REPORTE TÉCNICO

Sistemas de asistencia para soldadura robotizada:soporte para la producción en serie automatizada

Soldadura automatizada, totalmente autónoma, con cordones de soldadura perfectos, esa es nuestra visión. Gaps, tolerancias de retención y otras irregularidades se convertirán en cosa del pasado, o el sistema de soldadura robotizada las compensará automáticamente. En algunos aspectos, todavía queda un largo camino por delante, pero varios sistemas de asistencia robotizada ya ayudan a reducir la intervención manual en la producción en serie automatizada. Con WireSense, SeamTracking, TouchSense y TeachMode, Fronius cuenta con un amplio portafolio de alta tecnología para ajustarse a distintas aplicaciones.

Autor: Andreas Hummelbrunner, gerente de Línea de Productos, Robótica de Gama Alta de MIG/MAG, del Departamento de Investigación y Desarrollo de Fronius International GmbH

Hay una variedad de sistemas que asisten en la soldadura robotizada automática. Todos tienen el mismo fin: evitar pérdidas en el tiempo de ciclo y garantizar una calidad de cordón confiable. Los sensores desempeñan un rol esencial. Láseres, cámaras o incluso sensores táctiles están diseñados para detectar si el componente se encuentra en la posición correcta y si hay gaps. También puede definir cómo responde el sistema. Sin embargo, este hardware adicional conlleva enormes gastos durante la instalación y puesta en marcha, y a menudo los costos de inversión son altos.

Además, aunque muchos de estos sistemas mejoren la calidad del cordón, generan pérdidas en el tiempo de ciclo. Sus perfiles de interferencia con frecuencia también restringen el acceso al componente, por ese motivo, Fronius ofrece una alternativa que aborda estos desafíos: control de alta precisión del alambre de soldadura, combinado con una rápida transmisión de datos de la fuente de poder TPS/i, lo que significa que el alambre se puede utilizar como sensor, así como material de aporte. Un enfoque que abre un abanico de nuevas posibilidades.

Detecte posiciones de borde y alturas de gap con WireSense

La tecnología patentada WireSense trabaja junto con el sistema de soldadura para permitir que el robot detecte la posición de borde y gaps entre las láminas. Para ello, el electrodo de soldadura se convierte en un sensor de altura. Durante el proceso de escaneo de WireSense, el robot primero se dirige a la posición requerida. El alambre de soldadura, al cual se suministra un voltaje de sensor bajo, escanea el componente con movimientos inversos del alambre en el rango de cien Hertz. Si el alambre toca el componente, esto genera un cortocircuito imperceptible. Luego, el cortocircuito se elimina al levantar el alambre.

La fuente de poder TPS/i analiza el cambio de posición del alambre de soldadura al momento del cortocircuito y la envía al robot como señal de altura. Junto con los datos de posición del controlador del robot y un punto de referencia definido al principio, WireSense permite registrar con precisión cada cambio geométrico del componente. Si el robot y WireSense se mueven por el componente a lo largo de una serie infinita de trayectorias secuenciales, registrando cada punto del proceso, sería teóricamente posible crear un perfil del componente completo en 3D.

En la práctica, la aplicación más importante de este sistema de sensor es la detección de borde y de altura, como en la soldadura a solape. Se determina un umbral con antelación, que se ubica un poco por debajo de la altura del borde de la lámina. Si la fuente de poder detecta valores superiores a este umbral durante el proceso de escaneo de WireSense, esto indica que se ha detectado el borde de la lámina y el TPS/i emite inmediatamente una señal digital de toque y el valor de altura determinado. Como resultado, el robot sabe dónde se encuentra el borde de la lámina y cuál es su altura.

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Detección de borde: corrección de la trayectoria del robot

El controlador del robot puede utilizar esta señal para guardar los datos de la posición actual y después corregir la trayectoria del robot al compararlos con los datos objetivo. Por lo tanto, se reconoce y compensa cualquier imprecisión del componente. Y el robot suelda entonces en la posición correcta. La detección de borde ya es posible para espesores del material de 0.5 mm y más, y espesores de hoja de hasta 20 mm.

Medición de altura: soldadura confiable pese al gap

Como la altura del borde de la lámina medida con precisión también se transmite con la señal digital de toque, WireSense permite calcular cualquier gap entre las láminas. Suponiendo que se especificaron con antelación, se pueden seleccionar los diversos programas de soldadura (o trabajos) almacenados en el TPS/i para los distintos gaps. Por consiguiente, el robot puede responder de manera adecuada y soldar con los parámetros de soldadura ideales para la dimensión del gap en cuestión.

Así, WireSense ayuda con las fluctuaciones de tolerancia en los componentes para la soldadura y contrarresta las tolerancias en la tecnología de retención. El sistema de asistencia garantiza una calidad de cordón confiable y una reducción de hasta el 100 por ciento en la repetición de trabajo y rechazos de componentes, sin ningún hardware de sensor adicional. Para ello, el sistema de soldadura Fronius simplemente necesita contar con un sistema preparado para CMT, con el fin de asegurar un control de alta precisión del alambre de soldadura.

Programación rápida del robot con TeachMode

La trayectoria del robot se debe programar manualmente antes de iniciar la soldadura. Esto se denomina proceso de enseñanza. Requiere que el soldador o el programador utilicen una consola de programación para controlar el robot, escanear el componente y guardar los datos de posición. En términos de calidad del cordón de soldadura, es importante mantener una distancia constante entre el componente y la punta de contacto en todo el cordón de soldadura. A esto se le llama stickout. Los sistemas de asistencia también pueden ayudar en este proceso manual y que requiere demasiado tiempo.

TeachMode de Fronius utiliza un movimiento inverso del alambre para evitar que el alambre de soldadura se doble al escanear el componente. El movimiento inverso del alambre comienza cuando el robot no mantiene el stickout predefinido. Simultáneamente, una señal visual/sonora le informa al usuario que debe alejar la antorcha de soldadura del componente. Esto le ahorra al usuario tener que retirar el alarme deformado o volver a medir el stickout, y acelera el proceso de enseñanza en hasta un 30 por ciento.

SeamTracking: rastreo de cordón durante la soldadura

El sistema de asistencia Fronius SeamTracking es de especial utilidad en la fabricación de ferrocarriles o vehículos de construcción. Cuando se sueldan láminas gruesas o cordones largos, el calor resultante puede generar deformación o una mala posición de los componentes. Con el fin de garantizar que el robot suelde en la ubicación correcta, se requiere un sistema que detecte con fiabilidad la posición de soldadura durante la soldadura. Es justamente lo que hace SeamTracking para cordones de garganta y cordones a tope preparados, sin necesidad de hardware de sensor adicional.

Para ello, el robot se mueve hacia adelante y hacia atrás entre dos láminas durante la soldadura. El robot utiliza los valores reales medidos para los parámetros de soldadura individuales, con el fin de detectar la posición de soldadura real o cualquier desviación. La trayectoria preprogramada se corrige automáticamente y el robot suelda con fiabilidad en la posición correcta.

Detectar la posición del cordón de garganta con TouchSense

Con el fin de compensar las tolerancias de retención y del componente, el robot puede usar TouchSense para verificar automáticamente la posición de los cordones de garganta antes de soldar. Para ello, el robot toca las dos láminas con el electrodo de soldadura o la tobera de gas, los cuales reciben un bajo voltaje de sensor, al inicio definido y al final del cordón de soldadura. Las señales contenidas en el cortocircuito permiten determinar el punto de inicio perfecto.

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Ahorre dinero con sistemas de asistencia basados en alambre

En resumen, los sistemas de asistencia por robot de Fronius permiten procesos de soldadura robotizada más eficientes y confiables. La repetición del trabajo en los componentes se puede reducir considerablemente, y el tiempo y esfuerzo invertidos en la reprogramación posterior de las trayectorias del robot se reducen, ya que el robot puede corregir la trayectoria del cordón de soldadura por su cuenta. Todo esto reduce los costos de producción. Con los sistemas de asistencia de Fronius, el electrodo de soldadura funciona como sensor y como material de aporte. Esto ahorra a los usuarios el tiempo y dinero invertidos en el mantenimiento del hardware del sensor y no restringe de ninguna manera el acceso al componente.

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[Navigation Title]Soldadura robotizada: Sistemas de asistencia

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[Meta-Description]Reduzca la necesidad de intervenir en la producción en serie automatizada: los sistemas de asistencia como WireSense y TeachMode de Fronius ayudan en la soldadura robotizada.

Subtítulos de foto:

Imagen 1: El alambre se convierte en un sensor con los nuevos sistemas de asistencia para soldadura robotizada de Fronius.

Imagen 2: Con WireSense, el electrodo de soldadura escanea el componente y detecta la posición del borde y la altura en ambas láminas y conductos.

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Imagen 3: El movimiento del alambre altamente dinámico y preciso de la unidad Robacta Drive CMT permite escanear los componentes utilizando el electrodo de soldadura.

Imagen 4: WireSense se puede utilizar con todos los sistemas de soldadura TPS/i de Fronius que cuenten con el hardware para el proceso de soldadura CMT.

Imagen 5: TeachMode de Fronius ayuda a los usuarios a programar la trayectoria del robot y hace más eficiente el proceso.

Videos:

Video de WireSense: https://www.youtube.com/watch?v=C0YawfPs_Tk

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Video de TeachMode: https://www.youtube.com/watch?v=95zvimzn0s0

Video de TouchSense & SeamTracking: https://www.youtube.com/watch?v=16rglvD8qLc&t=3s

Fotos: Fronius International GmbH, reproducción sin costo

Este comunicado de prensa y las imágenes se pueden descargar en:https://www.fronius.com/en/welding-technology/info-centre/press/robotic-welding-assistance-systems

Unidad de Negocio Perfect WeldingFronius Perfect Welding es el líder en innovación para soldadura por arco voltaico, y es líder en el mercado global para soldadura robótica. Como proveedor de Sistemas. Fronius welding automation convierte las soluciones de soldadura automatizada específicas para el cliente en una realidad para diferentes áreas, desde la construcción de contenedores hasta el revestimiento para el sector offshore. Las fuentes de corriente para aplicaciones manuales, los accesorios de soldadura y un amplio rango de servicios adicionados a nuestra cartera. Con más de 1.000 distribuidores en todo el mundo, Fronius Perfect Welding siempre está cerca de sus clientes.

Fronius International GmbHFronius International GmbH es una empresa austriaca con sede en Pettenbach e instalaciones en Wels, Thalheim, Steinhaus y Sattledt. Fundada por Günter Fronius en 1945, esta tradicional compañía llena de historia celebrará su 75 aniversario en el 2020. Lo que comenzó como una pequeña empresa local manejada por un solo hombre, creció para convertirse en un participante global del sector con más de 5,440 empleadosen todo el mundo, trabajando en las áreas de tecnología de soldadura, fotovoltaica y sistemas de carga de baterías. El porcentaje de exportación es de aproximadamente el 93 por ciento y se consigue gracias a las 34 sociedades internacionales de Fronius y distribuidores/representantes en más de 60 países. Fronius es líder en innovación en el mercado mundial gracias a sus productos innovadores y servicios, así como a las 1.264 patentes concedidas.

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