Los avances en automatizacíon amplían las capacidades del punzonado

Cómo automatizar su operación de punzonado

November 6, 2007

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Cada vez más, los fabricantes de metal están cambiando hacia el equipo automatizado para reducir el tiempo y los costos de producción, hacer más eficiente la manufactura, minimizar el manejo de material, y atender la escasez de mano de obra calificada. La aplicación dicta qu tipo de automatización se requiere para el trabajo.

Cada vez más los fabricantes en metal están cambiando a equipo automático para reducir tiempo improductivo y costos en la producción con punzonado, hacer más eficiente la manufactura, minimizar el manejo de material y atender una escasez de mano de obra calificada.

La automatización puede ayudar a subcontratistas pequeños a competir con operaciones de manufactura más grandes. El equipo automatizado ayuda a brindar entregas rápidas y precios competitivos, y a agregar un turno de producción sin invertir en más mano de obra.

Las operaciones automatizadas de prensas punzonadoras pueden ir desde dispositivos simples de carga/descarga hasta sistemas robóticos para celdas de producción con luces apagadas (lights-out), con sistemas completos de almacenamiento de material y torres.

¿Qué hay de nuevo en Automatización de Prensas Punzonadoras?

Más Flexibilidad. Los sistemas de automatización tienen ahora la versatilidad para cambiar automáticamente programas de partes, dándole al usuario la flexibilidad para programar trabajos que usan tamaños, espesores y tipos diferentes de material. Esto permite al fabricante punzonar eficientemente lotes de tamaño pequeño a medio.

Los sistemas de alimentación brindan almacenamiento de material y se usan para entregar material a la estación de carga de forma que pueda ser manejado por un cargador o robot. El sistema de alimentación puede entregar tarimas múltiples a un sistema de carga, teniendo cada tarima un tipo, tamaño y espesor de material diferente, brindando así flexibilidad para un cambio fácil de trabajo. La capacidad para cambiar trabajos hace a estos sistemas adecuados para ciclos de producción pequeños y medios, y ciclos de producción de alto volumen.

Más Pequeños. Los sistemas previos de manejo de material, para carga/descarga, eran sistemas de flujo continuo (flow-through) con un cargador en un lado de la máquina y un descargador en el lado opuesto.

Los sistemas más recientes de manejo de material tienen capacidad de carga y descarga por un solo lado, que requiere aproximadamente 25 por ciento menos espacio en el suelo que los sistemas de flujo continuo, y sin aumentar los tiempos de ciclo (vea la Figura 1).

Una prensa punzonadora con sistema de carga/descarga por un solo lado puede combinarse con una unidad de almacenamiento de material en el mismo espacio requerido para la prensa punzonadora y un sistema de carga/descarga por un solo lado (aproximadamente 30 pies por 20 pies, 9m x 6m)

Un Rol más Grande para la Robótica. La robótica está jugando un rol más grande en la automatización de las prensas punzonadoras. Un sistema robótico de manejo de material convierte la prensa punzonadora en una celda independiente de producción con luces apagadas. Máquina y robot se integran para maximizar la productividad de la prensa punzonadora (vea la Figura 2). El sistema robótico carga chapas completas y automáticamente recupera y apila partes individuales punzonadas con dimensiones hasta de 60 pulgadas por 120 pulgadas (1,500 mm por 3,000 mm).

Los fabricantes pueden usar tecnología robótica de manejo de material para alimentar una operación secundaria, como formado o corte por láser, para completar o casi completar procesos de manufactura.

Menor Costo. Los fabricantes de equipo de punzonado han trabajado para reducir el costo de la tecnología de automatización, de forma que los sistemas sean de aplicación y precios apropiados para talleres pequeños así como para fabricantes con contratos de volúmenes grandes.

Los avances más recientes en la tecnología electrónica y de control de movimiento—cojinetes de guía lineal y accionamientos de frecuencia variable, por ejemplo—se han aplicado a la automatización para reducir costos.

Fiabilidad Mejorada. Desde la introducción del primer cargador/descargador a mediados de los años setentas, nuevos dispositivos han mejorado significativamente la fiabilidad de los sistemas automatizados de prensa punzonadora.

Por ejemplo, se desarrolló un dispositivo de detección de chapa doble para detectar cuándo el dispositivo de carga levantaba más de una pieza de trabajo, y parar el ciclo antes de que se dañara el equipo o la pieza de trabajo.

Además, se desarrolló la tecnología de separación de chapas para separar chapas de manera efectiva para carga automática.

Ambos dispositivos están diseñados para mejorar la fiabilidad de calibrar piezas de material en la máquina de punzonado. Los avances técnicos en la tecnología de sensores y en el control electrónico también han mejorado la fiabilidad de los sistemas.

La fiabilidad mejorada de los sistemas automáticos de punzonado ha facilitado la operación con luces apagadas.

¿Cuándo Debo Considerar la Automatización?

Decidir incorporar automatización depende en gran medida de la aplicación. En el pasado, la automatización estaba relegada a producción en altos volúmenes de partes parecidas o similares, usando un tipo, espesor y tamaño común de material. Aun cuando ésta sigue siendo la aplicación más obvia, los avances en automatización mencionados previamente hacen que la tecnología sea factible y efectiva para cantidades de lotes de tamaño pequeño a mediano y tipos variados de materiales, espesores y tamaños.

Aunque no hay una fórmula estándar para justificar el costo de la automatización debido a que los requerimientos varían dependiendo de la aplicación individual, pueden seguirse algunas reglas generales.

¿Cuándo es Conveniente la Automatización?

Producto Estándar. Un producto estándar en grandes volúmenes con un tipo, espesor y tamaño común de material sigue siendo la aplicación más obvia. Una gama consistente de tipos, tamaños y espesores de material significa que el cambio de partes es mínimo, lo que implica sólo un cambio en el programa de partes y cambios ligeros en el herramental de la prensa de punzonado.

Piezas de Trabajo Grandes y Pesadas. Los dispositivos automáticos de carga/descarga pueden manejar piezas de trabajo grandes o pesadas que no pueden manejarse fácilmente en una operación manual o cuando se requiere una configuración de dos operadores. Las prensas punzonadoras de la actualidad tienen mesas más grandes que las de antes, y tienen capacidad para tamaños nominales de piezas trabajo hasta de 60 pulgadas por 120 pulgadas (1,500 mm por 3,000 mm).

Maximización de la Utilización de Material. Debido a que los sistemas automatizados aceptan tamaños grandes de piezas de material, el material puede ser mejor utilizado para punzonar piezas de trabajo más grandes. Por ejemplo, un fabricante al punzonar una pieza de material de 4 pies cuadrados (3716.12 cm2) podría usar un sistema automatizado de carga/ descarga para aumentar el tamaño de la pieza de material a 48 pulgadas por 96 pulgadas (121.92cm x 243.84cm) ó 60 pulgadas por 120 pulgadas (152.4cm x 304.8cm) para anidar más partes por pieza de material. Es probable que esto aumente la productividad, pues pueden producirse más partes por pieza de material, y puede reducirse el manejo de material.

Escasez de Mano de Obra. Liberar a los operadores de máquina de una supervisión rigurosa del equipo ayuda a atender una carencia de mano de obra calificada o cuando la mano de obra escasea. Automatizar el proceso de manejo de material brinda una oportunidad para que los operadores agreguen valor a otras operaciones o amplíen sus aptitudes.

Producción Continua, Ininterrumpida. Un sistema de manejo de material combinado con una máquina de punzonado de alta velocidad permite un flujo de trabajo continuo y uniforme, y un nivel consistente de productividad. Generalmente, los sistemas de carga/descarga completan un ciclo de carga en menos de 25 segundos. Mientras la prensa punzonadora está punzonando, puede reponerse material automáticamente para el siguiente ciclo de producción. El tiempo de manejo de chapas puede reducirse hasta en un 80 por ciento.

Manufactura con Luces Apagadas. Automatizar las operaciones de prensa punzonadora hace factible la producción con luces apagadas. Los dispositivos de carga generalmente tienen capacidad de apilamiento de material hasta de 10 pulgadas (254mm) y 10,000 libras (4,545 kg), mejorando la eficiencia global de la máquina al proveer un alto volumen de producción sin intervención del operador. Combinar una torre automática de almacén o múltiples torres con una prensa punzonadora con una gran capacidad de herramientas y torreta (por ejemplo, hasta con 48 estaciones), aumenta más la autonomía de un sistema (vea la Figura 3). Además, los sistemas automatizados de la actualidad pueden equiparse con un sistema de aviso para alertar al personal cuando la máquina falle o se pare. La tecnología webcam permite a los talleres monitorear por Internet las operaciones con luces apagadas.

Mejoras en la Seguridad. Automatizar el punzonado también mejora la seguridad de los trabajadores.

¿Cuándo No es Conveniente la Automatización?

Alta Frecuencia de Cambios. Cambios regulares de tipo, tamaño y espesor de material sin un sistema totalmente automático con torre y almacenamiento de material es probable que requieran demasiado tiempo de configuración.

Mejora de la Calidad de las Partes. Aunque la automatización sí permite una calibración más consistente de la prensa punzonadora, y por consiguiente reduce la ocasión de error del operador, ésta no mejora significativamente la calidad de la parte.

¿Qué Necesito Saber para Implementar la Automatización?

La automatización generalmente requiere una vasta capacitación. Los operadores nuevos en automatización con frecuencia subestiman la capacitación que se requiere. Esté preparado para reservar el tiempo para conocer el sistema. Con frecuencia, la implementación es un proceso de prueba y error, porque varía con la aplicación y porque variables como la mecánica del material (tamaño de la pieza de trabajo, tipo de material) influyen en la configuración del equipo de manejo de material.

Por ejemplo, los operadores necesitan aprender dónde deben posicionarse las pinzas de trabajo de la máquina para una calibración consistente del material; cómo deben colocarse las ventosas del cargador para cargar material con precisión, y cómo ajustar la ubicación de la pinza de descarga para descargar piezas de manera efectiva, ya sea piezas separadas por vibración (shake-a-parts) o piezas completas de material.

Establezca expectativas razonables. Mientras más alto sea el nivel de automatización, más espera el usuario del sistema. Sin embargo, los sistemas de automatización no ofrecen una flexibilidad ilimitada. Por ejemplo, un sistema robótico de manejo de material está limitado en la cantidad de peso que el robot puede levantar y en la distancia que puede alcanzar para recoger piezas de material o apilar partes.

Permita un tiempo adecuado para la implementación. Prevea un periodo de implementación hasta de seis meses para discusiones iniciales de ventas, configuración de sistemas, instalación, capacitación y soporte para un sistema totalmente automatizado (dispositivo de carga/descarga con sistema de alimentación o almacén, sistema robótico de manejo de material y célula de producción). Automatizar con un dispositivo simple de carga/descarga es un proceso que requiere menos tiempo y tarda de uno a dos meses.

Por último, mantenga el nivel de automatización en proporción con el valor (y capacidades) de la prensa punzonadora.



Anthony Marzullo


Strippit/LVD
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