 CUANDO LOS SENSORES DE SOLDADURA TIENEN SENTIDO
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Cuando los sensores de soldadura tienen sentido
Desde el lanzamiento revolucionario de robots de soldadura hace más de 40 años, la innovación y las mejoras en los procesos han continuado impregnando el desarrollo de productos centrados en las necesidades del cliente. En el pasado, era fácil programar un robot para encender un arco y soldar una costura simple, incluso cortar muchos tipos diferentes de uniones metálicas. Sin embargo, no todos los componentes son creados de la misma forma.
Con el tiempo, surgió la necesidad de máquinas más inteligentes capaces de ofrecer una mayor eficiencia, menos errores y menores tiempos de ciclo. Como resultado, los procesos de soldadura y los robots han mejorado mucho, y las industrias manufactureras están implementando robots industriales a un ritmo exponencial para reducir los costos operativos y aumentar los márgenes de ganancias.
La naturaleza competitiva del panorama industrial continúa demandando avances en tecnología. Para la soldadura, esta nueva inteligencia se logra más comúnmente a través de una variedad de tecnologías de sensores que han llevado la automatización de la soldadura a una nueva altura.
Diferentes tipos de sensores
Los sensores, como los robots, vienen en una variedad de formas, tamaños y precios. De manera similar, los sensores no funcionan bien por sí solos y requieren un software intuitivo para funcionar. Cuando un sensor está vinculado con un buen software y un robot se combina con una buena programación, se puede lograr la automatización. La siguiente información ayudará a los usuarios de robots de soldadura a explorar una variedad de sensores para obtener una comprensión de lo que puede ser factible con su nueva o existente celda de trabajo de soldadura.
Los sensores que se utilizan específicamente para aplicaciones de robots de soldadura, generalmente se dividen en cuatro categorías: tacto, arco pasante, láser y visión. Del mismo modo, tienen tres funciones principales: búsqueda de costura, seguimiento de costura y/o escaneo de piezas, que también se pueden utilizar para la inspección.
Cada función tiene ventajas únicas en función de la parte y, en última instancia, del objetivo final, que a menudo depende en gran medida del presupuesto establecido. La mayoría de estas tecnologías pueden combinarse, donde el uso no sea redundante, y la comprensión de estas tecnologías de sensores, por orden de costo y complejidad (comenzando con soluciones sencillas y de bajo costo), suele ser útil para los usuarios de robots que buscan mejorar operaciones
Sensor de tacto a través del alambre
Este tipo de sensor es el toque físico de un cable de soldadura desde el extremo de la antorcha para detectar la superficie conductora de una parte a punto de ser soldada. El sistema utiliza un circuito de bajo voltaje durante una búsqueda de baja velocidad para detectar la unión soldada. Aunque no hay ningún hardware montado en el robot, se requiere un cortador de alambre y un freno de alambre para una detección consistente y precisa.
La detección táctil se puede completar a través de las características integradas en una fuente de alimentación de soldadura diseñada para la automatización, pero se ha demostrado que tiene la mejor velocidad y precisión con un circuito separado, como el paquete Touch Sense de la marca Yaskawa. Este proceso es más lento que el de las tecnologías láser, ya que se debe esperar a que el robot se mueva físicamente a la ubicación de detección y luego se acerque lentamente al lugar para obtener la mejor precisión (hasta 3 metros por minuto).
Eficiente para: Encontrar orientación de piezas con juntas y geometrías simples.
No recomendado para: Materiales delgados con un espesor de junta pequeño. Juntas a tope cuadradas. Ciclos de alta demanda.
Complejidad: Baja. Comandos colgantes incorporados
Costo: bajo.
Seguimiento de la costura a través del arco
La tecnología innovadora, como el rastreador de costura a través del arco ComArc de la marca Yaskawa, utiliza un sensor de estado sólido montado cerca de la fuente de alimentación de soldadura para medir activamente las características del arco durante una soldadura para determinar las variaciones entre la trayectoria enseñada del robot y la trayectoria real de la costura. La función aplica correcciones menores para modificar la ruta programada para seguir la costura física durante la soldadura. La velocidad de soldadura se regula a un moderado de 127 centímetros (cm) por minuto. El retorno de la inversión con esta tecnología es generalmente mucho más bajo que la modificación y reingeniería de herramientas y accesorios de tal manera que elimina toda la variación potencial de la costura.
Mejor para: Partes con costuras largas o curvas con alguna variación de parte a parte.
No recomienda para: Material delgado de menos de 3 mm o soldaduras sin tejido. Grandes huecos. Soldaduras de menos de 15 cm o que requieren más de 127 cm por minuto de velocidad de viaje.
Complejidad: Baja. Los programas y algoritmos preescritos proporcionan un funcionamiento suave y fácil
Costo: bajo
Detección láser
El uso más básico de un sensor láser es una opción sin contacto, es de 2 a 5 veces más rápida que la detección táctil, ya que la mayoría del movimiento del robot se elimina para adquirir la ubicación de la pieza. En lugar de un toque físico a una parte, un punto láser y un sensor capturan la ubicación y la orientación de una parte tan rápido como se dispara el láser. Aunque todavía es fácil de programar, requiere un sensor montado en la antorcha. Y, al igual que el sensor de tacto, no puede encontrar uniones de tope cuadradas y puede tener problemas con superficies altamente reflectantes. Sin embargo, elimina la necesidad de un cortador de alambre y una rotura de alambre, y puede detectar juntas de solape de hasta 1/16” de espesor.
Este sistema también requiere un láser montado en la antorcha que podría limitar el acceso en algunas áreas estrechas de la soldadura. La solución de detección por láser AccuFast™ de Yaskawa también funciona con cualquier fuente de alimentación de soldadura.
La inversión de una empresa al actualizarse a esta tecnología equivaldría a aproximadamente 20 dolares por día de trabajo durante un año, pero se debe hacer un subsidio para 26 ciclos adicionales por turno (basado en un ciclo de 90 segundos), en comparación con las tecnologías de sensores táctiles. Las instalaciones de alto rendimiento comúnmente obtienen un retorno de la inversión en menos de un mes.
Mejor para: Ciclos más rápidos sin romper el presupuesto.
No recomienda para: Juntas a tope cuadradas.
Brechas mayores o inconsistentes. Materiales altamente reflectantes de corte o pulido.
Soldaduras con acceso limitado a las juntas.
Complejidad: Bajo-Medio. Se requiere cierta capacitación básica del usuario con comandos integrados
Costo: Medio.
Cámara 2D
Los sistemas MotoSight2DCamera, como Cognex, permiten que un usuario capture la ubicación de una parte en un segundo con un sensor de cámara montado en el brazo del robot. Este sistema no sólo encuentra la ubicación de la pieza, sino que también confirma rápidamente la orientación sin agregar muchos puntos de prueba adicionales según sea necesario con la detección táctil o láser.
Debido a que la unidad está tomando una imagen más amplia, también se puede usar para identificar el dispositivo que se está utilizando y evitar los errores de trabajo. Como inconveniente, es más sensible a la iluminación y las condiciones de la superficie. Tampoco proporciona profundidad de campo, por lo que las partes apiladas pueden ser más difíciles de programar.
Como beneficio adicional, esta cámara incluso se puede utilizar para verificar el Punto de Centro de Herramientas para una realineación rápida. El retorno de la inversión aumenta un poco en el tiempo debido a la programación personalizada requerida, pero el uso adecuado a menudo permitirá la automatización que antes hubiera sido imposible o más costosa.
Mejor para: Piezas con mayor variabilidad en la colocación y tiempos de ciclo muy exigentes.
No se recomienda para: Aplicaciones con grandes variaciones de profundidad, iluminación o condiciones de superficie del material.
Complejidad: Alta. Se requiere entrenamiento adicional del usuario.
Costo: Medio-alto. |
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