En los últimos años, muchos fabricantes han vuelto a ser conscientes de las ventajas de utilizar sistemas de seguimiento de costuras. Para que las empresas sigan siendo competitivas en el mercado actual, las instalaciones de producción deben ser esbeltas y eficientes. Los sistemas de seguimiento de costuras táctiles ayudan a los fabricantes a lograr este objetivo con una inversión de capital relativamente pequeña. Las empresas de países que históricamente han agregado más mano de obra a un proyecto de soldadura en particular, con la esperanza de cumplir con las tasas de producción requeridas, también se han dado cuenta de los beneficios que ofrecen los sistemas de seguimiento de costuras táctiles.

 

Desarrollados por primera vez en la década de 1960, los sistemas de seguimiento de costuras han experimentado cambios constantes para mantenerse al día con la tecnología y para agregar características requeridas por las aplicaciones de soldadura modernas.Los sistemas táctiles rastrean la costura utilizando un sensor con una punta que se desliza en la costura, al igual que una aguja sigue el surco de un fonógrafo. Cuando pequeños cambios en la ubicación o alineación de la costura mueven la punta del sensor, el sistema responde moviendo las guías transversales y la antorcha para mantener la posición correcta sobre la costura. Los sistemas de seguimiento de costuras se utilizan en todos los procesos de soldadura, pero las aplicaciones principales incluyen GMAW, FCAW y SAW. Los sistemas de seguimiento de costuras también son bastante versátiles; a veces se pueden utilizar más allá de las aplicaciones de soldadura para otras necesidades de fabricación, como la aplicación de adhesivos.

Los sistemas de seguimiento de costuras son ideales para aplicaciones que son repetitivas por naturaleza. En aplicaciones como la fabricación de vigas o la fabricación de tanques y recipientes a presión, estos sistemas proporcionan un aumento significativo en la calidad y la productividad, al tiempo que reducen los desperdicios / retrabajos y liberan al operador para realizar otras tareas en preparación para la siguiente pieza a soldar. Con los avances en las fuentes de poder de soldadura y la tecnología de arco, la velocidad de desplazamiento de la soldadura está aumentando más allá de la capacidad del operador para colocar manualmente la antorcha con precisión sobre la costura. Esto hace que un sistema de seguimiento de costuras sea casi una necesidad.

 

Los sistemas de seguimiento de costuras táctiles ofrecen un buen equilibrio entre costo y flexibilidad y se ofrecen en dos modelos: estándar y avanzado. Al elegir el sistema de seguimiento de costuras adecuado para su aplicación, siga este sencillo proceso de cuatro pasos:

• Determine los requisitos de carga útil y longitud de carrera
• Seleccione el nivel de automatización deseado
• Seleccione la punta del sensor para que coincida con su configuración de costura

Paso 1 - Requisito de carga útil: Determine el peso que llevará el sistema y seleccione el carro transversal apropiado. Los toboganes transversales se ofrecen en modelos de 40 (18), 250 (113) y 450 (204) libras (kg). Asegúrese de seleccionar un modelo con una calificación superior a su requisito. Las diferencias de precios entre los modelos generalmente no son significativas, por lo que si sus requisitos están cerca de la clasificación de una de las guías transversales, actualice al siguiente modelo para brindar una vida útil mucho más larga y menos mantenimiento.

Paso 2 - Requisito de longitud de la carrera: Determine la longitud de la carrera del carro transversal que necesitará. El modelo de 40 libras (18 kg) se ofrece típicamente en longitudes de carrera de 3 "x 3" (8 cm x 8 cm) y 6 "x 6" (15 cm x 15 cm), mientras que los modelos más grandes se ofrecen en tamaños estándar de 5 Longitudes de trazo de ”x 5” (13 cm x 13 cm) o 10 ”x 10” (25 cm x 25 cm). El primer número representa la longitud del trazo horizontal y el segundo es la longitud del trazo vertical (use "H" antes de "V", como en el alfabeto, para asegurarse de que su orden esté construida correctamente).

Las longitudes de carrera personalizadas están disponibles en incrementos de 5 ”(13 cm) hasta 60” para los modelos 250 (113) y 450 (204). Los deslizadores transversales se pueden configurar con cada eje con una longitud de carrera diferente para adaptarse a aplicaciones específicas, donde, por lo general, se necesita más longitud de carrera horizontal: 20 "x 10" (51 cm x 25 cm) o 30 "x 5" (76 cm x 13 cm), por ejemplo.

Paso 3: nivel de automatización: seleccione el nivel de automatización: completamente automático o semiautomático. Seleccionar completamente automático requerirá el uso de un modelo avanzado, que puede aprovechar al máximo las entradas y salidas remotas. El modelo estándar encajaría en la selección semiautomática, proporcionando un seguimiento de costura básico pero requiriendo que el operador inicie y detenga manualmente el proceso de soldadura.

Paso 4 - Selección de la punta del sensor: Seleccionar la punta apropiada es simple, principalmente involucra hacer coincidir el tamaño de la punta con el tipo de costura y el grosor del material.

Cada sistema se proporciona como un kit que consta de varios componentes; consulte la Tabla 1 para obtener una lista de componentes y rangos de precios típicos para sistemas preconfigurados. Como observará en esta tabla, los sistemas de seguimiento de costuras estándar son los más asequibles. El retorno de la inversión puede ser tan corto como de 5 a 6 meses, según las tasas de producción actuales y el reproceso en sus instalaciones.

La Tabla 2 enumera las características y capacidades de cada modelo de sistemas de seguimiento de costuras. Como se mencionó anteriormente, los sistemas estándar ofrecen funciones básicas de seguimiento de costuras. Este modelo estándar buscará la costura conduciendo hacia abajo hasta que el sensor entre en contacto con la pieza de trabajo. En soldaduras de filete o uniones traslapadas, la función de desvío está habilitada para proporcionar un sesgo hacia la izquierda o la derecha para mantener la punta del sensor contra el borde de la costura. En este caso, el sistema se desplazará hacia abajo en un ángulo de 45 grados hasta que el sensor haga contacto con la pieza de trabajo y se detenga horizontalmente por el borde de la costura.

En cualquier caso, una vez que este sistema básico encuentra la costura, el operador debe iniciar el proceso de soldadura, es decir, iniciar la fuente de poder de soldadura, el alimentador de alambre, el carro / torno de soldadura, etc. El sistema de seguimiento de costura estándar es ideal para aplicaciones simples para ganar calidad, confiabilidad y productividad sin el gasto adicional de automatizar completamente la estación de soldadura.

Los sistemas avanzados ofrecen las mismas características que el sistema estándar, pero agregan características y flexibilidad al proporcionar temporizadores de secuencia y entradas y salidas para controlar otros componentes. Para obtener una lista completa de entradas y salidas con descripciones (consulte la Tabla 3). Los temporizadores de secuencia y otras características minimizan la necesidad de controladores adicionales, como controladores lógicos programables (PLC), lo que permite que un modelo avanzado sea el controlador de secuencia principal. Si se necesita un PLC en aplicaciones complejas, un modelo avanzado se comunica con ellos, lo que permite una fácil integración y proporciona al PLC un conocimiento del proceso.

 

Las uniones traslapadas, las ranuras en “V” y las soldaduras en ángulo son todos tipos de juntas ideales para los sistemas de seguimiento de costuras táctiles, pero hay algunas configuraciones que no son ideales, como las uniones a tope sin bisel. En esta configuración, la costura no tiene una abertura lo suficientemente amplia para mantener cautiva la punta del sensor y, por lo tanto, no podrá seguir la costura horizontalmente de manera confiable. Los sistemas avanzados ofrecen la solución para realizar un seguimiento vertical automático, manteniendo una altura constante de la antorcha, mientras que el operador controla manualmente la colocación horizontal de la antorcha mediante el control de la palanca de mando.

Los sistemas avanzados tienen una función llamada corte de tachuela, que permite al sistema soldar en aplicaciones donde se usan tachuelas para mantener las piezas en su lugar. La característica de corte de tachuela detecta la tachuela en la soldadura por el rápido movimiento de la punta del sensor cuando pasa sobre ella. Mientras pasa sobre la tachuela, el sistema bloquea el movimiento de la antorcha para mantener la posición deseada. Cuando el sensor pasa por encima de la tachuela y vuelve a caer en la costura, la función de corte de tachuela desbloquea el movimiento de la antorcha y comienza a rastrear nuevamente.

Otra aplicación que puede crear un obstáculo es la soldadura de múltiples pasadas. La soldadura de múltiples pasadas ha sido un problema para los sistemas de seguimiento de costuras porque la costura no está bien definida después de la primera pasada. Sin embargo, al usar una punta de sensor tipo “Y”, el sistema rastreará muy bien la costura. En las soldaduras en ángulo para la fabricación de vigas, por ejemplo, se podría emplear una punta de sensor tipo “Y” para detectar la costura en dos puntos diferentes. Un punto de seguimiento de la punta en "Y" detectaría el movimiento horizontal de la pestaña, mientras que el otro detectaría el movimiento vertical de la cinta. Al rastrear la costura de esta manera (fuera de la costura), los cordones de soldadura de múltiples pasadas no afectarán la capacidad del sistema para rastrear la costura. Se puede usar una punta de bola de mayor diámetro en lugar de una punta en “Y” con resultados similares.

Las soldaduras de múltiples pasadas en ranuras en “V” o ranuras profundas ofrecen un desafío mayor, pero también pueden superarse con excelentes resultados. Con sistemas avanzados, el sensor puede rastrear el primer paso, generalmente el más crítico, sin problemas. Los pases de llenado y caliente subsiguientes se pueden rastrear usando un sesgo hacia la izquierda o hacia la derecha (desvío) para escalonar los cordones a medida que se ejecutan los pases. Pero en los pases de la tapa, el sistema debe bloquearse horizontalmente, para evitar el movimiento automático de la antorcha desde el sensor, porque ya no hay una costura bien definida para mantener cautiva la punta del sensor. Se utiliza una entrada denominada autodeshabilitación horizontal y, cuando está habilitada, bloquea la capacidad del sensor para mover la antorcha hacia la izquierda o hacia la derecha mientras sigue siguiendo verticalmente y manteniendo una altura constante de la antorcha. Habilitar esta función permite al operador posicionar manualmente la antorcha hacia la izquierda o hacia la derecha para las pasadas mediante el joystick. Al usar este método, las pasadas críticas se rastrean de manera confiable y la calidad se mejora significativamente al colocar cada pasada de soldadura manualmente.

 

Los sistemas de seguimiento de uniones son relativamente fáciles de configurar, y por lo general solo tardan uno o dos días en completarse. Actualizar un sistema existente, donde el accesorio y la presentación de la pieza a la antorcha ya está establecido, podría tomar tan solo medio día para instalar y configurar.

 

La configuración del modelo estándar es fácil. Sin necesidad de interfaz entre el sistema y otros componentes de la estación, la instalación consiste en montar las guías transversales y la unidad de control y configurar la antorcha y el sensor para una soldadura y un seguimiento óptimos. Este proceso también se utiliza para configurar el modelo avanzado, pero debido a que los sistemas avanzados pueden interactuar con otros componentes, es posible que se requiera un poco más de tiempo. La instalación no es complicada y consta de contactos de relé secos para funciones de entrada y salida.

Como se mencionó anteriormente, los sistemas de seguimiento de costuras ofrecen grandes beneficios para aumentar la producción y la calidad. En mi experiencia, los operadores aprecian el sistema al reducir su fatiga en comparación con la soldadura manual. A las empresas les gustan los sistemas porque la curva de aprendizaje es extremadamente corta y los operadores se liberan rápidamente para realizar otras tareas mientras se realiza la soldadura, lo que reduce los costos laborales generales.

Con los avances en la tecnología de soldadura, las velocidades de desplazamiento de la soldadura están aumentando más allá del posicionamiento manual de la antorcha y requieren algún tipo de automatización para lograr una mayor precisión de la antorcha. Los sistemas de seguimiento de costuras ofrecen esto con una inversión de capital relativamente pequeña. Responda el breve cuestionario de la Tabla 4 para ver si un sistema de seguimiento de uniones puede beneficiar a su empresa.

 

 

Cuadro 4
¿Pueden los sistemas de seguimiento de juntas beneficiar su aplicación de soldadura? Responda este breve cuestionario para determinar si el seguimiento de costuras es adecuado para su aplicación.

1. ¿Tienen sus piezas la misma forma básica con una configuración de costura similar, variando sólo en tamaño, diámetro y / o longitud?

2. ¿Su aplicación de soldadura es de naturaleza repetitiva, muchas de las mismas piezas se sueldan antes de que la estación de soldadura se modifique para otro tipo de pieza?

3. Para proyectos de soldadura circunferencial, como tanques, cilindros y / o recipientes a presión:
          a. ¿Se requiere que los operadores suelden manualmente las tapas de los extremos o coloquen manualmente una antorcha mientras sueldan?
          segundo. ¿Le gustaría soldar las dos tapas de los extremos a la vez?

4. Para la fabricación de vigas:
          a. ¿Se requiere que los operadores suelden manualmente la viga o coloquen manualmente una antorcha en toda su longitud?
          segundo. ¿Le gustaría soldar ambos lados de la viga al mismo tiempo?

5. ¿La configuración de la costura es una junta traslapada, ranura en V o soldadura de filete, ya sea de una o varias pasadas?

6. ¿Su ajuste es bueno, pero existen algunas variaciones que impiden que la junta se suelde a mano de manera confiable? Por ejemplo, en tanques grandes, la carcasa / cilindro se comban bajo el peso o camina sobre los rodillos giratorios.

 

Si ha respondido SÍ a cualquiera de las preguntas anteriores, agregar un sistema de seguimiento de costuras a su aplicación podría ofrecer beneficios significativos sobre su proceso de soldadura actual.

 

Brian Butler es el gerente de automatización de Arc Products Inc., una empresa de Lincoln Electric.