Introducción a los robots de soldadura láser

A medida que los componentes fabricados 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 soldaduras manuales con láser; sin embargo, debido a la alta exigencia de precisión, los fabricantes suelen automatizar estos procesos.
Industrias para la robótica de soldadura láser

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

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

Una celda de soldadura robótica es una combinación compleja de varios subsistemas. Inicialmente, llevar un registro de los componentes necesarios puede resultar abrumador. Por lo tanto, vamos a desglosar este sistema en sus partes:

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 aplicar la soldadura. Este componente mueve y opera directamente los controles del láser. Los requisitos de la aplicación deben guiar principalmente 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 limitarán los tipos de robots adecuados para su proyecto. Analizaremos algunas opciones de selección de robots en la siguiente sección.

El láser

El sistema láser es responsable de generar el haz de soldadura. El láser incluye el cabezal y el generador/amplificador de potencia, a veces un componente independiente. El material y los requisitos de soldadura ayudan a definir 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 conjunto del láser.

Presentación parcial

Debe considerar cómo presentará la pieza al robot para su soldadura. En el caso de los sistemas de soldadura láser, suele haber más opciones disponibles en este aspecto. Esto se debe a que el proceso tiene un bajo impacto físico sobre la pieza durante la soldadura. Algunas opciones comunes incluyen:

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, los sistemas de seguimiento de haz y cordón son habituales. Los proveedores suelen configurar paquetes con sistemas de visión. Estos sistemas pueden ofrecer diversas funciones. Es posible que prefiera diferentes características según la aplicación. Algunas aplicaciones comunes incluyen:

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 que se utilizan hoy en día

Un par de tipos de robots dominan el mercado de la soldadura láser. Estos robots ofrecen la funcionalidad necesaria para automatizar la soldadura láser. Sin embargo, sus diferencias son significativas. 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 pueden cubrir 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. Lamentablemente, esto ocurre incluso con los robots más grandes. No obstante, los fabricantes pueden mitigar esta limitación con la ayuda de una RTU. Una unidad de transferencia robótica (RTU) amplía el alcance del robot de seis ejes. Sin embargo, se trata de un componente costoso. Además, las RTU conllevan costes y consideraciones de integración adicionales.

Además, los robots tendrán un límite superior en su capacidad de carga útil. Esto limita su capacidad para manejar los enormes láseres necesarios para algunas tareas. Desafortunadamente, no se puede mitigar esta limitación sin un tipo de robot más robusto o diferente.

Robots pórtico

Los robots pórtico ofrecen una capacidad prácticamente ilimitada para la soldadura láser. Los proveedores pueden configurarlos para gestionar 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 conllevan 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 multiarticular les permite destacar en este tipo de aplicaciones.

Tipos de proveedores de robots de soldadura láser

Ahora que ya conoce los fundamentos de las soldadoras láser robóticas, su siguiente paso probablemente sea investigar posibles proveedores. Existen muchas opciones en el mercado de la soldadura robótica. 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 un proceso de integración sin contratiempos.

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 únicos optimizados para la soldadura. Entre las ventajas de comprar directamente al fabricante se incluyen:

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

Integradores

Los integradores son proveedores de soluciones de terceros. Por lo general, son socios de canal oficiales de al menos un fabricante de robots. Los integradores 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. A menudo brindan el mejor soporte local.
2. Altamente flexible 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 de robots 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. Rentabilidad general
2. Generalmente construido con características únicas.
3. Facilidad de uso
4. Compatibilidad con otros sistemas (industria 4.0)
5. Integración rápida
6. Capacitación del sistema

La soldadura láser es una de las aplicaciones más tecnológicas de la soldadura moderna, y la automatización está ayudando a los fabricantes a aumentar aún más la productividad en este proceso.
Como subdisciplina especializada dentro de la industria de la soldadura, la soldadura láser y su automatización pueden generar cierto misterio. Comprender los proveedores y componentes de un sistema robótico de soldadura láser es fundamental para iniciar el proceso de automatización. Conocer estos aspectos es vital para automatizar esta tarea con éxito. Este artículo abordará los temas mencionados para brindarle la confianza necesaria para implementar su primera celda robótica de soldadura láser.