Celda de Soldadura

Celda de Soldadura Automatizada

Equipo #08

ABB

¡Vamos!

Índice

Motivacion

Soldadura industrial

Especificaciones

Proyecto

Objetivo

Principal de la simulación

Propuesta de Solución

Simulación

Diseño de Celda

Implementación de planificación

Implementación de ANSI-RIA

Normativas

Diseño de Fixture

Desarrollo

RobotStudio

Logica de la Estacion

Selección del Robot

Descripción

Programación del Proceso

Secuencia de trabajo

Manejo de Señales

E/S

Video

Simulacion de Celda

Costos

Lista de Costos

Conclusiones

Finales

Cierre

Agradecimiento

Motivación

La Motivacion principal es lamejora continua especificamente de la soldadura industrial es un eslabon fundamental en la fabicacion de piezas, asegurando la integridad estructural y la calidad del producto final, al resolver este Reto en piezas especificas, significa eficiencia en el proceso de producción, reduccuion de tiempo, costos, riesgos en el momento de la fabricación.

La solución propuesta no solo optimiza el proceso de soldadura al unir dos partes independientes en un solo ciclo, sino que también mejora la precisión y la consistencia del resultado final.

Esto se traduce en una mayor calidad del producto y, potencialmente, en una mayor satisfacción del cliente.

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Especificaciones

El socio formador fue el que proporciono las especificaciones en este caso fue ABB, para el correcto desarrollo del proyecto de la Celda de Soldadura.

Simulacion

RoborStudio

Tiempo

Ciclo 31 seg.

ANSI-RIA

Normas de Seguridad

Inspección

Antes y Despues

Componentes

Mecanicos, Electricos & de Control

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Objetivo

Generar la simulacion del la propuesta de mejora en RobotStudio para encontrar el balance de productividad mas alto con la implementacion de robots donde el proceso de soldadura láser en dos piezas, a partir de ahora se nombrarán como “Shot Plate RH” y “Shot Plate LH”, estas piezas se encuentran formadas por 2 componentes cada una de ellas, con las especificaciones antes acordadas.

Propuesta de Solución

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La Simulacion permite probar diferentes configuraciones y parámetros del proceso en un entorno virtual antes de implementarlo en el mundo real. Esto ayuda a identificar la combinación óptima de recursos (como materiales, mano de obra, tiempo, etc.) para maximizar la eficiencia y minimizar los costos..

Implementación de ANSI-RIA

Implementación de ANSI-RIA

CELDA

Tolerancia de manufactura

Se exige que al proceso automatizado le lleguen piezas con limtes de tolerancia

Alimentacion por conveyors

Otro de los requisitos para cumplir con el proceso, es que sea alimentado con 2 conveyors

Conveyor de salida

Conveyor de salida unido a al siguiente proceso

Tiempos

Suministrar los pares de piezas cada 29 segundos

Diseño del Fixture 1

Para poder realizar la celda de soldadura robotizada, tuvimos que darle un gran enfoque al fixture para poder cumplir con el RFQ y además tener una pieza estable al momento de soldar, ya que como sabemos, las piezas pueden llegar a tener tolerancias, por lo que no siempre estaremos soldando la misma pieza, siendo esto es lo que debemos de prevenir.

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Diseño del Fixture 1

Nuestro fixture tiene un molde negativo que funciona como guía para fijar las piezas que debemos soldar, una serie de extrusiones en el centro fijan la pieza en una posición específica para poder repetir el proceso con mínima variación entre piezas.

RobotStudio

Diagrama de soldadura:

Selección del Robot

El ABB IRB 2400 es un robot industrial versátil y ampliamente utilizado en una variedad de aplicaciones industriales

Lógica de la estación

Programación de RAPID de Pick and Place

Programación de RAPID de Soldadura

Manejo de señales de E/S

Tieempo:28.3 s

Video de la celda

Tieempo:28.3 s

Video de la soldadura de cerca

Rutina de soldadura

Rutina completa de la celda

Rutinas de movimiento

Lista deCostos

Total:$2,662,176

Lista de Costos

CELDA

Diseño del Fixture 2

Para poder realizar la celda de soldadura robotizada, tuvimos que darle un gran enfoque al fixture para poder cumplir con el RFQ y además tener una pieza estable al momento de soldar, ya que como sabemos, las piezas pueden llegar a tener tolerancias, por lo que no siempre estaremos soldando la misma pieza, siendo esto es lo que debemos de prevenir.

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Lista deCostos

Total:$1,692,688

Lista de Costos

Tiempo:27.8 s

Video de la celda 2

Celda 2 --> 31. s a ciclo completo --> 2787 pares al dia

Celda 1 --> 28.8s a ciclo completo --> 3mil pares al dia

Comparación

En 2.4 años seriamos capaces de igualar la inversión entre las dos propuestas de celdas.

Visión

Se utilizo visión para corroborar previamente a la soldadura si las piezas son correctas, al igual que después del proceso, para comprobar que se haya soldado de manera adecuada.

Conclusión

La conclusión de un proyecto de automatización de celda de soldadura representa el cierre de un proceso complejo que involucra diseño, implementación y puesta en marcha de un sistema automatizado para mejorar la eficiencia y la calidad en la producción, aquí hay algunos puntos clave que podrían incluirse en la conclusión de dicho proyecto:

Cierre

Gracias por su atencion

10. Sensor inductivo / 10.4.2 10.4.3, 10.4.4

Siemens-HMI siemens, 6av2124 / Requisito de la celda

Botón de paro dentro / 4.6.5, 4.6.4

Especificaciones

Desarrollo del Proyecto

Se requiere que la soldadura de estas piezas se realice en la unión T del perímetro exterior del cubo y en una sola soldadura continua por cada shot plate.El sistema deberá ser capaz de realizar esta trayectoria en el tiempo y el límite de velocidad para proceso es de de 45 mm/s, esta velocidad solo aplica para las trayectorias donde se considere la aplicación de soldadura. Se considera que un set de piezas “LH” y “RH” sean soldadas en un solo ciclo del proceso, por lo que el área de trabajo, tooling, etc, deben estar preparados para trabajar con ambas piezas en un solo ciclo.

• Automatizacion de proceso de soldadura en simulacion.
• Velocidad 45 mm/s
• Tiempo Total de Soldadura 31 seg.

Alarma Led / 5.3Luz LED de emergencia / 5.3.1

Carteles de seguridad / 6.16, 6.17

2 Robot IRB 2400 / 6

Fixture

c r e a c i ó n

Nuestro fixture tiene un molde negativo que funciona como guía para fijar las piezas que debemos soldar, una serie de extrusiones en el centro fijan la pieza en una posición específica para poder repetir el proceso con mínima variación entre piezas.

Fixture

c r e a c i ó n

Nuestro fixture tiene un molde negativo que funciona como guía para fijar las piezas que debemos soldar, una serie de extrusiones en el centro fijan la pieza en una posición específica para poder repetir el proceso con mínima variación entre piezas.

Planos del Fixture

Dimensiones IRB 2400/10

Tapete de seguridad/ 5.3.4

• 1 Mesa
• 1 Molde
• 2 pares de clamps
• 4 cilindros neumáticos

Vista explotada

En esta vista se pueden apreciar los componentes de nuestro Fixture:

Motor del conveyor, Motor de Transmisión por Banda,1 HP / 6.9

La motivación para desarrollar este proyecto radica en el compromiso con la seguridad, la eficiencia y la innovación en el ámbito industrial. Al implementar mejoras significativas en la celda de soldadura, no solo estamos asegurando un entorno de trabajo más seguro para los operadores, sino que también estamos optimizando los procesos de producción y cumpliendo con los estándares de calidad y normativas establecidas, como la norma ANSI-RIA.

Motivaciones

P R I N C I P A L E S

• Compromiso en la mejora continua.
• Eficiencia e innovación.
• Entorno de trabajo Seguro.

• Estandares de Calidad.

Zona Violeta: Esta área se encuentra fuera de la celda de soldadura y alberga componentes importantes como el PLC, el locker y la computadora. Aquí se concentran los equipos y herramientas necesarios para que el operador pueda llevar a cabo sus tareas con normalidad, pero fuera del área de riesgo de la soldadura.

A n t e s & D e s p u e s

Inspeccion

Es fundamental para identificar problemas, tener prevencion, asegurar la calidad y el cumplimiento de los requisitos, promover la mejora continua en la gestión del proytecto, su inspección del proyecto antes y después de su ejecución es crucial.

• Identificación y prevención de problemas.
• Aseguramiento de la calidad.
• Mejora continua

14. Jaula para robot soldado / 5.1, 8.1

• Robot Industrial.
• Dispositivos de Sujeción.
• Mesa de Trabajo.
• Dispositivos de Transporte.
• Protectores y Cortinas de Seguridad

Control:

• Fuentes de Energía.
• Cables y Conductores.
• Sensores de Seguridad.
• Dispositivos de Contro.
• Botónes de paro.

Electricos:

• Robot Industrial.
• Dispositivos de Sujeción.
• Mesa de Trabajo.
• Dispositivos de Transporte.
• Protectores y Cortinas de Seguridad

Componentes:

Mecanicos:

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Fixture en RobotStudio

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Gripper / 6.14

Tiempo

El tiempo de producción sera de 31 seg. esto es crucial para los procesos automatizados por varias razones:

• Eficiencia operativa.
• Costos de producción.
• Tiempo de entrega.
• Flexibilidad y adaptabilidad.

Puerta de seguridad / 5.1

Zona Negra: Aquí se encuentra el robot soldador, rodeado por barreras de seguridad en los laterales y la parte trasera. Estas barreras protegen contra la radiación de la soldadura y evitan movimientos no autorizados, garantizando la seguridad tanto del equipo como de los operadores.

Conectores eléctricos / 4.13

• Capacidad de carga: 15 kg
• Alcance: 1.5 metros Horizontal y vertical.
• Compacto y ágil: Su diseño compacto y ágil le permite trabajar en espacios reducidos y realizar movimientos rápidos y precisos.
• Velocidad y precisión: velocidades de desplazamiento lineal de hasta aproximadamente 2 metros por segundo (m/s) en su movimiento máximo.
• Fácil programación: RobotStudio.
• Seguridad: características de seguridad avanzadas, como sensores y sistemas de control de colisión, para garantizar la seguridad de los operadores y otros equipos en el entorno de trabajo.

Equipo #08

Salvador Alejandro de la Parra Barba | A00832753Dallana López Ramos | A00827981 Diego Flores Martínez | A01571205 Piero Jesus Flores Lopez | A01197582 Jonatan David de la Rosa Patlan | A01735993

Tool de soldadura / 6.14

Cámara COGNEX - ISM1403-11 / 5.3.2

Alarma Led / 5.3

Mesa de trabajo para soldar / Requisito de la celda

Simulacion

La Simulacion se presentara en el software de RobotStudio ya que este esta desarrollado y estandarizado para los robot ABB.Razones para simular:

• Optimización del diseño y la programación.
• Mejora de la productividad y eficiencia.
• Reducción de costos y riesgos.

PLC SIMATIC S7-1200 Siemens / 4.4, 4.7.1

Conveyors / 4

ANSI-RIA

La ANSI (American National Standards Institute) y la RIA (Robotics Industries Association) son dos organizaciones estadounidenses que colaboran en el desarrollo y la promoción de estándares de seguridad y rendimiento para la industria de la robótica y la automatización.

• Protección de los trabajadores y equipo de trabajo.
• Cumplimiento legal y regulador.
• Mejora de la productividad y eficiencia.

Botón de paro del robot / 6.1

Zona Verde: Esta área está designada como zona segura para el operador mientras se encuentra dentro de la celda de soldadura. En caso de una eventualidad, como la activación accidental de la celda, esta zona proporciona un entorno seguro donde las posibilidades de sufrir un accidente son mínimas o nulas.

Soporte de robot / 6.2

Cercado / 6.6, 11.1, 11.2.1

Zona Naranja: Esta área alberga el robot encargado del proceso de pick and place, facilitando la manipulación precisa de los materiales dentro de la celda de soldadura.

Funcionamiento del Fixture

Contamos con 4 actuadores neumáticos que al activarse fijan la columna en la posición necesaria para asegurar la soldadura de las piezas.

Mesa de trabajo 1 / Requisito de la celda

Zona Azul:Las zonas designadas para los transportadores (conveyors) que se encargan de mover los diferentes tipos de fixtures y materiales necesarios para el proceso de soldadura. Estas áreas están estratégicamente ubicadas para facilitar un flujo de trabajo eficiente.

2 Robot IRB 2400 / 6

Locker / 10.9

Proceso:

Sistema de inspección OP alimenta pieza A RO recoge pieza A RO deja pieza A OP alimenta pieza B RO recoge pieza B RO deja pieza B RO2 inicia proceso de soldadura RO Recoge pieza AB Inspección final Desecho o Aprobación