajos de soldadura
- Garantizan la calidad de las soldaduras frente a la falta de soldadores cualificados
- Sueldan con mayor precisión reduciendo las salpicaduras de cada soldadura
- No sufren cansancio ante soldaduras repetitivas
- Los robots soldadores ofrecen un rápido ROI
- Garantizan realizar soldaduras idénticas con inmejorable precisión
- Se optimiza el consumo de material de soldadura
- Requieren un espacio pequeño por lo que pueden incorporarse con facilidad a una línea de soldadura
- Tenemos a nuestra disposición una amplia oferta de posibilidades que nos permiten comprar robots soldadores nuevos, reparados, reacondicionados o de segunda mano
- Las empresas de robótica diseñan proyectos llave en mano que aceleran su integración evitando paradas en las líneas de montaje
Historia de los robots para soldadura industriales
Los primeros robots que comenzaron a automatizar la industria se instalaron en la década de los 60 del siglo XX. Sin embargo no fue hasta la década de los 80 cuando empezaron a integrarse los primeros brazos robóticos que podían crear soldaduras eléctricas de forma autónoma.