La gestión inteligente del proceso de soldadura como ventaja competitiva

Analizar, optimizar y documentar los parámetros de soldadura. Garantizar procesos de soldadura estables con el menor comportamiento de deformación posible y, al mismo tiempo, aumentar la rentabilidad. Todos estos son desafíos que las empresas metalúrgicas deben superar para seguir siendo competitivas en el futuro. La digitalización integral juega un papel importante en esto.

Por ejemplo, Fronius opera un centro de creación de prototipos en sus instalaciones de Wels, donde ya se utilizan muchas soluciones digitales relacionadas con la tecnología de soldadura y otros equipos de alta tecnología. Aunque el centro de creación de prototipos se puede utilizar para subcontratar la soldadura de prototipos, también sirve como una plantilla de cómo puede verse la Industria 4.0 en la práctica.
Centro de creación de prototipos en Fronius

Programación “fuera de línea”: menores costos de tiempo no productivo y mayor rendimiento.
Para aumentar el rendimiento, las empresas ya están programando sus procesos de soldadura “fuera de línea”. En otras palabras, el trabajo se lleva a cabo lejos de los propios sistemas de soldadura robotizada, y este también es el caso en el centro de creación de prototipos de Fronius. Esto significa que los soldadores ya no tienen que esperar a que termine el trabajo de soldadura en curso antes de configurar el robot en preparación para nuevas tareas. En cambio, pueden definir y simular todas las secuencias de soldadura cordón por cordón desde el principio.

El software de programación y simulación fuera de línea, como Fronius Pathfinder, detecta los límites de los ejes y calcula los puntos de inicio, los interruptores finales y las rutas de aproximación. El software también establece puntos de posición de forma independiente. Los contornos de interferencia se visualizan al mismo tiempo y las posiciones de la antorcha de soldadura se corrigen en consecuencia, por adelantado y no solo durante las primeras pruebas de soldadura. La programación y simulación fuera de línea optimiza el proceso de soldadura, aumenta la productividad y ahorra costos de tiempo no productivo innecesarios.

Eficiente y con conservación de recursos: limpieza de la superficie asistida por robot basada en tecnología de plasma caliente.
Las partículas extrañas y las películas de suciedad deben eliminarse de las superficies metálicas antes de soldar uniones soldadas de alta calidad, como las que se requieren en la ingeniería automotriz. En el pasado, a menudo se necesitaban aquí grandes cantidades de soluciones de limpieza química, por lo que normalmente se tenía que tratar toda la superficie de un componente. Sin embargo, la contaminación orgánica y las películas superficiales ahora se pueden eliminar de manera altamente eficiente de acuerdo con la Industria 4.0.

El sistema de limpieza de superficies Acerios de Fronius utiliza plasma activo en caliente para este propósito. El robot guía la antorcha de soldadura con su llama de plasma a 1,000 grados centígrados con precisión hacia las zonas que deben ser limpiadas, las cuales posteriormente son soldadas. Después, el plasma de limpieza se mueve sobre las superficies metálicas a una velocidad de unos seis metros por minuto. El claro aumento en el rendimiento aquí es que en lugar de limpiar tanto como sea posible, Acerios limpia tanto como sea necesario. Esto ahorra dinero y conserva los recursos del medioambiente.
Acerios:Fronius utiliza plasma para la limpieza de superficies (En ingles)

Requisito previo para el control de arco voltaico orientado al futuro: equipos modernos de alta tecnología
Pero, ¿Cómo es posible crear procesos de soldadura estables con poca formación de proyecciones que proporcionen una excelente formación de la raíz, altas tasas de deposición con energía reducida por unidad de longitud, comportamiento de penetración estable o longitudes de arco voltaico constantes? Los sistemas de soldadura digitales con alta potencia de computación, enormes capacidades de memoria, sistemas de bus extremadamente rápidos y, no menos importante, avances de hilo altamente dinámicos son la respuesta. En Fronius, la plataforma de sistemas de soldadura de alta tecnología TPS/i es uno de esos sistemas. Va de la mano con innovadores procesos de soldadura y variantes del proceso.

LSC (Low Spatter Control), por ejemplo, se caracteriza por una alta estabilidad del arco y una reducción significativa de las proyecciones de soldadura. PMC (Pulse Multi Control) impresiona con características tales como la función de corrección de pulso mejorada o el proceso SynchroPulse más desarrollado. Ambos procesos de soldadura cuentan con estabilizadores de penetración y longitud de arco voltaico. Por otra parte, PCS (Pulse Controlled Spray-Arc) permite a los usuarios cambiar sin problemas entre el arco voltaico pulsado y el arco spray, evitando el problemático arco voltaico de transición.

En general, estos procesos y características de soldadura innovadores simplifican el funcionamiento de los sistemas de soldadura, ahorran tiempo y mejoran la calidad de los cordones de soldadura.

Innovador y rentable: el electrodo de soldadura como sensor para correcciones automáticas.
Soldadura automatizada y totalmente autónoma con cordones de soldadura impecables: esa es la visión. Los sistemas de soldadura deben compensar independientemente los gaps, las tolerancias de retención y otras irregularidades. Con WireSense, SeamTracking y TouchSense, Fronius proporciona sistemas de asistencia innovadores para diversas aplicaciones que aumentan significativamente la eficiencia de la soldadura. Con su ayuda, los robots de soldadura pueden adaptar sus programas a progresiones de costura de forma totalmente autónoma.

No solo se reduce significativamente el retrabajo, sino que también se reduce el esfuerzo necesario para la reprogramación posterior de los recorridos del robot en caso de desviaciones. Por lo tanto, los tres sistemas de asistencia utilizan el electrodo de soldadura no solo como material de aporte, sino también como sensor. No existen restricciones sobre la accesibilidad de los componentes, como suele ser el caso de los sistemas de sensores láser o de cámara, y las empresas ahorran en los trabajos de mantenimiento y en los costos de hardware de sensor adicional.

Monitorización del arco voltaico en tiempo real con cámara.
El sistema más reciente de cámara ArcView de Fronius proporciona una vista directa del arco voltaico. Esto asegura la monitorización en tiempo real del proceso de soldadura en curso. En combinación con las fuentes de poder TPS/i, ArcView genera imágenes controladas por pulsos, precisamente durante las fases oscuras del arco voltaico. Esto permite que el sistema entregue imágenes de alta resolución, con diferentes exposiciones que se combinan para formar una imagen HDR detallada. Si es necesario, el soldador puede realizar una acción correctiva inmediata.

Gestión de datos de soldadura con soluciones de software basadas en la web.
La transparencia y la seguridad, pero también la productividad y el ahorro de tiempo, son requisitos frecuentes en la producción de soldadura. Esto requiere el registro de datos de soldadura para la documentación y el análisis, con la retroalimentación directa de la optimización del proceso de soporte de producción. Además, es posible monitorear el estado del sistema y detectar errores, para fabricar de manera segura y con alta calidad. 

El software de documentación de datos Fronius WeldCube almacena todos los datos del proceso de soldadura relevantes para este propósito. Esto significa que se puede rastrear cada cordón de soldadura individual. Además, todas las variantes de WeldCube son soluciones de software basadas en la web. Los usuarios pueden acceder a WeldCube a través de una computadora o dispositivo móvil y recuperar los detalles de cada cordón de soldadura individual. El sistema documenta el progreso del trabajo de soldadura y evalúa cada cordón de soldadura individual mediante un sistema de semáforo.
WeldCube Basic

Cámara y robot: medición precisa de componentes soldados.
Un moderno sistema de medición óptica, como el que se utiliza en el centro de creación de prototipos de Fronius, comprueba la deformación y las desviaciones de los componentes en comparación con los datos de diseño CAD de los componentes. Para ello, un robot coloca una cámara de medición especial en varios puntos de los componentes. Antes de capturar las imágenes, se proyecta una rejilla de luz sobre los componentes.

Esta rejilla de luz permite al sistema detectar los contornos del componente y generar una imagen tridimensional. Después, un software especial detecta cualquier desviación de los datos de diseño originales y los evalúa (secuencia de soldadura, deformación, etc.). Sin embargo, los resultados de los datos de medición no solo se utilizan para el control de calidad, sino que también conducen a la optimización permanente del trabajo de unión.

Alto grado de autonomía: sistemas de soldadura robotizada con componentes en red digital.
Diversos componentes de todas las formas y tamaños exigen enfoques de soldadura inteligentes. Fronius Welding Automation utiliza el concepto de plataforma en aplicaciones robotizadas. Esto hace posible combinar componentes estandarizados para crear un sistema de soldadura personalizado utilizando robots de soldadura, robots de manipulación y posicionadores. Dentro de estas soluciones también se pueden utilizar estaciones de cambio para antorchas de soldadura y puntas de contacto, sistemas de almacenamiento de pinzas, compuertas con cerradura parcial para el transporte hacia adentro y hacia afuera, así como sistemas de estanterías automáticas.

La conexión en red digital de todos estos componentes y los controles de su sistema central garantiza procesos de soldadura y manipulación de componentes totalmente automatizados. Esto a su vez asegura un alto grado de autonomía. También se encuentran disponibles interfaces para sistemas ERP estándar y una API web para la transmisión de datos a sistemas de terceros.
Celda de soldadura robotizada HTW (En ingles)