Universal Robots impulsa la producción de Tool Gauge, duplicando la salida mientras controla costes laborales

Elegir añadir más tecnologías en lugar de más personas

Tool Gauge, con sede en Tacoma, Washington, fabrica componentes y ensamblajes de metal y plástico de precisión para la industria aeroespacial. Producir estos productos intensivos en mano de obra en un mercado de contratación ajustado presenta desafíos significativos. Con contratos de clientes a largo plazo que no pueden renegociarse, Tool Gauge recurrió a la automatización para ayudar a mitigar y contener los costes laborales. Dos robots colaborativos de Universal Robots lograron ese objetivo, al mismo tiempo que redujeron el desperdicio y mejoraron la calidad del producto.

Y mientras reducían la necesidad de trabajadores adicionales para trabajos repetitivos e indeseables, Tool Gauge también encontró nuevas oportunidades para que los empleados agreguen valor, mejoren la seguridad y ganen satisfacción laboral.

Jim Lee, gerente general de Tool Gauge, enfrenta las crudas realidades de hacer negocios en un mercado global.

Aunque la empresa está cerca de muchos de sus clientes en el noroeste del Pacífico, esos clientes pueden hacer negocios en cualquier parte del mundo, incluyendo mercados de mano de obra de mucho menor coste.

“Quedó claro para nosotros que la forma en que podemos competir no es añadiendo más cuerpos sino añadiendo más tecnología, y luego añadiendo más valor usando esa tecnología”, dijo.

Los contratos de precio fijo de la empresa pueden extenderse de cinco a siete años, sin capacidad de renegociar incluso si los costes laborales aumentan. Tool Gauge necesitaba incorporar eficiencias —y descubrió que los cobots de Universal Robots (UR) eran la solución perfecta.

Lee describió las tres ventajas clave de los robots colaborativos de UR. “Elegimos Universal Robots porque uno, son cobots: Siempre teníamos cierto miedo a usar automatización porque hay una gran inversión de capital, pero ese no es el caso con Universal Robots. Dos, nos preocupaba vallar partes de nuestra fabricación para poner celdas de automatización, lo cual no tenemos que hacer con UR. Y tres, podemos configurar los cobots UR para hacer cientos de cosas diferentes; son altamente configurables y fáciles de mover. Así que para nosotros, fue realmente la única solución”.

Cobot Implementado Genera Retorno Inmediato

Tool Gauge instaló dos cobots UR para abordar aplicaciones repetitivas de alta mano de obra en sus departamentos de piezas metálicas y plásticas.

En el lado metálico, una pieza de cobre mecanizada fácilmente dañada era producida por un torneador CNC oficial totalmente atendido simplemente para sacar piezas de la tolva CNC, limpiar, enjuagar, secar y encajonarlas. Ahora, las piezas pasan un sensor de proximidad que envía una señal a un cobot UR3 para recogerlas. El cobot coloca las piezas en un baño de enjuague, luego las sostiene frente a un secador donde luego son depositadas en celdas de cartón individuales.

Tool Gauge pudo usar el asistente de paletizado integrado en el cobot UR para programar fácilmente el robot para dejar cada pieza en una celda abierta de la caja en un patrón de cuadrícula.

“Cuando pusimos el Universal Robot en su lugar, eso supuso un ahorro de $9.000 en mano de obra reducida en el primer pedido, y esperamos ejecutarlo múltiples veces en el futuro”, dijo Lee, quien ya no desperdicia el talento de su torneador sino que puede enfocarlo en proyectos de mayor valor como configurar y programar las máquinas CNC.

Cobot Duplica la Producción

En el departamento de moldeo por inyección, un robot UR5 se usa para un ensamblaje de extrusión de plástico intrincado, recogiendo tapas finales para un panel de plástico, moviéndolas a través de un dispensador de pegamento.

Después de la dosificación correcta del pegamento en la tapa final, el UR5 coloca la pieza en un actuador en una mesa donde la pieza se sujeta. Un operador luego toma el control, inspecciona el pegado y retira la pieza. Esta tarea solía requerir cuatro operadores para producir unas doscientas unidades por día. Ahora, la aplicación automatizada requiere un operador trabajando con el cobot UR5 para producir cuatrocientas unidades por día.

La operación de pegado también tenía una tasa de rechazo bastante alta. El ingeniero de fabricación de Tool Gauge, Steven Ouzts, explicó: “Cada vez que trabajas con pegamento, hay tantas variables que pueden afectar negativamente los resultados de tu producto, así que queríamos cambiar del pegado aplicado por humanos al pegado aplicado por robot para aprovechar la repetibilidad que da un robot. Nuestras tasas de desperdicio se redujeron del 15 por ciento a solo el tres por ciento”.

Añadió Lee: “Lo que pensé que sería una de las operaciones de ensamblaje más difíciles —usar un robot para aplicar pegamento en una superficie muy compleja— funciona muy, muy bien”.

Más allá del ahorro de mano de obra, Lee también enfatiza la calidad y consistencia del pegado robótico, y el hecho de que da a los operadores tiempo para inspeccionar el pegado en lugar de solo producir la pieza lo más rápido posible.

No solo era difícil para un operador humano dispensar pegamento exactamente de la misma manera cada vez, la lesión potencial también era una preocupación.

Dijo Ouzts: “El área donde el pegamento necesita aplicarse es increíblemente estrecha, así que con el tiempo, los operadores veían fatiga en sus manos”.

Esta fatiga ahora es cosa del pasado.

“Es muy agradable tener el Universal Robot en esa celda por lo seguro que es. No tienes que preocuparte por lesiones resultantes de este cobot”, dijo.

Lesiones por Movimientos Repetitivos Reducidas

La CEO de Tool Gauge, Debbie Lee, dijo que la empresa ha experimentado ahorros adicionales a través de una disminución en lesiones por movimientos repetitivos.

“Hemos visto una reducción en las reclamaciones de Trabajo e Industria en nuestra planta de producción, ya que la robótica se hace cargo de estas tareas monótonas”, dijo, añadiendo que los robots han permitido a Tool Gauge atraer a trabajadores más jóvenes, proporcionando una ventaja de contratación para recién graduados que quieren trabajar con tecnologías emocionantes e interesantes. “Trabajar con los cobots es algo que disfrutan, es más un pasatiempo habilidoso, en lugar de solo entrar y hacer funcionar una máquina”.

Programación Fácil Clave para Algunos Trabajadores

Antes de los Universal Robots, el ingeniero de fabricación Ouzts tenía experiencia robótica mínima —solo algo de tiempo en la universidad usando un robot SCARA tradicional, no intuitivo.

Así que la fácil experiencia de programación de UR fue un gran beneficio, dijo. “Al cambiar a Universal Robots, la naturaleza intuitiva de la interfaz gráfica de usuario es lo que realmente me atrajo. Realmente aprecio cómo todos los términos en el software están en términos llanos. Los puedo entender mucho más fácilmente y sé exactamente cómo se ejecuta el código de principio a fin, y obtengo muy buena retroalimentación gráfica positiva de lo que mis acciones harán que el robot haga”.

Otro beneficio de Universal Robots es lo fácil que es conectar señales de entrada digitales y analógicas a una caja de control.

Ouzts descubrió que usar el sensor de proximidad era tan fácil como enchufar los cables en una de las entradas digitales de 12 voltios, seleccionarlo desde la pantalla I/O en el pendant de enseñanza del UR3, y esperar una señal del sensor para decirle al cobot cuándo es hora de recoger una pieza.

Empleados Reciben Bien a Compañeros Cobot

Una de las primeras razones por las que Tool Gauge miró la automatización fue para abordar graves escaseces de mano de obra. La empresa miraba la necesidad de contratar hasta cien nuevos empleados que simplemente no estaban disponibles en el ajustado mercado laboral del noroeste del Pacífico.

Con los cobots UR, la empresa puede reducir ese número a la mitad, mientras puede contratar trabajadores para trabajos que quieren.

“Descubrimos que la gente que hacía los trabajos que el robot haría estaban realmente contentos de no tener que hacer esos trabajos” por más tiempo, dijo Lee. “Creo que pediremos muchos más porque a la gente le gusta trabajar junto a los robots. Son silenciosos, y son muy predecibles en términos de lo que producen y la cantidad de cosas que pueden hacer. Si le preguntas a todos nuestros empleados si tendrían alguna preocupación sobre trabajar junto a un Universal Robot sería enfáticamente, ‘Absolutamente ninguna’”.

ROI Más Rápido de lo Anticipado

En la industria aeroespacial, donde los diseños de productos pueden permanecer sin cambios durante 20 o 30 años, las expectativas de retorno de inversión de capital son más largas que en muchas otras industrias. Lee pensó inicialmente que un retorno de tres o cuatro años en la inversión del robot sería bueno. Se sorprendió gratamente con Universal Robots, viendo un 50 por ciento de ROI en el UR5 dentro del primer trimestre de producción, y similar para el UR3, y con recuperación esperada para ambos robots en menos de un año. “Estamos muy emocionados con eso”, dijo.

La capacidad de los cobots para moverse y reprogramarse fácilmente para procesos adicionales, con cambios fáciles de utillaje de extremo de brazo, permite a Tool Gauge mirar una amplia gama de tareas donde las ventajas del cobot pueden mejorar procesos y salida.

Por ejemplo, los robots tradicionales en máquinas de moldeo por inyección podrían reemplazarse con robots colaborativos, y los cobots podrían atender prensas y otras tareas de mecanizado, así como ensamblaje final.

Tan fácil como es mover los cobots a nuevas aplicaciones, el ingeniero Ouzts espera traer más Universal Robots para asumir trabajos adicionales de alto volumen, incluyendo uno para remachado y ensamblaje.

“Una pieza en particular requiere 20 remaches para instalarse, y como es de tan alto volumen, vimos inmediatamente una aplicación para un robot ahí”, dijo. “Podemos tener una pistola de remachar semiautomática conectada al extremo del brazo que pueda hacer todo el remachado para nosotros. Planeamos hacer esto en la prensa de moldeo por inyección, así que esta pieza nunca tiene que salir de esa área para operaciones secundarias”.