Los sensores de proximidad inductivos ayudan a actualizar la celda de soldadura de un taller de fabricación

Los sistemas de sensores en celdas de soldadura automatizadas pueden recibir una paliza. Para evitar un tiempo de inactividad excesivo, las empresas de fabricación de metales deben invertir en tecnología de sensores que puedan resistir los rigores de una celda de soldadura. Thossaphol/iStock/Getty Images Plus

Los sensores de proximidad inductivos sin contacto son una parte esencial de las celdas de soldadura automatizadas en aplicaciones tales como la producción automotriz, de muebles, aeroespacial y de electrodomésticos. En un sensor de este tipo, un campo electromagnético emitido por una bobina en el extremo frontal del dispositivo finalmente es amortiguado por un objetivo de metal, lo que activa una salida para indicar la posición de sujeción, la presencia de piezas (anidamiento) y la validación de características. Y cuando uno de estos sensores falla, a menudo un problema evitable, los resultados pueden ser desastrosos.

La opinión general entre los fabricantes es que los sensores utilizados en aplicaciones de soldadura automatizada requieren un mantenimiento intensivo y altas tasas de reemplazo por parte de personal de mantenimiento que ya está ocupado. Por lo tanto, los altos costos de MRO son simplemente parte del programa.

Los gerentes de calidad y compras a menudo piensan que el consumo excesivo de sensores es un hecho, por lo que buscan los precios más bajos posibles en sensores que los acerquen a un tiempo de cambio de 90 segundos. Gana el proveedor con el precio más bajo y el mejor tiempo de entrega.

Algunos optan por una máquina expendedora industrial MRO o un gabinete junto con un alto volumen de inventario en consignación para garantizar que el material esté disponible para un cambio rápido. Si un sensor utilizado en una ubicación de celda crítica falla y no hay un reemplazo en stock, toda la operación podría cerrarse, o al menos podrían resultar grandes volúmenes de reprocesamiento y clasificación.

Pero los sensores de bajo costo y MRO rápido no son la respuesta a las altas tasas de fallas y la baja productividad en las operaciones críticas de soldadura. ¿Cómo evolucionaron este tipo de escenarios hasta este punto crítico, cuando el sistema de sensores es uno de los más importantes pero más vulnerables en un entorno de soldadura agresivo?

Comienza con el diseño de la celda de soldadura y las especificaciones del cliente que compra la máquina. Se puede especificar una marca preferida de sensor en la lista de materiales, pero a menos que se piense mucho en el tipo de metal que se une, el peso de los componentes, los problemas de carga de piezas, el tipo de soldadura, el tipo de calor o expulsión que ocurrirá, y qué tan cerca estarán los sensores de la soldadura, pueden surgir muchas trampas, y a menudo lo hacen.

Los fabricantes de celdas de soldadura a menudo tienen un "estándar interno" básico para sensores, hardware de montaje y conectividad que no es necesariamente específico para la aplicación, pero que es extremadamente económico de integrar como OEM. Y eso puede significar problemas. Un sistema de sensor liviano puede ayudarlo a superar el proceso de aprobación de piezas de producción o la escorrentía, pero los sistemas de sensores expuestos que no están diseñados para soportar los rigores de las aplicaciones de soldadura a lo largo del tiempo están destinados a fallas prematuras (consulteFigura 1).

Entonces, ¿cómo puede una operación de soldadura crítica salir del carrusel de alto mantenimiento/alto reemplazo, reducir el tiempo de inactividad no planificado de la máquina y disminuir el inventario de sensores?

A menos que los procedimientos estén documentados, siempre prevalece la subjetividad. La documentación de lo que sucede con su programa de soldadura relacionado con el sensor agrega objetividad y hace que todos los niveles de administración estén al tanto de las ubicaciones propensas a fallas del sensor. Esto obliga a la organización a analizar las causas fundamentales de las fallas prematuras y priorizar los problemas, especialmente cuando se aplican métricas.

Los consultores experimentados pueden ayudarlo a auditar cada punto caliente en cada celda de soldadura y generar un informe que servirá como hoja de ruta para comenzar una actualización de su sistema de sensores, incluidos sensores específicos de la aplicación, montajes apropiados y cables altamente robustos.

FIGURA 1. Los sistemas de sensores expuestos que no están diseñados para soportar los rigores de las aplicaciones de soldadura a lo largo del tiempo están destinados a fallas prematuras.

Se supone que los sensores son dispositivos sin contacto, por lo que el sistema de montaje mecánico es tan importante como el propio sensor. Preste mucha atención a la protección de cada sensor en su celda de soldadura según los estándares de las mejores prácticas.

Los montajes protectores pesados ​​que encapsulan y anclan sólidamente el cuerpo del sensor permiten un cambio rápido y actúan como un disipador de calor para disipar el calor de los componentes electrónicos vitales del sensor. Los mejores montajes bloquean un sensor sin que vibre fuera de su posición y resisten el daño de cualquier fuerza externa, incluido el recubrimiento contra la acumulación de salpicaduras.

El montaje del sensor que se muestra enFigura 2 permite un espacio de precisión entre la cara del sensor y el objetivo de metal. La construcción de acero resiste el abuso y el revestimiento evita la acumulación de escoria.

Proteger un sensor en un entorno de soldadura difícil incluye cubrir los cables y conectores con material de revestimiento. Las hostilidades de las celdas de soldadura son brutales en estos dispositivos, especialmente en entornos de soldadura de alta temperatura y cargados de expulsión, y más a menudo cuando hay movimiento.

Los materiales de revestimiento del cable del sensor de uso general, como PVC, PUR y TPE, instalados por los fabricantes de máquinas, no se corresponden con las aplicaciones de soldadura, y los resultados son predecibles: trabajo de mantenimiento, tiempo de inactividad de la máquina y costos de repuestos innecesarios y excesivos (consultefigura 3).

El politetrafluoroetileno (PTFE) es una opción para el material de sobrecubierta que resiste altas temperaturas y salpicaduras. La tubería dividida de PTFE brinda protección circunferencial y se cierra sobre sí misma cuando se instala un cable (verFigura 4 ). Este material duradero y flexible resiste los entornos duros de las celdas de soldadura y los desechos para proteger los cables, las mangueras y los tubos neumáticos de los sensores.

Incluso si tiene varias celdas de soldadura que consumen una gran cantidad de sensores, las actualizaciones pueden ser sorprendentemente simples con opciones de sistemas de sensores duraderos y fácilmente disponibles. Los sensores fabricados específicamente para la inmunidad de celdas de soldadura están disponibles en estilos tubulares y rectangulares con incluso las tuercas de fijación recubiertas para protección (verFigura 5).

El fabricante de su sensor puede ayudarlo a determinar exactamente qué tipo de sensor, montaje y recubrimiento del conector debe integrar en sus celdas. Con equipos actualizados y operadores debidamente capacitados en mantenimiento preventivo, estará encaminado hacia una mayor productividad y un retorno de la inversión inmediato y sustancial.