Welding Journal en Español

No es ningún secreto que hay una gran escasez de profesionales de la soldadura en los Estados Unidos. Según el sitio web de AWS Welding Workforce Data (weldingworkforcedata.com), el déficit estimado para 2027 se acerca a los 360,000, y con más de 155,000 soldadores a punto de jubilarse, es claramente una tendencia a largo plazo.

Esto está afectando a empresas de todos los tamaños. Muchas pequeñas y medianas empresas (PYME) con mayores volúmenes y amplios recursos adoptaron hace mucho tiempo la soldadura robótica con gran éxito. Los fabricantes de equipos originales (OEM) de robótica industrial facilitaron el proceso de implementación al desarrollar celdas de soldadura prediseñadas que vienen con todos los componentes necesarios para comenzar con la soldadura robótica. Hay disponible una variedad de paquetes modulares para permitir que el usuario final especifique el robot, la antorcha de soldadura, la protección y la fuente de alimentación que se adapten a sus necesidades. Los sistemas llave en mano agilizan la puesta en marcha y la programación inicial, proporcionando a los fabricantes de metal un sistema de grado industrial que está listo para soldar en un tiempo mínimo.

A pesar de la disponibilidad generalizada y la relativa simplicidad en el funcionamiento de estas células prediseñadas, los talleres de trabajo y las PYME en el extremo más pequeño del espectro quedaron fuera. Muchos simplemente no tenían la capacidad o el flujo constante de piezas soldadas más grandes para hacer viables estos sistemas de servicio más pesado.

El surgimiento de la soldadura robótica colaborativa

No se esperaba que la llegada de los robots colaborativos (cobots) hace más de una década tuviera un impacto en el segmento de la soldadura automatizada. Los cobots brindaron una opción robótica innovadora que podía trabajar de manera segura junto con los humanos, pero que solo eran adecuados para las tareas más livianas, mientras que se limitaban a trabajar en entornos de producción relativamente limpios. El ensamblaje liviano, el manejo de materiales y las pruebas de productos se encontraban entre las primeras aplicaciones comunes.

A pesar de sus comienzos tan modestos, los cobots ganaron mucha notoriedad y los OEM de robótica invirtieron mucho en investigación y desarrollo. En los últimos años, los cobots se han vuelto más rápidos, más fuertes, más fáciles de programar y más capaces de resistir los rigores de los entornos industriales. A medida que la repetibilidad de su ruta también mejoró, surgieron lentamente rumores sobre la posibilidad de una soldadura robótica colaborativa y, uno por uno, los sistemas de soldadura cobot de las principales marcas de equipos robóticos llegaron al mercado.

La tecnología ha evolucionado hasta el punto de que los paquetes de soldadura cobot son una solución viable para la multitud de talleres de trabajo más pequeños y pymes que buscan expandir sus capacidades y superar el ajustado mercado laboral. Las empresas que no pueden justificar las celdas de soldadura robótica industrial prediseñadas más grandes encuentran que los sistemas cobot son fáciles de implementar y operar sin experiencia previa en robótica y requieren una inversión general más baja.

El padre adoptivo ideal de soldadura Cobot

El usuario final para el que la soldadura robótica colaborativa es ideal, es el que adopta la automatización por primera vez o más recientemente y ha descubierto que sus demandas de producción han superado el rendimiento de sus capacidades existentes. El perfil de su producción de soldadura se encuentra más en el rango de trabajo por lotes de alta combinación y bajo volumen, y tienen al menos un soldador experimentado o un asociado de procesos de soldadura en el personal.

Aunque la carga útil disponible y el alcance de algunos cobots han aumentado a 12 kg (26 libras) y 1,300 mm (51 pulgadas), respectivamente, la soldadura cobot es mejor para las empresas que manejan piezas más pequeñas y menos complejas que no requieren un posicionador. Aquellos que necesitan flexibilidad también pueden beneficiarse, ya que los cobots más pequeños y livianos ocupan un espacio limitado y son fáciles de mover por las instalaciones, lo que brinda la portabilidad necesaria para atender diferentes áreas de producción. Sus características de seguridad inherentes también les permiten implementarse sin las extensas vallas y protecciones requeridas por los robots industriales tradicionales.

Menores costos totales, mejor calidad de soldadura, mayor productividad

Una de las ventajas iniciales de los sistemas de soldadura robótica colaborativa que aprecian las pymes es el costo total más bajo en comparación con las celdas de soldadura robótica tradicionales. El cobot no solo suele costar menos que un robot de seis ejes de servicio pesado, sino que la eliminación de equipos de protección, posicionadores y renovaciones en la asignación de espacio también brindan ahorros adicionales. La capacidad de instalar y operar los sistemas cobot sin contratar personal adicional es otro ahorro de inversión.

Los cobots pueden mejorar significativamente la calidad de la soldadura al proporcionar un movimiento de soldadura preciso, continuo y constante para obtener costuras más suaves y fuertes. También mejoran la calidad al producir soldaduras más largas sin la necesidad de múltiples paradas y arranques inherentes a la soldadura manual.

Los talleres más pequeños que dependen de uno o dos soldadores manuales que a menudo están estresados y fatigados descubren que los cobots de soldadura son bien recibidos. El cobot puede manejar las soldaduras repetitivas, monótonas y que consumen mucho tiempo, lo que libera a los soldadores para que se concentren en soldaduras más personalizadas y complejas.

Los cobots pueden detectar fuerzas externas y detenerse de manera segura al hacer contacto con una persona u objeto, lo que permite que el hombre y la máquina trabajen simultáneamente en diferentes aspectos de una aplicación de soldadura; esto aumenta significativamente el rendimiento de la soldadura y la productividad general del proceso.

Fácil puesta en marcha y programación

Quizás las características más distintivas de un cobot de soldadura son las interfaces hombre-máquina intuitivas y los métodos de programación que permiten a las personas con poca o ninguna experiencia previa en robótica implementar y programar robots con éxito.

Uno de los métodos de programación más sencillos es la programación directa, donde los usuarios pueden puntear y soldar piezas pequeñas moviendo físicamente el brazo del robot a través de las rutas de soldadura deseadas, esencialmente enseñando al cobot el movimiento de soldadura necesario, que luego puede replicar con el empuje de un botón.

Otro método disponible con varios OEM líderes en robótica, utiliza una interfaz de tableta que programa una soldadura a través de una interfaz gráfica con bloques entrelazados de arrastrar y soltar. Un usuario puede ver cómo se desarrolla el programa mientras arrastra y suelta los bloques en la tableta, haciendo los ajustes necesarios en el camino.

Para aquellos que tienen más experiencia con robots, todavía existe la opción de utilizar un lenguaje de programación estándar para aplicaciones de soldadura de nivel superior.

Paquetes de soldadura Cobot

Hay varios paquetes de cobots que equilibran el objetivo de la programación simplificada con la capacidad de ofrecer capacidades de aplicación avanzadas.

Uno es un paquete de soldadura por arco que incluye el cobot GoFa™ de ABB y un dispositivo de aprendizaje sencillo. El dispositivo se instala entre la brida del robot y el soporte de la antorcha de soldadura y está equipado con dos botones para enseñar las posiciones de la ruta de soldadura junto con una tuerca anular para desplazarse por varias instrucciones de programación. La instrucción seleccionada se muestra al operador en dos pantallas montadas a ambos lados del dispositivo, lo que garantiza una usabilidad total desde todos los ángulos. Esto permite soldaduras de alta calidad en piezas más complejas manteniendo la simplicidad de programación necesaria.

Un segundo paquete con el cobot GoFa, desarrollado en conjunto con The Lincoln Electric Co., incluye un software de programación patentado que presenta una interfaz de tableta con una biblioteca de soldadura incorporada. Un usuario simplemente ingresa el tipo de material y el grosor del material y luego mueve el robot al principio y al final de la soldadura. Luego se configuran los parámetros de soldadura y la velocidad de desplazamiento del robot y, al presionar un botón, el robot está listo para soldar.

Seguridad Siempre

Se sugiere que los operadores de soldadura aún tomen medidas de seguridad razonables cuando trabajen con cobots, como usar equipo de protección cuando estén cerca de un arco vivo. Las cortinas de destello son obligatorias para proteger a las personas del brillo del arco de soldadura. La extracción de humos también es necesaria para algunas aplicaciones.

Conclusión

Las ventajas para las pymes que adoptan la soldadura robótica colaborativa son muchas, ya que proporcionan un medio muy fácil de usar y económico para mantenerse al día con la demanda de producción y aumentar la calidad de la soldadura, al tiempo que brindan alivio y apoyo a los soldadores manuales.

TIM PATON (timothy.j.paton@us.abb.com) es gerente comercial de ABB Robotics, Auburn Hills, Michigan.