Lo último en el manejo moderno de material en partes cortadas con láser

Los sistemas automatizados de clasificación de partes han avanzado hasta el punto donde pueden seguirle el ritmo a los sistemas de corte con láser de fibra de alta potencia de la actualidad. Por ejemplo, si un fabricante tiene 500 partes en una chapa que necesitan cortarse con láser, el clasificador automatizado de partes requerirá menos tiempo para hacer su trabajo que el tiempo que necesita la máquina de corte con láser de fibra para cortar esas partes.

Si usted hubiera entrado a un taller de fabricación de metal con una máquina de corte con láser de fibra de 6 kW hace apenas unos años, podría haber visto a un operador de máquina cargando la chapa metálica en una cama de corte con una grúa, y a alguien más quitando manualmente las partes del esqueleto que acababa de salir de la cámara de corte. Por supuesto, el proceso manual requería algo de tiempo, pero el tiempo productivo del corte láser seguía siendo aceptable. ¿Por qué cambiar algo que funciona?

Actualmente la fabricación de metal no es tan sencilla. Máquinas de corte con láser de fibra de alta potencia, de 10 kW y más, cortan chapa metálica de calibre delgado y ha resultado ser una herramienta eficiente para procesar placa. Las partes salen rápidamente de la máquina y aquellos fabricantes de metal que piensan que pueden seguir sobreviviendo sin algún tipo de ayuda de manejo moderno de material, ahora están en problemas. En esencia, sin suficiente apoyo para manejo de material y clasificación de partes, el láser se convierte en su propio cuello de botella.

En ese escenario, el fabricante de metal habría estado mejor comprando un láser menos potente y menos caro que estuviera más a tono con las actividades manuales de apoyo al proceso de corte. Al final de cuentas, no se necesita una manguera de bombero para llenar una cubeta de agua; funcionará bien una manguera sencilla de jardín.

Sin embargo, la alta potencia aporta una excelente oportunidad. Los fabricantes de metal con máquinas de alta potencia pueden procesar más partes por turno que en el pasado, los clientes tienen sus partes más rápido que cuando los talleres de fabricación usaban tecnología láser tradicional y los talleres de fabricación reciben su pago más rápido. Se trata de un escenario de “ganar ganar” para ambas partes.

No todas las compañías de fabricación de metal poseen una de estas cortadoras láser de alta potencia, pero definitivamente estos negocios se ven presionados para invertir en máquinas de este tipo para mantenerse competitivos. Con eso en mente, estas preguntas y respuestas pueden brindar un panorama más claro de lo que necesitan saber las compañías fabricantes de metal sobre la automatización del manejo de material y de la clasificación de partes, con la cual estos sistemas de corte láser se vuelven máquinas generadoras de dinero para sus dueños.

¿De qué velocidades de corte estamos hablando?

Esto obviamente está sujeto a una infinidad de variables, como tipo de material, espesor de material, gas auxiliar del láser y complejidad del nido, pero si desea usar aluminio calibre 20 por ejemplo, un láser de fibra de 10 kW que usa nitrógeno como el gas auxiliar del láser puede alcanzar una velocidad de corte de 4,000 IPM (101.6 metros por minuto). Hace apenas unos ocho años, un láser de fibra de 4 kW podía alcanzar una velocidad de corte de 1,000 IPM (25.4 metros por minuto).

De ahí que sea tan importante el buen manejo de estos sistemas, los cuales pueden saturar procesos corriente abajo que no están listos para el número de piezas que salen rápidamente de la máquina.

Con las máquinas de corte láser cada vez más rápidas, no sólo se necesita más rapidez en la carga y descarga de material y en la clasificación de partes, sino también en los procesos corriente abajo. Se trata de un círculo bastante vicioso.

La situación en la que no quiere caer un taller de fabricación es tener una máquina de corte láser de alta potencia produciendo partes que luego se acumulen esperando ser descargadas. En ese caso, el taller va a tener en esa máquina un pésimo tiempo productivo.

¿Qué velocidades de carga y descarga de material se necesitan?

Todo sistema de manejo automatizado de material necesita tener una hoja de recambio lista para cargar y remover las partes cortadas con láser y el esqueleto en un tiempo de ciclo más rápido del que tarda la máquina en cortar una hoja de partes. Repito, a menos que el láser esté cortando un panel completo que requiera algunos agujeros perforados, un trabajo típico en una hoja completa de acero suave calibre 20 podría tardar menos de dos minutos. Ésa es una ventana cómoda para la mayoría de los sistemas de automatización de manejo de material en el mercado de la actualidad.

Los nuevos sistemas de clasificación de partes ahora tienen cabezas rotatorias que contienen diferentes herramientas. Esas cabezas pueden fijarse a cada uno de los brazos de clasificación de partes. El brazo puede estar cambiando el herramental conforme se mueve hacia la siguiente parte que necesita quitarse del nido. Se eliminó el tiempo requerido para que los brazos de clasificación acudan a la estación de herramental para hacer un cambio.

De hecho, los sistemas de lanzadera tardan sólo unos segundos en quitar chapas cortadas con láser y alimentar la nueva chapa en la cámara de corte. Actualmente, con una máquina de corte con láser de fibra de alta potencia sería raro ver un sistema que necesite más de un minuto completo.

Los sistemas de clasificación de partes han aumentado su propia velocidad de operación. Por ejemplo, un sistema de clasificación con cuatro brazos de actuación individual puede hacer trabajo pequeño de una chapa de partes cortadas con láser. Por supuesto, repito, hay muchas variables que pueden influir en la velocidad de remoción real, pero como punto general de comparación, un sistema moderno de clasificación necesita sólo 10 segundos para quitar una parte del nido y ponerla en otro lado.

Veámoslo de otra manera. Si un fabricante tiene 500 partes en una chapa que necesitan cortarse con láser, el clasificador automatizado de partes requerirá menos tiempo para hacer este trabajo que el tiempo que necesita la máquina de corte con láser de fibra para cortar esas partes.

Probablemente el aspecto de estos clasificadores modernos de partes que más se pasa por alto es que a la automatización no le importa si las partes son de chapa calibre 20 o de placa de ¼ de pulgada. El sistema va a operar prácticamente a la misma velocidad.

Los fabricantes de metal deben observar que estos sistemas de clasificación de partes siguen mejorando. Por ejemplo, volviendo al sistema de clasificación de partes de cuatro brazos, éste tiene una mesa de herramientas donde los brazos acuden para cambiar herramental dependiendo del tipo y del tamaño de las partes que se estén quitando. Actualmente estos sistemas se están vendiendo con cabezas rotatorias que contienen diferentes herramientas, y esas cabezas pueden dejarse fijas en cada uno de los brazos clasificadores de partes. El brazo puede estar cambiando el herramental conforme se mueve a la siguiente parte que necesita quitarse del nido. Se ha eliminado el tiempo requerido para que los brazos clasificadores acudan a la estación de herramental para hacer un cambio.

El software de programación sigue mejorando. Actualmente, el sistema de clasificación de cuatro brazos puede tomar simultáneamente cuatro partes y luego apilarlas simultáneamente. Apenas un par de años atrás esa coordinación no era posible.

¿Cómo se las arreglan estos sistemas con partes pequeñas?

Tener una máquina herramienta muy cara incapaz de mantener el estado operacional activo debido a que una parte pequeña se voltea y choca con una cabeza de corte láser es un escenario catastrófico que todo taller de fabricación desea evitar. Sin embargo, el software de anidado ha evolucionado para atender este problema, y además puede ayudar a los sistemas de clasificación de partes.

En un grupo, numerosas partes pequeñas están anidadas y unidas por micro-pestañas como una sola pieza. Eso no solamente elimina la posibilidad de que las partes se volteen, sino que además el clasificador de partes puede quitar todo ese grupo como una sola pieza.

Además, en cuanto a la clasificación de partes, estos sistemas pueden programarse para clasificar sólo las partes que están libres del esqueleto. Cuando esas partes son removidas, el esqueleto se manda a un área de almacén donde alguien puede romper manualmente las partes unidas por micropestañas, lo cual incluye a los grupos de partes.

¿Esto tiene sentido después de haber hecha una inversión tan grande en el sistema automatizado de clasificación de partes? Ciertamente, esto es mejor que correr el riesgo de dañar la máquina de corte láser con una parte volteada. Maximizar el tiempo productivo en una máquina de corte láser de alta potencia en un taller que lo planeó es un movimiento inteligente.

¿Cómo determinar el sistema adecuado de manejo de material?

Elegir el sistema automatizado adecuado de manejo de material y clasificación de partes es una misión complicada. ¿Realmente desea el taller probar y arreglárselas con un sistema de tarima dual, ninguna torre de material y un sistema de clasificación de partes? Si se necesita una torre, ¿una de ocho entrepaños será suficiente? Si se necesita más, ¿el taller quiere cambiar a una torre de 16 o 22 entrepaños? ¿Se requieren varias torres?

Las opciones parecen ilimitadas, y los tamaños pueden volverse bastante grandes. Un fabricante de metal del medio oeste tiene un sistema de almacenamiento y recuperación de material de 1,100 entrepaños, por ejemplo.

La buena noticia para los fabricantes de metal es que estos sistemas pueden expandirse según se requiera. Un futuro que requiere 1,100 entrepaños es bastante emocionante, pero el taller no tiene que adquirirlos desde el principio. Debido a que estos sistemas son modulares, pueden agregarse conforme crece una compañía.

Además, los vendedores de máquinas herramienta pueden ayudar a los talleres a determinar el alcance del sistema automatizado de manejo de material y clasificación de partes que necesitan. El vendedor visitará al fabricante de metal para observar la mezcla de partes y el flujo de proceso y para hablar con los operadores de máquina, ingenieros y gerentes. Ellos además se llevarán archivos de partes de muestra y los programarán para procesarlos en sus propias máquinas de corte láser y sistemas de manejo y clasificación de partes en la sala de exhibiciones para saber qué arreglo tiene más sentido. Con base en estas pruebas, el fabricante de metal puede determinar qué inversión en automatización es mejor para sus operaciones.

¿Qué pasa con el manejo de los esqueletos?

La mayoría de estos sistemas están equipados con horquillas de mordazas o herramental que toma y coloca los esqueletos en una tarima o en un contenedor. No se necesita intervención manual.

¿Qué más debe considerarse?

Además de mantener el ritmo de las partes cortadas con láser y eliminar la mano de obra asociada con el manejo de material y sacudida de partes sueltas de los nidos, los talleres de fabricación pueden evitar reclamos potenciales de compensación por parte de los trabajadores, asociados con lesiones sufridas al mover partes pesadas o incómodas. El dueño de un taller de fabricación dijo que dichos reclamos habían llegado a 300,000 dólares en un año.

Los láseres de alta potencia abrieron la puerta para que más fabricantes de metal asumieran trabajo más pesado. Trabajos que solían estar en el dominio de talleres con mesas de corte con plasma ahora pueden encontrarse en lo que alguna vez se consideraron talleres de chapa metálica. Estas máquinas de corte láser han ayudado a los talleres a diversificar su negocio.

Sin embargo, la capacidad de cortar partes más gruesas significa que quien quite partes manualmente de un esqueleto se pone en riesgo de sufrir lesiones. Las partes son pesadas, y podrían distender una espalda o romper un hueso si cayeran sobre una parte del cuerpo.

Los sistemas automatizados de manejo de material son de diseño robusto y pueden manejar estas partes más gruesas y más pesadas. Por ejemplo, un sistema moderno de clasificación de partes puede manejar una parte de casi 900 libras (más de 400 kilos), y los carros de descarga, en los cuales se ponen las partes clasificadas, están diseñados para cargar hasta 6,600 libras (casi 3,000 kilos). Las partes de este tamaño realmente deben manejarse con maquinaria diseñada para hacer el trabajo, no por humanos.