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He aquí algunas estadísticas sorprendentes: según la Federación Internacional de Robótica, el promedio de la densidad mundial de robots en las industrias manufactureras es de 141 robots por cada 10,000 empleados. Y en Estados Unidos, la densidad de robots es ligeramente superior al promedio mundial: 274 unidades por cada 10,000 empleados (Ref. 1). Sin embargo, es importante tener en cuenta que la soldadura es un proceso de producción complejo, que involucra varios materiales y tipos de juntas, cada uno de los cuales requiere la definición de numerosos parámetros de soldadura. Como resultado, la robotización de la soldadura es más desafiante en comparación con el empleo de robots para tareas como paletizado u operaciones de recogida y colocación. No obstante, estamos siendo testigos de un cambio dramático.

Antiguas limitaciones de la aplicación de robots en la producción de alta mezcla

Históricamente, los robots se utilizaron principalmente en industrias de producción en masa, como la fabricación de automóviles. La programación de un robot se creaba una sola vez que, a pesar de ser difícil, lenta y costosa, luego sería utilizada miles de veces.

La producción de alta mezcla encontró obstáculos importantes al intentar integrar robots. Consideremos una situación en la que hay docenas de productos diferentes, todos producidos en pequeños lotes. El uso de métodos de programación tradicionales con un control remoto para robots resulta económicamente poco práctico porque se dedica más tiempo a programar que a soldar.

Los robots autónomos abordan este problema generando automáticamente la trayectoria del robot. Además, mediante el uso de visión artificial, el robot se adapta en tiempo real a cualquier desviación, incluso en el pre-ensamble y la deformación de la pieza. Los tres pasos siguientes lo demuestran.

La situación está cambiando, como lo demuestran los pedidos de robots no automotrices que representan casi la mitad de las ventas totales de robots en América del Norte en 2022 (Ref. 2). Este cambio significa una transformación más amplia en la aplicación de la robótica en diversas industrias.

Factores que impulsan la adopción de robots en soldadura

Dos factores principales están convergiendo, lo que lleva a la adopción acelerada de robots en la industria de la soldadura.

En primer lugar, existe una demanda de profesionales de la soldadura en América del Norte. Las personas entre 45 y 54 años representan el 21.8% de la fuerza laboral de soldadura, y se proyecta que para 2027 se necesitarán 360,000 nuevos profesionales de soldadura (Ref. 3).

En segundo lugar, se está produciendo un auge tecnológico. Los avances en los algoritmos de visión por computadora, los dispositivos de visión técnica y la potencia computacional general brindan la oportunidad de desarrollar robots industriales autónomos, aumentando así significativamente su eficiencia para operaciones no repetibles.

La inteligencia artificial (IA) es el próximo gran avance, y ChatGPT está en los titulares y también puede estar dando forma al futuro de la robótica. En un experimento, el desarrollador de software ABAGY pidió al modelo de lenguaje impulsado por IA que escribiera algunos programas para un robot Yaskawa y luego los probó en el robot. Estos programas eran muy simples; en un caso, la empresa le pidió al robot que cortara un cable y, en el segundo, que dibujara un cuadrado. ChatGPT tuvo éxito en una de las tareas, pero no en la otra. Sin embargo, incluso si el uso de ChatGPT se limita a tareas simples, aún puede resultar beneficioso para la transformación de la robotización. Para obtener más información, vea el vídeo de ABAGY “Cómo ChatGPT programó un robot industrial” en youtu.be/uzxsBMXANKs.

El camino a seguir: robots autónomos

Los robots autónomos están revolucionando la industria de la soldadura al ofrecer más flexibilidad y facilidad de uso que nunca. Al generar rutas de robot automáticamente e incorporar tecnología de visión artificial, estos robots pueden adaptarse a la pieza de trabajo y al entorno reales, lo que reduce significativamente la necesidad de programación compleja.

Industrias que anteriormente tenían un uso limitado o nulo de robots ahora están adoptando tecnología de robots autónomos en diversas aplicaciones, como estructuras de puentes, fabricación de chasis y remolques de camiones, construcción naval, construcción comercial, equipos de construcción pesados, estructuras de servicios públicos, estructuras costa afuera y transportadores industriales.

Aquí hay tres ejemplos del canal de YouTube de ABAGY que destacan los robots de soldadura para la fabricación de alta mezcla con este nuevo método de programación:

• Cómo soldar un cubo de excavadora con robots está en youtu.be/7MaotKSuP0g. Anteriormente, programar un robot de soldadura para un cubo llevaba días o semanas. Ahora son necesarios diez minutos.
• Además, hay un vídeo sobre el barreno en youtu.be/0tH3tal2csU. Fig. 1. Muestra un sistema inteligente que coordina automáticamente los movimientos simultáneos de un sinfín y una antorcha para crear una soldadura uniforme y continua sin programación. No es necesario voltear ni reposicionar las piezas.
• Las estructuras de puentes se presentan en youtu.be/wlD-AxnjuFM — Fig. 2. Este estudio de caso detalla un fabricante de puentes de acero que suelda más de 50 tipos diferentes de piezas por mes en una sola celda robótica.

Empoderando a los soldadores a través de la robótica

El uso de robots autónomos no requiere habilidades de programación especializadas, lo que los hace accesibles a varios especialistas de producción. Con la ruta del robot generada automáticamente, los soldadores pueden centrarse en su experiencia y ampliar sus habilidades controlando robots además de utilizar técnicas de soldadura tradicionales.

Austin Hargett, conocido como Dr. Weldz en las redes sociales, es soldador con 14 años de experiencia. Sin ningún conocimiento especial de robótica, Hargett probó el sistema de control del robot de ABAGY y no sólo definió los parámetros de soldadura sino que también puso un robot a trabajar.

“Las máquinas de soldar están cambiando”, afirmó. “La tecnología está cambiando. Mi trabajo es una evolución constante. Como soldador, creo que necesito aprender algo nuevo cada día. Y estoy de acuerdo con ABAGY en que los robots pueden ser una herramienta nueva y eficaz para los soldadores. Estoy realmente impresionado con lo simple y fácil que fue poner el robot en funcionamiento”.

Adoptando la revolución robótica en la soldadura

La industria de la soldadura vive un momento transformador gracias a los robots autónomos. Este cambio está impulsado por una combinación de factores, incluida la demanda de profesionales de la soldadura y los avances en la tecnología, particularmente en la inteligencia artificial y la visión artificial. A medida que los robots autónomos continúan ganando terreno en diversas industrias y aplicaciones, los profesionales de la soldadura pueden mirar hacia un futuro que será más eficiente y accesible con mayores oportunidades de crecimiento y desarrollo.

Referencias

1. Federación Internacional de Robótica. China supera a Estados Unidos en densidad de robots. Obtenido el 19 de septiembre de 2023 de ifr.org/ifr-press-releases/news/china-overtakes-usa-in-robot-density.

2. Asociación para el avance de la automatización. América del Norte registra ventas récord de robots en 2022. Consultado el 19 de septiembre de 2023 en automate.org/news/north-america-sees-record-robot-sales-in-2022.

3. Sociedad Estadounidense de Soldadura. Datos de la fuerza laboral de soldadura de AWS. Obtenido el 18 de septiembre de 2023 de Weldingworkforcedata.com.

KATE DEGAI (edegai@abagy.com) es directora de marketing de ABAGY, Buffalo Grove, Ill.