Preparándose para la llegada de los robots en un taller de acero estructural

En general, los fabricantes de metal batallan para encontrar trabajadores experimentados que trabajen por los salarios y las prestaciones que se ofrecen. Específicamente, los fabricantes de acero estructural podrían batallar aún mucho más, pues la gente joven no está tan familiarizada con este sector de la manufactura.

Enfrentémoslo, si un estudiante es expuesto a soldadura de lápiz o punzonado CNC de agujeros en una clase de taller de preparatoria, ese estudiante probablemente trabajará en una pieza de placa de desecho, no en una viga en I. No se le está poniendo demasiada atención al desarrollo de la siguiente generación de fabricantes y soldadores de acero estructural.

Y no resulta más fácil con la tasa nacional de desempleo de alrededor del 3.7 por ciento. Diferentes regiones también experimentan niveles variables de competencia por el talento, como por ejemplo soldadores de los talleres de fabricación de acero estructural atraídos para trabajar con salarios más altos en la industria del petróleo y del gas. Por el momento, los trabajadores experimentados pueden elegir para quién trabajar.

Eso conduce a una tendencia de la que casi no se oía hasta hace unos cuantos años. Los robots están llegando al taller de acero estructural.

Cuando la mayoría de la gente piensa en robots en el mundo de la manufactura, se los imaginan haciendo tareas repetitivas en las líneas de ensamble automotriz. En la fabricación de metal, la mayoría está fami-liarizada con las celdas de soldadura robótica cuyo costo ha disminuido y que han mejorado en términos de ser amigables con el usuario, llevando incluso a talleres pequeños a adoptar la automatización de la soldadura. Bueno, la automatización ha llegado también a la planta de producción de acero estructural, y los ritmos de adopción parece que aumentarán en los próximos años.

Con eso en mente, los fabricantes de acero estructural necesitan estar al tanto de que poner robots en un equipamiento de manufactura no es como poner un nuevo microondas en el salón de descanso. Se requiere la preparación correcta para asegurar la transición exitosa a una operación de manufactura más automatizada.

¿Está trabajando en un mundo en 3D?

Si un fabricante de acero estructural no ha cambiado al mundo en 3D, hablar sobre agregar robots a la mezcla no tiene mucho sentido. Estos archivos, si se crean adecuadamente, contienen la guía de manufactura para lo que necesitan hacer los robots—un rebaje aquí, una soldadura allá.

“La información en el archivo 3D tiene que ser exacta”, dijo Adrian Morrall, presidente de Voortman USA, un proveedor de equipo de fabricación y sistemas automatizados de fabricación con sede en Monee, Illinois. “De esa manera, toda la información recomendada, como por ejemplo la información de soldadura, está lista y disponible para el ingeniero de registro”.

Desafortunadamente, la información de soldadura no siempre está incluida en los dibujos 3D, debido a que incluir esos de-talles requiere tiempo extra. El experto en CAD que excluye esos detalles simplemente va delegando esa responsabilidad al siguiente en la cadena de suministro, lo cual crea ineficiencias para los que fabrican las partes estructurales.

El software puede amainar el problema de que se omita información, como por ejemplo los tipos de soldadura. Con una base de datos de soldaduras, la persona que está incorporando la información de manufactura faltante puede hacerlo más rápido, pero ésa en realidad no es la situación ideal. Recuerde, la automatización debe crear eficiencias, no crear trabajo rutinario.

“El objetivo es automatizar la información del modelo al sistema”, dijo Morrall, “por lo que no necesita meterse a progra-mar ni manipular manualmente el archivo original”.

¿Cuenta con el espacio?

Todd Cordes, gerente de ventas internacionales de Peddinghaus Corp., Bradley, Illinois, dijo que ese interés en sistemas de ensamble automatizados está muy difundido en Norteamérica. Hasta un taller que embarca menos de 8,000 toneladas al año ha tomado la iniciativa en los años recientes de invertir en un sistema de soldadura y equipamiento automatizado.

Aun cuando el tamaño del taller no importa, el espacio abierto de planta sí. Estos sistemas requieren mucho espacio para operar.

“Muchos de estos fabricantes han hecho anexos o han reubicado equipo para hacer espacio”, dijo Cordes.

Los Efectores Finales Robóticos y los Robots de Automatización de Herramental de ATI Industrial Automation requieren espacio para que quepan sus seis ejes de movi-miento. Además necesitan ser resguardados con guardas o cortinas de luz para evitar que los empleados entren a estas áreas cuando los robots están en movimiento.

Si estos sistemas tienen manejo automatizado de material, necesita considerarse el espacio para el acomodo, carga, descarga y alimentación a los procesos corriente abajo. Líneas múltiples obviamente requieren todo ese espacio.

Adam Moore, gerente de ventas de área de Kranendonk USA, un proveedor de sistemas robóticos para las industrias de construcción de barcos y de fabricación de acero estructural, dijo que sacar el manejo manual del panorama de la producción es algo que los fabricantes subvaloran.

“Entre más puedan reducir el manejo de partes, mayor será la eficiencia que obtendrán”, dijo Moore. “Estas partes pueden ser realmente grandes, por lo que se requiere mucho para manejarlas”.

El proceso es bastante obvio para los técnicos de línea responsables de manejar vigas con grúas y cadenas. Es una operación lenta y estable para garantizar la seguridad. Las partes movidas con bandas transportadoras y bandas cruzadas no requieren intervención humana y, como resultado, tienden a moverse mucho más rápido en comparación con el movimiento manual de partes.

¿Tiene usted el trabajo correcto?

La mayoría de estos sistemas robóticos que los fabricantes de equipo están listos para ofrecer a los fabricantes de acero estructural, están diseñados para asir objetos sencillos, como por ejemplo vigas sencillas. Las fabricaciones realmente pesadas, como por ejemplo una columna de 700 libras por pie (1043 kilogramos por metro), requerirían sistemas robóticos especializados que muchos talleres francamente es poco probable que automaticen en este momento. Piezas estructurales más ligeras son el tamaño correcto para estos robots.

Cordes dijo que tienen particular re-levancia cuando piezas múltiples tienen que sujetarse a una viga. Los robots de soldadura pueden manejar el posicionamiento de las piezas, la soldadura preliminar por puntos y la soldadura final.

Un trabajo que se está haciendo en unas cuantas horas con automatización en lugar del triple del tiempo es “significativo”, dijo Cordes. Aunado al hecho de que de una a tres personas pueden operar estos sistemas grandes, el retorno de la inversión es mucho más rápido.

¿Puede usted producir partes dentro de las tolerancias correctas para ensamble robótico?

En el mundo actual de la fabricación del acero estructural, si un soldador tiene una viga que necesita caber dentro de una viga, puede hacer un rectificado rápido para hacerla caber. El soldador aplica luego soldadura preliminar por puntos para mantenerla en su sitio y completa la soldadura.

Con un proceso de fabricación automatizado, si esa parte no encaja correctamente, el robot en realidad no puede hacer su trabajo. El robot no está configurado para rectificar.

Aun cuando se esté usando tecnología avanzada de sensor y el robot pueda detectar espacios entre las partes que se van a ensamblar a las vigas, se insta a tener precaución. Pasadas múltiples con la pistola robótica para llenar los espacios podría implicar el riesgo de endurecer el metal y alterar las características de la unión, algo que nadie desea ver en una fabricación estructural.

Moore dijo que los fabricantes no deben ver la automatización como una proposición de todo o nada. Pueden afrontarla con un enfoque modular.

“Podemos trabajarla en etapas y hacer adiciones en tiempos futuros”, dijo.

Si un fabricante está interesado en la soldadura automatizada, pero está batallando con partes fuera de tolerancia, puede hacer que los soldadores apliquen soldadura preliminar por puntos en el equipamiento, rectifiquen y rellenen huecos donde se necesite, y luego hagan que los robots asuman las tareas de soldadura final. Cuando la tecnología de fabricación está dirigida a producir más partes dentro de la tolerancia, el taller puede expandir el uso de la robótica.

¿Quién presentará la visión?

Un fabricante simplemente no va a introducir un equipo en la planta de producción y decirles a todos que pongan manos a la obra. Ésa es una receta para el desastre, especialmente considerando lo que los talleres podrían gastar en nueva automatización.

Es por eso que un taller necesita incluir a la gente en la decisión de automatización. Ellos conocen bien el proceso, por lo que pueden ofrecer una perspectiva que simplemente no está disponible en la oficina principal.

Eso crea buena disposición por parte de los empleados que estarán trabajando con el nuevo sistema robótico. Entonces es momento de difundir las noticias al resto de la planta de producción. Si la gerencia informa a todo el equipo de producción sobre las metas para la nueva instalación, todo mundo entiende por qué se está haciendo la inversión y cómo se definirá el éxito.

“En las instalaciones que hemos hecho, los trabajadores vieron cuáles eran las capacidades del equipo, y si lo cuestionaban al principio o no, en última instancia tenían que tener respeto por la automatización debido a que podía hacer la tarea para la que fue vendida”, dijo Cordes.

¿Quién será el operador del sistema?

Esta pregunta se aplica especialmente a los sistemas automatizados de soldadura. ¿Se necesitan soldadores para operar estas líneas?

“Al final del día, alguien que entiende las soldaduras va a ser una adición positiva”, dijo Morrall. “Pueden ver y escuchar si la soldadura se está aplicando bien”.

Eso no impide tener a alguien con ninguna o poca experiencia en soldadura que sea capaz de operar una línea automatizada. Sin embargo, ese operador no es tan valioso como un soldador que sabe cuándo algo no anda bien con una soldadura. Esto es un seguro extra contra el retrabajo corriente abajo.

Si hay algo evidente en cuanto a operar estos sistemas automatizados, es que los operadores tienden a estar cómodos con tecnología. Están acostumbrados a trabajar en ambientes de cómputo tipo Windows y muestran capacidad para navegar a través de interfaces de software organizadas lógicamente.

¿Qué depara el futuro?

Para un taller de fabricación de acero estructural, los robots significan más tiempo productivo y repetibilidad. Los trabajadores están más seguros porque, en muchos casos, al robot se le está pidiendo que maneje las tareas pesadas, como por ejemplo soldaduras fuera de posición y levantamiento de placa pesada a su posición para su adaptación. Hay muchas cosas atractivas sobre el avance de la automatización en este sector de la manufactura.

Sin embargo, quizás uno de los bene-ficios menos discutidos de tener robots en la planta de producción es lo que hace por toda la operación de manufactura. Los empleados lo ven como una gran inversión en hacer a la compañía más competitiva; los clientes lo ven como evidencia de cómo debe verse una operación de manufactura moderna; y ambas cosas contribuyen a un futuro más brillante para el fabricante de acero estructural que desea dar el salto hacia la automatización.