Un cliente de Arabia Saudita nos contactó a través del sitio web oficial de UMW en busca de una solución de soldadura automatizada para componentes estructurales de gran tamaño. El cliente es un fabricante con larga trayectoria en remolques y equipos de transporte, que produce principalmente chasis, bastidores y piezas estructurales relacionadas. Debido al aumento de los pedidos, el cliente buscaba optimizar sus procesos de soldadura manual, mejorar la uniformidad de la calidad de la soldadura y reducir el esfuerzo físico asociado a las tareas de soldadura repetitivas.
Antecedentes del cliente
El cliente se especializa en la fabricación de remolques y equipos de transporte relacionados; su gama de productos incluye chasis, bastidores y diversos componentes estructurales portantes para remolques.
Los fabricantes suelen ensamblar chasis de remolques soldando diversos componentes estructurales, como perfiles de acero y tubos cuadrados. Estos componentes de gran tamaño requieren numerosas soldaduras durante el proceso de producción. Ante el aumento de la demanda, el cliente buscaba mejorar la eficiencia y la uniformidad de la soldadura, garantizando al mismo tiempo una alta calidad, y reducir su dependencia de soldadores manuales especializados.
Basándose en el modelo de producción existente del cliente y las características de las piezas, UMW proporcionó una solución de soldadura con robot colaborativo móvil para la soldadura automatizada de componentes estructurales de remolques.
Piezas de trabajo, materiales y desafíos específicos
Este proyecto se centra en la soldadura de componentes de acero conformados que se utilizan en chasis y estructuras de bastidores de remolques.
Las piezas clave del trabajo incluyen:
Acero conformado 380PFC
- Dimensiones del perfil: 380 × 100 mm;
- Espesor de la banda: 10.0 mm;
- Espesor de la brida: 17.5 mm.
Los fabricantes utilizan principalmente este tipo de acero perfilado para estructuras portantes en chasis de remolques, donde la resistencia de la soldadura, la estabilidad de la fusión y la uniformidad de la costura son fundamentales.
50SHS Sección hueca cuadrada (SHS)
- Dimensiones del perfil: 50 × 50 mm
- Espesor de la pared: A definir por el cliente.
- El espesor habitual de las paredes de los chasis de los remolques oscila entre 3.0 y 4.0 mm.
Estos tubos cuadrados se utilizan normalmente para marcos, soportes y estructuras auxiliares, lo que requiere un equilibrio entre la calidad de la soldadura, el control del aporte térmico y el aspecto de la soldadura.
Debido a la importante diferencia de espesor entre las piezas y las grandes dimensiones de las estructuras de los remolques, el cliente requería un sistema automatizado capaz de soldar acero perfilado de mayor espesor, a la vez que ofreciera alta movilidad y flexibilidad.
Método de procesamiento original del cliente y puntos débiles
El proceso de producción original del cliente se basaba principalmente en la soldadura manual. Para componentes estructurales grandes, como los chasis de remolques, la soldadura manual ofrece cierta flexibilidad, pero revela los siguientes problemas a medida que aumentan los volúmenes de producción:
- La calidad de la soldadura depende en gran medida del operario.
Las variaciones entre los soldadores, como la velocidad de soldadura, el ángulo de la antorcha, la longitud de la punta del electrodo y los hábitos de trabajo, dificultan el mantenimiento de una calidad constante a largo plazo, especialmente en soldaduras largas o repetitivas.
- Soldar piezas grandes es físicamente exigente.
Debido al gran tamaño de los chasis de los remolques, los soldadores deben cambiar de posición con frecuencia y mantener posturas de soldadura durante períodos prolongados, lo que provoca fatiga.
- La eficiencia de la producción está limitada por el número de soldadores cualificados.
Ciertas soldaduras críticas requieren soldadores con mucha experiencia; a medida que aumenta el volumen de pedidos, la soldadura manual puede convertirse en un cuello de botella para aumentar la capacidad de producción.
En consecuencia, el cliente busca utilizar robots para tareas de soldadura altamente repetitivas, lo que permite a los trabajadores humanos centrarse en el montaje, el posicionamiento, la inspección y otros procesos que requieren un criterio flexible.
Equipo recomendado por UMW y justificación de su selección.
En función de las dimensiones del chasis del remolque, el espesor del perfil, el método de soldadura y los requisitos operativos en el lugar de trabajo, UMW recomienda la siguiente configuración de equipo:
Carro de soldadura colaborativa E10L
Los chasis de los remolques son componentes estructurales de gran tamaño; una solución móvil de soldadura colaborativa ofrece mayor flexibilidad que el transporte frecuente de la pieza completa a una estación de trabajo robótica fija.
Los operarios pueden mover y redistribuir el equipo en diferentes zonas de soldadura, lo que lo hace ideal para grandes bastidores de remolques, producción en múltiples estaciones y piezas de trabajo de diversos tamaños.
Sistema de control por joystick
El uso de un joystick para ajustar la posición del robot y programar los puntos de soldadura reduce la complejidad operativa, lo que permite al personal en obra ajustar de forma intuitiva la trayectoria del robot.
También facilita las modificaciones del programa al manejar diferentes modelos de remolques o cambios en detalles estructurales específicos. Pulse-MIG 500RP Plus
Para componentes de acero estructural más gruesos, como el 380PFC, se requiere una salida de arco estable y una gran adaptabilidad a diversos procesos de soldadura.
El Pulse-MIG 500RP Plus se integra con el robot para ofrecer una soldadura MIG/MAG estable, proporcionando parámetros de soldadura personalizados para componentes estructurales de diferentes espesores.
Antorcha de soldadura de empuje y tracción TRM605WPP
El sistema está equipado con una antorcha de soldadura de empuje y tracción TRM605WPP, diseñada para mejorar la estabilidad de la alimentación del alambre y, al mismo tiempo, satisfacer las futuras necesidades del cliente en materia de soldadura de aluminio.
En aplicaciones que requieren una alta estabilidad en la alimentación del alambre, como la soldadura de aluminio, el mecanismo de empuje y tracción mitiga los problemas de inestabilidad que suelen estar asociados con la alimentación de alambre a larga distancia.
Estación de limpieza automática de antorchas
Las estructuras de los remolques presentan numerosas soldaduras, lo que obliga al robot a ejecutar continuamente tareas de soldadura en múltiples segmentos.
La inclusión de una estación de limpieza automática de la antorcha permite un mantenimiento periódico de la misma; esto minimiza el impacto de la acumulación de salpicaduras en la estabilidad de la soldadura y favorece la producción continua.
Procesamiento real
Tras la confirmación de la solución, UMW realizó pruebas de soldadura robótica basadas en los perfiles y requisitos de soldadura específicos del cliente.
Durante las pruebas, la pieza de trabajo se posicionó primero de acuerdo con las características estructurales de los aceros 380PFC y 50SHS, y los parámetros de soldadura se ajustaron para que coincidieran con los espesores específicos del material.
A continuación, se utilizó un joystick para enseñar al robot el punto de inicio, el punto final y la trayectoria de la soldadura, mientras que la orientación de la antorcha se ajustaba para alinearla con la ubicación real de la costura de soldadura.
El robot realizó la soldadura automática siguiendo la trayectoria programada, centrándose la prueba en lo siguiente:
- Estabilidad del arco;
- Formación de cordón de soldadura;
- Precisión de la trayectoria de soldadura;
- Rendimiento en el encendido por arco eléctrico y en el relleno de cráteres;
- Adaptabilidad de parámetros para piezas de trabajo de diferentes espesores;
- Estabilidad durante el funcionamiento continuo en cordones de soldadura largos.
Los ingenieros ajustaron la velocidad de soldadura, la corriente, el voltaje, la velocidad de alimentación del alambre y la orientación de la antorcha en función de la estructura específica y la ubicación del cordón de soldadura para garantizar que la trayectoria del robot coincidiera con la pieza de trabajo real.
Tras las pruebas, el programa y los parámetros se optimizaron aún más en función de los resultados reales de la soldadura.
Ventajas específicas del equipo en esta aplicación
Más adecuado para componentes estructurales de remolques grandes.
Los chasis y bastidores de los remolques son de gran tamaño; el uso de una estación de trabajo robótica totalmente fija requeriría abordar los desafíos relacionados con la manipulación y el posicionamiento de piezas grandes, así como el espacio que ocupa la estación. El carro de soldadura colaborativo puede acercarse a la pieza para realizar la soldadura, lo que lo hace especialmente adecuado para el entorno de producción de componentes estructurales de gran tamaño.
Perfiles adaptables de diferentes espesores
Este proyecto utiliza tanto acero de gran espesor 380PFC como tubos cuadrados 50SHS; las diferentes estructuras tienen requisitos distintos en cuanto al aporte térmico y los parámetros de soldadura.
Al coordinar la programación del robot con los parámetros de soldadura, se pueden establecer programas de soldadura específicos para diferentes piezas, lo que mejora la adaptabilidad a diversas especificaciones.
Mejorar la consistencia de la soldadura
Los robots pueden ejecutar repetidamente tareas de soldadura a velocidades, ángulos y trayectorias preestablecidas, minimizando así las inconsistencias en la soldadura causadas por la variabilidad humana.
Esta ventaja resulta especialmente significativa para las numerosas soldaduras repetitivas que se encuentran en los chasis de los remolques.
Reducción de las barreras operativas
El uso de robots colaborativos y métodos de enseñanza basados en joysticks elimina la necesidad de los complejos procedimientos de programación típicos de los robots industriales tradicionales.
Las operaciones in situ se vuelven más flexibles en lo que respecta a los cambios de producto, los ajustes de soldadura localizados y la introducción de nuevas piezas de trabajo.
Facilitando la producción continua de soldadura
La fuente de alimentación para soldadura, la antorcha de soldadura de empuje y tracción, y la estación de limpieza automática de la antorcha conforman un sistema de soldadura robótica completo; esto reduce la necesidad de intervención manual frecuente durante la soldadura y permite el funcionamiento continuo del equipo.
¿Por qué elegir UMW?
Lograr la automatización de la producción en la fabricación de remolques implica algo más que simplemente conectar un robot a una máquina de soldar.
Factores como las dimensiones de la pieza, el espesor del perfil, la ubicación de las soldaduras y la distribución del taller influyen directamente en la solución final.
UMW configura los equipos y adapta los procesos según las piezas específicas del cliente. Proporcionamos no solo el robot colaborativo, sino también una solución de soldadura integrada que incluye la fuente de alimentación, la antorcha de empuje y tracción, el sistema de limpieza y una plataforma de trabajo móvil.
Para satisfacer necesidades de producción específicas, UMW ofrece:
- Análisis de piezas y soldaduras;
- Selección de soluciones robóticas;
- Pruebas del proceso de soldadura;
- Optimización de los parámetros de soldadura;
- Depuración de la trayectoria del robot;
- Integración de sistemas;
- Entrenamiento operativo;
- Soporte técnico continuo.
En lugar de adquirir equipos individuales, el cliente recibe un sistema de soldadura robótica configurado específicamente para procesos de soldadura de remolques. Esto facilita la adopción de la automatización y sienta las bases para la expansión de las aplicaciones de soldadura robótica en el futuro.
Resumen
Mediante la implementación de esta solución de soldadura robótica , el cliente ha logrado modernizar la producción de componentes estructurales de remolques, pasando de la soldadura manual a la automatizada. Si tiene necesidades similares, póngase en contacto con UMW para obtener una solución personalizada.