Un sistema de soldadura robotizada puede aumentar la productividad, mejorar la calidad de la soldadura y reducir los costes de fabricación. Sin embargo, los beneficios obtenidos en la práctica dependen de la eficacia con la que se utilice el 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.
A continuación, se presentan las 11 «mejores prácticas» para alcanzar estos objetivos, recomendadas por nuestros propios expertos en robótica y automatización de IPG.
#1. Realizar un mantenimiento preventivo y predictivo periódico.
El uso del mantenimiento preventivo y predictivo para identificar y resolver problemas antes de que se produzcan es la forma más segura de evitar interrupciones en la producción. En muchos casos, el mantenimiento preventivo y predictivo también ayuda a mantener el máximo nivel de calidad del producto.
Los elementos clave que deben figurar en su lista de comprobación de mantenimiento preventivo incluyen:
- Revisiones 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 repuestos.
Parece sencillo, pero descuidar el almacenamiento de un inventario adecuado de piezas de repuesto es un error sorprendentemente común. Las piezas de repuesto son necesarias para mantener el equipo operativo 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 repuesto:
- Mantenga disponibles los consumibles estandarizados (puntas de contacto, boquillas, lentes, ventanas protectoras, revestimientos de alambre) y, a ser posible, cerca del equipo.
- Minimice la variación en los consumibles entre las células para reducir la confusión y la posibilidad de utilizar la pieza incorrecta.
- Considere la posibilidad de utilizar el inventario gestionado por el proveedor (VMI) para garantizar que las piezas críticas estén siempre disponibles.
#3. Realizar programación y simulación sin conexión
Configurar un nuevo trabajo y programar trayectorias de soldadura robótica puede llevar tiempo. Si esta tarea se realiza en un sistema de producción, puede provocar tiempos de inactividad innecesarios e interrumpir la producción. Las herramientas de programación fuera de línea (OLP) y simulación le permiten trasladar ese trabajo a un entorno virtual. Esto ahorra tiempo y reduce la posibilidad de errores.
Para sacar el máximo partido a la programación sin conexión:
- Valide las rutas, los tiempos de ciclo y los alcances antes de la implementación.
- Utilice la simulación para identificar posibles colisiones, problemas con el ángulo del soplete o interferencias con los accesorios antes de que se produzcan.
- Cree programas sin conexión para eliminar la necesidad de enseñanzas manuales.
#4. Formar exhaustivamente a los operadores y al personal de mantenimiento.
Los operadores bien formados obtienen sistemáticamente la máxima eficiencia y los mejores resultados de un sistema de soldadura robotizada. El personal de mantenimiento cualificado evita que los pequeños problemas se conviertan en grandes paradas y responde con mayor rapidez cuando surgen problemas.
Para fortalecer las habilidades y la capacidad de respuesta de su equipo:
- Formar a los operadores para que identifiquen y resuelvan rápidamente los problemas más comunes, como los nidos de cables. enredos, la contaminación óptica o los procedimientos de reinicio del sistema.
- Formar al personal de mantenimiento y producción para garantizar un apoyo y una cobertura constantes en todos los turnos.
- Coloque procedimientos operativos estándar claros y visuales en cada célula. Esto debería ayudar a minimizar el tiempo dedicado a la resolución de problemas y a estandarizar las mejores prácticas para obtener una calidad constante.
#5. Implementar supervisión y alertas en tiempo real.
La supervisión en tiempo real del estado del sistema y del rendimiento de la soldadura es un complemento valioso para el mantenimiento predictivo. Permite a su equipo detectar anomalías de forma temprana y evita que pequeños problemas se conviertan en tiempos de inactividad prolongados.
Por ejemplo, hay una variedad de herramientas y tecnologías de control de soldadura láser que ofrecen mejoras significativas con respecto a los métodos de control de calidad, como las pruebas destructivas. Métodos como la medición directa de la soldadura en tiempo real proporcionan datos geométricos muy precisos que pueden utilizarse para predecir las soldaduras defectuosas antes de que se produzcan.
Para sacar el máximo partido a la supervisión en tiempo real:
- Implementar paneles de control para el estado de los robots, los parámetros de soldadura y el seguimiento de fallos.
- Enviar alertas automáticas (mensajes de texto/correo electrónico) cuando se superen los umbrales o se produzcan fallos.
- Registre los eventos de tiempo de inactividad para analizar tendencias, identificar causas fundamentales e implementar contramedidas. Estos datos también pueden ayudar a impulsar la mejora continua.
#6. Mantenga una alimentación adecuada del alambre.
Los problemas de alimentación del alambre son algunas de las causas más comunes de tiempo de inactividad en la soldadura robótica. Incluso pequeñas inconsistencias pueden reducir la calidad de la soldadura y provocar paradas innecesarias o costosas repeticiones del trabajo.
Para garantizar y mantener una alimentación adecuada del alambre:
- Comprueba que los revestimientos tengan la longitud correcta y no generen resistencia durante la articulación del robot.
- Adapte los rodillos de arrastre y los ajustes de tensión al tipo de alambre para evitar deslizamientos o deformaciones.
- Priorizar la alimentación estable del alambre , ya que se traduce directamente en una producción estable.
#7. Mantenga un ajuste preciso de las juntas y un control preciso de los espacios.
Ni siquiera el mejor sistema de soldadura robótica puede compensar siempre una mala alineación o una presentación inconsistente de las piezas. Una fijación deficiente o variaciones en la colocación de las piezas provocan defectos en la soldadura, reelaboraciones y tiempos de inactividad no planificados. Vale la pena invertir en fijaciones robustas y repetibles para mantener la estabilidad de la producción y la alta calidad de la soldadura.
- Utilice fijaciones de precisión con características «poka-yoke». Estas incluyen guías integradas que garantizan la orientación adecuada de las piezas, localizadores de pasador y ranura para una colocación consistente y abrazaderas automáticas que aplican una fuerza de sujeción uniforme.
- Diseñar accesorios que sean insensibles a las variaciones en la carga del operador o las tolerancias de las piezas.
- Asegúrese de que el ajuste de las juntas sea preciso y controle los espacios para evitar huecos y fallos en las soldaduras, así como paradas.
N.º 8. Diseño para facilitar el cambio 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 pensando en la facilidad de mantenimiento es diseñar pensando en el tiempo de actividad.
Para maximizar la facilidad de mantenimiento:
- Equipe los sistemas con soportes para sopletes de cambio rápido, ópticas de tipo cartucho y consumibles modulares.
- Optimice el mantenimiento rutinario para que los técnicos puedan completar las tareas de forma rápida y coherente.
- Reduzca el MTTR mediante el diseño, asegurándose de que las reparaciones requieran un mínimo de herramientas, tiempo y trastornos.
#9. Suministrar al robot piezas de alta calidad.
Un sistema de soldadura robotizada no puede compensar por completo la baja calidad de las piezas. Las piezas mal fabricadas o inconsistentes provocan inevitablemente defectos de soldadura, reelaboraciones y tiempos de inactividad innecesarios. Aunque tecnologías como los sistemas de visión, el seguimiento de costuras y los accesorios robustos 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 en la calidad de las piezas que otros métodos de unión. La soldadura láser ofrece más ventajas cuando las piezas, los ensamblajes y los procesos previos se diseñan teniendo en cuenta este método.
Para producir de forma constante piezas que permitan una soldadura robótica de alta calidad:
- Diseñe y fabrique piezas con tolerancias estrictas, materiales consistentes 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 reelaboraciones y ajustes en el proceso.
- Minimizar la dependencia de tecnologías compensatorias, utilizándolas como medidas de seguridad en lugar de sustitutos de la mala calidad de las piezas.
#10. Instala y configura tu robot con precisión.
Una configuración precisa es esencial para mantener la productividad y la fiabilidad de un sistema de soldadura robótica. Los errores en el punto central de la herramienta (TCP), el mastering o la integridad de la antorcha/óptica pueden provocar desalineaciones, una mala calidad de soldadura o tiempos de inactividad no planificados. La verificación y calibración periódicas mantienen la repetibilidad del robot y evitan problemas antes de que interrumpan la producción.
Para optimizar la instalación y configuración del robot:
- Verifique la integridad correcta del TCP, el control 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 extremo 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 robótica. El polvo, los humos y las fluctuaciones de temperatura pueden degradar el rendimiento de los equipos y acortar la vida útil de los componentes , especialmente en el caso de la óptica de soldadura láser. Los controles ambientales proactivos protegen los sistemas sensibles, reducen la contaminación y mantienen la producción funcionando sin problemas.
Para minimizar el impacto medioambiental:
- Utilice un sistema eficaz de extracción de humos y gestión del flujo de aire para minimizar la contaminación.
- Proteja las lentes y otros elementos ópticos con cubiertas adecuadas y límpielos con regularidad.
- 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.
Considere la soldadura robótica como un proceso continuo de optimización, no solo como una inversión puntual. Si sigue los pasos que se describen aquí, podrá minimizar el tiempo de inactividad, maximizar la eficiencia y producir piezas de alta calidad de forma constante. Esto le ayudará a obtener el máximo rendimiento de su inversión en automatización y a protegerla de cara al futuro.
Introducción a una solución robótica
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