¿Por qué automatizan los fabricantes de metal?

Un cobot completa una junta de soldadura en una parte que no requiere reposicionamiento. Las partes que requieren un posicionador de soldadura podrían ser más adecuadas para robótica convencional. Imágenes: Acieta Inc. LLC

Nota del editor: este artículo se basa en “Robots prepare manufacturers for an unpredictable future” (los robots preparan a los fabricantes para un futuro impredecible), presentado en la FABTECH de este año por Tyler Pulliam, gerente de automatización de soldadura, Acieta LLC.

La percepción de la industria sobre la automatización ha evolucionado enormemente en los últimos diez años. Si les preguntara a los gerentes de talleres de fabricación pequeños sobre robótica en aquel entonces, probablemente le dirían que simplemente no tenían el volumen para automatizar; algunos podrían haber tenido malas experiencias en el pasado, y tal vez señalarían a un robot sin operar en alguna esquina. Quizás una vez hayan tenido un trabajo voluminoso de soldadura que iba perfectamente con el robot, y de ahí en adelante no hubo nada parecido.

Actualmente, los fabricantes están invirtiendo en automatización para prepararse para un futuro impredecible. Sí, para ese gerente de taller de hace diez años, que tenía un robot en una esquina, eso podría sonar contraintuitivo. Los pedidos vienen y van; si invierto en automatización ahora para un trabajo grande, ¿qué pasa cuando el trabajo concluye? Actualmente están diciendo, literalmente no puedo encontrar suficientes soldadores. Si no automatizo, no podré crecer.

¿Cómo se puede hacer más predictivo ese crecimiento, junto con el ambiente de producción general? Primero, enfóquese en su personal – incluyendo su conocimiento sobre automatización, el tipo de jornada laboral que tienen, y qué desean de sus carreras.

Todo eso lleva al siguiente paso: un cambio de mentalidad. Si usted trabaja con un fabricante de metal a la medida o por contrato, es probable que no esté buscando recortar segundos de un tiempo de ciclo. Usted trabaja en una operación de alta mezcla de productos, por lo que un robot de soldadura que termina un trabajo unos cuantos segundos antes usualmente no tiene un impacto significativo (aunque por supuesto, puede que sí lo tenga en algunas situaciones). Las celdas automatizadas bien diseñadas funcionan de manera consistente y predecible. Esas características cambiarán la manera en que su compañía crece y prospera.

Enfóquese en las personas

Los fabricantes que dan el salto hacia la automatización usualmente aducen la escasez de trabajadores. Si más gente aprendiera los oficios calificados, dicen, entonces quizás ellos no tendrían que recurrir a la automatización. Saltan a la automatización para poder seguir creciendo, aun cuando no tengan más opción que contratar mano de obra menos calificada.

Una transición hacia la automatización en el mundo real tiene sus matices. Sí, un robot de soldadura permite que alguien menos calificado en soldadura manual produzca partes buenas, pero la frase clave es “destrezas de soldadura manual”. En realidad, la automatización requiere diferentes destrezas. Necesitan conocer algo sobre el proceso manual, pero también necesitan aprender cómo dar mantenimiento, programar y operar el equipo automatizado. Piensan en la manera en que la automatización encaja en toda la operación, incluyendo qué partes son adecuadas en una celda automatizada y qué partes no, y trabajan con sus socios (incluyendo clientes e integradores) para planear lo que debe automatizarse y por qué.

Aquí hablo por experiencia. Comencé mi carrera como soldador de producción pero luego gradualmente me abrí camino hacia la automatización de soldadura. Disfrutaba el trabajo práctico, pero también disfrutaba la electrónica y otra tecnología, por lo que tenía sentido cambiarme a la robótica.

Sin embargo, la robótica no es para todos. Solía pensar que la edad era un factor. Por supuesto, la gente cercana a retirarse, quienes hicieron una carrera exitosa soldando manualmente, no se interesarían en aprender programación por mando manual de enseñanza. De manera similar, la gente que creció con el iPhone siempre aceptaría la robótica – ¿Cierto?

Ése no siempre es el caso. Mucha gente joven que se gradúa de la escuela de soldadura encuentra que la soldadura manual realmente es lo que les gusta. Por supuesto, no desean pasarse sus jornadas laborales aburridos, soldando un trabajo fácil tras otro, día tras día, año tras año. Les gusta la variedad, y continuamente trabajan en su destreza para hacer ese cordón de soldadura perfecto, incluso en las posiciones de soldadura más difíciles.

Tyler Pulliam inició su carrera como soldador de producción antes de cambiar su atención hacia la automatización de la soldadura.

Aunque no todos los soldadores son así, incluyéndome a mí. Yo aprendí los fundamentos de la soldadura, luego vi lo que estaba ocurriendo con la robótica. La soldadura manual nunca desaparecería, pensé, pero la robótica encontraría un lugar permanente en la mayoría de los talleres de fabricación. Se convertiría en la nueva manera en que los fabricantes crecen.

En algunos casos, los fabricantes no pueden encontrar un ejército de soldadores de producción o de operadores de máquina aun si lo quisieran. Sin embargo, aun si pudieran, con frecuencia descubrirían que logran una mejor consistencia con robótica – es decir, si promueven las rutas de carrera para que las personas den soporte, mantenimiento y hagan el mejor uso de la automatización. La gente comprometida desea aprender más sobre robótica, y para que la automatización florezca, ese tipo de conocimiento necesita estar en la planta de producción. Dicho de otra manera, la automatización crea un ambiente donde la gente desea trabajar.

Sin ese soporte y participación, las inversiones en automatización se vuelven simplemente transaccionales. Cuando un trabajo de producción específico concluye, el robot se mueve a una esquina y empieza a empolvarse.

Logre una nueva mentalidad

Parte de esa participación del personal viene de ver la automatización con una mente abierta. Primero, aprenda sobre todas las nuevas tecnologías, pero nunca vea una de manera aislada, pensando que este nuevo desarrollo será, por fin, la solución a todos sus problemas. Piense en los avances tecnológicos como herramientas adicionales en el cinturón de herramientas de la automatización. El simple hecho de que tenga una nueva herramienta no significa que usted deba tirar o ignorar las demás.

Considere la programación fuera de línea. En muchos escenarios, esa tecnología puede hacer un mundo de diferencia. Los operadores ya no están empuñando un mando manual de enseñanza ni agregando tiempo de configuración improductivo en la planta de producción – ¿Cierto? La realidad, de nuevo, tiene sus matices. Esto realmente depende del trabajo en cuestión, especialmente de los que involucran partes con geometrías de soldadura complicadas cuya programación con un mando manual de enseñanza llevaría mucho tiempo.

Sin embargo, ¿qué pasa con los trabajos de soldadura más sencillos? Digamos que alguien simula un programa de robot fuera de línea para una pieza de trabajo sencilla o fácil, luego manda ese programa a la planta de producción, donde un operador necesita usar un mando manual de enseñanza para retoques. Aunque la programación fuera de línea ya no ocupa un recurso de la planta de producción, sigue requiriendo que alguien invierta tiempo programando, y el programa todavía necesita retoques en la planta de producción. En este caso, podría ser más fácil para ese operador de celda de soldadura – repito, alguien que ha sido capacitado en robótica y sabe usar un mando manual de enseñanza –hacer la programación desde el principio.

Un razonamiento similar se aplica a los robots colaborativos. Hace algunos años, eran vistos como el próximo gran éxito, listos para cambiar el mundo de la manufactura para siempre. Bueno, no han cambiado el mundo por completo, pero lo han mejorado. Si un taller tiene, por decir, una pieza de trabajo que no requiere reposicionamiento durante la soldadura, ésta puede ser una candidata perfecta para un cobot. Si una parte necesita un posicionador para un acceso completo a la soldadura, una celda de robot convencional podría funcionar mejor.

Al mismo tiempo, no sobreestime el impacto de la velocidad de un robot de soldadura, especialmente entre soldaduras. La velocidad de soldadura es la velocidad de soldadura. Los cobots y los robots convencionales sueldan a velocidades idénticas o al menos similares. La diferencia real es lo rápido que se mueven los brazos de robot entre soldaduras. Mucho más rápido que un cobot, el robot convencional puede acelerar entre los puntos de inicio y fin de la soldadura. Qué tanto importa esta diferencia de velocidad depende del trabajo y de los volúmenes de partes en cuestión.

La velocidad es sólo un factor, y no puede verse de manera aislada – ni todo lo demás cuando se trata de automatización. Digamos que se enfoca en esa velocidad y le exprime cada gramo de eficiencia posible a la celda de soldadura, ajustada para un producto específico. Luego el cliente se va, o la línea de productos cambia. ¿Y ahora qué? Hasta ahí llegó el intento de hacer predecible la vida en la planta de producción.

Si amplía su enfoque, la historia cambia. Digamos que tiene una línea de productos o una orden repetida. En lugar de tener una mesa designada específicamente para esa orden, intente una mesa abierta más grande, con espacio para varias fijaciones. Si cae la demanda para esa orden repetida, podría producirse otra parte en la misma mesa durante el tiempo improductivo. En resumen, la configuración de mesa de fijaciones abierta considera la variabilidad de la demanda, mientras que el robot aporta escalabilidad – la posibilidad de aumentar la producción rápidamente cuando aumenta la demanda del cliente.

>Un soldador de producción toma una sesión de capacitación en programación de mando manual de enseñanza. Algunos soldadores podrían soldar manualmente durante toda su carrera. Otros podrían tener los ojos puestos en una carrera enfocada en la automatización.

Además, no todos los robots necesitan estar dedicados a un proceso específico. Algunos sistemas modulares pueden configurarse inicialmente para soldadura, luego reconfigurarse varias semanas o meses después para otro proceso, como atención de máquinas o una tarea de recoger y colocar. La robótica modular no está diseñada para moverse por las instalaciones a diario – no va a estar soldando en la mañana y ayudando en el ensamble en la tarde, por ejemplo – pero sí ayuda a adaptarse a mezclas de productos cambiantes y cambios en la demanda del cliente.

Imaginando un futuro predecible

La escasez de trabajadores impacta fuertemente a muchos debido al caos que genera. Los fabricantes de metal de todos lados, especialmente en el mundo de los talleres de fabricación, deben lidiar con la variabilidad de la demanda. Además, con las tendencias actuales de regresar la producción al país de origen, los clientes están buscando fabricantes de metal con capacidad de expansión. Para muchos, “capacidad adicional” significa trabajar tiempo extra, quizá agregando segundos o terceros turnos para los cuales es todavía más difícil contratar personal. Más mano de obra recién contratada conlleva más variación conforme se contrata gente. La capacitación debe ser breve, porque los clientes están a la espera de sus partes. La entrega a tiempo y la calidad se ven afectadas, al igual que la reputación del fabricante.

Compare ese escenario con un fabricante que ha adoptado la automatización. Cuando aumenta la demanda, los robots siguen produciendo partes de calidad. Su tiempo de ciclo es programable y predecible. Un personal bien capacitado y comprometido mantiene la automatización operando y los productos fluyendo. La producción aumenta mientras que la variabilidad del proceso disminuye. Esa consistencia de la fabricación de metal, lograda con el tiempo, genera ese futuro más predecible.

La consistencia también es lo que los clientes desean, motivo por el cual muchos actualmente están demandando que su trabajo pase por cierto nivel de automatización. Esas nuevas oportunidades incentivan el crecimiento y más contrataciones – no el tipo frenético que ocurre cuando el taller está desesperado por ayuda, sino el tipo mesurado que trata de contratar a quienes serán adecuados para las necesidades y para la cultura del taller a largo plazo. Eso podría incluir a alguien como yo hace años – un soldador con fascinación por la robótica y el asistente electromecánico de la manufactura moderna, y entusiasmo por aprender más.

Esta celda hace pasar piezas de trabajo de una familia de partes por el formado y directamente a la soldadura.