WireSense, TouchSense, SeamTracking y TeachMode son sistemas patentados de asistencia a la soldadura robotizada de Fronius para mejorar la calidad de la soldadura y aumentar la eficiencia en la fabricación industrial. El hilo de soldadura cumple la función de sensor preciso para el robot y simplifica la programación de la trayectoria de soldadura, además de detectar desviaciones en la posición del componente y gaps. Por su parte, el robot corrige la trayectoria del cordón de soldadura en función de los puntos de posición detectados y la ajusta con precisión. De este modo, se ahorra material, tiempo y costes, ya que se eliminan los retrabajos y los componentes defectuosos.
A pesar de la tecnología robótica avanzada y de los sistemas casi perfectamente sincronizados, en la fabricación industrial se producen imprecisiones y desviaciones de forma recurrente. En algunos casos, incluso diferencias mínimas en el material o fijaciones imprecisas influyen en el resultado de la soldadura. Esto puede dar lugar a laboriosos retrabajos, costosos componentes defectuosos o enormes pérdidas de tiempo de ciclo.
A menudo, se recurre a sistemas de medición óptica para evitar tener que realizar reajustes manuales que requieren mucho tiempo. No obstante, los sistemas de láser y cámaras tienen altos costes de adquisición y mantenimiento, además de ocupar mucho espacio, lo que limita la accesibilidad de los componentes. Fronius tiene una respuesta a este reto y ofrece soluciones de tecnología avanzada para los sistemas de soldadura inteligentes iWave, TPS/i y TPS/i Twin, que no requieren ni cámaras ni reajustes manuales.
Cordones perfectos en serie a pesar de las tolerancias de fijación y de componentes
El sistema de asistencia TouchSense se ha desarrollado especialmente para cordones de garganta. Antes de cada soldadura, el robot toca automáticamente las chapas que se van a unir tanto al principio como al final del cordón. Sin importar si el contacto se activa por el electrodo de soldadura o la tobera de gas, la señal siempre se asigna claramente y se transmite con éxito. La baja tensión del sensor genera un cortocircuito cuando se produce el contacto. Esto permite al robot determinar con precisión la posición del cordón y ajustar dinámicamente los parámetros de soldadura. Otra característica muy útil es el aviso inmediato cuando se genera un puente de proyecciones entre la punta de contacto y la tobera de gas. De este modo, la limpieza se puede realizar a tiempo, lo que aumenta la precisión y la calidad de la producción.
WireSense: Precisión inigualable gracias a la tecnología CMT
“Hemos añadido un software de control especial a nuestro accionamiento dinámico y altamente sensible CMT drive. Así, el hilo de soldadura se convierte en sensor y puede detectar contornos o desviaciones de gaps directamente en el componente", informa Philipp Schlor, director estratégico de Producto IWS en Fronius Internacional. Para garantizar un control preciso del hilo, lo único que necesita el sistema de soldadura Fronius es estar equipado con un sistema CMT Ready. Para ello no se requiere el Welding Package, es decir, el propio proceso de soldadura CMT (Cold Metal Transfer).
Los sistemas CMT Ready constan de una devanadora, un buffer y una unidad de CMT Robacta Drive, en otras palabras, cuentan con una segunda devanadora directamente en la antorcha. El motor eléctrico de la unidad de accionamiento toca la superficie metálica con el hilo mediante un movimiento retráctil, que se produce a unos 100 hercios. Este escaneo de alta frecuencia de la pieza de trabajo es lo que permite alcanzar la precisión requerida. Incluso si la superficie a explorar tiene desniveles (por ejemplo, si las chapas metálicas están inclinadas), el borde se puede detectar y medir sin problemas.
Detección de la posición de los bordes y la altura de los gaps
"Nuestra revolucionaria tecnología WireSense utiliza la función de escaneado del movimiento retráctil del hilo CMT para determinar la posición exacta del componente, así como las posiciones de los bordes y las alturas de las ranuras. Se pueden detectar con precisión y rapidez grosores de chapa de 0,5 a 20 milímetros en acero y acero inoxidable, pero también en aluminio", subraya Schlor. En relación con un punto de referencia, que se define al inicio del proceso de escaneado, puede registrarse con precisión cada subida y bajada del componente. El robot compara las posiciones programadas con las posiciones medidas en un instante, es decir, compara los datos de posición almacenados con los datos de posición determinados en ese momento. Si encuentra diferencias, ajusta de forma correspondiente la trayectoria del cordón en el sistema de coordenadas y la soldadura se realiza en el punto correcto.
"Con WireSense, se tienen muchas opciones para encontrar soluciones de alta calidad para las tareas de soldadura más exigentes", revela Schlor. "Esto quiere decir que no es necesario detectar el borde del cordón que se va a soldar. Cualquier borde de referencia fijo en el componente, como el borde del componente o un punzonado, puede servir como punto de partida a partir del cual debe realizarse la soldadura a una distancia concreta. De este modo, incluso las piezas difíciles de detectar, como una chapa redondeada, pueden soldarse en la posición deseada".
Puenteado fiable de gaps
En WireSense, el electrodo de soldadura también se convierte en un sensor de altura. Por ejemplo, las ranuras en las soldaduras a solape pueden determinarse utilizando la altura exacta del borde de la chapa medida. Así, para obtener un resultado adecuado, es posible definir de antemano cuáles son los Jobs almacenados en el sistema de soldadura Fronius que deben utilizarse para las diferentes dimensiones de ranura. Como resultado, el robot siempre puede reaccionar adecuadamente y realizar la soldadura con los parámetros que mejor se ajustan al tamaño de ranura correspondiente, lo que a su vez evita errores de soldadura y laboriosos retrabajos.
SeamTracking: Seguimiento del cordón durante la soldadura
Este sistema de asistencia demuestra sus ventajas sobre todo en la producción de vehículos o para la industria ferroviaria. La aportación térmica puede provocar la deformación de los componentes en la soldadura de chapas gruesas o cordones largos. Para garantizar que el robot sigue soldando en el lugar correcto, se necesita un sistema que reconozca de forma fiable la posición de soldadura, por ejemplo, en el caso de un cordón de garganta o a tope preparado.
Para ello, el robot oscila entre las dos chapas durante el proceso de soldadura. El regulador de soldadura convierte los valores reales determinados en el proceso en señales que envía al control del robot. A su vez, el robot utiliza estas señales para reconocer la posición de soldadura prevista o las posibles desviaciones y corrige automáticamente la trayectoria. Como resultado, la soldadura se lleva a cabo de forma fiable en la posición correcta.
La clave para lograr una calidad elevada reside en programar la trayectoria correcta de soldadura. El acreditado TeachMode ayuda a definir las posiciones del cordón de soldadura en el robot y hace que el proceso de programación sea muy eficiente. El movimiento retráctil del hilo evita que este se doble al entrar en contacto con el componente y ahorra al usuario tener que cortar el hilo deformado y volver a medir el stickout.
Los sistemas de asistencia basados en hilo ahorran costes, tiempo y recursos
Si el electrodo de soldadura existente se utiliza como sensor, no solo se ahorran costes y trabajos de mantenimiento en hardware adicional, sino que también se amplía el espacio libre al no restringir en modo alguno la accesibilidad a los componentes. Al mismo tiempo, los sistemas de asistencia de Fronius reducen los componentes defectuosos y los laboriosos retrabajos, ya que la soldadura se realiza de forma fiable en la posición correcta. La reprogramación posterior de las trayectorias del robot también se reduce al mínimo, pues el robot puede corregir la trayectoria del cordón de soldadura de forma independiente. En conjunto, esto aumenta la eficiencia de la producción y reduce simultáneamente la necesidad de tiempo y materiales.
