Acoplamiento automatizado reduce 65 horas de inactividad en líneas de soldadura robótica

No hay mejor forma de resolver un problema que eliminándolo por completo. Al menos así es como KTH Parts Industries Inc. (St. Paris, OH) consideró su decisión de automatizar un proceso manual de cambio de equipo para sus celdas de soldadura robótica.

KTH seleccionó acopladores de utilidad GA2 de ATI Industrial Automation (Apex, NC), para lograr la hazaña. Específicamente, el nuevo acoplamiento automático de utilidades de aire y electricidad a las celdas eliminó aproximadamente 65 horas por año de inactividad por línea, redujo el costo total de operaciones, y aumentó utilización de equipos y productividad.

KTH Parts Industries, un proveedor automotriz global Tier 1 para piezas estructurales de subsuelo, tiene más de 1100 asociados de ingeniería y manufactura involucrados con las muchas fases de manufactura de piezas automotrices incluyendo, desarrollo de producto, análisis de producto, conformabilidad de producto, prototipado, estampado de producción, conformado, soldadura robótica, ensamblaje y envío de piezas.

Una de las competencias centrales de KTH es el diseño e implementación de líneas de soldadura flexibles para componentes de subsuelo automotriz. Sus líneas de soldadura usan fijaciones complejas, o plantillas, para sostener los componentes en su lugar mientras un robot los suelda juntos. Cada modelo de automóvil requiere una plantilla diferente, lo que conduce a muchos cambios de equipo en la planta.

Para aumentar flexibilidad y optimizar espacio limitado de piso de manufactura, KTH creó una celda de trabajo de doble cara con una mesa giratoria. El objetivo de este diseño era mantener el robot activo y reducir tiempo de configuración. Las piezas se cargan en la plantilla en un lado de la mesa giratoria mientras el robot suelda piezas juntas en el otro.

Antes de la instalación de los acopladores de utilidad GA2 de ATI, KTH dependía de mano de obra manual para conectar y desconectar cables, y cargar las plantillas en las mesas giratorias. Multiplica esto por uno a dos cambios por línea por turno, y tienes una cantidad asombrosa de interacción humano-máquina en el proceso.

Dave Reed, un líder de proyecto en el departamento de soldadura de KTH, tuvo esta opinión sobre el proceso antiguo: "Antes de empezar a usar los acopladores de utilidad ATI, teníamos una línea de aire y un colector, y necesitábamos enchufarlos juntos con amarres. En el lado eléctrico, teníamos que aparear los desconectores de 40 pines girándolos manualmente juntos. Este proceso se repetía muchas veces para cada cambio de plantilla."

Según KTH, las demandas de trabajo físico del proceso antiguo eran muy altas, y, por supuesto, cualquier vez que un asociado entraba en la celda de trabajo, había un riesgo inherente. Bajo estas condiciones, la alta frecuencia de falla de cables no era sorpresa. Acoplar y desacoplar los cables con fuerza y torque inconsistentes creó desgaste excesivo. La desalineación de conectores llevó a pines dañados. Sin un espacio de almacenamiento dedicado para cables no en uso, se dejaban en el piso o encima de otros equipos en la celda.

"Teníamos líneas de aire cortadas y con fugas, conectores dañados", dijo Reed. "Mantenimiento era llamado para intentar evaluar el problema, pero mucho tiempo, era solo un pin doblado en un conector que nos costaba horas de inactividad — aproximadamente 65 horas al año por línea."

Además de la excesiva interacción humana y fallas de equipos, el proceso antiguo era una pesadilla para el grupo de soporte de equipos. El líder de sección del grupo, Jonah Strapp, señaló, "Después de cambios, tenías que lidiar con algo en la celda para hacerla funcionar de nuevo. Inactividad significa dinero perdido. Cuando eso ocurre, hay bastante presión para poner las líneas en marcha."

KTH estaba excepcionalmente motivado para mejorar el cambio de plantilla de soldadura para permitir un flujo de operaciones más suave, aumentar la seguridad de empleados y reducir instancias de falla de equipo. Matt Myers, ingeniero de personal del grupo de proyectos de ingeniería de KTH, explicó: "Durante nuestro día normal de operación, tratamos de exprimir tanta producción de la línea como sea posible. Cada vez que hacemos un cambio, estamos perdiendo tiempo de producción, lo que se traduce a un gran negativo financiero en nuestros libros. Cualquier cosa que podamos hacer para reducir la cantidad de inactividad es insanamente crítica."

Ese es exactamente el punto en que adoptar los acopladores de utilidad de ATI presentó una solución eficiente de ahorro de tiempo. Los acopladores de utilidad de ATI son adecuados para el cambio de línea de soldadura de KTH. Proporcionan energía, señal y neumática. Los acopladores de utilidad de ATI tienen complianza rotacional incorporada para proveer acoplamiento repetible en un paquete duradero. Dado que el diseño es modular, los acopladores de utilidad funcionan con la extensa familia de módulos de utilidad de cambiador de herramienta de ATI.

Juntos, los acopladores de utilidad y módulos sirven una gama de protocolos de red también, explicó Myers de KTH. "Cuando se trata de diseño de nuevo producto, puedo confiar en el equipo de ingeniería de ATI para diseñar rápidamente un producto eléctrico o neumático que se ajuste a nuestras necesidades, o referenciar uno de los miles de productos [disponibles] en su sitio web." Para este sistema particular en KTH, ATI configuró un acoplador de utilidad y un módulo eléctrico I/O discreto de 32 pines que se integró fácilmente en líneas existentes.

"Cuando primero empezamos a probar el acoplador de utilidad, fue aparente de inmediato que iba a hacer una gran diferencia. Los nuevos acopladores son muy confiables y manos libres. No tenemos que lidiar con ellos. Funcionan cada vez", dijo Strapp.

Cuando se le preguntó cómo KTH eligió a ATI como su proveedor, Myers respondió, "Basado en nuestra relación previa de servicio al cliente, los plazos de entrega rápidos, y nuestro gerente de cuenta local, fue una decisión fácil ir con ATI." KTH es usuario de largo tiempo de productos de cambiador de herramienta robótico de ATI, así que la transición a acoplamiento automático con acopladores de utilidad de ATI funcionó bien.

Dave Reed confirmó el rendimiento del acoplador de utilidad GA2 de ATI: "He cambiado probablemente cientos de estas plantillas en el último año, y nunca he tenido un problema con el sistema ATI. Pones la plantilla ahí, aprietas el botón, se presiona, sujeta, tus pines están todos apareados, tienes tolerancia cero en conseguir pines doblados o líneas de aire rotas. Es prácticamente un producto impecable. Hace la vida mucho más fácil."