Soldadura / pintura robotizada

Qué incluye el servicio

Escribimos los programas de control para los robots de soldadura y de pintura que ya están en la producción del cliente, y los configuramos para piezas y utillajes concretos. El trabajo incluye la construcción de las trayectorias de movimiento de la antorcha o del pulverizador, la definición de los parámetros del cordón y de la capa de recubrimiento, la calibración del sistema de coordenadas de la herramienta y de los planos base, y el tratamiento de las señales de los sensores. El propio equipo pertenece al cliente: su manipulador suelda y pinta, y nosotros preparamos la lógica con la que lo hace de forma repetible. Por separado describimos los escenarios de cambio de pieza, las paradas de emergencia y las zonas seguras, para que la línea se pueda reconfigurar sin reescribir todo el proyecto. El resultado se entrega como código comprobado más documentación de puntos, velocidades y parámetros, vinculada a la máquina del cliente.

Cómo es el proceso de trabajo

La soldadura y la pintura robotizadas se reducen a que el manipulador conduce la herramienta por una trayectoria definida de antemano, controlando la velocidad, el ángulo y la distancia a la superficie. El programa divide el contorno de la pieza en puntos de apoyo y segmentos, entre los que el controlador interpola el movimiento, manteniendo una velocidad lineal constante en la zona del cordón o un solapamiento uniforme de las pasadas durante la pulverización. Los parámetros del proceso (corriente y tensión del arco, aporte de hilo, presión y caudal de pintura) se sincronizan con la posición a lo largo de la trayectoria, y la realimentación de los sensores corrige las desviaciones en tiempo real. Describimos esta lógica en el código del controlador, la ejecutamos en simulación y en pasadas en vacío, y luego la afinamos sobre el metal. El trabajo físico lo realiza el equipo del cliente, y nuestra parte es el algoritmo y los parámetros con los que actúa.

De dónde surgieron los robots industriales

El primer robot industrial, el Unimate, entró en funcionamiento en 1961 en la planta de General Motors en Trenton, Nueva Jersey, donde descargaba una máquina de fundición a presión. La máquina la idearon George Devol, que presentó la patente base ya en 1954 (concedida en 1961), y Joseph Engelberger; juntos fundaron la empresa Unimation. La soldadura robotizada como campo propio se consolidó hacia 1969: en la planta reconvertida de GM en Lordstown, Ohio, una línea de soldadura por puntos por resistencia con robots Unimate ensamblaba unas 110 carrocerías por hora. En los años 1970 la tecnología la adoptaron las fábricas de automóviles europeas (Mercedes-Benz, Volvo, Fiat), y la soldadura por puntos de carrocerías fue la primera tarea masiva para los manipuladores. Esta genealogía explica por qué las celdas de soldadura modernas se siguen construyendo en torno a una trayectoria repetible y un control estable del arco.

Por qué es crítica la parte de software

En la soldadura y la pintura, el resultado lo determina no la potencia del manipulador, sino la precisión de la trayectoria y la sincronización de los parámetros con el movimiento. Una desviación de la antorcha de fracciones de milímetro o un salto de velocidad en la zona del cordón provocan falta de penetración, mordedura o quemadura, y una pasada irregular del pulverizador deja descuelgues y un espesor desigual del recubrimiento. El control del ángulo de inclinación de la herramienta, de las pausas en las esquinas y de la suavidad de la aceleración influye directamente en la geometría del cordón y en el consumo de material. Por eso el grueso del trabajo de ingeniería va al código y la calibración: es precisamente el programa el que mantiene el proceso dentro de las tolerancias de pieza a pieza. El equipo del cliente es capaz de repetir el movimiento con alta precisión, pero esa precisión hay que definirla y comprobarla correctamente; de lo contrario la repetibilidad juega en contra de la calidad.

En qué lenguajes trabajamos

Para los manipuladores Universal Robots programamos en URScript: es el lenguaje de su controlador, que define los movimientos, accede a las entradas/salidas e integra la lógica de tratamiento de señales directamente en el programa de control. Para los robots ABB usamos RAPID, el lenguaje propio de sus controladores, en el que se describen puntos, trayectorias, parámetros del proceso e interacción con los periféricos de la celda. Cuando la tarea requiere visión por máquina, coordinación de varios dispositivos o un tratamiento complejo de datos de los sensores, conectamos ROS2: enlaza los nodos del sistema mediante el intercambio de mensajes y descarga del controlador la lógica de alto nivel. La elección del stack está vinculada al equipo que tiene el cliente, y no al revés. En todos los casos el código se escribe para la máquina concreta del cliente y se comprueba sobre su cinemática y su utillaje.

Cuándo aparecieron estas herramientas

El lenguaje RAPID lo presentó ABB en 1994 junto con el controlador S4, sustituyendo al anterior ARLA, y desde entonces sigue siendo el principal para sus manipuladores. Universal Robots se fundó en 2005 en Odense (Dinamarca), el primer cobot en serie, el UR5, salió al mercado en 2008, y se gobierna con su propio lenguaje URScript. ROS nació del proyecto STAIR en Stanford, el primer commit de código se hizo el 7 de noviembre de 2007 en Willow Garage; la siguiente generación, ROS2, recibió su primera versión estable, Ardent Apalone, en diciembre de 2017. ROS2 se reescribió para los requisitos industriales de tiempo real, seguridad y sistemas multimáquina. Estas fechas muestran que el stack en el que trabajamos lleva entre dos y tres décadas rodado por la industria.

Por qué puedes confiárnoslo

La experiencia del equipo de desarrollo supera los 45 años en TI, y abordamos los robots como un reto de ingeniería y no como un conjunto de pulsaciones listas. Antes de la puesta en marcha, la lógica se ejecuta en simulación y en pasadas en vacío, las trayectorias y los parámetros se comprueban sobre el utillaje del cliente, y solo después la celda sale al metal o al recubrimiento. No fabricamos equipos ni soldamos nosotros: suelda y pinta la máquina del cliente, y nosotros respondemos por la corrección del programa, la calibración y la repetibilidad del proceso. Cada proyecto se acompaña de documentación de puntos, velocidades y parámetros, para que la línea se pueda mantener y reconfigurar sin nosotros. Este orden reduce el riesgo de piezas defectuosas y de paradas al poner en marcha una celda de soldadura o de pintura.