20 julio 2009

Necesitamos un robot de soldadura o estamos tirando el dinero

Muchos fabricantes creen que convertir sus procesos semiautomáticos de soldadura en un proceso completamente automático rápido y productivo es simplemente un asunto de decidir hacerlo y destinar dinero y tiempo. Nada más lejos de la realidad, pues no hay dinero peor empleado que comprar maquinaria de última tecnología y no conseguir integrarla convenientemente en un proceso industrial. La maquinaria de última tecnología es también sinónimo de depreciación rápida, no olvidemos eso nunca. En la mayoría de los casos, al plantearse la adquisición de un robot de soldadura la información se recaba de diversos fabricantes, pero no se recurre a opinión independiente. Pero como la mayor parte de las cosas de la vida, no es una cuestión tan simple. Conseguir las ventajas de una célula de soldadura robotizada requiere una cuidadosa valoración de los procesos actuales de soldadura y un plan detallado para automatizar.

Ventajas de la automatización

Ya sea un sistema de automatización o un robot completamente automatizado, el proceso de soldadura ofrece numerosos beneficios potenciales:
  • Incremento en la productividad.
  • Cosmética de la soldadura mejorada.
  • Menor coste de materiales por menor sobresoldado.
  • Costes de energía más bajos.
  • Costes de mano de obra más bajos.
  • Excelente fiabilidad.
  • Rápido retorno (ROI).

Pero para alcanzar todas estas ventajas es importante en primer lugar valorar lo adecuado que es el proceso para la automatización. Las variables que determinan la conveniencia para la automatización incluyen las piezas soldadas, volúmenes de piezas, instalaciones, energía entrante y personal.

Estudiando las piezas y el flujo del proceso

Los sistemas de soldadura automáticos se diseñan para acelerar y facilitar la repetibilidad. Las piezas que presentan huecos, desafíos de acceso o ajuste presentarán problemas en un proceso automatizado. También son difícilmente automatizables las piezas que requieren abrazaderas o herramientas intrincadas para sostenerlas en su lugar. Como norma, el operador de soldadura humano siempre lo hará mejor que un robot o automatización fija para piezas en las que las posiciones de soldadura tienen obstáculos o donde una pieza requiere una colocación precaria. Por el contrario, automatizar con éxito la soldadura de piezas fabricadas aguas arriba del proceso debe ser tan simple y consistente como sea posible de forma que el robot pueda ejecutar la operación en el mismo lugar una y otra vez (si los puntos que deben unirse se mueven, el robot no será capaz de soldarlos. En conclusión, lo primero que debemos estudiar en detalle son las piezas que vamos a soldar, y ello podemos hacerlo en colaboración con un integrador (OEM) de robots. Un dibujo electrónico CAD de la pieza, que el integrador pueda importar a su software de simulación, es una alternativa mucho mejor. Los dibujos CAD ayudan a visualizar la calidad de la soldadura planificada y cómo ajustar piezas y herramientas para optimizar el proceso de soldadura automatizada. Otra consideración que debe hacerse aguas arriba antes de la automatización es valorar el flujo de piezas. Si la empresa desea implementar la automatización de soldadura para aliviar un cuello de botella en la célula de soldadura, entonces debe valorar que no haya retrasos en la fabricación de piezas aguas arriba o se requiera re-trabajo antes de enviar las piezas a la célula de soldadura. El fabricante también necesita estar seguro de que el trabajador humano suministrando piezas a la célula robotizada puede acoplarse al tiempo del ciclo de la célula automatizada. Si estas soluciones no son posibles, las compañías pueden considerar que el fabricante de robots ofrezca también soluciones de automatización para aplicaciones aguas arriba. Estas máquinas están equipadas con sofisticados sistemas de reconocimiento de piezas que pueden recoger piezas, manipularlas a la orientación correcta y transmitirla a la célula de soldadura automatizada. Si los fabricantes dudan de la consistencia y del tiempo del ciclo de su proceso manual aguas arriba, puede considerarse una opción más cara.

Justificación de soluciones automatizadas con altos volúmenes de piezas

Para justificar una inversión en automatización, las compañías necesitan estar seguras que el volumen de piezas que necesitan producir es bastante alto, ya que el beneficio clave del robot es la capacidad para producir altos volúmenes de soldadura de calidad. Esta es la primera premisa que debe plantearse quien desee comprar un robot de soldadura. Realísticamente, sin embargo, muchos pequeños fabricantes pueden no tener aplicaciones con alto volumen de piezas. En estos casos, estas empresas pueden ser capaces de seleccionar dos o tres aplicaciones de menor volumen y programar un robot para soldar piezas diferentes. El volumen de piezas es el factor crítico que decidirá el retorno de la inversión. El motivo es bien claro, el 75 % del coste de un componente soldado con un equipo semiautomático es laboral. Consecuentemente, incluso si una empresa no aumenta la producción de piezas, puede justificar la inversión por la cantidad de trabajo laboral que se elimina en el proceso de soldadura.

Evaluando la empresa

Las empresas necesitan espacio para su automatización fija y sus robots, y en ese espacio físico se requiere que el flujo de materias primas sea mayor que en los procesos de soldadura semiautomáticos. Aunque la automatización de la soldadura puede consumir grandes espacios las plantas más pequeñas pueden hacer trabajos de automatización comprando piezas más pequeñas de equipos de automatización que estén programados para realizar múltiples tareas. Esta solución puede facilitarse adaptando robots con varios juegos de herramientas que les permitan trabajar en distintas actividades a la vez que ocupan espacios pequeños.

Cuando se integran células automatizadas probablemente se necesitarán fuentes de energía y ventilación adicionales. El suministro de energía óptimo para un fabricante que usa alimentación son 480 voltios trifásicos o similares.

Supervisión de células automatizadas

La automatización de los procesos de soldadura no necesariamente implica independencia completa de la supervisión humana. Un soldador experimentado que conozca el proceso deberá estar disponible para programar el robot o sistema de automatización fijo y con capacidad para resolver problemas en el proceso de soldadura automatizado.

Planificación previa para prevenir bajos rendimientos

El proceso de soldadura automático puede incrementar dramáticamente la producción al mismo tiempo que decrecen los costes laborales y mejora la calidad de la soldadura. La transición a la automatización, sin embargo, no debe hacerse impulsivamente – la automatización no se adapta a todos los procesos. Los fabricantes necesitan desarrollar un plan que tenga en cuenta una variedad de factores, incluyendo las piezas que se van a automatizar, la industria, el volumen de piezas previsto y el personal. Si se falla al completar esta evaluación nos encontraremos con soluciones de automatización imperfectas.

Bibliografía:

  • Kevin Summers, Business Development Manager, Robotics/Automation, Miller Electric Mfg. Co., and Rob Ryan, Product Manager, Automation Group and Thomas Jaeger, Engineering Manager, R&D and New Product Development, Tregaskiss Ltd.
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