Robots de soldadura de componentes electrónicos y circuitos

La soldadura es una actividad fundamental en cualquier proceso de montaje electrónico. A medida que aumenta la tecnología inteligente y la electrónica de consumo, también crece la demanda de componentes soldados de alta calidad. Este aumento de la demanda obliga a los fabricantes a automatizar los procesos mediante robots de soldadura de componentes electrónicos para maximizar la producción y ya son muchas las empresas que a día de hoy se aprovechan de los beneficios de la soldadura automatizada.

A continuación veremos algunos conceptos claves a tener en cuenta en la automatización de la soldadura así como los fundamentos de robots de soldadura de componentes electrónicos y las mejores prácticas para la soldadura robótica.

Aspectos básicos de los robots de soldadura de componentes electrónicos 

Los robots de soldadura de componentes electrónicos tienen muchas formas, dependiendo del sector y de su uso. Suelen utilizarse en los sectores de la electrónica comercial y de consumo aunque también se encuentran en instalaciones de fabricación de automóviles, aeroespaciales y de dispositivos médicos. Estas industrias incorporan muchos componentes electrónicos sensibles en sus productos.

Tipos de robots de soldadura de componentes electrónicos 

Debido al reducido tamaño de las aplicaciones de soldadura, los fabricantes utilizan una amplia gama de robots de soldadura de componentes electrónicos. Algunos tipos de robots que se encuentran habitualmente en las aplicaciones de soldadura son:

• Cartesiano: Este robot se utiliza normalmente en configuraciones de banco porque es ideal para aplicaciones que requieren la carga y descarga manual por parte de un operario. Los robots cartesianos ofrecen una gran precisión gracias a la sencillez y rigidez de su construcción. Este tipo de robot también puede ampliarse para aplicaciones más grandes, sin embargo, se quedará corto en aplicaciones que requieran un movimiento intrincado del cabezal de soldadura para trabajar en ángulos. El cartesiano sólo puede moverse en las direcciones XYZ.
• SCARA: El SCARA es una opción común para aplicaciones de soldadura debido a su equilibrio de alcance, velocidad y precisión. Este robot puede moverse rápidamente de un punto a otro y mantener un buen nivel de precisión. No es tan escalable como los robots cartesianos o de seis ejes y tendrá dificultades con las aplicaciones de movimiento de destreza pero suele ser una máquina más rápida que el cartesiano y el de seis ejes.
• Seis ejes: La máquina de seis ejes puede utilizarse en la mayoría de las aplicaciones, incluida la soldadura. Sin embargo, esta opción es la más cara de las tres. Es excesivo para la mayoría de las aplicaciones de soldadura salvo para aquellas tareas que requieran un movimiento diestro.

Existen muchas clases de robots en función de la aplicación o tarea a realizar. Descubre más sobre los tipos de Robot para la fabricación de productos electrónicos en operaciones de alta precisión.

¿Cuándo se debería considerar un robot de soldadura de componentes electrónicos ?

Los robots de soldadura de componentes electrónicos pueden ser una excelente adición a cualquier proceso de fabricación. Sin embargo, estas máquinas no son adecuadas para todos los fabricantes, pues las exigencias del negocio y las capacidades del proceso actual determinarán si la automatización será un valor añadido o no.

A continuación se exponen algunas de las razones más comunes por las que los principales fabricantes de hoy en día integran los robots de soldadura de componentes electrónicos en las instalaciones de producción.

• Mayor rendimiento

  Los robots de soldadura pueden producir a una velocidad mucho mayor en comparación con las operaciones de soldadura manual porque pueden ir de un punto a otro más rápido que los operarios humanos. Los robots de soldadura sólo dedican el tiempo necesario a cada unión soldada antes de pasar al siguiente paso, lo que conduce a una producción más rápida y eficiente.

• Mayores niveles de precisión

  Los robots cuentan con una mayor capacidad de repetición en comparación con los humanos. Los servomotores que impulsan su movimiento permiten que los robots de soldadura se muevan hacia el mismo punto de forma repetitiva en el rango milimétrico, lo que se traduce en más precisión en la producción y menos errores.

• Producción más consistente

  Los robots siguen una lista determinada de instrucciones por diseño y harán lo mismo en cada ciclo sin desviaciones apreciables. Esto, además de sus altos niveles de precisión, significa que usted producirá productos más consistentes. Los productos soldados manualmente pueden tener desviaciones e incluso fallos. Cosas como puentes de soldadura, uniones frías y uniones alteradas son comunes en los componentes soldados manualmente. Estos errores afectan a la calidad y el rendimiento del producto final, lo que podría ser perjudicial para su negocio a largo plazo. Los robots soldarán la unión con una cantidad constante de fundente.

Mejores prácticas para aplicaciones con robots de soldadura de componentes electrónicos 

Una vez decidido que la automatización de los procesos de soldadura es necesaria para un negocio, el siguiente paso importante es comprender algunas de las mejores prácticas de los robots de soldadura de componentes electrónicos. Estas prácticas recomendadas ayudarán a tomar una decisión informada y a evitar grandes dolores de cabeza en el futuro.

• Elegir una tarea de gran volumen y repetitiva

  La mayoría de las aplicaciones robóticas son adecuadas para tareas de gran volumen y realizan la misma tarea repetidamente muchas veces al día. La producción de placas de circuito impreso suele ser una aplicación de gran volumen lo que permite aprovechar la velocidad de la automatización frente a la operación manual.

  Los robots pueden tener dificultades para demostrar su valor en tiradas de bajo volumen o personalizada por lo que habrá que dedicar tiempo a reprogramar el robot para cada nueva referencia.

• Seleccionar el utillaje adecuado para el trabajo

  Hay varios tipos de soldadura y las diferentes tareas de soldadura requieren una soldadura específica basada en las especificaciones de la pieza. Las exigencias del producto son el factor principal para determinar el fundente y el método utilizado. Por ejemplo, las tareas de soldadura sencillas para la mayoría de los productos electrónicos de consumo pueden realizarse con soldaduras blandas. Los productos más exigentes, construidos para soportar altas temperaturas o vibraciones, funcionan mejor con métodos de soldadura dura. Por lo tanto, existen diferentes cabezales de soldadura para adaptarse a las distintas técnicas de soldadura. Cada producto tiene un tipo de fundente y un método de soldadura específicos por lo que se debe buscar herramientas que admitan ese método de soldadura. Existen opciones de cabezales de soldadura blanda, dura, láser y ultrasónica.

  La selección debe incluir el utillaje y el fundente adecuados para alimentar el proceso de soldadura, ya que una elección incorrecta puede cambiar las características del componente final y podría conducir a resultados no deseados o al fracaso de la pieza.

• Gestionar la presentación de la pieza

  La presentación adecuada de la pieza es un componente esencial de la operación de soldadura automática. Dado que los robots no ven ni se ajustan como los humanos, dependen de una presentación de la pieza consistente. Se necesitará un sistema o accesorio para colocar el componente en la misma posición y orientación cada vez. De este modo, el robot podrá realizar su tarea correctamente. Una presentación incoherente puede dar lugar a juntas de soldadura mal alineadas.

  Hay opciones disponibles para las operaciones que no pueden garantizar una presentación consistente. Por ejemplo, los sistemas de visión artificial permiten al robot ver la pieza y reaccionar adecuadamente cuando el componente está en diferentes posiciones y orientaciones. El sistema de visión artificial aprende la pieza y sus características principales. Luego, estos puntos se transmiten al robot para saber dónde se encuentran las juntas de soldadura. Se trata de una opción útil para las operaciones que, de otro modo, no pueden garantizar el posicionamiento repetitivo de las piezas.

Los robots de soldadura de componentes electrónicos ofrecen un enorme potencial a los fabricantes que realizan operaciones manuales. Es fundamental conocer bien el negocio, las exigencias de la aplicación y la mejor manera de desplegar los robots para sacar el máximo provecho de la automatización de los procesos de soldadura. La automatización de hoy puede reportar dividendos a largo plazo y dar grandes ventajas competitivas.

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