Robot de soldadura: Tipos, usos, funciones, ejemplos y marcas

Robot de soldadura industrial: Tipos, usos, funciones, ejemplos, fabricantes y beneficios

Los robots de soldadura ayudan a las empresas del sector manufactura, específicamente aquellas que buscan un trabajo de soldaduras más consistente y de mayor calidad, a que tengan una mayor productividad y rendimiento. La automatización robótica del trabajo de soldadura significa que un lugar de trabajo de 8 o 12 horas se puede reequipar fácilmente para una producción continua 24 horas. Además, con el uso de robots de soldadura se optimizan los procesos clave que son repetitivos evitando tareas peligrosas para los empleados. Esto significa que las empresas que usan robots de soldadura pueden conseguir una tasa de error mucho más baja, una reducción del tiempo de trabajo y la posibilidad de que los técnicos se concentren en desafíos de mayor nivel.

Para aquellas empresas de sectores como la industrias automotriz, metalmecánica, aeroespacial, estructuras metálicas, fabricantes de maquinaría y manufactura electrónica entre otras, que tienen el objetivo de conseguir menos desperdicio y menos reprocesamiento en general en sus celdas de soldadura, el uso del robot de soldadura, a diferencia de seguir trabajando de manera manual con personal especializado, evitan la soldadura excesiva. Una de las mayores fuentes de desperdicio para cualquier soldador y que puede costar mucho dinero, incluso en proyectos modestos, son los costos de relleno de material. Los robots de soldadura pueden usar especificaciones ultra precisas para garantizar costos de relleno de metal mucho más bajos. Un robot nunca siente la necesidad de "ir a lo seguro" con un cordón de soldadura de gran tamaño, sin importar cuán compleja sea la tarea.

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¿Qué es un robot de soldadura y cómo puedes aprovecharte de la soldadura robotizada?

En primer lugar, la soldadura es la fase más importante de cualquier proceso de ensamblaje. Este proceso asegura la unión de todas las partes metálicas del producto. La soldadura robótica es el proceso automatizado de soldadura que puede brindar muchos beneficios a una empresa que integra uno o varios de ellos en su proceso de producción. El proceso de soldadura de un soldador robótico utiliza un robot para realizar el trabajo de soldadura de manera repetitiva y con mayor seguridad. Un sistema de soldadura robótica puede tener la capacidad de realizar varios tipos diferentes de soldaduras si el robot de soldadura está disponible y es compatible.

El uso del robot de soldadura es otro paso en el avance de la soldadura automatizada donde los soldadores controlan y supervisan el proceso. Un soldador capacitado puede preprogramar una ruta de soldadura y escribir las instrucciones en su soldador robótico para realizar soldaduras para sus proyectos.

El componente importante de un robot de soldadura, aparte de todos los componentes de hardware, es su software y la facilidad con la que se puede programar con ese software.

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Beneficios del uso de robot de soldadura en plantas de manufactura

Muchos responsables de planta y gerentes de producción y operaciones se preguntan ¿Qué tareas puede llevar a cabo un robot de soldadura? ¿Dónde se utiliza la soldadura robotizada? o ¿Qué características tiene un robot de soldadura? Aquí vamos a profundizar en estos puntos y comenzaremos por entender los beneficios de invertir en un robot de soldadura.

La soldadura es un proceso en el que dos materiales se fusionan mediante calentamiento, entremezclado y luego enfriamiento de los materiales y/o un relleno para formar una unión fuerte. Desde la soldadura por arco hasta la soldadura por puntos, los robots de soldadura ya sean nuevos o usados se utilizan normalmente en procesos de soldadura donde el trabajo es repetitivo y tanto la calidad como la velocidad de soldadura son cruciales. La soldadura robótica es un proceso automatizado que aumenta la eficiencia, la consistencia y el ROI.

Hay varias ventajas en la automatización de una fábrica con robots de soldadura, que incluyen tiempos de ciclo más rápidos y consistentes, sin interrupciones en la producción y mejor calidad de soldadura. Básicamente, mediante el uso de la automatización robótica de soldadura, el proceso toma menos tiempo y así los responsables de planta pueden reducir el costo de la mano de obra directa, mejorar la seguridad y disminuir los costos directos.

Las celdas de soldadura robóticas brindan un entorno de trabajo aún más seguro, lo que reduce drásticamente el deslumbramiento del arco, posibles accidentes y el contacto directo con el robot y la pieza. Un robot soldador es más consistente y puede pasar de una soldadura a la siguiente rápidamente, acelerando todo el proceso.

Mayor rendimiento en el trabajo de soldadura
Los sistemas de soldadura robótica harán el trabajo rápidamente. Ya sea que tenga robots de soldadura nuevos o usados, tienen menos errores que la soldadura manual. A diferencia de los trabajadores especializados en trabajos de soldadura, los robots no requieren descansos, vacaciones, etc. Su trabajo puede continuar sin interrupción, 24/7. Esto, a su vez, aumentará su rendimiento y la productividad.
Reducir el costo de la mano de obra directa y mejoran la seguridad
El costo de la soldadura manual puede ser muy elevado. Requiere tiempo, habilidad y concentración. También es peligroso. Los relámpagos, los humos, las chispas y el calor hacen que la soldadura manual sea un trabajo agotador y peligroso. Con la soldadura robótica, protegerás a los trabajadores y reducirás los costos. Estos sistemas ofrecen mejores condiciones de trabajo a los operarios ya que soportan los peligros y aumentan la producción. Los costes relacionados con seguros y accidentes también se reducen considerablemente.
Evitar errores y minimizar los consumibles
Incluso los soldadores más hábiles cometen errores. Sin embargo, con el uso del robot de soldadura, todo está regulado, incluso la energía y el cableado. Los sistemas robóticos de soldadura automatizados conservan energía al funcionar de manera constante (menos arranques). Además, las soldaduras que se crean son más consistentes. La precisión de estos robots significa que se desperdicia menos material y tiempo. ¡Podrás minimizar los costos de material consumible y aumentarás la calidad de tu producto al mismo tiempo!

10 %

en alambre (los robots de soldadura usan los parámetros precisos necesarios, mientras que un humano suele usar un poco más de lo necesario)

10 %

en gas (los robots de soldadura también son más precisos en el consumo de gas)

30 %

en rectificado de soldaduras después de terminar la soldadura (después de la soldadura robótica, no se necesita rectificar en absoluto o la necesidad es significativamente menor)

Algunas empresas cambian gradualmente a aplicaciones de soldadura robótica, comenzando con una sola celda de soldadura y convirtiéndose lentamente en un proceso de soldadura completamente automatizado. Los robots de soldadura pueden ser útiles cuando el acceso a una pieza es limitado o difícil de alcanzar. Los fabricantes de robots de soldadura han creado diseños que permiten que un brazo robótico alcance áreas más pequeñas y posiciones de trabajo que de manera manual sería muy difícil ejecutar.

Cómo aprovechar las ventajas de la soldadura robotizada

Los responsables de gestionar la calidad de todo lo relacionado con la fabricación con soldadura dentro de la empresa, tienen la responsabilidad de mejorar la productividad, la calidad, la eficiencia, la seguridad y la versatilidad de los trabajos de soldadura. Para conseguirlo han recurrido a la implementación de robots de soldadura que les han permitido aprovechar las siguientes ventajas:

Mayor productividad
Tal y como hemos planteado al principio un robot de soldadura puede operar de manera continua, manteniendo la misma velocidad, frecuencia y trayectorias de soldadura una y otra vez.
Los rendimientos pueden aumentar a medida que se realiza el proceso de soldadura por lotes. En lugar de que los soldadores trabajen 8 horas o 12 horas, se recomienda que la configuración de soldadura automatizada con un robot de soldadura trabaje durante las últimas horas para un lote de soldaduras. Esto se puede lograr cuando se implementa un sistema para mover piezas con colocaciones de piezas repetibles y rutinas establecidas para la soldadura robótica. El uso de robots de soldadura agiliza el proceso de producción permitiendo una mayor productividad.
La automatización de algunos procesos reducirá el tiempo desde el pedido realizado por el cliente hasta la entrega del producto, lo que permitirá que tu empresa sea más competitiva
Soldaduras consistentes de alta calidad
Muchas industrias se están moviendo hacia la automatización para poder concentrarse en tareas más técnicas o complejas. Para las empresas que buscan mejorar la calidad de la soldadura, están pensando en incorporar un robot de soldadura en sus procesos. La sistematización de un proceso de soldadura con un sistema de soldadura robótica requiere planificación, y como hemos visto los beneficios son inmensos.
Los diferentes brazos robóticos tienen diferentes tolerancias, así que se recomienda considerar sus especificaciones para asegurarse de que sus soldaduras estén dentro de la precisión que se desea que tengan. El uso de un robot para automatizar el trabajo de soldaduras les permite ser consistentes. Puedes tomar un proyecto que tiene una gran cantidad de soldaduras repetitivas y agruparlas en un proceso de soldadura completamente automatizado a través de una celda robótica de soldadura. Una celda de soldadura robótica, también conocida como unidad de soldadura robótica, se compone de varios componentes que trabajan juntos para completar una estructura soldada. Dicho control y repetición se puede realizar en una programación planificada previamente que opera el sistema de soldadura robotizada.
El robot de soldadura ofrece eficiencia y versatilidad
Puedes reprogramar el robot para realizar diferentes soldaduras cada vez que se complete un proyecto para que no tengas que seguir reprogramando. Una vez que se complete un proceso por lotes, vuelves a planificar, configuras el sistema y modificas el programa para soldar para un proyecto diferente.
El equipo de técnicos y personal de soldadura podrá concentrarse en desafíos de mayor nivel dentro de la planta, mientras que los soldadores robóticos trabajan en las tareas más peligrosas o repetitivas.
Mayor Seguridad con el uso de robots de soldadura
Los gastos de capital incluyen el equipo, las pruebas y la capacitación del equipo de técnicos de soldadura para operar el sistema robótico. Deberás planificar cómo automatizar el proceso de soldadura. Considera analizar los costos operativos de producción de soldadura actuales y comprueba si tu equipo actual es compatible con el sistema robótico. Todo esto se relaciona con la seguridad ya que no tener medidas de seguridad tiene costos importantes para la empresa.
Si bien los robots de soldadura pueden crear un entorno más seguro, puede haber otros peligros fuera de la soldadura que involucran robots, y es necesario conocer y ser conscientes de las precauciones, la capacitación y algunos conocimientos de asesoramiento.
Es cierto que existen medidas de seguridad ya colocadas en el robot de soldadura. Pero aún así, debe haber cierta capacitación y precauciones a tener en cuenta para garantizar la máxima seguridad cuando se trabaja con un robot o cuando los robots trabajan con otros robots. No deseas que los equipos se choquen entre sí, lo que genera costos de reparación.
Una reducción en los costos operativos
Los costos laborales están aumentando, pero los precios de la robótica están disminuyendo desde hace décadas. Hay un costo inicial significativo para obtener un robot de soldadura además de los accesorios necesarios, la capacitación del personal y las pruebas.
Para los fabricantes pequeños y medianos que probablemente tengan solicitudes para realizar proyectos en ciertas capacidades, se estarán preguntando si su equipo de técnicos puede hacerlos o si su equipo quería hacerlos.
Algunos proyectos pueden presentar complicaciones debido al tipo de soldaduras que se realizarán o la cantidad de trabajo que se realizará durante un período de tiempo y eventualmente estos técnicos podrían cansarse de hacerlo día tras día.
Una combinación de soldadura robótica y el desarrollo de las habilidades de su equipo de técnicos soldadores puede ayudar a asumir tales proyectos. Sabrás que tu equipo de trabajadores puede manejarlo. Con miembros del personal satisfechos tendrán más tiempo extra debido a la capacidad de automatizar el proceso, lo que significa que el flujo de trabajo automatizado puede terminar el trabajo.
Reducción de desperdicios y Retrabajos
El material de relleno y el alambre de soldadura se utilizan de manera más económica y menos derrochadora con el uso de robots de soldadura, lo que reduce el costo total de producción de un producto.
El exceso de soldadura será cosa del pasado. Los robots de soldadura usarán precisamente lo que está programado para usar en términos de tasa de llenado y velocidad de soldadura. Se mantendrá dentro de las especificaciones y evitará el exceso de soldadura y, por lo tanto, el desperdicio de recursos.

Comparativo entre soldadura manual vs robot de soldadura para tomar una decisión de inversión

La soldadura robótica frente a la manual ofrece algunas ventajas y desventajas a tener en cuenta al planificar sus necesidades de fabricación de manufactura metalmecánica. Para satisfacer las demandas del proceso de soldadura, la soldadura robótica ha surgido como un avance importante. Cuando se trata de comparar soldadura robótica versus soldadura manual, cada técnica tiene sus ventajas y desventajas específicas. Veamos cómo realizar este comparativo para que puedas decidir la incorporación de un robot de soldadura con la mayor información posible para que tomes una decisión inteligente.

Ventajas de la soldadura robótica

Costos laborales más bajos
Sí, alguien aún necesitará programar el robot, pero en general debería tener menos trabajadores y eso significa menos dinero destinado a la nómina.
Mayor rendimiento
Un robot trabajará más rápido que los humanos. Tampoco necesita descansos. Es posible que termine necesitando la misma cantidad de trabajadores (para cargar material en accesorios, etc.), pero el robot realizará el trabajo de soldadura mucho más rápido. La mayoría de los proyectos de soldadura requieren soldar en más de un punto y lleva tiempo moverse y adaptarse a ese nuevo punto. Un robot puede mover fácilmente material pesado sin disminuir la velocidad. También mantendrá la misma velocidad de salida porque, a diferencia de los humanos, no se fatigarán.
Mejor calidad de soldadura
Claro, un ser humano puede soldar tan bien como un soldador robótico, PERO es mucho más probable que un robot de soldadura produzca una calidad uniforme en comparación con un ser humano.
Reducción de desechos
Dado que los soldadores robóticos tienen un nivel tan alto de precisión, no van a causar tanta repetición de trabajos por una calidad defectuosa.

Desventajas de los robots de soldadura

Costo de inversión
A largo plazo, debería ahorrar dinero al reducir los costos de mano de obra, pero la inversión inicial en equipos de soldadura robótica podría ser bastante alta. Recuperar esa inversión inicial podría tomar una cantidad significativa de tiempo, así que recomendamos asegurarse de tener una carga de trabajo constante que mantenga ocupado al equipo. No olvides que aún necesitarás a alguien para programar el nuevo robot de soldadura. Es muy probable que ese empleado cueste más que un empleado de soldadura tradicional.
Riesgo
El robot, la economía y la mano de obra no siempre son confiables o consistentes. En algún momento, su equipo podría requerir mantenimiento o podría fallar. En algún momento, es posible que no tenga suficiente trabajo para alimentar al robot de soldadura. Y finalmente, en algún momento, es posible que su fuerza laboral no sepa cómo operar el robot o no esté allí para hacerlo funcionar. Estos riesgos pueden parecer más desalentadores cuando aún no ha logrado un ROI del robot de soldadura, pero las recompensas pueden ser excelentes si la estructura de tu negocio está configurada correctamente.
Falta de flexibilidad
Si bien los robots pueden ahorrar mucho tiempo en proyectos repetidos en los que se fabrican grandes volúmenes de la misma pieza, es posible que no sean tan eficientes cuando se trata de proyectos de menor volumen. Se necesita tiempo para configurar un robot y si solo va a fabricar una pieza o un puñado de piezas, es mejor que inviertas tu tiempo simplemente terminando el proyecto sin el robot.

Ventajas de la soldadura manual

Potencialmente menos tiempo de configuración
Puede tomar mucho tiempo configurar un robot de soldadura y para trabajos de menor volumen, puede tener más sentido tener solo un soldador humano especializado en el trabajo. Para trabajos de mayor volumen, definitivamente podría valer la pena el tiempo adicional que lleva configurarlo en el robot. Recuperarás ese ahorro de tiempo con la rapidez con la que el robot puede soldar el producto.
Fácilmente reemplazable
Para el caso de trabajos de soldadura muy sencillos, donde se requiera poca especialización, si un soldador humano deja su lugar de trabajo, no es un gran gasto encontrar un sustituto. Si un robot de soldadura deja de funcionar, podría costar mucho repararlo o, lo que es peor, reemplazarlo.
Conciencia
Un humano programa el robot. El robot no es consciente de su entorno. Simplemente está programado para ir a donde se supone que debe ir. No sabe si está soldando en el lugar equivocado una y otra vez, alguien tiene que decírselo. Un soldador humano notará antes que un robot soldador si hay un problema, a menos que el problema sea lo suficientemente grande como para que el equipo funcione mal o se apague.

Desventajas de la soldadura manual

Velocidad
Simple y llanamente, los robots pueden trabajar más rápido que los humanos. Un ser humano puede mantenerse al día en algunas situaciones, pero, inevitablemente, con el tiempo se fatigarán.
Eficiencia
Los robots de soldadura son capaces de una precisión mucho mayor que los humanos y son más consistentes de lo que un humano podría ser.
Costos
Por supuesto con menor eficiencia, menor velocidad y menor rendimiento; un soldador humano conduce a una menor rentabilidad. Es posible que este no sea siempre el caso dependiendo de la carga de trabajo, pero si está ejecutando trabajos de gran volumen, definitivamente podría estar recortando sus ganancias.
Riesgos de seguridad en el trabajo de soldadura
Las operaciones de soldadura presentan varios peligros tanto para quienes realizan la actividad como para otras personas en las inmediaciones. Por lo tanto, es importante que seas consciente de los riesgos y peligros que presenta la soldadura. Algunos riesgos incluyen: Riesgos eléctricos, Riesgos relacionados con el calor y las altas temperaturas, Riesgos de quemaduras, Riesgos de asfixia, riesgos de respiración de gases tóxicos.

Si generalizamos y decimos que la mayoría de las decisiones en la vida se reducen a los costos. En última instancia, tus costos decidirán si eliges o no un soldador robótico o si te limitas a soldar manualmente. Como se mencionó anteriormente, un robot de soldadura no garantiza que inmediatamente comenzarás a ganar más dinero. Tienes que tener buenos empleados disponibles para ejecutarlo y una carga de trabajo constante alimentando el equipo. Dicho esto, si tienes un gran personal y mucho trabajo, un soldador robótico puede ahorrarte MUCHO tiempo y dinero. Ten en cuenta que muchas veces, las empresas de fabricación del metal pueden combinar y tener proyectos de ejecución con robot de soldadura y proyectos en los que están soldando manualmente.

¿Qué tipo de procesos de soldadura son mejores para usar robots de soldadura?

Algunos responsables de planta se preguntarán ¿Cómo saber si los robots son adecuados para mis procesos de producción con soldadura TIG, MIG/MAG, Soldadura por arco sumergido (SAW) y soldadura por láser.

Principales procesos de soldadura robótica, particularmente soldadura por arco

El método de soldadura robótica y el robot de soldadura se seleccionan en función de la tarea de producción específica. Hay varios tipos de procesos de soldadura, incluida la soldadura por arco (MIG/MAG, TIG, soldadura por arco secundario) y la soldadura por láser.

Soldadura por arco

La soldadura por arco eléctrico se considera la más versátil y asequible. Es el proceso de generar suficiente calor para fundir el metal como resultado del arco que se produce entre el electrodo y el metal que se suelda. La soldadura TIG y MIG/MAG son los procesos de soldadura robotizada más comunes y los subtipos de tecnología de soldadura por arco.

¿Qué es un robot de soldadura por arco? Es un sistema compuesto que consiste en el equipo de soldadura que suministra la energía generada por la fuente de soldadura y el robot que sincroniza el posicionamiento de la fuente de calor y la pieza.

Soldadura TIG

La soldadura TIG (gas inerte de tungsteno) es un proceso de soldadura por arco que produce la soldadura con un electrodo de tungsteno sin fundir. Entre las ventajas de la soldadura TIG se encuentran la precisión detallada y diversas aplicaciones. Las desventajas de la soldadura TIG son el proceso lento y complejo, y los problemas de seguridad. Por lo general, TIG se usa para aplicaciones de CrNI o aluminio y titanio que requieren una calidad especial (fusión completa, cara de soldadura cóncava y puntera de soldadura lisa, sin discontinuidades de soldadura, propiedades estructurales, mecánicas o químicas especiales) de soldaduras, como recipientes a presión, tanques, tuberías, partes de aeronaves/espacio/máquinas o componentes de aguas profundas.

Soldadura MIG/MAG

La soldadura MIG (metal con gas inerte) utiliza un cable de alimentación que se mueve constantemente a través de la pistola para crear la chispa y luego se derrite para formar la soldadura. Los procesos de soldadura MIG/MAG se pueden usar con componentes de varios espesores y geometrías hechos de diferentes materiales, incluidos acero, aluminio y titanio. Es con este tipo de soldadura que el fabricante comienza con mayor frecuencia la robotización. MIG/MAG es un proceso de soldadura de aplicación universal con una alta tasa de deposición comparable pero debido al arco abierto y las especialidades de transferencia de material, no es tan preciso. Normalmente se utiliza para acero al carbono; menos en aplicaciones de aluminio y CrNi. La mayoría de las construcciones estructurales de edificios, partes de máquinas y partes automotrices y agrícolas con espesores medios se sueldan con soldadura MIG/MAG.

Soldadura por arco sumergido (SAW)

Este método de soldadura aplica alambre de relleno de grandes diámetros. Pero en lugar de llenar con gas toda el área de soldadura, solo se usa fundente en polvo y se vierte sobre la soldadura. A altas temperaturas, el fundente comienza a liberar gas que protege las piezas soldadas de la oxidación. Además, utiliza composiciones químicas especiales para soldaduras. El flujo se transfiere continuamente durante el proceso de soldadura por costura. No existen muchas soluciones robóticas para este tipo de soldadura debido a las dificultades de transferir alambre y fundente y las limitaciones de las posiciones de soldadura. Por lo general, la soldadura por arco sumergido se usa para espesores altos y tasas de deposición, generalmente para soldaduras a tope con respaldo de raíz y soldaduras de filete en una posición plana.

Soldadura por láser

La soldadura láser es un método de soldadura de metales que se utiliza para la unión de piezas especialmente precisas en las que el láser funciona como fuente de soldadura. Este tipo de soldadura se aplica en diversas industrias para piezas complejas. Los robots automatizados permiten costuras estéticas, uniformes y suaves sin deformaciones ni curvaturas. Los robots de soldadura láser garantizan una alta precisión y un buen rendimiento. Normalmente se utiliza para construcciones de bajo espesor y piezas precisas.

Soldadura de tuberías

La mayoría de las tuberías y productos de tubería son circulares y, por lo tanto, requieren soldaduras curvas. Estrictamente hablando, no se trata de un tipo de soldadura, sino de una demanda frecuente en el mercado. La variedad de diámetros de tubería hace que la programación del brazo del robot de soldadura sea un poco más compleja que cuando se trata de piezas no circulares.

Tipos de robots de soldadura: Robots industriales y cobots

Hay dos tipos de robots: robots industriales y robots colaborativos (cobots). Los robots industriales de seis ejes se han utilizado en la producción durante mucho tiempo. Los robots colaborativos aparecieron hace relativamente poco tiempo, su diferencia clave es la capacidad de trabajar junto con una persona. Están equipados con sensores especiales, que no les permiten dañar a los compañeros de trabajo humanos. Por lo general, los robots colaborativos son de tamaño pequeño (en comparación con un humano). En 2021, de los 517.000 robots vendidos en el mundo, 39.000 de ellos eran colaborativos. Es decir, hasta ahora una pequeña cuota de mercado.

Las principales aplicaciones de los cobots son Manipulación, Paletización, Carga/Descarga e Inspección. Los cobots son ligeros, compactos y seguros. También hay robots colaborativos de soldadura. Sin embargo, si tus prioridades son la velocidad y la precisión, opta por los robots industriales. También se adaptan mejor a la hora de soldar.


La seguridad	Requiere un sistema de seguridad	Seguro, puede trabajar con una persona, equipado con sensores que no permitirán colisiones ni daños a una persona
Repetibilidad	Repetibilidad típica ± 0,03 mm	Repetibilidad típica ± 0,03 mm
Precisión	Alta precisión de trayectorias lineales y circulares	Baja precisión de trayectorias lineales y circulares.
Velocidad	2,5 veces más rápido	Más lento (para no dañar a la persona)
Accesibilidad	10-15 pies	hasta 6,5 pies
Capacidad de carga	10-2000kg	hasta 20 kg
Peso y tamaño	Pesado. Con alta capacidad de carga, pueden instalar adicionalmente equipos pesados (paquetes de soldadura, cualquier visión técnica).	Ligero, compacto y móvil. Pero no se puede colgar equipo pesado adicional en ellos.
Diseño	Pueden tener un brazo de robot hueco, lo cual es importante para una soldadura eficiente	No tienen un brazo de robot hueco. A menudo están hechos de aluminio y tienen muchas piezas de plástico. Necesita una funda protectora.

Las siguientes son algunas de las formas más comunes de soldadura robótica:

Robot de soldadura por arco
Un arco eléctrico entre un electrodo y una base metálica produce un calor intenso para fundir y entremezclar dos partes. Los robots de soldadura por arco se utilizan para aplicaciones que requieren alta precisión y capacidad de repetición.
Robot de soldadura por resistencia
Se pasa una corriente entre dos piezas de metal, se forma un charco por el calor resultante y las dos piezas se unen. La utilización de robots de soldadura por resistencia es la forma más económica de soldadura robótica y es la mejor para proyectos de tratamiento térmico.
Robot de soldadura por puntos
Un tipo de soldadura por resistencia, la soldadura por puntos une metales delgados que resisten las corrientes eléctricas. Por lo general, son robots de soldadura que se usan en la industria automotriz para unir marcos de láminas de metal.
Robot de Soldadura TIG
Proceso de alta calidad en el que se forma un arco entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza metálica. También conocida como soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW), el robot de soldadura TIG se utiliza cuando la precisión es de suma importancia.

Robot de Soldadura MAG
Un proceso de alta tasa de deposición que involucra la alimentación continua de un alambre hacia la punta de soldadura calentada. También conocida como soldadura por arco metálico con gas (GMAW), este tipo de robot de soldadura es mejor para aplicaciones donde la simplicidad y la velocidad del sistema son deseables.
Robot de soldadura por láser
Un generador de láser envía a través de un cable de fibra óptica una luz láser a través de un cabezal de corte robótico para soldar las piezas. Los robots de soldadura por láser, incluida la soldadura por láser remota para lugares de soldadura de difícil acceso, se usan a menudo en aplicaciones de gran volumen que requieren alta precisión, como el sector automotriz o en las industrias médica o de joyería.
Robot de soldadura por plasma
El gas ionizado pasa a través de una boquilla de cobre para producir temperaturas extremadamente altas. Los robots de soldadura por plasma se usan cuando se requiere flexibilidad, ya que la velocidad y las temperaturas se pueden ajustar fácilmente.

Cómo elegir el robot de soldadura correcto para tu aplicación industrial

Si deseas automatizar los procesos de soldadura en tus instalaciones con el uso de robots de soldadura , hay varias opciones disponibles que debes valorar. Lo más probable es que un integrador de robots de soldadura determine qué equipo se necesita para automatizar tus operaciones de soldadura, pero conocer las opciones disponibles puede ayudar a que el proceso sea más rápido y fácil, y garantizar que obtenga el mejor sistema para tu aplicación.

Con esto en mente, es de vital importancia obtener el sistema de soldadura robótica adecuado para tu instalación, de lo contrario, no verás el retorno de la inversión que estás buscando y las capacidades de producción pueden verse obstaculizadas.

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Consideraciones para elegir el robot de soldadura correcto

Al automatizar los procesos de soldadura, hay algunos componentes diferentes a considerar en relación con sus necesidades específicas de soldadura.

Inteligencia y Comunicación

Los controladores de robot para herramientas y movimiento y los controladores de sistema para el movimiento de piezas, la comunicación ambiental y la interfaz hombre-máquina (HMI) son aspectos cruciales de un sistema de soldadura robótica. La adquisición de datos, por ejemplo, puede variar mucho entre sistemas, según el tipo de información que se necesite.

Características de la celda de trabajo

Las partes que se están soldando determinarán en gran medida qué tipo de características de celda de trabajo se necesita. Pueden ser mesas estacionarias, platos giratorios, accesorios, posicionadores o protectores, según el tamaño, el peso, el volumen de producción y la accesibilidad de su pieza. Las piezas extremadamente grandes necesitarán mucho posicionamiento y fijación, mientras que las piezas más pequeñas que el robot puede alcanzar fácilmente requerirán menos funciones de celda de trabajo.

Características del robot de soldadura

Por supuesto, es importante elegir el robot, la celda de trabajo y el software correctos, pero también es importante comprender los detalles de los requisitos de su proceso de soldadura. Es posible que se necesite soldadura MIG, GMAW o láser. Su aplicación determinará el tipo de consumibles y relleno de metal, alimentación de alambre y punta de contacto que necesita también. Obtener los detalles correctos es clave para que todo el sistema funcione al máximo rendimiento.

Si bien un integrador de sistemas robóticos podrá determinar exactamente qué tipo de equipo de robot de soldadura es necesario para la automatización, puede ser beneficioso comprender los conceptos básicos para asegurar de que se obtenga el mejor sistema para su aplicación.

Retos en el uso de robots de soldadura industrial

No hay muchas cosas que puedas señalar en tu vida diaria que no contengan algo soldado. Hay escasez de soldadores especializados en el mercado hoy en día. Habrá escasez en el futuro. El sentimiento abrumador que se proclama hoy no es una imagen optimista de una fuerza laboral fuerte y robusta que está a la altura del desafío. Como la mayoría de las imágenes, hay un elemento de verdad en ella. Décadas de falta de enfoque e inversión combinadas con una fuerza laboral en declive han dejado al sector de soldadura de la economía con un desafío de fuerza laboral. Esta es la razón por la que muchos responsables de producción no tienen tiempo para dormir mientras se esfuerzan por cumplir con las cuotas de producción, mantener la calidad , mantenerse competitivos y hacer crecer su negocio.

Desafíos en el uso de robots de soldadura industrial

Dos de los principales desafíos en el uso de robots de soldadura son el número de trabajadores para cubrir los puestos vacantes y la habilidad de los trabajadores. Con tal impacto en nuestras vidas, la condición actual del comercio hace que uno se pregunte qué hemos estado haciendo durante las últimas décadas. Bueno, la industria no se ha quedado sentada y de mal humor. La forma más común de combatir este problema es mediante la automatización del proceso con el uso de robots de soldadura industrial.

Existen importantes barreras de entrada para la automatización del proceso de soldadura y esto ha dado lugar a que esos avances se limiten a sectores muy reducidos y bien definidos del mercado de la soldadura. Mediante el uso de un robot de soldadura industrial no tradicional, una solución de soldadura robótica colaborativa elimina esas barreras de entrada y trae los beneficios de la automatización al taller. No solo los beneficios que ofrecen los robots de soldadura tradicionales, sino también beneficios adicionales. La automatización se convierte en una herramienta en manos de su fuerza laboral actual, aumentando su productividad individual, no se convierte en una pieza de maquinaria independiente que necesita su propio departamento dentro de su empresa para mantenerla en funcionamiento y productiva.

Barreras de Entrada - Utilización de robots de soldadura

Aprovechar una mayor calidad requiere una fijación precisa de las piezas que componen el montaje final. Esto requiere tiempo y dinero. Los talleres de metalmecánica que reciben pedidos de 5 a 100 piezas no pueden justificar el gasto de construir herramientas de alta calidad y mucho menos automatizar los procesos para fabricar las piezas para el ensamblaje. Esta es la razón por la cual los vendedores de automatización comienzan con dos preguntas: ¿Cuántas piezas están fabricando actualmente? ¿Cuál es su tiempo de ciclo por pieza? Esto les ayuda a determinar la necesidad de utilización de un robot de soldadura.

A lo largo de los años, las empresas de automatización han determinado la combinación de una cantidad de piezas/tiempo de ciclo que generará conversiones. Lo que quiero decir es esto, si hay un gran volumen, pueden demostrar una alta utilización con un gasto de capital mínimo. Luego pasan a soldar muestras para demostrar los números que han presentado. En el mundo automotriz, los compradores de automatización determinarán la utilización por sí mismos, ya que saben que automatizan pero están determinando cuánta automatización comprar. En los grandes fabricantes de piezas la utilización es esencialmente la misma pero se presenta como un tiempo de arco o tasa de deposición. El tiempo de ciclo por pieza puede ser de horas o días, pero el factor determinante es cuánto metal puede depositar el robot frente a un ser humano en un período de tiempo determinado.

Gran parte de la fabricación de piezas grandes requiere tecnologías adicionales para lograr sus objetivos de utilización. En comparación con la repetibilidad de la soldadura manual del pasado, la automatización de piezas grandes con el suo de robots de soldadura produce un producto mucho más repetible. Sin embargo, en comparación con los tamaños de los cordones de soldadura, las juntas de soldadura aún varían demasiado en el espacio para que el robot suelde en el mismo lugar en el espacio cada vez. La industria ha intensificado el desafío con tecnologías como Touch Sensing, Through Arc Seam Tracking, búsqueda de costuras con láser de línea, seguimiento de costuras con láser de línea durante la soldadura robótica. Cada una de estas tecnologías agrega complejidad, costo y tiempo a la aplicación de la automatización. La mayor complejidad significa programadores dedicados que tienen semanas de capacitación a un costo de $ 1000, luego necesitan meses de experiencia en el sitio para aplicar y mantener la automatización de manera efectiva. La tecnología funciona maravillosamente, si tiene la utilización y el presupuesto, puede construir las herramientas, comprar el robot, agregar tecnologías adicionales, capacitar a las personas y tener éxito.

Si tiene un perfil de producción de mezcla alta/volumen bajo y rechaza a un vendedor que afirma que carece de utilización para justificar la compra, recurrirá a un par de argumentos estándar. En primer lugar, le llevará más tiempo programar la pieza que soldar manualmente. En segundo lugar, cualquier sistema de soldadura robótica que compres tendrá una capacidad limitada, tanto en el espacio tridimensional como en la capacidad de manipular la pieza en ese espacio. Si deseas una celda para manejar todo, necesitas una celda de más de $200,000 que viene con un gran espacio de trabajo y capacidad de inclinación para rotar. Y este costo del robot de soldadura no incluye herramientas. Para la mayoría tienen un precio fuera de su rango. Cualquier cosa menos y está sacrificando el espacio de trabajo o la manipulación de piezas.

Justificación del costo de un robot de soldadura

Al realizar una inversión en automatización, es importante calcular el retorno de la inversión (ROI). El término ROI es una forma elegante de decir cuánto tiempo pasará hasta que este robot de soldadura genere más dinero del que me costó. El ROI se puede calcular de muchas maneras y debe cumplir con diferentes requisitos para diferentes empresas, pero a continuación se muestra un buen comienzo para justificar el costo de su compra.

Lo primero y más fácil de calcular son los ahorros de costes directos. Los costos directos son costos a los que realmente se les puede asignar un valor en dólares. A los responsables de compras les encantan los ahorros de costos directos porque se ven geniales en la justificación. El costo directo más caro en la mayoría de los trabajos de soldadura es la mano de obra: su salario por hora y los gastos generales asociados con cada trabajador. Los gastos generales incluyen costos como bonos, tiempo de vacaciones, pago de días feriados, días de enfermedad, seguro, costo de recursos humanos, etc. El costo típico de mano de obra y gastos generales es tres veces el salario por hora del empleado. Cuando se introducen los robots de soldadura, los números muy conservadores son que un robot de soldadura duplicará la producción de un soldador manual, pero en realidad la tasa de producción de un robot suele triplicar la de un soldador manual. La productividad real de un robot se puede calcular utilizando una fórmula de análisis de tiempo de ciclo.
Los consumibles son otro ahorro de costes directos. Las puntas de contacto en robots soldarán más piezas que las puntas de contacto en aplicaciones manuales. Esto se debe a que la distancia entre la punta de contacto y el trabajo se mantiene con mayor precisión para crear un arco más suave y menos salpicaduras. La limpieza de soldaduras y el retrabajo de piezas también se reducen porque las salpicaduras están mucho más controladas y el robot es mucho más preciso de lo que puede ser un ser humano. Como bien se sabe, el costo de las muelas abrasivas y la mano de obra asociada con la limpieza y el retrabajo es un número que se suma rápidamente y no agrega valor a la pieza. El exceso de soldadura de piezas también es un error humano muy común. Los soldadores cometerán un error por el lado de la precaución y crearán soldaduras más grandes que las requeridas al soldar manualmente. Con la robótica, se controla el tamaño exacto de la soldadura, por lo que acelera las velocidades de desplazamiento, reduce la cantidad de alambre consumido y utiliza menos gas de protección, al mismo tiempo que aumenta la calidad de la soldadura.
Los ahorros en costos indirectos son un poco más difíciles de calcular. El mayor ahorro indirecto de un robot es la calidad de la soldadura. Los robots realizan movimientos perfectamente consistentes en todo momento para que pueda estar seguro de que la soldadura es del tamaño correcto y en la ubicación correcta. También puede estar seguro de que las soldaduras no se saltaron por error humano. Las salpicaduras de soldadura y los cabos de alambre que se cortan al final de la antorcha son comunes cuando se suelda manualmente. Sin embargo, con la robótica esto se puede controlar de cerca y un mayor porcentaje del alambre comprado se convierte en metal de soldadura y no en material desperdiciado que se debe barrer del piso.

En el mercado actual, nadie busca deshacerse de los empleados, sino que está sucediendo exactamente lo contrario. En lugar de contratar empleados, la adición de cobots y robots le permite liberar y trasladar a los empleados existentes a otros trabajos en el taller. En un tema similar, la capacitación de los empleados requerida como operador de robot es mucho menor que la requerida como soldador. Las escalas salariales de los operadores de robots frente a los soldadores manuales reflejan las habilidades necesarias para el trabajo y los operadores generalmente ganan un salario por hora más bajo que los soldadores.

Lo único que requieren los robots es alguien con la capacitación adecuada para programarlos. Los compradores de robots por primera vez generalmente obtienen capacitación gratuita para una persona. La duración estándar de la capacitación es de cuatro (4) días. Es importante que el programador del robot tenga cierta experiencia en soldadura y que se sienta cómodo con las computadoras. Sin embargo, los cobots son mucho menos técnicos en lo que respecta a la programación. Con los métodos de programación más recientes impulsados por iconos; un soldador de producción que se sienta cómodo con un teléfono inteligente puede programar el cobot por su cuenta con solo unas pocas horas de capacitación.

Hay algunas opciones para obtener la automatización en un taller metalmecánico. La forma tradicional era una compra completa del equipo de varios integradores. Otra opción son los planes de alquiler o arrendamiento con opción a compra. Estos planes permiten que los clientes se familiaricen con la automatización sin tener un riesgo inicial tan grande. Existen empresas de suministro de robots que tienen planes de alquiler disponibles tanto para cobots como para robots tradicionales. Nuestro plan de arrendamiento con opción a compra tiene un porcentaje del precio del arrendamiento que se aplica al precio de compra del equipo si elige comprar. También ofrecen opciones de financiamiento para clientes que buscan comprar robots de soldadura.

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Fabricantes de robots de soldadura

¿Cuáles son los principales fabricantes de robots de soldadura del mundo? Algunos de los principales fabricantes de robots para soldaduras industriales son Fanuc, Kuka, Yaskawa, Panasonic y ABB.

Fanuc

Fanuc se fundó en 1958. Es un grupo japonés de empresas que incluye a Fanuc Corporation de Japón, Fanuc America Corporation de Rochester Hills, Michigan, EE. UU., y Fanuc Europe Corporation S.A. de Luxemburgo. Produce alrededor de 8.000 robots industriales cada mes en sus fábricas en Japón.

Robots de soldadura Fanuc: ARC Mate 100iD, ARC Mate 120iD

Yaskawa

Yaskawa se fundó en 1915 y produjo su primer robot industrial en 1977. Desde entonces, ha enviado casi 500 000 unidades robóticas a todo el mundo. La oficina central de la empresa se encuentra en Kitakyushu, Japón.

Robots de soldadura Yaskawa: AR1440, AR2010

Panasonic

Durante más de 60 años, Panasonic ha estado produciendo robots de soldadura para diferentes industrias, automatizando y robotizando con éxito los trabajos de soldadura. La empresa cuenta con sedes regionales, fábricas y centros técnicos en todo el mundo, en los cinco continentes.

Robots de soldadura Panasonic: G3 Active Tawers, Tawers

Kuka

Kuka es uno de los principales proveedores de soluciones de automatización inteligente y robots de soldadura para la Industria 4.0 con sede en Augsburgo, Alemania. Fue fundada en 1898 y hoy desarrolla soluciones de automatización basadas en robots con ventas de alrededor de 3.300 millones de euros y aproximadamente 14.000 empleados. Desde 2016, Kuka es propiedad de la empresa china Midea Group.

Robots de soldadura Kuka: KR 8 R1420 arc HW, KR 8 R2100 arc HW

Kawasaki

Kawasaki produce robots industriales desde 1969. Esta empresa japonesa se dedica a la tecnología de punta y la experiencia en robótica mejorando la productividad y la calidad. Según datos de Bloomberg, al 7 de octubre de 2021, el 13,2 % de los ingresos de Kawasaki provino de maquinaria de precisión y robótica en el año fiscal 2020.

Robots de soldadura Kawasaki: BA006N, BA006L

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Programación de robots de soldadura

Cuando se realiza correctamente, la soldadura robótica puede proporcionar a los fabricantes ganancias de productividad significativas, así como un excelente retorno de la inversión (ROI). Sin embargo, la soldadura robótica puede ser un proceso complejo, especialmente si eres un nuevo programador de robots.

Si bien el mejor curso de acción para aprender programación robótica es adquirir capacitación del fabricante de robot de soldadura, nunca está de más implementar consejos y trucos de soldadura robótica probados por expertos desde el principio. Al igual que con cualquier proceso especializado, hay pasos que debe seguir al programar una secuencia de soldadura y ciertas cosas que debe evitar.

Consejos para la programación de robots de soldadura

Crea una biblioteca de archivos de arco basada en el tamaño de la soldadura y asigna un nombre a cada archivo de forma clara y concisa. Por ejemplo, ASF#1 es un 3⁄16 pulg. filete horizontal; ASF#2 es un 3⁄16 pulg. filete plano; ASF#3 es de ¼ de pulgada. filete horizontal; y así. Utiliza los números correspondientes para los archivos de inicio y fin de arco.
Elimina las etiquetas de velocidad en los movimientos del proceso si deseas utilizar la velocidad de soldadura especificada en el arco.
Mantén pequeños los programas de soldadura (menos de 100 a 200 puntos). Tener demasiado en un programa puede hacer que la edición sea confusa. Siempre etiqueta cada soldadura con un comentario de línea sobre el movimiento antes del inicio del arco. Utiliza subrutinas lógicas para mantener manejable el tamaño del programa, como un programa para cada orientación del posicionador si hay muchas ubicaciones de soldadura en una pieza de varios lados.
Concéntrate en la postura de la antorcha/brazo para las uniones soldadas y luego agrega movimientos de corte de aire entre soldaduras que fluyan suavemente.
Mantén una parte maestra para la programación. Esta parte debe etiquetarse con números de soldadura y números de archivo de tamaño de arco, lo que permite una referencia rápida para el ajuste de la soldadura. Una impresión de pieza con ubicaciones de soldadura y puntos de programa anotados puede servir para el mismo propósito.
Mantén un registro o registro de cambios para la celda de trabajo del robot donde los técnicos puedan anotar la fecha, la hora y el motivo de los cambios. Los robots pueden tener la capacidad de registrar cambios en los programas, pero es posible que no incluyan el motivo de los cambios.
Usa una herramienta de alineación de la antorcha. La mayoría de los fabricantes los venden y la mayoría funcionarán para múltiples modelos de antorchas. La razón es que una antorcha de 45 grados de un fabricante no siempre es lo mismo que una antorcha de 45 grados en una celda de trabajo robótica. Antes de realizar cualquier programación, coloca la antorcha en la herramienta y asegúrate de que la curvatura sea correcta. Si no es así, utiliza la herramienta para alinear el doblez, garantizando un ángulo correcto en la antorcha. Además, si alguna vez necesita reemplazar la antorcha, puede colocar la nueva antorcha en la herramienta de alineación antes de instalarla.
Crea y mantén un buen punto central de la herramienta (TCP), así como un trabajo de verificación, que confirma la ubicación y la alineación del TCP antes de retocar los puntos. Los proveedores e integradores de robots de soldadura pueden tener indicadores o herramientas para ayudar a automatizar este proceso.

Robot de soldadura industrial: Tipos, usos, funciones, ejemplos, fabricantes y beneficios

¿Qué es un robot de soldadura y cómo puedes aprovecharte de la soldadura robotizada?

Beneficios del uso de robot de soldadura en plantas de manufactura

Mayor rendimiento en el trabajo de soldadura

Reducir el costo de la mano de obra directa y mejoran la seguridad

Evitar errores y minimizar los consumibles

10 %

10 %

30 %

Cómo aprovechar las ventajas de la soldadura robotizada

Mayor productividad

Soldaduras consistentes de alta calidad

El robot de soldadura ofrece eficiencia y versatilidad

Mayor Seguridad con el uso de robots de soldadura

Una reducción en los costos operativos

Reducción de desperdicios y Retrabajos

Comparativo entre soldadura manual vs robot de soldadura para tomar una decisión de inversión

Ventajas de la soldadura robótica

Costos laborales más bajos

Mayor rendimiento

Mejor calidad de soldadura

Reducción de desechos

Desventajas de los robots de soldadura

Costo de inversión

Riesgo

Falta de flexibilidad

Ventajas de la soldadura manual

Potencialmente menos tiempo de configuración

Fácilmente reemplazable

Conciencia

Desventajas de la soldadura manual

Velocidad

Eficiencia

Costos

Riesgos de seguridad en el trabajo de soldadura

¿Qué tipo de procesos de soldadura son mejores para usar robots de soldadura?

Principales procesos de soldadura robótica, particularmente soldadura por arco

Soldadura por arco

Soldadura TIG

Soldadura MIG/MAG

Soldadura por arco sumergido (SAW)

Soldadura por láser

Soldadura de tuberías

Tipos de robots de soldadura: Robots industriales y cobots

Robot de soldadura por arco

Robot de soldadura por resistencia

Robot de soldadura por puntos

Robot de Soldadura TIG

Robot de Soldadura MAG

Robot de soldadura por láser

Robot de soldadura por plasma

Cómo elegir el robot de soldadura correcto para tu aplicación industrial

Consideraciones para elegir el robot de soldadura correcto

Inteligencia y Comunicación

Características de la celda de trabajo

Características del robot de soldadura

Retos en el uso de robots de soldadura industrial

Desafíos en el uso de robots de soldadura industrial

Barreras de Entrada - Utilización de robots de soldadura

Justificación del costo de un robot de soldadura

Fabricantes de robots de soldadura

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Yaskawa

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Kuka

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