Automatización De Soldadura

3.-OBJETIVOS

Los objetivos principales se desglosan en los siguientes puntos, los cuales nos permitirán crear un proceso de soldadura automatizado para reducir los tiempos y costos de producción.

• Diseñar e implementar un sistema que nos permita automatizar el proceso de soldadura.

• Reducir el tiempo de elaboración de la pieza a soldar.

• Disminuir el costo de producción del producto.

• Lograr que el sistema creado sea lo más sencillo posible el cual con los menores movimientos se logren los resultados deseados.

4.-PROBLEMAS A RESOLVER

Automatizar proceso de soldadura para reducir tiempos y costos de producción

5.-ALCANCES Y LIMITACIONES

5.1 Alcances

Buscar que el proceso sea rápido.

Reducir los costos.

5.2 Limitaciones

Solo perimite un tipo de pieza para soldar.

6.-PUNTOS IMPORTANTES A CONSIDERAR

¿Cuándo conviene automatizar un proceso de soldadura con robots?

Una celda robotizada de soldadura implica una inversión que supera a una celda de soldadura manual en decenas de miles de dólares. No sólo es necesario invertir en el robot, sino en dispositivos de sujeción de la pieza (más sofisticados que para soldadura manual), sistemas de seguridad y otros periféricos.

La ventaja de la producción robotizada es que el costo directo de producción de cada pieza será inferior que en una celda de soldadura manual. También se logra mayor capacidad productiva, mejor calidad del producto final y se mejora la calidad del trabajo del operario.

En general es conveniente soldar con robots cuando la cantidad de piezas iguales a soldar a lo largo del tiempo es muy grande (miles de piezas). En esos casos el ahorro en el costo directo de producción supera el mayor gasto de inversión inicial. Si, en cambio, hay una variedad muy alta de piezas y la cantidad a soldar de cada una es baja (cientos o menos), no es conveniente soldar con robots ya que no se llega a amortizar el costo de construcción de los dispositivos de cada pieza y el costo de programación.

¿En que difiere un equipo de soldadura apto para robots de uno manual?

Cuando uno suelda en forma manual, usualmente el operario indica los parámetros de soldadura con perillas en la fuente. Para iniciar la soldadura el operario simplemente presiona el gatillo. Por otro lado la fuente indica la tensión y corriente reales durante el proceso en su display. En caso que ocurra alguna falla como ser pérdida del arco o falta de gas por nombrar algunas el operario lo notará inmediatamente, ya sea visualmente o auditivamente.

Cuando se utiliza un robot, la función básica del mismo es la de reemplazar al operario en la manipulación de la antorcha. Pero las capacidades y deficiencias del robot difieren en gran medida de las del operario. Por lo cual, la forma en que envía y recibe información de la fuente es muy distinta. Por empezar el robot no tiene vista (salvo en casos muy particulares), ni oído, ni tampoco manipula perillas. El robot se compone del controlador (computadora y drives) y del manipulador (brazo robótico con motores). La comunicación con la fuente se realiza por señales digitales o analógicas que se envían entre la fuente de soldadura y el controlador. El robot indica los parámetros de soldadura y utiliza una señal digital en vez de presionar el gatillo para iniciar el arco. Si se pierde el arco de soldadura el robot no lo puede ni ver, ni escuchar, en consecuencia es necesario que la fuente le avise mediante una señal digital si por algún motivo no hay corriente de soldadura cuando debería haberla. También se utilizan sensores para detectar, por ejemplo, la falta de flujo de agua (si la antorcha es refrigerada) y que el robot se entere.

Por otro lado, en el proceso manual, los rodillos que empujan el alambre suelen estar junto a la fuente de soldadura y la antorcha tiene una longitud típica de hasta 3 metros de largo.

Mayor distancia traería problemas para empujar el alambre. Pero 3 metros son insuficientes para llevar la antorcha a través del manipulador y que este además tenga libertad en sus movimientos. Se hace necesario entonces ubicar los rodillos que empujan el alambre directamente en el manipulador. El alimentador de alambre se suele ubicar en el “codo” del brazo robótico.

Como conclusión podemos decir que las fuentes de soldadura para soldar con robots están preparadas para el intercambio de señales y parámetros con el controlador del robot y además traen el alimentador de alambre en forma separada y preparado para ser montado en el “codo del manipulador”. La antorcha de soldadura también debe estar preparada para montarse en el brazo robótico entre la brida final y el alimentador de alambre.

Esta descripción fue realizada para el proceso de soldadura de arco, pero la mayoría de los conceptos aplica también para soldadura de punto. En soldadura de punto no hay alambre involucrado, por lo cual no hay alimentador de alambre montado sobre el “codo” del brazo robótico. El robot, en cambio debe manipular una pesada pinza y su transformador. La capacidad de carga de un robot de soldadura de punto debe ser de al menos unos 100 kg, por lo cual estos robots son mucho más grandes que los robots utilizados para soldadura de arco que sólo deben cargar una antorcha de un par de kg de peso.

Que otros elementos conforman una celda robotizada de soldadura?

• Dispositivos para sujeción de las subpartes de la pieza a soldar .El robot puede tener varios dispositivos a la vez dispuestos a su alrededor. Cada posición suele denominarse estación de trabajo.

• Posicionadores (de ser necesarios) que sujeten el dispositivo y lo coloquen en la posición correcta para soldar las distintas caras. Recordar que el proceso de soldadura impide que se suelde hacia arriba.

• Cercas de Seguridad y barreras ópticas (o puertas automáticas) de acceso a las diferentes estaciones. Recordar que el operario debe tener restringido el acceso al robot cuando este está moviéndose en forma automática.

• Paneles de operador para que el operario indique que se cargó una pieza y reciba la confirmación de pieza terminada.

• Accesorios del robot para mayor productividad como ser limpiador automático de antorcha y calibrador automático de herramienta.

¿En que difieren los dispositivos para soldadura robotizada de los dispositivos para soldadura manual?

Como ya mencionamos, el dispositivo es el elemento responsable de la sujeción de las subpartes para que el operario o el robot puedan soldar el conjunto. Es también el elemento responsable de asegurar las posiciones relativas entre las subpartes y las dimensiones finales del conjunto. Cuando uno utiliza

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