Robots de soldadura láser: el futuro de la fabricación de alta velocidad

Elementos de un Sistema de Robot de Soldadura Láser.

Introducción a los robots de soldadura por láser

A medida que los componentes fabricados 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 proporciona una solución para estos problemas. La soldadura láser también facilita la soldadura de materiales difíciles como el cobre y el aluminio. La soldadura de tales materiales es común en la fabricación de sistemas de baterías. Algunas instalaciones soldarán materiales manualmente usando láser. Sin embargo, los fabricantes suelen automatizar debido a la gran demanda de precisión.

Industrias para la robótica de soldadura por láser

Los robots de soldadura láser existen como una aplicación de nicho dentro de la fabricación. Muy pocas industrias requieren las características y beneficios únicos de la soldadura láser. Sin embargo, para esas industrias, el acceso a la soldadura láser automatizada es vital. Ejemplos incluyen:

1. Automoción

2. Aeroespacial

4. Electrónica

5. Salud

6. Metales

7. Plásticos

Una celda de soldadura robótica es una combinación compleja de otros subsistemas. Inicialmente, hacer un seguimiento de los componentes necesarios puede ser desalentador. Entonces, dividamos este sistema en sus partes:

El robot

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

el láser

El sistema láser es el encargado de generar el haz de soldadura. El láser incluye el cabezal y el generador/amplificador de energía, a veces un componente separado. Los requisitos de material y soldadura ayudan a definir el tipo de láser requerido. 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 enfriamiento para funcionar. Los láseres generan niveles masivos de calor. En consecuencia, este calor puede dañar los componentes internos. Los sistemas de enfriamiento mantienen las temperaturas del láser dentro de un rango funcional. Por lo tanto, los sistemas de enfriamiento del láser a menudo forman parte del paquete general del láser.

Presentación de la pieza

Debe considerar cómo presentará la pieza al robot para soldar. A menudo hay más opciones disponibles en esta área para los sistemas de soldadura por láser. Esto es gracias a que el proceso tiene un bajo impacto físico en la pieza durante la soldadura. Las opciones comunes incluyen:

1. Transportadores

2. Plantillas

3. Tocadiscos

4. Abrazaderas

5. Otros robots

Sistemas de detección/monitoreo

Este sistema de alta tecnología viene repleto de equipos de detección. Los sensores de temperatura y el equipo de seguridad son estándar en las celdas de soldadura. Además, los rastreadores de vigas y costuras no son infrecuentes. Los proveedores suelen configurar paquetes con sistemas de visión. Estos sistemas pueden proporcionar una variedad de funciones. Es posible que prefiera diferentes funciones según la aplicación. Las aplicaciones comunes incluyen:

1. Control/inspección de calidad

2. Seguridad

3. Monitoreo térmico

La seguridad

La soldadura láser es una aplicación peligrosa para las personas. En consecuencia, es esencial implementar medidas de seguridad para proteger a los empleados. Las medidas de mitigación de riesgos comúnmente incluyen:

1. Protección/recinto de seguridad

2. Cortinas de luz

3. Escáner(es) de seguridad

4. Sistemas de bloqueo/etiquetado

5. Interruptor de hombre vivo

Tipos de robots de soldadura láser utilizados hoy en día

Un par de tipos de robots tienen el monopolio del mercado de la soldadura por láser. Estos robots ofrecen la funcionalidad requerida para automatizar una tarea de soldadura láser. Sin embargo, sus diferencias son significativas. Comprender estas diferencias le ayuda a saber cuál es el adecuado para su aplicación.

Robots de seis ejes

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

Sin embargo, las deficiencias de los robots de seis ejes pueden limitar su compatibilidad con trabajos más grandes. Por ejemplo, su alcance está limitado a uno o dos metros. Desafortunadamente, este es el caso incluso para los robots más grandes. Sin embargo, los fabricantes pueden reducir esta deficiencia con la ayuda de una RTU. Una unidad de transferencia de robot (RTU) amplía el alcance de su robot de seis ejes. Sin embargo, esta es una pieza costosa de hardware. Además, las RTU conllevan costos y consideraciones de integración por separado.

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