Un sistema de soldadura robotizada puede aumentar la productividad, mejorar la calidad de la soldadura y reducir los costes de fabricación. Pero los beneficios conseguidos en la práctica dependen de la eficacia con la que se utilice un sistema a lo largo del tiempo.
Hay dos formas principales de maximizar el retorno de la inversión en automatización. La primera es minimizar el tiempo de inactividad del sistema y la segunda es optimizar la eficiencia operativa.
He aquí las 11 "mejores prácticas" para alcanzar estos objetivos, recomendadas por nuestros propios expertos en robótica y automatización de IPG.
#1. Realice un mantenimiento preventivo y predictivo periódico
Utilizar el mantenimiento preventivo y predictivo para identificar y resolver los problemas antes de que se produzcan es la forma más segura de evitar interrupciones de la producción. En muchos casos, el mantenimiento preventivo y predictivo también ayuda a mantener el máximo nivel de calidad del producto.
Entre los elementos clave que deben figurar en su lista de comprobación de mantenimiento preventivo se incluyen:
- Comprobaciones programadas de antorchas, ópticas, cables, consumibles y sistemas de refrigeración.
- El uso de herramientas predictivas (sensores IoT, monitorización térmica, análisis de vibraciones y retroalimentación de potencia láser) para detectar fallos incipientes.
- Seguimiento de la vida útil de los consumibles (puntas de contacto, boquillas, ópticas) para garantizar su sustitución antes de que se produzca un fallo o una degradación significativa del rendimiento.
#2. Gestionar activamente los inventarios de consumibles y piezas de repuesto
Parece sencillo, pero descuidar un inventario adecuado de piezas de repuesto es un error sorprendentemente común. Las piezas de repuesto son necesarias para mantener los equipos operativos y realizar las reparaciones necesarias. Tener la pieza adecuada a mano puede reducir drásticamente el tiempo de inactividad por mantenimiento o reparación.
Para optimizar la accesibilidad a las piezas de recambio:
- Mantenga los consumibles estandarizados (puntas de contacto, boquillas, lentes, ventanas protectoras, forros de alambre) disponibles e idealmente cerca del equipo.
- Minimice la variación de consumibles en las distintas células para reducir la confusión y la posibilidad de utilizar la pieza equivocada.
- Considere el inventario gestionado por el proveedor (VMI) para garantizar que las piezas críticas estén siempre disponibles.
#3. Programación y simulación offline
Configurar un nuevo trabajo y programar trayectorias de soldadura robotizadas puede llevar tiempo. Si esta tarea se realiza en un sistema de producción, puede provocar tiempos de inactividad innecesarios e interrumpir la producción. La programación fuera de línea (OLP) y las herramientas de simulación permiten trasladar ese trabajo a un entorno virtual. Esto ahorra tiempo y reduce la posibilidad de errores.
Para sacar el máximo provecho de la programación offline:
- Valide las rutas, los tiempos de ciclo y los alcances antes de la implantación.
- Utilice la simulación para identificar posibles colisiones, problemas de ángulo de la antorcha o interferencias de la fijación antes de que se produzcan.
- Cree programas fuera de línea para eliminar la necesidad de enseñar manualmente.
#4. Formar a fondo a los operarios y al personal de mantenimiento
Los operarios bien formados obtienen sistemáticamente la máxima eficacia y los mejores resultados de un sistema de soldadura robotizada. Un personal de mantenimiento bien informado evita que los pequeños problemas se conviertan en paradas importantes y responde con mayor rapidez cuando se producen.
Reforzar las competencias y la capacidad de reacción de su equipo:
- Formar a los operarios para que identifiquen y resuelvan rápidamente los problemas más comunes, como el alambre anidamiento de avescontaminación óptica o procedimientos de restablecimiento del sistema.
- Colaborar con el personal de mantenimiento y producción para garantizar un apoyo y una cobertura constantes en todos los turnos.
- Coloque procedimientos normalizados de trabajo claros y visibles en cada célula. Esto debería ayudar a minimizar el tiempo de resolución de problemas y estandarizar las mejores prácticas para una calidad uniforme.
#5. Implementar la supervisión y las alertas en tiempo real
La supervisión en tiempo real del estado del sistema y del rendimiento de las soldaduras es un valioso complemento del mantenimiento predictivo. Permite a su equipo detectar anomalías con antelación y evita que los pequeños problemas se conviertan en tiempos de inactividad prolongados.
Por ejemplo, existen diversas herramientas y tecnologías de control de soldaduras por láser que ofrecen mejoras significativas con respecto a métodos de control de calidad como los ensayos destructivos. Métodos como la medición directa de soldaduras en tiempo real proporcionan datos geométricos de gran precisión que pueden utilizarse para predecir soldaduras defectuosas antes de que se produzcan.
Para sacar el máximo partido de la supervisión en tiempo real:
- Implemente paneles de control para el estado del robot, los parámetros de soldadura y el seguimiento de fallos.
- Envíe alertas automáticas (texto/email) cuando se superen los umbrales o se produzcan fallos.
- Registre los tiempos de inactividad para analizar tendencias, identificar las causas y aplicar contramedidas. Estos datos también pueden ayudar a impulsar la mejora continua.
#6. Mantener una alimentación de alambre adecuada
Los problemas de alimentación del hilo son algunas de las causas más comunes de paradas en la soldadura robotizada. Incluso las pequeñas incoherencias pueden reducir la calidad de la soldadura y provocar paradas innecesarias o costosas repeticiones.
Garantizar y mantener una alimentación adecuada del alambre:
- Verifique que los revestimientos tengan la longitud correcta y no creen resistencia durante la articulación del robot.
- Adapte los rodillos de arrastre y los ajustes de tensión al tipo de hilo para evitar deslizamientos o deformaciones.
- Dar prioridad a una alimentación estable del hilo - se traduce directamente en una producción estable.
#7. Mantenga un ajuste preciso de las juntas y un control de las holguras
Incluso el mejor sistema de soldadura robotizada no siempre puede compensar las piezas mal alineadas o presentadas de forma incoherente. Una fijación deficiente o variaciones en la colocación de las piezas provocan defectos de soldadura, repeticiones y tiempos de inactividad imprevistos. Merece la pena invertir en una fijación robusta y repetible para mantener la producción estable y la calidad de la soldadura alta.
- Utilice fijaciones de precisión con funciones "poka-yoke". Entre ellas se incluyen guías integradas que garantizan la orientación correcta de las piezas, localizadores de pasadores y ranuras para una colocación uniforme y pinzas automatizadas que aplican una fuerza de sujeción uniforme.
- Diseñar útiles insensibles a las variaciones de carga del operario o a las tolerancias de las piezas.
- Garantice un ajuste preciso de las juntas y un control de las separaciones para evitar lagunas y fallos en la soldadura y evitar paradas.
#8. Diseño para un mantenimiento rápido
El uso de componentes de cambio rápido agiliza y facilita el mantenimiento rutinario. También minimizan el tiempo medio de reparación (MTTR) cuando surgen problemas inesperados. Diseñar para el mantenimiento es diseñar para el tiempo de actividad.
Para maximizar la capacidad de servicio:
- Equipe los sistemas con soportes de antorcha de cambio rápido, ópticas tipo cartucho y consumibles modulares.
- Racionalice el mantenimiento rutinario para que los técnicos puedan completar las tareas de forma rápida y coherente.
- Reducir el MTTR mediante el diseño, garantizando que las reparaciones requieran un mínimo de herramientas, tiempo e interrupciones.
#9. Suministre al robot piezas de alta calidad
Un sistema de soldadura robotizada no puede compensar totalmente las piezas de baja calidad. Las piezas mal fabricadas o incoherentes provocan inevitablemente defectos de soldadura, repetición de trabajos y tiempos de inactividad innecesarios. Aunque tecnologías como los sistemas de visión, el seguimiento de costuras y una sólida fijación pueden ayudar, añaden costes y complejidad.
Esto es especialmente cierto en el caso de la soldadura láser. Aunque la soldadura láser es un proceso preciso que crea uniones de alta calidad, a veces es menos tolerante con las tolerancias amplias y las variaciones de calidad de las piezas que otros métodos de unión. La soldadura láser ofrece mayores ventajas cuando las piezas, los ensamblajes y los procesos previos se diseñan teniendo en cuenta este método.
Producir sistemáticamente piezas que admitan soldadura robotizada de alta calidad:
- Diseñe y fabrique piezas con tolerancias estrictas, materiales uniformes y una preparación adecuada de las juntas.
- Verifique la consistencia de las piezas antes de que las unidades lleguen a la célula. Esto reducirá la necesidad de retrabajos y ajustes del proceso.
- Reducir al mínimo la dependencia de las tecnologías compensatorias, utilizándolas como salvaguardias y no como sustitutos de la mala calidad de las piezas.
#10. Instale y configure su robot con precisión
Una configuración precisa es esencial para mantener un sistema de soldadura robotizado productivo y fiable. Los errores en el punto central de la herramienta (TCP), la masterización o la integridad de la antorcha/óptica pueden provocar desalineaciones, soldaduras de baja calidad o tiempos de inactividad imprevistos. La verificación y calibración periódicas mantienen la repetibilidad del robot y evitan los problemas antes de que interrumpan la producción.
Para optimizar la instalación y configuración del robot:
- Verificar la integridad correcta del TCP, la masterización y la antorcha/óptica durante la configuración y después del mantenimiento.
- Utilice comprobaciones de alineación y posición para confirmar la repetibilidad. Esto incluye herramientas de verificación de la muñeca del robot, alineación de herramientas de fin de brazo (láser o soplete) y cupones de alineación láser.
- Mantenga una calibración constante para reducir la variabilidad y eliminar el tiempo de inactividad causado por errores de configuración.
#11. Controlar activamente el entorno de producción
El entorno operativo tiene un impacto directo en la fiabilidad de la soldadura robotizada. El polvo, los humos y las fluctuaciones de temperatura pueden degradar el rendimiento del equipo y acortar la vida útil de los componentes - especialmente en el caso de la óptica de soldadura láser. Los controles medioambientales proactivos protegen los sistemas sensibles, reducen la contaminación y mantienen la producción sin problemas.
Minimizar el impacto ambiental:
- Utilice una extracción de humos y una gestión del flujo de aire eficaces para minimizar la contaminación.
- Proteja las lentes y otros elementos ópticos con fundas adecuadas y límpielos periódicamente.
- Estabilice el entorno con un control activo de la temperatura y la humedad para maximizar la consistencia del proceso y evitar interrupciones relacionadas con el calor.
Piense en la soldadura robotizada como un proceso continuo de optimización, no sólo como una inversión puntual. Si sigue los pasos descritos aquí, podrá minimizar el tiempo de inactividad, maximizar la eficacia y producir piezas de alta calidad de forma constante. Esto le ayudará a rentabilizar al máximo su inversión en automatización y a protegerla en el futuro.
Primeros pasos con una solución robótica
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