Comprender la tecnología de seguimiento de soldadura implica comprender todas las soluciones inteligentes posibles. Dependiendo del proceso de soldadura, los materiales y los requisitos de tiempo de ciclo, la solución adecuada generalmente aparecerá con el tiempo.
¿Pero conoces todas las soluciones de seguimiento de costura disponibles?
¿Cuáles son las ventajas y desventajas de todas las diferentes soluciones de seguimiento de costura?
Dependiendo de mi situación de soldadura, ¿qué soluciones de seguimiento de costura no son adecuadas para mí?
La tecnología de sensores ofrece numerosas posibilidades para sus operaciones de soldadura. Algunas son de bajo costo y con capacidades limitadas, mientras que otras requieren una gran inversión y un diseño minucioso; una gran ventaja es el ahorro de costos. A continuación, deje que Hangao Tech (SEKO Machinery) le guíe para comprender los diferentes tipos de sistemas de seguimiento de soldadura para maquinaria de fabricación de tubos de soldadura TIG de acero inoxidable, sus principios de funcionamiento y sus respectivas ventajas y desventajas.
1. Detección táctil
La detección táctil consiste en que el robot aplica una pequeña cantidad de voltaje a la boquilla o al alambre de soldadura. Sus funciones son las mismas; la única diferencia radica en cómo cada método convierte los datos en el robot. Mediante el voltaje, el robot se acerca al material de trabajo, lo toca, se produce un cortocircuito y, a continuación, registra la posición del valor registrado e indica la posición de la superficie. En la mayoría de los casos, cada unión requiere al menos dos toques para determinar su posición (superficies verticales y horizontales). El robot conectará estos vectores de búsqueda y triangulará la posición de la unión soldada.
En las esquinas o en las juntas de los bordes exteriores, generalmente se requiere un tercer toque del robot para obtener todas las posiciones correctas y permitir que el robot encuentre y rastree la junta.
La detección táctil es una solución muy útil y económica para el seguimiento de articulaciones. Se trata de una solución de software sencilla que se puede aplicar desde la consola de programación sin necesidad de sistemas adicionales. Otra gran ventaja de la detección táctil es que permite acceder a zonas estrechas, ya que no se necesita hardware aparte del conector con el que la boquilla del soplete robótico impide el contacto.
Sin embargo, la detección táctil presenta algunas limitaciones, lo que la convierte en una solución muy eficaz para la detección de juntas y el seguimiento de costuras. La primera es que la detección táctil es un proceso lento, ya que cada vector de búsqueda aumenta de 3 a 5 segundos. Por lo tanto, si se realiza la detección táctil en una pieza 2D, se pueden añadir de 6 a 10 segundos al ciclo de soldadura, y si se realiza la detección táctil en una pieza 3D, el tiempo de ciclo para el inicio de cada arco aumenta en 15 segundos.
El número de puntos de falla con la detección táctil en el extremo del arco también es mucho mayor que con otras soluciones. Los alambres doblados o los materiales sucios y con sarro dificultan la consistencia de la detección táctil. La detección táctil solo se utiliza para encontrar el punto de inicio o el final del arco, y no contribuye a la diferencia en la longitud de la soldadura, por lo que no compensa la inconsistencia de los accesorios o herramientas.
La detección táctil también se ve limitada por el tipo de soldadura. Las uniones de filete y traslape son las más comunes y recomendadas, pero incluso en estas últimas, se debe considerar el espesor del material. Cualquier espesor inferior a 5 mm (1/4 de pulgada) puede ser un problema para la detección táctil, ya que los cables pueden no alcanzar el espesor del material de la placa superior, lo que podría sobrepasar la pieza, o podría golpear la placa inferior y obtener un valor incorrecto.
Su pistola de soldadura robótica también necesita un freno de alambre y un cortador de alambre equipados en el paquete de la antorcha para cortar el alambre a una distancia conocida de la punta para que sus lecturas sean consistentes durante todo el proceso.
La detección táctil también requiere bordes limpios, porque las piezas mal soldadas o recortadas pueden producir lecturas falsas.
2. Seguimiento de costura mediante arco
El Seguimiento de Costuras por Arco (TAST) es la segunda etapa de la aplicación de la detección táctil. Tras la detección táctil, se encuentran los puntos de inicio y fin del arco, y se aplica el Seguimiento de Costuras por Arco. TAST puede rastrear los ejes Z e Y de la unión, lo cual es muy adecuado para materiales más gruesos.
TAST requiere un proceso de tejido. Cuando el alambre pasa de un lado a otro de la unión, el voltaje cambia. Esto se debe a que la extensión del alambre disminuye con el cambio de la punta a la distancia de trabajo. Esto permite al robot interpretar los cambios de voltaje y ajustar la trayectoria de aprendizaje para mantener la posición de soldadura correcta en la unión.
TAST es adecuado para juntas de solape de materiales más gruesos, que deben ser de 5 mm (1/4 de pulgada) o más para mantener la estabilidad. No se recomienda realizar TAST con un espesor menor (de hecho, nunca lo he visto con una aplicación de seguimiento de costuras en mis años de trabajo); de lo contrario, se corre el riesgo de que se produzcan soldaduras con trayectorias de gusano o serpenteantes, lo que reducirá la integridad de la soldadura durante todo el proceso.
La razón por la que no se recomienda usar materiales más delgados durante todo el proceso de soldadura es que tiende a lavar o eliminar el hombro de la placa superior. Esta limpieza no provoca un cambio significativo de voltaje, lo que obliga al robot a buscar; aquí es donde entra en juego el riesgo de gusanos.
Otra limitación de TAST es que es necesario aumentar el tiempo de ciclo, ya que requiere que el robot pase por las juntas. Generalmente, la velocidad de desplazamiento de TAST está limitada a 35-50 pulgadas por minuto. TAST también está limitado a aplicaciones MIG; no es compatible con TIG ni plasma.
Finalmente, la TAST se limita al acero al carbono o al acero inoxidable. El voltaje no es consistente con el aluminio, por lo que la TAST no se puede realizar de forma fiable. El estado del material también es muy importante. La limpieza de la pieza, las proporciones o la presencia de óxido influyen en el grupo de parámetros, ya que se establece el estándar requerido para los cambios de voltaje. Por lo tanto, una variación del 2 % en el voltaje en Y negativo debido a la formación de óxido u óxido en el metal provocará características inconsistentes en la TAST.
Dado que el robot debe soldarse para el seguimiento, TAST tampoco puede realizar operaciones en seco. La adherencia también es problemática, ya que al pasar la tachuela, la saliente cambia, por lo que el robot pierde la pista hasta que sale por el otro lado de la soldadura.
3. Sistema de visión 2D
Imagine la visión 2D como una cámara. Toma una imagen de referencia de la pieza ideal antes de iniciar el arco y la compara con cada nueva pieza, detectando cualquier desviación y ajustando la trayectoria de soldadura. Solo proporciona imágenes en blanco y negro, donde la imagen se encuentra en la superficie. La visión 2D no puede determinar la altura ni la profundidad, y no se considera un proceso fiable para el seguimiento de la costura.
Las uniones como las juntas en V y las juntas traslapadas son muy problemáticas para la visión 2D, ya que no permite determinar la profundidad de este tipo de uniones soldadas. Los materiales brillantes, como el aluminio, también son problemáticos para los sistemas 2D. Generalmente, se utiliza la tecnología 2D para identificar piezas en lugar de rastrearlas. Al ser un sistema basado en visión, la interferencia de la luz externa es fundamental para el rendimiento de los componentes ópticos. Además, la lente de la cámara es muy sensible a las salpicaduras de soldadura y a los daños por arco eléctrico.
