Robots colaborativos impulsan el crecimiento en manufactura de plásticos

Entra en la bulliciosa planta de Pride Solutions LLC en Hutchinson, MN, y verás un brillante nuevo torno CNC produciendo tubo tras tubo de aluminio. Mientras los maquinistas de Pride hacen cosas más importantes, un robot colaborativo (cobot) modelo UR10 de Universal Robots hace el trabajo pesado, cargando y descargando la máquina para mantenerse al día con pedidos de alto volumen. En un par de horas, estas piezas serán sobremoldeadas en UHMW (polietileno de peso molecular ultra alto) y enviadas a un cliente.

El cobot y el centro de torneado son nuevas adiciones para este fabricante de plásticos en crecimiento. Pride Solutions invirtió en la tecnología para traer un gran trabajo de manufactura por contrato completamente internamente y rápidamente descubrió más y más aplicaciones para mantener el sistema haciendo virutas bien entrada la noche.

Pride Solutions es un fabricante de plásticos especializado en UHMW-PE. La empresa tiene 27 empleados e incluye cuatro divisiones colaborativas con sede en una instalación de manufactura de 25.000 pies² (2.322 m²): May Wes, proveedor de componentes agrícolas de polietileno UHMW; C&A Pro skis de rendimiento para motos de nieve; Pride Engineered Plastics, fabricante por contrato especializado en UHMW-PE; y Pride Assembly, proveedor llave en mano de servicios de ensamblaje electromecánico personalizado.

Con negocios en auge en C&A Pro y May Wes y trabajo de manufactura por contrato y ensamblaje en aumento, los 27 empleados de Pride son igualmente hábiles recomendando skis y carburos a motonieves y ayudando a agricultores a seleccionar Stalk Stompers para sus cabezales de maíz.

Esta diversificación mantiene al pequeño negocio familiar saltando durante todo el año, pero ningún momento es más ocupado que septiembre, cuando la cosecha de otoño coincide con «Hay Days», el evento de motonieves más grande del mundo e inicio oficial de la temporada de motonieves. En ese mes, los clientes de manufactura por contrato y ensamblaje de Pride se apresuran a completar pedidos de fin de año.

Los empleados de Pride siempre han estado a la altura de la tarea, gracias a un fuerte espíritu de trabajo en equipo y valores fundamentales que ponen al cliente primero, pero con los negocios disparados y la mano de obra escasa, la empresa necesitaba automatización para preparar el escenario para la expansión futura.

«Inicialmente íbamos a automatizar el torno con un alimentador de barra, pero nuestro distribuidor de máquinas herramienta Al Dulas de Hales Machine Tool sugirió que echáramos un vistazo a robots colaborativos», dijo Jack Daggett, presidente de Pride Solutions. «Nos configuraron con BRAAS Robotics para facilitar la integración, y el cobot era menos costoso que un alimentador y ocupa mucho menos espacio. Además, es mucho más versátil».

Relativamente nuevos para fabricantes estadounidenses, los «cobots» o robots colaborativos se han usado en manufactura en Europa por 10 años, comparado a solo cinco años en EE. UU., dijo Bob Phipps, especialista en ventas de cobots para BRAAS Robotics (Eden Prairie, MN), una división de Motion Industries. El equipo de BRAAS Robotics es un grupo dentro de BRAAS que se enfoca en instalaciones llave en mano de robots colaborativos para clientes como Pride Solutions que son nuevos en aplicaciones de cobot.

«El uso de cobots realmente saltó en Europa y Norteamérica una vez que los estándares de seguridad definieron reglas claras para fabricantes y usuarios [ISO 10218 y ANSI/RIA 15.06]», dijo Phipps. «El crecimiento en Norteamérica comenzó después del lanzamiento del estándar de seguridad de robots ANSI/RIA 15.06 en 2013. Por más de 50 años, los robots han sido guardados, así que ha tomado tiempo para que los usuarios se adapten a una nueva forma de pensar. Las aplicaciones de robots colaborativos se están casi duplicando cada año, así que los usuarios están empezando a considerarlos comunes».

El cobot fue un éxito instantáneo para Pride Solutions, dijo Ben Wick, gerente de planta de la empresa. «Con la adición del robot, vimos un aumento inmediato en nuestra capacidad», dijo. «Hemos podido correr el sistema desatendido en nuestro segundo turno, dándonos aproximadamente 2.000 horas de capacidad de turno aumentada sin tener que contratar un operador de segundo turno. Además, durante nuestro turno diurno, el robot ha liberado a nuestro maquinista de la tarea mundana de cargar y descargar el torno para que pueda trabajar en otros proyectos».

Esta historia de éxito no sorprende a Phipps de BRAAS, cuyo equipo apoyó el despliegue llave en mano de cobot de Pride Solutions con visitas al sitio, evaluaciones de prueba de concepto, diseño de sistema, construcción e instalación, programación de robot, construcción de herramienta de extremo de brazo (EOAT) y evaluación de riesgos, capacitación y soporte continuo.

«Siempre disfrutamos trabajar con clientes primerizos», dijo Phipps. «Usualmente comienzan con la percepción de que una solución robótica tiene que ser costosa, compleja y consumir mucho espacio de planta. Se asombran de que muchas aplicaciones pueden resolverse con un solo robot en un pedestal sin resguardo alrededor».

La aplicación de Pride Solutions fue el ajuste perfecto para un cobot, anotó Phipps. «Cualquier tarea de operador que tiende a ser tediosa, repetitiva y potencialmente dañina es adecuada para robots colaborativos», dijo. «Los cobots típicamente igualan el alcance y velocidad de un operador para aplicaciones básicas de pick-and-place. Cuidado de máquinas y bancadas de prueba son ejemplos perfectos donde tienes un operador cargar una pieza, esperar a que se complete una tarea y descargar una pieza. Estas son las aplicaciones más fáciles que los clientes usualmente hacen para sus primeras aplicaciones solo porque pueden usar una sola herramienta de extremo de brazo. Las aplicaciones de ensamblaje también pueden hacerse, pero esas aplicaciones son típicamente más complejas debido a las múltiples tareas y múltiples herramientas involucradas».

«Oyes mucho que la gente está preocupada de que los robots les quiten sus trabajos, pero nuestro robot en realidad creó un puesto de maquinista calificado», dijo Daggett. «Sin el robot, no habríamos podido contratar a Chris Klenke, un maquinista veterano de 12 años. Además expandió su conocimiento técnico al aprender a programar un robot colaborativo».

Klenke comenzó en Pride Solutions en 2017. Su experiencia previa incluía correr tornos CNC, centros de mecanizado horizontales CNC y centros de mecanizado verticales. Nunca había trabajado con un cobot. Después de dos días de capacitación, Klenke pudo programar el robot proficientemente. En dos semanas, había dominado el nuevo torno y robot. «El robot es simple de operar», dijo Klenke. «Fue más fácil de lo que pensé que sería».

El robot también proporciona un beneficio de seguridad importante, anotó Daggett. «Un robot puede cargar y descargar piezas todo el día sin tensión ergonómica», dijo Daggett. «Además, con los sensores integrados en el robot para asegurar operación segura, no necesitamos una jaula alrededor, lo que reduce la huella».

En el futuro muy cercano, espera ver cobots más avanzados trabajando con sus contrapartes humanas, predijo Phipps.

Para más información sobre Pride Solutions, vaya a www.pridesolutions.us o llame al 320-587-0760; sobre BRAAS Robotics, vaya a www.braasrobotics.com o llame al 800-288-6628; sobre Hales Machine Tool, vaya a www.halesmachinetool.com o llame al 763-553-1711.