Introducción a los robots de soldadura láser

A medida que los componentes manufacturados se vuelven más complejos, aumenta la demanda de soluciones de ensamblaje precisas. Este problema se agrava con la producción de piezas más sofisticadas en la fabricación de plásticos. La soldadura láser ofrece una solución a estos problemas, facilitando además la soldadura de materiales difíciles como el cobre y el aluminio. La soldadura de estos materiales es común en la fabricación de sistemas de baterías. Algunas instalaciones realizan la soldadura láser manualmente; sin embargo, debido a la alta exigencia de precisión, los fabricantes suelen automatizar el proceso.
Industrias para la robótica de soldadura láser

Los robots de soldadura láser constituyen una aplicación especializada en la fabricación. Muy pocas industrias requieren las características y ventajas únicas de la soldadura láser. Sin embargo, para esas industrias, el acceso a la soldadura láser automatizada es fundamental. Algunos ejemplos son:

1. Automoción
2. Aeroespacial
4. Electrónica
5. Atención sanitaria
6. Metales
7. Plásticos

Una celda de soldadura robótica es una combinación compleja de varios subsistemas. Inicialmente, hacer un seguimiento de los componentes necesarios puede resultar abrumador. Por lo tanto, analicemos este sistema en detalle:

El robot

El robot de soldadura es el componente central de la celda de soldadura. Aquí, el término "robot" se refiere a su mecánica y controles. Independientemente del tipo, el robot es responsable de realizar la soldadura. Este componente mueve y opera directamente los controles del láser. Los requisitos de la aplicación deben ser el factor determinante en la selección del robot. Los modelos de robots presentan diferentes características de diseño. Al seleccionar su robot, debe considerar características como el alcance, la capacidad de carga útil, la velocidad y la precisión. Los requisitos de la aplicación exigirán características de rendimiento específicas que reducirán los tipos de robots adecuados para su proyecto. Analizaremos algunas opciones de selección de robots en la siguiente sección.

El láser

El sistema láser genera el haz de soldadura. El láser incluye el cabezal y el generador/amplificador de potencia, que a veces es un componente independiente. Los requisitos del material y de la soldadura determinan el tipo de láser necesario. Asegúrese de comprender qué láser se adapta mejor a su aplicación de soldadura.

Enfriamiento

La mayoría de los láseres requieren un sistema de refrigeración para funcionar. Los láseres generan grandes cantidades de calor, lo que puede dañar sus componentes internos. Los sistemas de refrigeración mantienen la temperatura del láser dentro de un rango óptimo para su funcionamiento. Por lo tanto, suelen formar parte del sistema láser.

Presentación parcial

Debes considerar cómo presentarás la pieza al robot para su soldadura. Los sistemas de soldadura láser suelen ofrecer más opciones en este sentido, gracias a que el proceso tiene un bajo impacto físico en la pieza durante la soldadura. Algunas opciones comunes son:

1. Transportadores
2. Plantillas
3. Tocadiscos
4. Abrazaderas
5. Otros robots

Sistemas de detección/monitoreo

Un sistema de alta tecnología como este viene equipado con numerosos sensores. Los sensores de temperatura y los equipos de seguridad son estándar en las celdas de soldadura. Además, no es raro encontrar sistemas de seguimiento de haz y de costura. Los proveedores suelen configurar paquetes con sistemas de visión. Estos sistemas ofrecen diversas funciones. Dependiendo de la aplicación, es posible que prefiera distintas características. Algunas aplicaciones comunes son:

1. Control/inspección de calidad
2. Seguridad
3. Monitoreo térmico

Seguridad

La soldadura láser es una aplicación peligrosa para las personas. Por consiguiente, es fundamental implementar medidas de seguridad para proteger a los empleados. Las medidas de mitigación de riesgos suelen incluir:

1. Protección/recinto de seguridad
2. Cortinas ligeras
3. Escáner(es) de seguridad
4. Sistemas de bloqueo/etiquetado
5. Interruptor de hombre vivo

Tipos de robots de soldadura láser utilizados actualmente

Dos tipos de robots dominan el mercado de la soldadura láser. Estos robots ofrecen la funcionalidad necesaria para automatizar esta tarea. Sin embargo, existen diferencias significativas entre ellos. Comprender estas diferencias le ayudará a determinar cuál es el más adecuado para su aplicación.
Robots de seis ejes

Los robots de seis ejes ofrecen una excelente combinación de velocidad, alcance y capacidad de carga. Estos robots cubren la gran mayoría de las aplicaciones de soldadura láser. Destacan en tareas de soldadura de tamaño pequeño a mediano. Su excelente rango de movimiento les permite soldar geometrías de piezas complejas.

Sin embargo, las limitaciones de los robots de seis ejes pueden restringir su compatibilidad con trabajos de mayor envergadura. Por ejemplo, su alcance se limita a uno o dos metros. Desafortunadamente, esto ocurre incluso en los robots más grandes. No obstante, los fabricantes pueden paliar esta limitación con la ayuda de una RTU (Unidad de Transferencia de Robot). Una RTU amplía el alcance de su robot de seis ejes. Sin embargo, se trata de un componente costoso. Además, las RTU implican costes y consideraciones de integración adicionales.

Además, los robots tendrán una capacidad de carga útil máxima. Esto limita su capacidad para manejar los enormes láseres necesarios para algunas tareas. Lamentablemente, esta limitación no se puede mitigar sin un robot más robusto o de otro tipo.

Robots pórtico

Los robots pórtico ofrecen una capacidad prácticamente ilimitada para la soldadura láser. Los proveedores pueden configurarlos para que se adapten a las aplicaciones más exigentes. Además, su rigidez mecánica superior les permite mover los láseres de mayor tamaño. Asimismo, su diseño sencillo les permite alcanzar niveles de precisión inigualables.

Estas ventajas no están exentas de inconvenientes. Los robots pórtico tienen limitaciones para manipular piezas complejas. Los robots de seis ejes están mejor diseñados para tareas que requieren gran destreza. Su construcción multijunta les permite destacar en este tipo de aplicaciones.

Tipos de proveedores de robots de soldadura láser

Ahora que comprende los fundamentos de las soldadoras láser robóticas, el siguiente paso probable es investigar posibles proveedores. El mercado de la soldadura robótica ofrece muchas opciones. Analicemos algunos tipos comunes de proveedores. Esta claridad le permitirá categorizarlos durante su investigación. En definitiva, comprender qué proveedor es el adecuado para usted facilitará la integración.

Fabricantes de robots

Los fabricantes de robots diseñan, construyen y venden robots. La mayoría abarca una amplia gama de aplicaciones e industrias. Algunos incluso cuentan con modelos exclusivos optimizados para soldadura. Entre las ventajas de comprar directamente al fabricante se incluyen:

1. Acceso directo al mejor soporte técnico
2. Opciones preconfiguradas
3. Soluciones de ingeniería
4. El mejor acceso a la formación
5. Ideal para aplicaciones estándar

Integradores

Los integradores son proveedores de soluciones de terceros. Generalmente son socios de canal oficiales de al menos un fabricante de robots. Suelen tener un amplio acceso a otras líneas de equipos relacionadas con el sistema robótico. Entre las ventajas de trabajar con integradores se incluyen:

1. Suelen ofrecer el mejor soporte local.
2. Gran flexibilidad para soluciones personalizadas
3. Suelen ofrecer una variedad de servicios ajenos a la robótica.

Proveedores de soluciones de sistemas (OEM)

Los proveedores de soluciones de sistemas ofrecen paquetes robóticos listos para usar. Estos sistemas preconfigurados están diseñados específicamente para una aplicación concreta. A menudo existen variaciones de estos paquetes para cubrir una amplia gama de requisitos de aplicación. Entre las ventajas de trabajar con estos proveedores se incluyen:

1. Rentable en general
2. Generalmente se construyen con características únicas
3. Facilidad de uso
4. Compatibilidad con otros sistemas (industria 4.0)
5. Integración rápida
6. Entrenamiento del sistema

La soldadura láser es una de las aplicaciones más avanzadas tecnológicamente en la soldadura moderna, y la automatización está ayudando a los fabricantes a desbloquear aún más productividad dentro de este proceso.
Como subcampo especializado dentro de la industria de la soldadura, la soldadura láser y su automatización pueden resultar algo misteriosas. Comprender los proveedores y componentes de un sistema robótico de soldadura láser es fundamental para iniciar el proceso de automatización. Su conocimiento de estos aspectos es vital para automatizar esta tarea con éxito. Este artículo abordará los temas mencionados para que pueda implementar con confianza su primera celda robótica de soldadura láser.