Ventajas de la soldadura robotizada

La soldadura robotizada se ha utilizado durante décadas en las líneas de producción por ser una tecnología probada capaz de reducir los costes sin comprometer la calidad. A pesar de sus múltiples ventajas, muchas empresas consideran que los sistemas de soldadura robotizada son caros y que sólo se utilizan en las grandes fábricas de automóviles.

La realidad es que los avances tecnológicos hacen que los sistemas automatizados sean asequibles para las pequeñas y medianas empresas y complementan perfectamente las técnicas de fabricación tradicionales. La soldadura automatizada mediante robots industriales puede beneficiar a fabricantes independientemente de su tamaño, haciendo que las líneas de producción sean más eficientes y resistentes a la escasez de mano de obra.

¿Qué es la soldadura robotizada?

La soldadura robotizada se introdujo en la industria automovilística estadounidense en la década de 1960, y la tecnología pronto se extendió a otras industrias. Entre 2010 y 2013, las empresas instalaron más de 150.000 robots de soldadura industrial, y se prevé que el mercado de la automatización de la soldadura crezca en un 8,91% entre 2018 y 2023. Con muchos proveedores explorando nuevas tecnologías, la soldadura robótica seguirá prosperando.

Disposición de la soldadura robotizada

Algunos soldadores de arco robóticos consisten en una unidad mecánica que puede manipular la pistola de soldadura y trabajar en una pieza estática, mientras que otros mueven la pieza y sueldan con una pistola estática. Una unidad de mando que utiliza comandos preprogramados dirige las acciones del robot, a veces utilizando sensores para proporcionar visión artificial y precisión adicional. La soldadura robotizada es una solución muy versátil para chapas o componentes complejos.

Las unidades de soldadura robótica pueden utilizar varias técnicas de soldadura:

• Soldadura por arco
• Soldadura por gas (MIG/GMAW y TIG/GTAW)
• Soldadura por láser
• Soldadura por puntos de resistencia
• Soldadura por plasma

Además de los aparatos de soldadura, los robots suelen incluir equipos auxiliares como un cortador de hilo, un limpiador de boquillas y un cambiador de antorchas. Los componentes entran en la célula/zona de trabajo y el robot completa la soldadura antes de que el componente pase a la siguiente fase.

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Movimiento

Los sistemas de soldadura robotizada se mueven en los tres ejes XYZ mediante una muñeca rotativa. Los robots articulados incorporan un brazo inferior y una muñeca que proporcionan tres ejes de movimiento cada uno, permitiendo que la antorcha de soldadura se mueva en tres dimensiones.

Algunos robots incluyen manipuladores que amplían el alcance para trabajar con piezas grandes y geometrías complejas, a menudo con la ayuda de un séptimo eje adicional en la base. El control sincronizado de la antorcha de soldadura y el manipulador maximiza la velocidad y la precisión.

Sensores

Algunos robots de soldadura incorporan tecnología de detección e inteligencia artificial, que miden el proceso y envían datos al sistema de control, ofreciendo un alto grado de control. Los sensores pueden garantizar que una serie de parámetros se mantengan dentro de límites aceptables, entre ellos

• Tensión
• Corriente
• Avance del hilo
• Ubicación y geometría de la pieza y la soldadura
• Detectores de costura para controlar la calidad
• Detección de colisiones

Aunque los robots requieren una inversión importante, sus ventajas hacen que la soldadura robotizada merezca la pena en numerosos sectores pues el verdadero costo de una celda robotizada de soldadura muchas veces es menor del que se cree al verse compensado con los beneficios que se obtienen de su uso.

Ventajas de la soldadura robotizada

Muchas pequeñas y medianas empresas piensan que los sistemas robóticos son caros y difíciles de usar, pero las últimas tecnologías son asequibles y sencillas de programar y mantener. Los clientes son cada vez más sensibles al precio y exigen mayor calidad que obliga a los fabricantes a mejorar la eficiencia sin afectar a la calidad.

Las principales ventajas de la soldadura robotizada son:

• Flexibilidad

  Los robots de soldadura modernos pueden realizar tareas repetitivas únicas o completar diferentes tareas, incluso en el transcurso de un solo turno, recurriendo a una biblioteca de programas almacenados. Esto es especialmente útil para las empresas con tiradas de productos más pequeñas o con una amplia gama de productos.

  Muchos brazos robóticos permiten el uso de herramientas adicionales, y algunos procesos híbridos combinan la soldadura automatizada y la manual, especialmente para soldaduras fuera del alcance de los humanos. Los sistemas robóticos personalizados ofrecen una configuración óptima para maximizar el uso del espacio, mientras que los sistemas modulares permiten a las plantas adaptar los sistemas a sus necesidades únicas.

• Mayor eficiencia

  Aunque cualquier soldadura individual lleva el mismo tiempo independientemente de si se trata de un humano o de un robot, los soldadores automatizados trabajan con mayor eficiencia que los humanos. Los soldadores robotizados pueden alcanzar hasta un 85% de eficiencia, en comparación con el 20% de la mayoría de los profesionales de la soldadura.

  El tiempo de ciclo predecible facilita la programación y elimina posibles cuellos de botella, lo que proporciona un rendimiento constante y ayuda a los fabricantes a entregar los componentes a tiempo. Dado que los robots sueldan de forma limpia y con gran precisión, hay menos necesidad de limpieza y reajuste después de la soldadura, lo que ahorra tiempo en la línea de producción.

• Calidad

  Como la velocidad de soldadura, la corriente y otras variables permanecen constantes, los robots ofrecen una calidad de soldadura muy alta. Por ejemplo, la soldadura por arco metálico con gas (GMAW) requiere una longitud de arco y una velocidad muy estables, junto con un ángulo y una posición de la antorcha constantes. Los robots de soldadura ofrecen una precisión de décimas de milímetro a una velocidad constante, a menudo con el apoyo de sistemas de visión que proporcionan un control de calidad.

  Los sistemas automatizados ofrecen:

  • Alto rendimiento
  • Alta calidad y repetibilidad
  • Alta precisión
  • Precisión en la soldadura
  • Piezas idénticas

  Los robots no sufren fatiga ni distracción, por lo que la calidad de las soldaduras es consistente y la ausencia de soldaduras comprometidas apoya a los clientes con estrictos requisitos de calidad para sistemas críticos.

  A modo de ejemplo de un caso de éxito veamos cómo los robots de soldadura de componentes electrónicos y circuitos son capaces de realizar tareas de alta precisión.

• Costes

  La soldadura robotizada puede reducir los costes y rentabilizar la inversión de varias maneras. La capacidad de un robot para posicionar las piezas con gran precisión y utilizar parámetros automatizados genera menos errores que requieran una reelaboración o un rechazo directo. Los robots gastan menos gas, metal base, electricidad, fundente y otros consumibles, lo que supone un importante ahorro a lo largo del tiempo y garantiza que el trabajo se salga menos del presupuesto.

  Además, los robots son incansables y pueden funcionar las 24 horas del día, por lo que pueden reducir considerablemente los costes de mano de obra. Las empresas gastarán menos en programas de formación, sufrirán menos lesiones laborales y podrán superar cualquier escasez de mano de obra cualificada. En lugar de robots generales reutilizados, algunos proveedores ofrecen ahora unidades de soldadura especializadas que son menos voluminosas y de menor precio, lo que hace que la tecnología sea aún más asequible para las empresas más pequeñas.

Programación y comunicaciones de la soldadura robotizada

Los robots de soldadura son máquinas muy complejas, pero pueden ser programadas fácilmente por un especialista en automatización robótica. En cambio, la soldadura requiere años de aprendizaje, lo que provoca una escasez de competencias y la necesidad de aumentar los salarios para atraer al personal.

Una línea de proceso robotizada puede almacenar muchos programas preestablecidos, lo que permite que la misma línea de producción almacene múltiples programas para diferentes productos, requiriendo sólo un cambio relativamente sencillo de herramientas en el brazo del robot. Esta flexibilidad hace que los sistemas robóticos sean perfectos para los pedidos únicos y los productores de menor volumen. Los sistemas de soldadura robotizada aprovechan las modernas redes de comunicación que transmiten grandes volúmenes de información para su análisis y permiten un control centralizado casi en tiempo real.

A pesar de sus ventajas, los sistemas de soldadura robotizada no pueden sustituir todas las tareas de soldadura manual, ya que algunos componentes son demasiado difíciles de manipular o acceder para un robot. Los soldadores experimentados pueden empezar un trabajo de inmediato, adaptarse a los cambios y proporcionar un control de calidad instantáneo. Los robots suelen encargarse de las tareas repetitivas y liberan a los soldadores cualificados para que se concentren en trabajos complejos.

Aunque los sistemas robóticos siguen siendo una inversión importante, el precio ha bajado mucho y las capacidades y la flexibilidad del software operativo moderno hacen que los robots de soldadura sean una compra inteligente para muchas empresas. La soldadura robotizada ofrece precisión, calidad y consistencia, mientras que la reducción de los costes hace que la tecnología tenga cada vez más sentido desde el punto de vista empresarial.

Si estás planteándote adoptar soluciones de soldadura robotizada en tu empresa, no dudes en seguir nuestros consejos para implantar una celda robótica de soldadura.