Diseño de una celda de soldadura robotizada para soldar armarios eléctricos

Abstract

[ES] Este trabajo se centra en la automatización del proceso de fabricación de armarios eléctricos para trenes, de manera que se puedan reducir los costes y tiempos de fabricación a la vez que se obtenga mayor repetibilidad en las piezas y se eliminen los errores asociados al factor humano. Esta reducción en el tiempo de fabricación permitirá a la empresa tener una mayor flexibilidad a la demanda, por lo que podrá adaptarse a la estacionalidad de la demanda y aceptar pedidos mayores sin necesidad de modificar el número de personal.

En concreto se busca automatizar el proceso de soldadura. Actualmente este proceso se hace de manera manual, por lo que requiere un mayor coste y ocupa un gran espacio en la nave de la empresa. Con el diseño de esta celda de soldadura también se busca reducir el espacio ocupado por este proceso, lo que permitirá que la empresa pueda empezar otros proyectos que actualmente están parados por falta de espacio. Para ello se hará uso de un brazo robótico y un séptimo eje comerciales y se diseñarán una celda de soldadura con varios utillajes para sujetar las piezas de manera que se asegure que estas siempre estén en la misma posición y el robot siempre haga los cordones en la posición correcta. Además, se diseñará un virador que permita rotar las piezas para que el brazo soldador pueda acceder a todos los cordones de soldadura desde los ángulos necesarios. El virador será regulable en un eje de manera que en un futuro pueda ser usado para automatizar el proceso de soldadura de otros modelos de armarios u otros procesos de soldadura. El proceso de diseño se hará intentando reducir al máximo el coste de fabricación de la celda, para ello se diseñará buscando fabricar en la propia empresa el mayor número de piezas posibles haciendo uso de maquinaria de la empresa, como máquina de corte laser y dobladora y reutilizando recursos en desuso en la empresa, como es el caso del brazo robótico, así como acorde a elementos comerciales y a los proveedores de los que dispone la empresa.

[EN] This work focuses on the automation of the manufacturing process of electrical cupboard for trains, so that costs and manufacturing times can be reduced while obtaining greater repeatability in the parts and eliminating errors associated with the human factor. This reduction in manufacturing time will allow the company to have greater demand flexibility, so it will be able to adapt to the seasonality of demand and accept larger orders without having to change the number of workers. Specifically, the aim is to automate the welding process. Currently this process is done manually, so it requires a higher cost and occupies a large space in the company's warehouse. The design of this welding cell also seeks to reduce the space occupied by this process, which will allow the company to start other projects that are currently stopped due to lack of space. To do this, a commercial robotic arm and a seventh axis will be used and a welding cell will be designed with various tools to hold the pieces in order to ensure that they are always in the same position and the robot always weld in the correct position. In addition, a rotary welding positioner will be designed to allow the parts to be rotated so that the welding arm can access all the weld seams from the necessary angles. The rotary welding positioner will be adjustable in one axis so that in the future it can be used to automate the welding process of other models of cupboards or other welding processes. The design process will be carried out trying to reduce the manufacturing cost of the cell as much as possible. For this purpose, it will be designed seeking to manufacture as many parts as possible in the company itself, using the company's machinery, such as a laser cutting and bending machine and reusing disused resources in the company, such as the robotic arm, as well as in accordance with commercial elements and the suppliers available to the company

[CA] Aquest treball se centra en l'automatització del procés de fabricació d'armaris elèctrics per a trens, de manera que es puguen reduir els costos i temps de fabricació alhora que s'obtinga major repetibilitat en les peces i s'eliminen els errors associats al factor humà. Aquesta reducció en el temps de fabricació permetrà a l'empresa tindre una major flexibilitat a la demanda, per la qual cosa podrà adaptar-se a l'estacionalitat de la demanda i acceptar comandes majors sense necessitat de modificar el número de personal. En concret es busca automatitzar el procés de soldadura. Actualment aquest procés es fa de manera manual, per la qual cosa requereix un major cost i ocupa un gran espai en la nau de l'empresa. Amb el disseny d'aquesta cel·la de soldadura també es busca reduir l'espai ocupat per aquest procés, la qual cosa permetrà que l'empresa puga començar altres projectes que actualment estan parats per falta d'espai. Per a això es farà ús d'un braç robòtic i un seté eix comercials i es dissenyaran una cel·la de soldadura amb diversos utillatges per a subjectar les peces de manera que s'assegure que aquestes sempre estiguen en la mateixa posició i el robot sempre faça els cordons en la posició correcta. A més, es dissenyarà un virador que permeta girar les peces perquè el braç soldador puga accedir a tots els cordons de soldadura des dels angles necessaris. El virador serà regulable en un eix de manera que en un futur puga ser usat per a automatitzar el procés de soldadura d'altres models d'armaris o altres processos de soldadura. El procés de disseny es farà intentant reduir al màxim el cost de fabricació de la cel·la, per a això es dissenyarà buscant fabricar en la pròpia empresa el major nombre de peces possibles fent ús de maquinària de l'empresa, com a màquina de tall laser i dobladora i reutilitzant recursos en desús en l'empresa, com és el cas del braç robòtic, així com concorde a elements comercials i als proveïdors dels quals disposa l'empresa.