¿Qué es la soldadura robotizada? | 7 tipos y sus características importantes

Soldadura robotizada

Fuente de imagen: Pexels (Dominio publico)

El tema de discusión: soldadura robotizada y sus características

¿Qué es la soldadura robotizada? ? | Soldadura robótica

Robot Welding utiliza herramientas programables mecanizadas (los robots) que facilitan la automatización completa de un proceso de soldadura mediante la conducción de la soldadura y la manipulación del componente. La soldadura robotizada encuentra su amplia aplicación en la soldadura por puntos de resistencia y la soldadura por arco, pertenecientes a unidades de alta producción como la industria automotriz. No todos los procesos de soldadura automatizados se ajustan necesariamente a Robot Welding porque a menudo implican la intervención humana. Muchos procesos de soldadura automatizados requieren que una persona prepare los materiales que se van a soldar, por ejemplo, el proceso de soldadura por arco de gas.

Máquina de soldadura robótica | Robot de soldadura en la industria automotriz

robot de soldadura
Soldadura de robot industrial típica, crédito de imagen: Phasmatisnox, Robots de soldadura FANUC de 6 ejes"

Robot Welding es una de las aplicaciones más recientes de la robótica, ya que no comenzó hasta la década de 1980. Despegó con su uso en soldadura por puntos y ya ha establecido su dominio sobre casi el veinte por ciento de las aplicaciones robóticas industriales. Los dos componentes importantes de un sistema robótico que se utilizan en la soldadura de robots son el manipulador, que es la unidad mecánica, y el controlador, que también se denomina cerebro del robot. Aprenderemos sobre los diferentes tipos de soldadura robotizada y la forma en que utilizan las herramientas mecanizadas automatizadas en las secciones siguientes.

El proceso de Robot Welding utiliza coordenadas de posición preprogramadas o visión artificial en su sistema de guía. La utilización de estas herramientas mecanizadas a través de Robot Welding introduce una mejor precisión, repetibilidad y rendimiento en comparación con los equipos tradicionales.

¿Cómo funciona Robot Welding?

Los robots se utilizan en cualquier proceso con el objetivo de realizar modificaciones para adaptarse a la automatización. De manera similar, Robot Welding utiliza muchas herramientas que están ausentes en su equivalente manual. Es importante saber que la programación utilizada por las personas es diferente a la forma en que se programan las máquinas para la soldadura robotizada.

Configuraciones tipicas

Hay dos versiones principales de Robot Welding basadas en la configuración y el diseño. Para tipos rectilíneos, el brazo de robot puede moverse en tres dimensiones, mientras que las versiones articuladas pueden moverse a través de más planos. El alambre de relleno se entrega al robot mediante un alimentador de alambre según sea necesario para un trabajo de soldadura. El metal se derrite con un soplete de alta temperatura y el metal fundido se coloca al final del brazo, seguido del proceso de soldadura. La soldadura robotizada es ventajosa sobre la soldadura manual tradicional porque el proceso de soldadura se lleva a cabo en un área cerrada. Por lo tanto, sustituye a los trabajadores humanos a temperaturas de miles de grados y los mantiene a salvo.

Los expertos con certificación de la American Welding Society o AWS aún deben permanecer cerca de las máquinas para evitar cualquier error que ocurra durante el curso de acción porque las máquinas están sujetas fácilmente a fallas. La American Welding Society certifica tanto a los soldadores manuales como a los operadores de brazos de soldadura robótica.

Proceso de soldadura robótica | Sistemas de soldadura robótica

Los operadores utilizan una consola de programación para configurar el controlador. Este software crea nuevos programas, empuja el brazo y modifica los parámetros de operación. El operador presiona los botones en la caja de servicio para comenzar a soldar. La herramienta del brazo robótico se calienta para derretir el metal y unir las piezas. Un alimentador de alambre suministra más alambre metálico al brazo y la antorcha según sea necesario. Cuando llega el momento de soldar la siguiente pieza, el brazo empuja la antorcha hacia el limpiador para limpiar las salpicaduras de metal del brazo que de otra manera se solidificarían en su lugar.

Los robots específicos de soldadura por arco son más pequeños y menos costosos. Recientemente, han sido producidos por varios fabricantes de robots. La venta de sistemas de soldadura robótica ha mejorado como resultado de la menor inversión de capital necesaria. Otro avance reciente en la robótica de soldadura es el advenimiento de los robots de siete ejes, que tienen un eje adicional en el brazo inferior para brindar más flexibilidad con el consumo de áreas de poco espacio.

Robot de soldadura de pórtico

Las configuraciones típicas de un robot de soldadura por arco se resumen a continuación:

carga útil2 30 kg
Ejes6-7
VelocidadHasta 5 m / s
AceleraciónHasta 25 m / s2
repetibilidadHasta 0.05mm
Comunicaciones Profibus, DeviceNet, CANopen, Ethernet / IP y canales seriales
Capacidades de E / SE / S digitales / analógicas

Los sensores para aplicaciones de soldadura por arco robótico vienen en una variedad de formas y tamaños. Los sensores se clasifican en dos grupos según sus funciones: mecanismo y geométrico. El mecanismo consiste en determinar la estabilidad del proceso midiendo los parámetros de proceso del proceso, como el voltaje del arco, la corriente, la velocidad de alimentación del alambre y el giro de la antorcha, etc. proceso de soldadura adaptable al tiempo y medición de los parámetros geométricos de la unión de soldadura (por ejemplo, tamaños de distancia, cambios de tamaño de soldadura, divergencia de la dirección nominal y cambios de orientación).

Robots de soldadura industrial | Robots de soldadura en la industria automotriz | Robot de soldadura de coches

Robots de soldadura en la industria automotriz
Crédito de la imagen: BMW Werk Leipzig, BMW Leipzig MEDIA 050719 Descargar Karosseriebau maxCC BY-SA 2.0 DE
El robot de soldadura ABB trabajando en una carcasa Xcentric Ripper Crédito de la imagen:Ana 2016Robot de soldadura ABBCC BY-SA 4.0

Sensores típicos para soldadura por arco robótica

Celda de soldadura robótica

Placa giratoria de soldadura robótica

Credito de imagen : IndiaMart

Tipos de robot de soldadura

Robot Welding es un medio de automatizar el procedimiento, lo que resulta en una mayor precisión, menos desperdicio y una producción más rápida. Hay principalmente siete tipos de procesos de soldadura que se describen brevemente a continuación:

Robótico Soldadura por arco

  • Se produce un calor intenso entre un electrodo y una base de metal.
  • Se produce una temperatura de 6500 grados Fahrenheit aproximadamente para reunir y mezclar las dos partes anteriores.
  • Después de enfriarse, la junta de metal se solidifica en una conexión estable.
  • Ideal para un gran volumen de metales unidos con mayor precisión.

Soldadura robótica por puntos

  • Ideal para unir metales resistentes a la corriente.
  • Normalmente se requiere para unir marcos de chapa en la carrocería de un automóvil.
  • Es una variación de la soldadura por resistencia.

Soldadura por resistencia robótica

  • La corriente pasa entre las piezas de metal que se unirán para crear un charco de calor.
  • Ideal para requisitos económicos de soldadura robótica.
  • Lo mejor para proyectos de tratamiento térmico.

Soldadura robótica TIG

  • Ideal para escenarios que requieren un alto nivel de precisión.
  • Esto también se reconoce como "GTAW - Soldadura por arco de tungsteno con gas".
  • Se forma un arco eléctrico entre el electrodo de tungsteno y el metal.

Soldadura robótica MIG

  • Proceso de alta tasa de deposición que es rápido y sencillo.
  • Implica la alimentación continua de un alambre hacia la punta de soldadura calentada que derrite el alambre permitiendo un área de superficie más grande para el goteo del metal fundido.
  • Ideal donde se desea simplicidad y rapidez.

Soldadura láser robótica | Sistema de máquina de soldadura láser robotizada

  • La luz láser se envía a través de un cable de fibra óptica a través de un cabezal de corte robótico para unir las piezas.
  • Ideal para lugares de soldadura de difícil acceso.
  • A menudo se utiliza en una utilización de gran volumen que requiere precisión.
  • Se encuentra principalmente en las industrias de piezas de automóvil, joyería, aplicaciones biomédicas y sus aplicaciones precisas.

Soldadura robótica por plasma

  • Las temperaturas extremadamente altas se producen al pasar gases ionizados a través de una boquilla de cobre.
  • Proporciona flexibilidad mediante un mejor ajuste de la velocidad y la temperatura.

Robot de soldadura neumático automático

  • Esto es bueno para aplicaciones de chapa.
  • Se requiere menos tiempo en este proceso.

Brazo robótico de soldadura | Diseño de equipos

Ya sea que el sistema sea para soldadura u otras aplicaciones, el robot es solo un componente de un sistema de automatización basado en robot. Varios componentes y funciones son comunes a todos los sistemas, independientemente de la aplicación. Algunos de los componentes comunes que se encuentran en todos los sistemas son:

  1. Controles, comunicación e interfaz de operador
  2. Neumática, sensores y componentes eléctricos
  3. Sistemas de seguridad
  4. Equipamiento periferico
  5. Cable y su gestión
  6. El robot

¿Cómo programar un soldador robótico?

Programación de soldadura robotizada

La programación de Robot Welding es muy diferente a la forma en que un científico normal programa un código en una computadora. Debido al tiempo que lleva configurar un cambio en las líneas de productos; La soldadura robótica se ha limitado a aplicaciones de gran volumen hasta ahora. Además, para los programadores, la configuración de un robot soldador requiere una amplia experiencia en programación y los procedimientos no son intuitivos. Los cinco principales desafíos de programación de soldadura robótica se enumeran a continuación:

  1. Los sistemas de control por computadora de robot difieren de un fabricante a otro y de un modelo a otro, y por lo tanto no es una forma intuitiva de enseñar al robot. Los sistemas de control son tan versátiles que, si bien se puede usar una consola de programación con un joystick, se usan flechas para mover el robot soldador.
  2. La programación de un robot de soldadura requiere una alineación autóctona de cada junta y pieza del brazo mientras se consideran los cambios en el arco y el ángulo de la junta.
  3. La velocidad para cada movimiento coordinado necesita la especificación de una aceleración y desaceleración apropiadas de cada articulación.
  4. Se debe aprender más sobre el diseño del programa, por lo tanto, los robots pueden usar el sensor como I / P y O / P como una señal binaria para elegir la programación robótica y poder realizar tareas específicas.
  5. Por ensayo y error, uno puede ganar experiencia y finalmente dominar la programación de un robot soldador en algunos años.

¿Por qué es importante la soldadura robótica?

Ventajas de la soldadura robotizada

  • Los robots no requieren descansos o descansos para rejuvenecer como lo hacen los seres humanos. No necesitan apagarse con frecuencia para generar energía para el trabajo. Por lo tanto, la soldadura por robot puede funcionar durante más horas a mayores velocidades y, por lo tanto, supera el tipo de producción que produce el trabajo humano.
  • La soldadura robotizada se produce en un área cerrada que mantiene a raya el trabajo humano. Por lo tanto, los seres humanos no necesitan permanecer en contacto con las altas temperaturas y el dramático deslumbramiento del arco del proceso de soldadura, lo que aumenta su seguridad en el entorno de trabajo en mayor medida. Las lesiones y los equipos dañados, por otro lado, pueden poner a una empresa en una gran pérdida.
  • La soldadura robotizada funciona de manera programada y, por lo tanto, exhibe una alta repetibilidad y también una mayor precisión en la salida. Disminuye todas las posibilidades posibles de error humano a lo largo del curso de acción.
  • La precisión de alto nivel permite que el robot genere menos cortes, y la cantidad de piezas que se dañan durante el proceso también se reduce en gran medida. Esto también permite una mínima intervención humana y las empresas pueden ahorrar dinero contratando empleados menores.

Problemas y desafíos de la soldadura robótica

Desventajas de la soldadura robotizada

Aunque la soldadura robótica es beneficiosa, tiene ciertas desventajas que podrían eclipsar los beneficios en algunas circunstancias.

  • Si utiliza una empresa que utiliza soldadores robóticos, se espera que los costos de envío sean menores. Aunque si quisiera invertir usted mismo en el equipo y en operadores capacitados, es casi seguro que perdería dinero. Las empresas individuales que pueden no tener instalaciones de soldadura especializadas no podrían justificar el alto precio de venta de los soldadores robóticos.
  • La ventaja de que los robots se comporten de forma más fiable que los humanos tiene un inconveniente. Los seres humanos tienen la capacidad de responder a circunstancias inusuales de una manera que los robots no lo hacen. Cuando una soldadora robótica requiere una modificación, el operador debe detener la operación y reprogramar la máquina. Esto alarga el tiempo necesario para proyectos más ambiciosos.
  • El tiempo que lleva configurar el brazo robótico podría ser más largo que el proceso de soldadura para proyectos más pequeños. Un soldador humano podría completar el proceso más rápido en tareas más pequeñas, pero esto depende del tamaño del proyecto y la velocidad de programación del operador.
  • Independientemente del diseño adaptativo de las acciones humanas, la robótica no puede tomar decisiones disciplinarias autónomas por sí misma y debe ser aumentada mediante el uso de sensores y un esquema de control funcional.
  • Debido a las limitaciones de espacio, la soldadura robótica es difícil de realizar en ciertos lugares, como recipientes a presión, tanques internos y carrocerías de barcos.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la polaridad en la soldadura?

La corriente de soldadura es un tema que se escucha con mayor frecuencia en una clase de soldadura. Los electrodos de las máquinas de soldar suelen estar etiquetados como CA o CC, lo que determina la polaridad de la corriente de soldadura. Al igual que la inducción de voltaje debido al flujo magnético en un transformador tiene dos polos, el circuito eléctrico que se crea al encender la máquina de soldar también tiene dos polos: el polo positivo y el polo negativo.

La elección de la polaridad determina la calidad y resistencia de la soldadura. Si la polaridad elegida es factible, puede causar muchas salpicaduras y dañar el metal por una penetración incorrecta. La polaridad negativa del electrodo se denomina polaridad directa, mientras que la polaridad positiva del electrodo se denomina polaridad inversa.

Polaridad recta en soldadura robotizada, fuente de imagen: Quora, Dominio publico

Se puede lograr una penetración más profunda mediante la polaridad inversa. Por otro lado, se puede lograr una velocidad de deposición más rápida y una fusión rápida mediante la polaridad directa.


Polaridad inversa en soldadura robotizada, fuente de la imagen: Quora, Dominio publico

¿Necesita ser soldador para ejecutar un soldador automático?

Soldadura manual vs soldadura robotizada

La soldadura, aunque es un trabajo manual, requiere un alto nivel de educación y habilidad. Aquí es donde Robot Welding viene al rescate y disminuye bastante los errores humanos. Los errores menores causan un daño menor y, por lo tanto, una pérdida financiera menor para la empresa.

La soldadura automatizada ha recorrido un largo camino y ahora es mucho más fácil de practicar de lo que solía ser. Dado que el robot maneja una gran parte de la capacidad necesaria para la soldadura manual, los trabajadores sin experiencia en soldadura aprenderán fácilmente a operar celdas de soldadura robóticas.

¿Qué es el sistema de seguimiento de costuras de robot de soldadura?

Primero entendamos qué es el seguimiento de costuras. El seguimiento de la costura, también conocido como seguimiento de juntas, implica el seguimiento en tiempo real justo antes de que se deposite la soldadura. Esto permite no solo cambios en la trayectoria del robot o del sistema, sino también una regulación adaptativa como el voltaje, la alimentación de alambre o modificaciones de la velocidad de desplazamiento para alterar la forma del cordón de soldadura.

Los métodos de control de la antorcha de soldadura en los procesos de soldadura semiautomáticos tradicionales requieren un ajuste manual de la antorcha de soldadura, fijada a una distancia en la pieza de trabajo. Este proceso funciona bien durante períodos cortos y proporciona una mayor similitud geométrica. Sin embargo, también hay situaciones en las que ajustar manualmente el soplete de soldadura es imposible o se convierte en una tarea aburrida para el operador.

Esta es la razón por la que muchos fabricantes están recurriendo a los productores a los dispositivos de seguimiento de costura de soldadura para monitorear específicamente la relación de la antorcha con la pieza de trabajo durante la soldadura, reduciendo la retroalimentación del operador y aumentando la eficiencia de la soldadura y el volumen de salida.

Sobre Esha Chakraborty

Tengo experiencia en Ingeniería Aeroespacial, actualmente trabajando en la aplicación de la Robótica en la Defensa y la Industria de las Ciencias Espaciales. Soy un aprendiz continuo y mi pasión por las artes creativas me mantiene inclinado hacia el diseño de conceptos novedosos de ingeniería.
Con los robots sustituyendo casi todas las acciones humanas en el futuro, me gusta llevar a mis lectores los aspectos fundamentales del tema de una manera fácil pero informativa. También me gusta mantenerme actualizado con los avances en la industria aeroespacial simultáneamente.

Conéctese conmigo con LinkedIn: http://linkedin.com/in/eshachakraborty93

Frikis Lambda