Un fabricante utiliza cobots para reforzar las operaciones de soldadura

Processed Metal Innovators LLC (PMI), Bloomer, Wis., es un fabricante de metales que produce cientos de diferentes piezas de metal estampadas y soldadas para equipos pesados, automóviles, electrodomésticos y más. Los tamaños de las piezas van desde unas pocas pulgadas hasta 10' (3,048 m), y desde material de calibre delgado hasta 3/4" (19,05 mm) y más pesado.

PMI comenzó con seis empleados a principios de la década de 1990. Se mudó a su ubicación actual en 1998 y ha crecido hasta emplear a más de 100 empleados. La instalación comenzó con aproximadamente 60 000 ft2 (5574 m2) y desde entonces se ha expandido a más de 130 000 ft2 (12 077 m2).

Con pocos soldadores certificados disponibles y soldadores robóticos tradicionales incapaces de manejar tiradas pequeñas, PMI recurrió al recién lanzado soldador BotX con tecnología cobot de Universal Robots para aumentar la productividad y la rentabilidad.

Erik Larson, vicepresidente de operaciones de PMI, estaba cansado de rechazar negocios debido a la escasez de mano de obra. “Ha habido muchos negocios que han llamado a nuestra puerta”, dijo, “y muchos de ellos en el pasado no hemos tenido que licitar porque requerían soldadura. Solo tenemos unos siete soldadores y para algunos de estos trabajos necesitábamos nueve o diez soldadores. En este momento, tenemos suficientes cotizaciones por ahí que tendríamos que haber contratado a 30 soldadores más”. Con la escasez de mano de obra en Wisconsin antes del nuevo coronavirus (COVID-19) que dificultaba la contratación de soldadores certificados y con los soldadores robóticos tradicionales que no eran factibles para la producción de alto volumen y bajo volumen, Larson necesitaba otra opción.

La empresa ya había recurrido a robots colaborativos de Universal Robots (UR), Odense, Dinamarca y Boston, para atender dos prensas mecánicas en el pasado.

Los cobots recogen piezas de un transportador, las colocan en prensas para estampar y las trasladan a otro transportador. Los robots colaborativos en las prensas se detienen automáticamente cuando alguien ingresa a la celda de trabajo, demostrando ser seguros y rentables y permitiendo a los trabajadores pasar a roles de mayor valor.

Los cobots fueron implementados por Hirebotics, un integrador de sistemas certificado por UR que proporciona robots conectados a la nube que se facturan por hora por el tiempo que trabajan, lo que elimina los desembolsos de capital y simplifica las aplicaciones. Ese éxito llevó a PMI a encontrar aplicaciones para automatizar con el fin de seguir creciendo. Cuando PMI se enteró del nuevo soldador BotX de Hirebotics, las piezas encajaron en su lugar.

“Seleccionamos los robots BotX debido al hecho de que son robots colaborativos y no necesitas un gran sistema de protección a su alrededor. Son muy pequeños, fáciles de usar y muy fáciles de programar. Es un paquete en el que todos ganan:es el futuro para hacer soldaduras pequeñas”, dijo Larson.

El soldador BotX está diseñado para una fácil implementación y programación, y combina una amplia experiencia en soldadura y dos años de colaboración en desarrollo con Red-D-Arc, Airgas y Air Liquide. Rob Goldiez, cofundador y director ejecutivo de Hirebotics, dijo:“Universal Robots es una excelente opción para construir esta plataforma por varias razones:una es que es una plataforma extremadamente abierta. Nos permite controlar cómo funciona ese robot desde la nube, y la nueva serie e tiene capacidades únicas en su sensor de par de fuerza incorporado, que aprovechamos para brindar una mejor experiencia de usuario para el cliente final”.

Los clientes pueden enseñarle a BotX las soldaduras requeridas a través de la aplicación Hirebotics en un teléfono inteligente o tableta utilizando bibliotecas de soldadura desarrolladas para BotX.

“Llegó el equipo de Hirebotics, descargaron el BotX de su camión de alquiler y en dos horas lo tenían instalado. En media hora, estaba ejecutándolo, programándolo y haciéndolo todo yo solo”, dijo Shaun Bruce, líder del área de robótica y automatización de PMI, enfatizando la aplicación Hirebotics. “No soy un soldador certificado, pero puedo cargar fácilmente un programa, y ​​tengo mis tablas mapeadas en imágenes, así que sé dónde colocar mis herramientas y mi sistema de plantilla, y estoy capaz de cambiar entre partes en cuestión de 15 minutos”, dijo.

Un concepto clave del sistema de robot HireBotics BotX es que no hay inversión de capital por adelantado. Hirebotics entrega e instala el sistema y todo lo que el cliente tiene que suministrar es gas y energía estándar. Después de una evaluación de riesgos, no se requiere protección especial y la empresa paga una tarifa por hora solo por el tiempo que el robot está realmente soldando. “En comparación con lo que un empleado recibiría por su salario por hora, más todos sus costos generales, probablemente esté ahorrando la mitad de lo que le pagaría a un soldador normal”, dijo Larson.

El nuevo sistema de robot de soldadura ya ha tenido un impacto en la capacidad de la empresa para asumir nuevos trabajos, a pesar de la grave escasez de soldadores, explicó Larson. “Con el nuevo sistema BotX, podemos salir y cotizar trabajos que no hemos podido cotizar antes, porque sabemos que para cuando aceptemos la orden de compra, podemos traer un robot aquí y estar listo para soldar las piezas. incluso antes de que recibamos el primer pedido en la puerta”.

Otro beneficio importante es la capacidad de PMI para obtener la certificación de soldaduras BotX para los clientes que lo requieran. “Esto ahora significa que no necesitamos usar soldadores certificados para supervisar la operación. Siempre que el programa del soldador cobot esté certificado, cualquier operador puede atender al soldador cobot. Esto realmente desbloquea muchos recursos nuevos para nosotros”, dijo Larson.

Eso es posible porque el robot y el programador están certificados por inspectores de soldadura, aplicando las mismas pruebas por las que pasa un soldador humano para la certificación, usando muestras de soldadura y pruebas destructivas para certificar la soldadura.

Dijo Larson:“Con el nuevo sistema BotX, podemos traer un robot y hacerlo funcionar durante tres turnos y no tener que contratar a tres soldadores, por lo que si necesitáramos 30 soldadores, podríamos tener 10 robots en funcionamiento. Tenemos que contratar empleados para operar los robots, pero ahora no tienen que ser soldadores expertos. Realmente nos libera muchos recursos”.

PMI también tiene robots de soldadura tradicionales en casa, pero requieren accesorios de herramientas que pueden tardar hasta 16 semanas en construirse. Especialmente para las piezas de tirada pequeña, PMI descubrió que los accesorios no eran rentables. Larson de PMI explicó la diferencia con el sistema colaborativo BotX.

“Las mesas con las que viene el robot BotX incluyen sistemas de sujeción y todo lo que necesita para poder simplemente sujetar su parte en la mesa y tomar algunas fotografías de ella. Tienes un pequeño diagrama y cada vez que vuelves a poner ese programa, puedes configurar tu parte de la misma manera que lo hiciste antes, por lo que no se necesita un accesorio grande o un accesorio costoso para hacerlo. No hay inversión de capital en él, y es simplemente plug-and-play”.

Además, el tiempo de inactividad de los robots tradicionales puede demorar hasta dos semanas para que un técnico de servicio aborde el problema. En comparación, el sistema HireBotics BotX incluye una opción de servicio de 24 horas que responde con solo tocar un botón en la aplicación Hirebotics. Larson dijo:“Vas a tu teléfono, haces clic en la aplicación y te responderán”. Su colega, Shaun Bruce, agregó:“Si tengo algún tipo de problema, puedo enviar un mensaje a Hirebotics en esta aplicación y obtener una respuesta al instante. No son horas de espera, días de espera; a veces son segundos y para solucionar problemas en tiempo real, el problema se resuelve en minutos”.

Como en cualquier taller de soldadura, el margen de beneficio en las soldaduras más grandes es significativamente mayor que en las soldaduras pequeñas. “Ahora podemos reasignar nuestras soldadoras manuales existentes para manejar las piezas más grandes, mientras todavía podemos hacer las piezas pequeñas”, dijo Larson. “Así que no estamos reemplazando a nadie en nuestra empresa con robots; simplemente estamos trasladando a las personas a donde agregan más valor”.

Larson también descubrió que los robots atraen a los trabajadores más jóvenes, que a menudo son difíciles de contratar y retener en los trabajos de fabricación. Él dijo:“Descubrimos que cuando pusimos estos robots y estábamos buscando a una persona para ser el líder en robótica y tecnología, teníamos muchos empleados más jóvenes, todos interesados ​​​​en postularse para ese puesto. Les gustan sus teléfonos y les gustan las computadoras. Es un gran éxito para la generación más joven a la que le gusta la tecnología y quiere poder trabajar y programar robots”.

Si bien los jóvenes pueden gravitar hacia el uso de robots colaborativos para soldar, fue necesario convencerlos de usar un cobot en la industria de la fabricación, explicó Rob Goldiez de Hirebotics. “La mayoría de las personas que han estado en la industria durante mucho tiempo creen que la soldadura, que es una tarea pesada, es más adecuada para los robots tradicionales. No creen que un robot colaborativo esté a la altura. Una de las primeras cosas que tuvimos que hacer fue demostrarles a nuestros socios de Airgas y Air Liquide que un robot colaborativo puede soldar de manera efectiva”.

“Eso se demostró rotundamente bien, y no es solo el movimiento de colocar una soldadura”, continuó Goldiez. "Este es el robot que coloca una soldadura y luego la corta, la analiza y la somete a rayos X para asegurarse de que cumpla con los estándares que esperarían y querrían presentar a su base de clientes".

Una vez convencidos, estos socios expertos desempeñaron un papel importante en el desarrollo y la implementación de BotX. “Los equipos de Air Liquide, Airgas y Red-D-Arc tenían una experiencia de soldadura muy profunda que se está utilizando para construir una biblioteca de soldadura entregada a través de la nube a los robots”, dijo Goldiez. “Son bibliotecas de soldadura que se desarrollan en un centro de I+D que Air Liquide tiene con expertos en soldadura de renombre internacional”.

Hirebotics también puede incorporar rápidamente los comentarios de los clientes. Si bien las primeras versiones proporcionaban soldaduras básicas, como líneas rectas, soldaduras por puntos y soldaduras por puntos, los comentarios de los primeros clientes, como PMI, impulsaron a Hirebotics a desarrollar rápidamente procesos más sofisticados, incluidas soldaduras radiales y multisegmento.

Esa experiencia ahora produce resultados concretos, incluida una consistencia que incluso los soldadores manuales no pueden lograr. Larson de PMI dijo:“Con el sistema de robot BotX, la calidad de las soldaduras es excelente porque si programa una soldadura para que esté en ese lugar específico, la soldadura estará en ese lugar específico. Si lo programa para que sea de 2" (50,8 mm) en esa costura, sin importar quién ejecute ese programa o quién configure la pieza, será cada 2" en esa costura". Ese no es necesariamente el caso de los soldadores humanos, agregó Larson. “Regresas a la soldadora manual tradicional y no están seguros de cuánto es 2":podría ser 1,25" (31,75 mm), podría ser 1,5" (38,1 mm), podría ser un espacio de 2", o un espacio de 2,5" (63,5 mm). Así que realmente se eliminan las conjeturas al asegurarse de colocar la soldadura en el lugar correcto".

Para obtener más información sobre Processed Metals Innovators, visite www.pmillc.com o llame al 888-877-7277. Para obtener más información sobre Universal Robots, visite www.universal-robots.com o llame al 844-462-6268.