CONTROL DE TEMPERATURA EN SUPERFICIE AL SOLDAR PLÁSTICOS POR PUNTOS CON LÁSER

La soldadura de plásticos es una de las tecnologías más utilizadas actualmente en la industria para unir piezas de forma permanente. Existen varias tecnologías de soldadura de plásticos: cuerpo caliente, gas caliente, fricción y ultrasonidos, y también la soldadura por láser. La soldadura por rayo láser es buena para soldar piezas de plástico muy pequeñas debido al tamaño del rayo láser. El rayo láser atraviesa la parte transparente de los plásticos y se detiene en la parte subyacente. En este punto, la unión comienza a calentarse hastaque las dos partes se unen. Para mantener la temperatura constante y para la calidad a largo plazo de la soldadura, este proceso debe ser supervisado.

Escenario del caso:

En la empresa Xxxxx, que es una importante firma de la industria automovilística y es uno de los principales fabricantes de faros para Mercedes Benz o, por ejemplo, Scania, al soldar las piezas de plástico del módulo LED de los faros, se debe controlar la temperatura máxima de la soldadura durante este proceso. Cualquier fluctuación de la temperatura fuera de los límites puede dar lugar a una pieza mal soldada, lo que se refleja en la calidad del producto final. Por lo tanto, este proceso debe ser comprobado para cada soldadura individual. Para esta comprobación se ha utilizado el sistema ThermoInspector, gracias a la visualización en pantalla.

La solución:

Para resolver esta aplicación se utilizó el sistema de imagen térmica ThermoInspector, que es el sistema de comprobación de los procesos de fabricación, control de la estabilidad y homogeneidad de la temperatura durante los procesos, comprobación térmica de entrada-salida, etc. donde se pueden conectar hasta 4 cámaras de imagen térmica WIC al mismo tiempo.


En este caso concreto, una cámara se conectó mediante un cable Ethernet a la unidad de control del ThermoInspector. La cámara termográfica WIC se montó en el brazo robótico junto con el láser de soldadura. Dado que el componente tiene tres puntos para soldar, el brazo robótico se mueve con el láser, junto con la cámara, a las posiciones indicadas. El sistema se configura en modo de medición de tiempo determinado (fixed time measurement mode), es decir, la cámara comprueba el área de interés de la imagen (ROI) durante un número fijo de tiempo tras la llegada de la señal de disparo (trigger). La señal de disparo se envía al ThermoInspector desde el PLC de control y lo activa cuando el láser comienza a soldar. El PLC de control da servicio no sólo al brazo robótico sino también a toda la línea de producción. Sin embargo, en este caso, la otra opción sería utilizar también el modo de medición Start / Stop, en el que la cámara comprueba la zona durante el tiempo especificado con dos señales de disparo. La velocidad del robot puede ajustarse fácilmente. Si se supera el límite térmico, se muestra una alarma en la pantalla que informa al operador y se guarda un registro en el ThermoInspector. El sistema también dispone de salidas digitales que informan al PLC de control de una soldadura errónea.


Dado que en esta estación de soldadura se sueldan tres módulos LED, se configuraron en el sistema parámetros específicos para cada modelo, en particular el área supervisada (ROI), diferente para cada modelo. El sistema ThermoInspector permite cambiar automáticamente el tipo de producto, es decir, el tipo de módulo LED, sin cambiar la configuración. En cuanto el controlador del ThermoInspector recibe una señal del PLC sobre el cambio del módulo LED, adapta automáticamente el ajuste para este módulo LED. Como ROI ideal, se utiliza un rectángulo, que define exactamente la posición de la soldadura. El valor de temperatura máxima medido en tiempo real es comprobado y comparado con los límites establecidos en esta área. La visualización de todo el proceso se muestra en la unidad de control de la pantalla táctil del ThermoInspector para los operadores.