Introducción a los robots de soldadura láser

A medida que los componentes manufacturados se vuelven más complejos, surge la demanda de soluciones de ensamblaje precisas. Este problema se agrava a medida que la fabricación de plástico produce piezas más sofisticadas. La soldadura láser ofrece una solución para estos problemas. Además, facilita 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 sueldan los materiales manualmente mediante láser. Sin embargo, los fabricantes suelen automatizar el proceso debido a la alta demanda de precisión.
Industrias para la robótica de soldadura láser

Los robots de soldadura láser son una aplicación especializada en 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 incluyen:

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

Una celda de soldadura robótica es una combinación compleja de otros subsistemas. Al principio, controlar los componentes necesarios puede resultar abrumador. Por lo tanto, desglosemos este sistema en sus partes:

El robot

El robot de soldadura es el componente central de la celda de soldadura. En este contexto, el término robot se refiere a la mecánica y los controles del robot. 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 ser la base para la selección del robot. Los modelos de robot presentan diferentes características de diseño. Al seleccionar su robot, debe considerar características como el alcance, la capacidad de carga, la velocidad y la precisión. Los requisitos de la aplicación exigirán características de rendimiento específicas que definirán los tipos de robots más adecuados para su proyecto. En la siguiente sección, analizaremos algunas opciones de selección de robots.

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 de material y 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 tipos de láser requieren un sistema de refrigeración para funcionar. Los láseres generan grandes cantidades de calor. Por consiguiente, este calor puede dañar los componentes internos. Los sistemas de refrigeración mantienen la temperatura del láser dentro de un rango funcional. Por lo tanto, los sistemas de refrigeración láser suelen formar parte del paquete completo del láser.

Presentación parcial

Debe considerar cómo presentará la pieza al robot para su soldadura. Suele haber más opciones disponibles en este ámbito para los sistemas de soldadura láser. Esto se debe a que el proceso tiene un bajo impacto físico en la pieza durante la soldadura. Las opciones comunes incluyen:

1. Transportadores
2. Plantillas
3. Platos giratorios
4. Abrazaderas
5. Otros robots

Sistemas de detección y monitorización

Un sistema de alta tecnología como este viene equipado con equipos de detección. Los sensores de temperatura y los equipos de seguridad son estándar en las celdas de soldadura. Además, los rastreadores de haz y de costura son comunes. Los proveedores suelen configurar paquetes con sistemas de visión. Estos sistemas pueden ofrecer diversas funciones. Es posible que prefiera diferentes características según la aplicación. Las aplicaciones comunes incluyen:

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

Seguridad

La soldadura láser es una aplicación peligrosa para las personas. Por lo tanto, 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 de luz
3. Escáner(es) de seguridad
4. Sistemas de bloqueo y etiquetado
5. Interruptor de hombre vivo

Tipos de robots de soldadura láser utilizados en la actualidad

Un par de tipos de robots dominan el mercado de la soldadura láser. Estos robots ofrecen la funcionalidad necesaria para automatizar una tarea de soldadura láser. Sin embargo, sus diferencias son significativas. Comprenderlas le ayudará a saber cuál es el más adecuado para su aplicación.
Robots de seis ejes

Los robots de seis ejes ofrecen una excelente combinación de velocidad, alcance, capacidad de carga y alcance. 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 piezas con geometrías complejas.

Sin embargo, las deficiencias de los robots de seis ejes pueden limitar su compatibilidad con trabajos de mayor envergadura. Por ejemplo, su alcance está limitado a uno o dos metros. Desafortunadamente, esto ocurre incluso con los robots más grandes. No obstante, los fabricantes pueden reducir esta deficiencia con una RTU. Una unidad de transferencia de robot (RTU) amplía el alcance de su robot de seis ejes. Sin embargo, se trata de un hardware costoso. Además, las RTU conllevan costos y consideraciones de integración independientes.

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 de pórtico

Los robots de pórtico ofrecen una capacidad prácticamente ilimitada para la soldadura láser. Los proveedores pueden configurarlos para manejar las aplicaciones más complejas. Además, su excelente rigidez mecánica les permite mover los láseres más grandes. Además, su diseño simple permite que los robots de pórtico alcancen niveles de precisión inigualables.

Estas ventajas conllevan inconvenientes. Los robots de pórtico tienen una capacidad limitada para manipular piezas complejas. Los robots de seis ejes están mejor diseñados para tareas que exigen gran destreza. Su construcción multiarticular les permite destacar en dichas aplicaciones.

Tipos de proveedores de robots de soldadura láser

Ahora que comprende los fundamentos de las soldadoras láser robóticas, probablemente su próximo paso sea investigar a posibles proveedores. Existen muchas opciones en el mercado de la soldadura robótica. Analicemos algunos tipos comunes de proveedores. Esta claridad le permitirá categorizarlos en 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 tienen modelos únicos optimizados para la soldadura. Las ventajas de comprar directamente al fabricante 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 externos. Suelen ser socios de canal oficiales de al menos un fabricante de robots. Suelen tener un amplio acceso a otras líneas de equipos tangenciales al sistema robótico. Las ventajas de trabajar con integradores incluyen:

1. Proporcionar a menudo el mejor soporte local.
2. Altamente flexible para soluciones personalizadas
3. Comúnmente ofrecen una variedad de servicios fuera de la robótica.

Proveedores de soluciones de sistemas (OEM)

Los proveedores de soluciones de sistemas suministran paquetes de robots listos para usar. Estos sistemas preconfigurados se diseñan específicamente para una aplicación específica. Suelen existir variaciones de estos paquetes para cubrir una amplia gama de requisitos de aplicación. Las ventajas de trabajar con estos proveedores incluyen:

1. Rentable en general
2. Generalmente construido 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 de más alta tecnología en la soldadura moderna, y la automatización está ayudando a los fabricantes a lograr 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 un misterio. Conocer a los proveedores y componentes de un sistema robótico de soldadura láser es fundamental para iniciar su proceso de automatización. Conocer estos datos es vital para automatizar esta tarea con éxito. Este artículo abordará los temas mencionados para brindarle la confianza necesaria para avanzar con su primera celda robótica de soldadura láser.