El último inversor lanzado por Fronius Solar Energy se llama Tauro, y está soldado en todo su perímetro con un equipo robotizado «Handling-to-Welding»
Gracias a su carcasa de doble capa con refrigeración activa, es posible utilizarlo en exterior sin que pierda capacidad. «Soldar la carcasa de aluminio es complicado debido a los diferentes espesores de chapa», explica Jasmin Gross, de Fronius Solar Energy. «Pero tenemos la suerte de contar con Fronius Welding Automation como parte de nuestra empresa».
Primero: La simulación
El inversor se fabrica en Sattledt (Austria). Las carcasas y las puertas oscilantes se sueldan en una celda de soldadura robotizada «Handling-to-Welding» de última generación, especialmente diseñada para este trabajo.
«Gracias a Fronius Pathfinder, podemos programar y simular todos los movimientos del robot y las secuencias de soldadura offline, es decir, fuera del sistema, en un gemelo digital», explica Anton Leithenmair, Director de Welding Automation. «Tras esto, Pathfinder transmite los datos al postprocesador y este los traduce al lenguaje de los robots Fanuc. Así ahorramos tiempo y costes«.Perfectamente sincronizado: prefijado, preparación, soldadura
La soldadura de las carcasas de doble capa es un reto complicado desde el principio debido a los diferentes espesores de chapa. «Antes de unir los distintos elementos de la chapa en la celda de soldadura robotizada según los estándares, se fijan a mano. Para ello utilizamos el procedimiento MAG», señala Christian Kraus, Responsable del grupo para la producción de chapa.
Una vez que se ha completado y registrado en el terminal del sistema el trabajo de fijación, el control central activa el siguiente paso, la soldadura robotizada. A continuación, la carcasa se coloca en el carro, se sujeta e introduce en el útil de sujeción. Una vez aceptado, el sistema inicia el siguiente trabajo y el programa del robot responsable del posicionamiento y la soldadura se selecciona mediante un chip RFID en el dispositivo de sujeción.
» […] El uso de la tecnología RFID nos ofrece la posibilidad de soldar cualquier tipo de componente. Nuestra celda de soldadura robotizada HTW puede soldar tanto tamaños de lote 1 como en serie», añade Klaus.
Fronius: Lo último en tecnología de robots y soldadura
Una vez iniciado el proceso de soldadura, un robot de manipulación Fanuc R-2000iD/210FH agarra la carcasa y la guía hasta la celda de soldadura. Una vez allí se imprime un código Datamatrix (DMC) en la base mediante tecnología de inyección de tinta. Este código contiene los números de serie de las distintas carcasas del Tauro, vinculados a los datos registrados por el software de gestión de datos WeldCube durante el proceso de soldadura. Así, todos los cordones de soldadura son 100 % localizables.
Una vez grabado el DMC, comienza la soldadura. Mientras el robot de soldadura Fanuc ARC Mate 100iD hace su trabajo y une 5,5 metros de chapa de aluminio con 96 cordones de soldadura, el robot de manipulación coloca la carcasa en la posición ideal.
Fronius: Cordones de soldadura con aspecto perfecto
El PMC Ripple Drive es una modalidad especial del proceso PMC, caracterizada por un cambio de proceso cíclico entre el PMC y un movimiento reversible de hilo mediante una unidad de impulsión PushPull. El PMC es ideal para la soldadura automatizada y mucho más rápido que el TIG. Además, proporciona los mismos cordones de soldadura, con una apariencia perfectamente escamada y casi sin proyecciones.
Como material de aporte se utiliza un hilo de aluminio y silicio de 1,2 mm de grosor que se suelda con argón como gas protector. Los procesos de soldadura, el hilo, y el gas, se incluyen en la información del sistema sobre los trabajos de soldadura.
Una vez finalizado el ciclo de soldadura de 17,5 minutos, el robot de manipulación coloca el componente en el útil de sujeción y la celda envía una señal de finalización al sistema MES. Mientras se vacía un útil de sujeción, el siguiente trabajo puede empezar ya en el otro.
Todo bajo control – Mantenimiento predictivo
El sistema de ejecución de fabricación (MES), además de gestionar los trabajos, también registra los estados de la máquina, los tiempos de ciclo, las incidencias y los valores de la prueba de vacío, que se realiza al final de todo el proceso de soldadura. El sistema MES también permite definir los periodos de mantenimiento. Por ejemplo, si se comprueba que cada 100 horas de funcionamiento de media se produce una incidencia determinada, se puede establecer un intervalo de mantenimiento de 99 horas. Los trabajos de mantenimiento sistemáticamente planificados con antelación prolongan la vida útil de los equipos de soldadura y evitan tiempos de parada innecesarios.
El grado de protección IP65 exige cordones de soldadura perfectos
Los pocos detalles de la carcasa que se le escapan al robot se vuelven a soldar a mano. Para ello se utiliza el proceso TIG. Al final del trabajo de soldadura, se rectifica cualquier sobreelevación del cordón, se recubren los cordones con líquido penetrante y se comprueba si hay algún fallo en la soldadura. Durante este proceso, el líquido de ensayo penetra en todas las irregularidades del material.
Tras probar los cordones, todas las carcasas que no presenten defectos pasan a una zona de ensayo de fugas que Fronius ha desarrollado especialmente para el Tauro. Se crea una presión de 60 milibares en el interior de la carcasa del inversor que debe mantenerse durante un periodo de tiempo definido de forma precisa. Si durante ese periodo la presión desciende menos de 1,8 milibares, la carcasa es 100 % hermética y cumple el grado de protección IP65.
Una vez completado con éxito el ensayo de fugas, el resultado se almacena en WeldCube junto con el número de serie para garantizar una trazabilidad completa. La carcasa del inversor ya está lista para el siguiente revestimiento de polvo. Al final de la cadena de producción, tras el montaje, obtenemos un inversor resistente para grandes sistemas fotovoltaicos que soporta todas las condiciones meteorológicas.
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