Los sensores de proximidad inductivos ayudan a mejorar la celda de soldadura de un taller fab

Los sistemas de sensores en celdas de soldadura automatizadas pueden recibir una paliza. Para evitar tiempos de inactividad excesivos, las empresas de fabricación de metales deberían invertir en tecnología de sensores que pueda soportar 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 como la producción de automóviles, muebles, aeroespacial y electrodomésticos. En dicho sensor, un campo electromagnético emitido por una bobina en el extremo frontal del dispositivo finalmente es amortiguado por un objetivo metálico, lo que activa una salida para indicar la posición de sujeción, la presencia de la pieza (anidamiento) y la validación de características. Y cuando uno de estos sensores falla (a menudo un problema que se puede prevenir), 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 del 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 dan por sentado que el consumo excesivo de sensores es un hecho, por lo que buscan los precios más bajos posibles en sensores que les acerquen a un tiempo de cambio cercano a los 90 segundos. Gana el proveedor con el precio más bajo y el mejor tiempo de entrega.

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

Pero los sensores de bajo costo y la MRO rápida no son la respuesta a las altas tasas de fallas y la baja productividad en operaciones de soldadura críticas. ¿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 podría 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 las 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 muchos problemas, y a menudo suceden.

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 de la aplicación, pero es extremadamente económico de integrar como OEM. Y eso puede significar problemas. Un sistema de sensores liviano puede ayudarle a superar el proceso de aprobación de piezas de producción o su eliminación, 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 tiovivo de alto mantenimiento y 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, la subjetividad siempre prevalece. La documentación de lo que sucede con su programa de soldadura relacionado con sensores agrega objetividad y hace que todos los niveles de administración sean conscientes de las ubicaciones propensas a fallar los sensores. Esto obliga a la organización a analizar las causas fundamentales de las fallas prematuras y a 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 para aplicaciones específicas, soportes 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 sufrir 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 proteger cada sensor en su celda de soldadura según los estándares de mejores prácticas.

Los soportes 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 soportes bloquean un sensor sin vibrar fuera de su posición y resisten daños causados ​​por fuerzas externas, incluido el recubrimiento contra la acumulación de salpicaduras.

El soporte del sensor que se muestra enFigura 2 permite un espacio de precisión entre la cara del sensor y el objetivo metálico. 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 alto calor y cargados de expulsión, y más a menudo cuando hay movimiento involucrado.

Los materiales de revestimiento de cables de sensores de uso general, como PVC, PUR y TPE, instalados por los fabricantes de máquinas, no son adecuados para aplicaciones de soldadura y los resultados son predecibles: trabajo de mantenimiento, tiempo de inactividad de la máquina y costos excesivos e innecesarios de piezas de repuesto (consultefigura 3).

El politetrafluoroetileno (PTFE) es una opción para el material de la sobrecubierta que resiste altas temperaturas y salpicaduras. El tubo dividido de PTFE proporciona protección circunferencial y se cierra sobre sí mismo cuando se instala un cable (consulteFigura 4 ). Este material duradero y flexible resiste entornos hostiles de celdas de soldadura y desechos para proteger los cables de los sensores, las mangueras y los tubos neumáticos.

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 las células de soldadura están disponibles en estilos tubulares y rectangulares e incluso las tuercas de fijación están recubiertas para protección (consulteFigura 5).

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