En la carrera que mantienen las empresas por conseguir un óptimo nivel de productividad que les permita competir en un mercado cada vez más exigente, hay un concepto que es clave para aquellas que se encuentran en el sector manufacturero: Automatización de sus procesos de fabricación.
Sabemos que, en circunstancias de mercado favorables, un nivel alto de automatización impulsa los resultados de la empresa y su posicionamiento como competidor.
Pero, aún más importante, hemos experimentado como en los escenarios más adversos económica e industrialmente el disponer de un alto nivel de automatización puede suponer el elemento diferencial que determine incluso la propia supervivencia de la empresa.
En la fabricación metalmecánica, y más concretamente en las aplicaciones de soldadura, los procesos todavía conllevan una gran carga de trabajo manual. Las razones que dificultan la paulatina automatización de dichos procesos son variadas y a menudo complejas; entre ellas:
Automatización;
Clave de la competitividad
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Inexistencia de series o repeticiones de elementos en los trabajos a soldar que faciliten traspasar el trabajo de un operario a una máquina.
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Dificultad para reproducir un determinado trabajo (incluso repetitivo) mediante elementos mecánicos / electrónicos / software.
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Elevadas inversiones económicas en ocasiones no soportan financieramente la necesaria automatización del proceso.
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Homologaciones y aprobaciones para determinados trabajos manuales no son válidas para el automatismo.
De forma general, podríamos definir una serie de niveles crecientes en cuanto a la automatización y prestaciones que una determinada instalación proporciona, con la tecnología hasta ahora presente en el mercado industrial:
a) Automatización básica, utilizando elementos sencillos y equipos multifunción. Permite traspasar trabajos simples de soldadura sin gran complejidad técnica a la ejecución mediante determinados dispositivos a menudo diseñados ad-hoc.
Existe gran variedad de equipamiento (carros, elementos de desplazamiento lineal y rotación, guiado, etc…) para adaptación a diversas necesidades.
La ventaja del uso de estos sistemas es su facilidad de adaptación y un nivel de inversión habitualmente reducido. Por contra, no aportan un alto grado de automatización ya que seguirá requiriendo la intervención de un operario, y su alcance dentro de las aplicaciones del taller es limitado.
b) Automatización integral del proceso. Utilizando toda la capacidad que la mecatrónica actual proporciona en el campo mecánico posicionando el cabezal de soldadura y la propia pieza a soldar, así como la gestión de dichos procesos a través de CNC´s y PLC´s, es posible generar soldaduras de alta complejidad con un nivel de calidad en la ejecución asimilable al de un soldador experto y un magnífico aspecto del cordón. Aunque a menudo requieren un proyecto y diseño específico que se realiza a medida y de forma personalizada, se puede conseguir adaptar a casi cualquier proceso de soldadura industrial.
Estas instalaciones, de cualquier forma, contemplan un alto grado de personalización a una determinada aplicación para la que se ha diseñado el proyecto, y cambios en morfología de la pieza a soldar, tipo de soldadura u otras variables no tendrán fácil actualización en el futuro, con lo que el proyecto de inversión debe estar claramente enfocado hacia un proceso definido previamente.
c) Robotización: El uso de robots en aplicaciones de soldadura se ha extendido de forma importante en los últimos años. La capacidad de la robótica para generar de forma casi ilimitada cualquier soldadura la habilita en múltiples ámbitos, con muy alto grado de calidad y –de forma muy significativa- excelentes niveles de productividad . Sin embargo, hay que tener en cuenta dos factores que condicionan la automatización de soldaduras mediante robots:
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La necesaria programación de la propia soldadura, con una importante carga de trabajo por parte de la correspondiente oficina técnica.
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Los robots necesitan un área de trabajo independiente, cerrada, y sin interferencias con otros equipos y / o operarios
Por ello, la soldadura robotizada se centra de forma casi exclusiva en aplicaciones de fabricación en serie, con alto número de repetición de piezas, donde el proceso de soldadura se desarrolla prácticamente desatendido con una única función de supervisión por parte del operario.
En los últimos años, una tecnología ha despuntado y aporta nuevas posibilidades al campo de la automatización de la soldadura.
Se trata de la llamada robótica colaborativa.
Los robots colaborativos, al contrario de los robots convencionales mencionados anteriormente, están pensados para colaborar con un operario, es decir, interactúan con una persona, compartiendo espacio de trabajo y desarrollando funciones complementarias.
Más concretamente, en el campo de la soldadura, lo que esta tecnología aporta es la capacidad de automatizar procesos sin que sea necesario hacer una instalación específica como ocurre en el caso de las instalaciones automatizadas comentadas en b), y sin la complejidad de una necesaria programación tal y como se hace con los robots.
De esta forma, las ventajas principales que un robot colaborativo (llamado cobot) aporta a la automatización de procesos de soldadura son:
• Pueden trabajar en un entorno compartido con las personas. No son necesarias barreras y ya cuentan con Certificación CE.
• Intuitiva y rápida programación y que en poco más de una hora cualquier operario puede manejar sin necesidad de ninguna especialización. La facilidad y rapidez de la creación de un nuevo programa (el propio operario es quien lo realiza), permite enorme flexibilidad para el cambio continuo de la pieza a soldar.
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Instalaciones móviles tan fáciles de ubicar como cualquier puesto de soldadura.
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Gran mejora de productividad en pequeñas series de fabricación (incluso de pocas unidades).
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Total readaptación de la instalación para usos futuros, que puedan eventualmente no tener ninguna relación con el propósito para el que fue inicialmente concebida.
Los campos de aplicación de los cobots en la soldadura son muy diversos, tanto en procesos GMAW (MIG/MAG) como GTAW (TIG).
Así, su implantación dentro de sectores como Alimentación, Farmacéutico, Químico, Oil&Gas o Automoción ya cuentan con experiencia en esta tecnología en aplicaciones tan diversas como la soldadura de tuberías, colectores, intercambiadores de calor, recargues superficiales, estructuras, etc…
El equipo de MetaWelding, con gran experiencia en diseño, desarrollo y puesta en marcha de instalaciones de soldadura, está actualmente muy involucrado en promover la integración de proyectos que, basados en la tecnología de los cobots, permitan incrementar las capacidades técnicas y productivas de empresas de fabricación metálica.
Estamos a su disposición para facilitarle más información sobre la automatización de aplicaciones de soldadura, así como para asesorarles sobre alternativas y posibilidades de mejora en sus procesos de producción.