ARTÍCULO TÉCNICO Sistemas de asistencia para la soldadura robotizada en la producción en serie automatizada Soldadura automatizada completamente autónoma y cordones perfectos: esa es nuestra visión. El sistema de soldadura por robot se encargará de los huecos, tolerancias de tensión y otras irregularidades, que pasarán a ser un problema del pasado. No obstante, hoy en día ya existen numerosos sistemas de asistencia para robots que reducen las intervenciones manuales en la producción en serie automatizada: Con WireSense, SeamTracking, TouchSense y TeachMode, Fronius ofrece a sus clientes una amplia gama de productos de alta tecnología para múltiples aplicaciones. Autor: Andreas Hummelbrunner, Product Line Manager MIG/MAG High End Robotics, R&D Fronius International GmbH Existen diferentes sistemas de asistencia a la soldadura robotizada automatizada. Todo ellos se centran en evitar perder tiempo en los ciclos y en garantizar la calidad perfecta de los cordones. Los sensores desempeñan un papel esencial. Láser, cámaras e incluso sensores táctiles detectan si el componente se encuentra en la posición correcta y si hay huecos. También se puede definir cómo debe reaccionar el sistema. Sin embargo, este hardware adicional implica, además de altos costes de inversión, un gran esfuerzo durante la instalación y el funcionamiento. Además, muchos de estos sistemas contribuyen a mantener la calidad de los cordones, pero también alargan los tiempos de ciclo. Por otro lado, sus contornos obstaculizan y restringen la accesibilidad de los componentes. Fronius ofrece una alternativa que hace frente a estos desafíos: Gracias al control de alta precisión del hilo de soldadura en combinación con la rápida transmisión de datos de la fuente de potencia TPS/i, es posible utilizar el hilo no solo como material de aporte, sino también como sensor. Así se abre un nuevo abanico de posibilidades. Detección de la posición de los bordes y de la altura de los espacios con WireSense Con la tecnología patentada WireSense, el robot puede detectar la posición del borde y cualquier hueco entre las chapas en el sistema de soldadura. Para ello, el electrodo de soldadura se convierte en un sensor de altura. Durante el recorrido de búsqueda de WireSense, el robot se mueve primero a la posición deseada. El hilo de soldadura, que se somete a una baja tensión de sensor, escanea el componente con movimientos inversos del hilo en el rango de cien hercios. Si el hilo toca el 2020-08 1/
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ARTÍCULO TÉCNICO
Sistemas de asistencia para la soldadura robotizadaen la producción en serie automatizada
Soldadura automatizada completamente autónoma y cordones perfectos: esa es nuestra visión. El sistema de soldadura por robot se encargará de los huecos, tolerancias de tensión y otras irregularidades, que pasarán a ser un problema del pasado. No obstante, hoy en día ya existen numerosos sistemas de asistencia para robots que reducen las intervenciones manuales en la producción en serie automatizada: Con WireSense, SeamTracking, TouchSense y TeachMode, Fronius ofrece a sus clientes una amplia gama de productos de alta tecnología para múltiples aplicaciones.
Autor: Andreas Hummelbrunner, Product Line Manager MIG/MAG High End Robotics, R&D Fronius International GmbH
Existen diferentes sistemas de asistencia a la soldadura robotizada automatizada. Todo ellos se centran en evitar perder tiempo en los ciclos y en garantizar la calidad perfecta de los cordones. Los sensores desempeñan un papel esencial. Láser, cámaras e incluso sensores táctiles detectan si el componente se encuentra en la posición correcta y si hay huecos. También se puede definir cómo debe reaccionar el sistema. Sin embargo, este hardware adicional implica, además de altos costes de inversión, un gran esfuerzo durante la instalación y el funcionamiento.
Además, muchos de estos sistemas contribuyen a mantener la calidad de los cordones, pero también alargan los tiempos de ciclo. Por otro lado, sus contornos obstaculizan y restringen la accesibilidad de los componentes. Fronius ofrece una alternativa que hace frente a estos desafíos: Gracias al control de alta precisión del hilo de soldadura en combinación con la rápida transmisión de datos de la fuente de potencia TPS/i, es posible utilizar el hilo no solo como material de aporte, sino también como sensor. Así se abre un nuevo abanico de posibilidades.
Detección de la posición de los bordes y de la altura de los espacios con WireSense
Con la tecnología patentada WireSense, el robot puede detectar la posición del borde y cualquier hueco entre las chapas en el sistema de soldadura. Para ello, el electrodo de soldadura se convierte en un sensor de altura. Durante el recorrido de búsqueda de WireSense, el robot se mueve primero a la posición deseada. El hilo de soldadura, que se somete a una baja tensión de sensor, escanea el componente con movimientos inversos del hilo en el rango de cien hercios. Si el hilo toca el componente durante este proceso, se produce un cortocircuito imperceptible. A continuación, este cortocircuito se interrumpe al levantarse el hilo.
La fuente de potencia TPS/i analiza el cambio de posición del hilo de soldadura originado en el momento del cortocircuito y lo pone a disposición del robot en forma de señal de altura. En combinación con los datos de posición del control del robot y un punto de referencia definido al inicio, WireSense permite registrar con precisión cualquier cambio de geometría en el componente. Si dejásemos que el robot se desplazase indefinidamente con WireSense sobre la pieza de trabajo y registrase cada punto, en teoría se podría trazar el contorno completo del componente en 3D.
La aplicación práctica más importante de esta tecnología de sensores es la detección de bordes y alturas, por ejemplo, en el caso de las soldaduras a solape. Se determina de antemano un valor umbral ligeramente por debajo de la altura del borde de la chapa. Si la fuente de potencia detecta valores que están por encima de este umbral durante el recorrido de búsqueda WireSense, se detecta el borde de la chapa y la TPS/i emite inmediatamente una señal digital táctil y el valor de la altura determinado. De esta manera, el robot sabe dónde se encuentra el borde de la chapa y a qué altura está.
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Detección de bordes: corrección de la trayectoria del robot
Con esta señal, el control del robot puede guardar sus datos de posición actuales y corregir la trayectoria del robot tomando como referencia los datos nominales. De esta manera, las imprecisiones de los componentes se detectan y compensan, y el robot realiza la soldadura en el lugar exacto. Es posible detectar bordes con un espesor de chapa de entre 0,5 y 20 milímetros.
Medición de la altura: soldadura fiable a pesar de los espacios
Dado que la señal digital táctil también transmite la altura del borde de la chapa medida con precisión, WireSense es capaz de calcular los huecos entre las chapas. Siempre que se definan previamente con precisión, se recurre a diversos programas de soldadura (los llamados "Jobs") almacenados en la TPS/i para los diferentes huecos detectados. Así, el robot puede reaccionar adecuadamente y realizar la soldadura con los parámetros que se adaptan de forma ideal a la dimensión del hueco.
De esta forma, WireSense ofrece una solución para las variaciones de tolerancia de los componentes a soldar, y también contrarresta las tolerancias en la tecnología de sujeción. El sistema de asistencia asegura una calidad de cordón fiable y reduce el retrabajo y el desperdicio de componentes hasta en un 100 por cien, y sin necesidad de disponer de un hardware de sensor adicional. Para garantizar un control de alta precisión del hilo, el sistema de soldadura Fronius solo tiene que estar equipado con un sistema CMT Ready.
Programación más rápida del robot con TeachMode
Antes de que se pueda realizar la primera soldadura, la trayectoria del robot debe programarse manualmente (proceso Teach). Durante este proceso, un soldador o programador controla el robot por medio de un "Teach Pendant", desplaza el componente y almacena los datos de posición correspondientes. Es importante para la calidad del cordón de soldadura que se mantenga una distancia constante entre el componente y el tubo de contacto a lo largo de todo el proceso, el llamado "stickout". Los sistemas de asistencia también pueden ser de utilidad en este proceso manual, que consume mucho tiempo.
El Fronius TeachMode evita que el hilo de soldadura se doble cuando el componente se mueve hacia abajo por medio de un movimiento inverso del hilo. En cuanto el robot se sitúa por debajo del "stickout" preestablecido, comienza el movimiento inverso del hilo. Al mismo tiempo, una señal óptico-acústica informa al usuario de que debe alejar la antorcha de soldadura del componente. Esto evita que el usuario tenga que cortar el hilo deformado y volver a medir el "stickout". De esta manera, el proceso de programación se acelera hasta en un 30 por ciento.
SeamTracking: seguimiento del cordón durante la soldadura
El sistema de asistencia Fronius SeamTracking es particularmente interesante para la producción de vehículos ferroviarios o de construcción: Cuando se sueldan chapas gruesas o cordones largos, el calor generado puede causar deformación o una posición incorrecta de los componentes. Para garantizar que el robot siga soldando en la posición correcta, se requiere un sistema que detecte de forma fiable la posición de soldadura durante el proceso. Con SeamTracking, esta detección está garantizada en el caso de los cordones de garganta y a tope preparados, y sin ningún tipo de hardware de sensor adicional.
Para ello, el robot oscila entre las dos chapas durante el proceso de soldadura. A partir de los valores reales medidos de cada parámetro de soldadura, el robot detecta la posición real de soldadura y las desviaciones. La trayectoria preprogramada se corrige automáticamente como corresponda, y la soldadura se realiza de forma fiable en la posición correcta.
Detección de la posición de los cordones de garganta con TouchSense
Para compensar las tolerancias de los componentes y de sujeción, el robot puede utilizar TouchSense para comprobar automáticamente la posición de los cordones de garganta antes de cada soldadura. Para ello, el robot toca las dos chapas con el electrodo de soldadura o la tobera de gas, ambos con baja tensión de sensor, al inicio y al final definidos del cordón de soldadura. Así, las señales obtenidas en el cortocircuito pueden utilizarse para determinar el mejor punto de inicio.
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Ahorro de costes con los sistemas de asistencia basados en hilo
En definitiva, los sistemas de asistencia Fronius hacen los procesos de soldadura robotizada más eficientes y fiables. El retrabajo de los componentes y el esfuerzo requerido para la siguiente reprogramación de las trayectorias del robot pueden reducirse significativamente, ya que el robot puede corregir la trayectoria del cordón de soldadura de forma independiente. De esta forma es posible reducir los costes de producción. Los sistemas de asistencia Fronius utilizan el electrodo de soldadura como sensor y como material de aporte. Esto ahorra a los usuarios costes y trabajo de mantenimiento para el hardware de los sensores, y elimina las restricciones en la accesibilidad de los componentes.
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[Navigation Title]Soldadura robotizada: sistemas de asistencia
[Meta-Title]Sistemas de asistencia para la soldadura robotizada
[Meta-Description]Reducción de las intervenciones en la producción en serie automatizada: Los sistemas de asistencia como Fronius WireSense y TeachMode son muy útiles en la soldadura robotizada.
Subtítulos de foto:
Imagen 1: Con los sistemas de asistencia Fronius para la soldadura robotizada, el hilo se convierte en sensor.
Imagen 2: Con WireSense, el electrodo de soldadura escanea el componente y detecta la posición de los bordes y la altura, tanto en chapas como en tubos.
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Imagen 3: El movimiento de hilo preciso y altamente dinámico de la unidad de accionamiento Robacta Drive CMT hace posible el escaneo de los componentes a través del electrodo de soldadura.
Imagen 4: WireSense puede utilizarse con cualquier sistema de soldadura Fronius TPS/i que esté equipado con el hardware necesario para el proceso de soldadura CMT.
Imagen 5: El Fronius TeachMode ayuda al usuario en la programación de las trayectorias del robot y hace que el proceso sea más eficiente.
Vídeos:
Vídeo de WireSense: https://www.youtube.com/watch?v=C0YawfPs_Tk
Vídeo de TeachMode: https://www.youtube.com/watch?v=95zvimzn0s0
Video de TouchSense & SeamTracking: https://www.youtube.com/watch?v=16rglvD8qLc&t=3s
Imágenes: Fronius International GmbH, reproducción sin coste alguno
Este artículo y las imágenes en alta resolución están disponibles para descargar en el siguiente enlace: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 y otras sedes en Wels, Thalheim, Steinhaus y Sattledt. Fundada en 1945 por Günter Fronius, esta empresa de larga tradición celebrará su 75.º aniversario en 2020. Esta empresa regional, que empezó siendo unipersonal, se ha convertido en un líder global con más de 5.440 empleados en todo el mundo, actualmente dedicada a la tecnología de soldadura, fotovoltaica y de carga de baterías. El porcentaje de exportación de aproximadamente el 93 por ciento se alcanza con las 34 sociedades internacionales de Fronius y los distribuidores/representantes en más de 60 países. Gracias a sus innovadores productos y servicios y sus 1.264 patentes activas, Fronius es líder tecnológico a nivel mundial.
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