Automatizar la soldadura por puntos para ganar trabajo de fabricación y mantener la cultura

No es el enigma de la Esfinge, pero es un enigma con el que muchos fabricantes de metales han luchado a lo largo del tiempo: ¿cómo expandirse y al mismo tiempo mantener la cultura de la empresa que permitió que el taller tuviera el éxito suficiente para crecer?

Soldadura LewisWyoming, Michigan, se planteó esa misma pregunta mientras buscaba la posibilidad de ganar varios trabajos relacionados con la fabricación de piezas para calentadores de agua, más específicamente sistemas de flujo de aire que ayudan a los electrodomésticos a mantener temperaturas de agua constantes. Si la empresa ganara ese trabajo, podría tener que contratar hasta siete personas para cumplir con los requisitos de volumen asociados con los nuevos contratos. Eso es un gran cambio para una empresa que actualmente tiene alrededor de 40 empleados.

“Queremos mantener la misma cultura, donde todos se conocen y se sienten lo suficientemente cómodos como para preguntarle a Tim (Mendes, presidente de Lewis Welding) cualquier duda que tengan”, dijo Jake Buchholz, un evaluador y gerente de operaciones del taller. “Ese es el proceso de pensamiento que tenemos en este momento”.

Buchholz lleva trabajando en Lewis Welding poco menos de dos años, pero lleva en el negocio de la fabricación y el acabado de metales en el oeste de Michigan unos 27 años. En una etapa anterior en una empresa de fabricación de metales mucho más grande, había presenciado el uso de robots colaborativos para hacer cosas como dar forma en una prensa plegadora o insertar hardware. Pensó que el mismo enfoque podría funcionar con la soldadura por puntos de las piezas del calentador de agua, pero en realidad no había visto una aplicación de robot colaborativo como esa. Sin embargo, una búsqueda en un sitio web pronto le proporcionó la respuesta de automatización que estaba buscando.

Conozca el cobot que suelda por puntos

Automatización de Pro Spot es el fabricante de la plataforma de soldadura por puntos automatizada i5s que utiliza un robot colaborativo o cobot de Universal Robots. Pro Spot International, la empresa matriz, es muy conocida en el mercado de reparación de colisiones, donde su tecnología de soldadura por puntos se utiliza ampliamente.

En Automate 2023, una feria comercial anual de robótica y automatización, Bob Hamilton, director de tecnología de Pro Spot Automation, dijo que el equipo de soldadura por puntos típico era demasiado pesado para que un cobot lo transportara y lo maniobrara según fuera necesario. Pero dos años de investigación y desarrollo condujeron a una reconfiguración de las piezas internas y a la incorporación de nuevos materiales, lo que hizo que el transgun, un transformador y una pistola diseñados juntos para la aplicación de soldadura por puntos, y un brazo de soldadura por puntos fueran lo suficientemente livianos para que el cobot los moviera fácilmente con ambos conectados.

Al descubrir el cobot de soldadura por puntos, Buchholz dijo que sabía que era el adecuado para la aplicación de la pieza del calentador de agua. El cobot no solo podía realizar el trabajo de soldadura de manera eficiente y constante, sino que también podía trabajar de manera segura cerca de humanos, eliminando la necesidad de erigir protecciones alrededor de la celda. (Los cobots son más pequeños y livianos que los robots industriales tradicionales, y trabajan a velocidades que producen muy poco impulso, lo que reduce en gran medida el riesgo de lesiones ya que trabajan en presencia de humanos).

“Entre la seguridad y la agilidad de los cobots, el riesgo es mínimo”, afirmó Buchholz. “Si este trabajo desapareciera, podríamos retirar el robot y usarlo para hacer otra cosa”.

Por el momento, sin embargo, el cobot de soldadura i5s Smart Spot está haciendo el trabajo para el que fue comprado y los resultados han demostrado ser notables.

La automatización tiene un impacto

Lewis Welding ha instalado el cobot en un espacio abierto en sus nuevas instalaciones de 120.000 pies cuadrados. Dos mesas de sujeción que acomodan las piezas de 4 pies de largo están colocadas en ángulos de 45 grados frente al cobot. Con esta configuración, un operador puede cargar las piezas y sujetarlas mientras el cobot suelda por puntos la otra pieza. En total, Buchholz calculó que la celda mide aproximadamente 12 por 10 pies.

Lewis Welding está utilizando su nueva pieza de automatización para soldar por puntos piezas de acero inoxidable calibre 18.

“Si tuviéramos que moverlo, lo podemos hacer. Eso está bien”, dijo.

La programación del sistema de soldadura por puntos del cobot está diseñada para que sea fácil de usar. Hamilton dijo que el software de control del sistema de soldadura por puntos está integrado con el controlador del cobot, por lo que el operador no necesita preocuparse por aprender dos interfaces de control independientes. El i5s también tiene una función llamada Auto Weld, que elimina las estimaciones del operador del proceso de programación. El equipo puede detectar el espesor del material y ajustar la potencia de soldadura en consecuencia para el trabajo.

“Nuestro supervisor de soldadura estaba un poco nervioso cuando recibimos esto por primera vez. Nunca había visto algo así”, recordó Buchholz. “Pero en un par de horas, dijo: 'Lo tengo todo bajo control'”.

Lewis Welding solo está ejecutando un trabajo con el cobot en este momento, pero agregar trabajos no debería ser demasiado difícil. El sistema de soldadura por puntos tiene una biblioteca incorporada para materiales, tapas de soldadura y acumulaciones de espesor.

Dado que Pro Spot tiene experiencia en la industria de reparación de colisiones, donde la documentación de las reparaciones es una necesidad absoluta cuando se trata con compañías de seguros, la empresa incorporó las mismas capacidades al i5s. El sistema proporciona un registro sincronizado de la actividad de soldadura (posición de la soldadura, programa de soldadura y uso de energía) que se puede exportar al correo electrónico a través de Wi-Fi. Esta recopilación de datos puede resultar atractiva para los talleres que tienen clientes que requieren una trazabilidad y un control de procesos exhaustivos.

Buchholz dijo que el sistema de soldadura por puntos cobot produce alrededor de 140 piezas por turno, cuando antes un operador en una máquina de soldadura por puntos producía 100 piezas por turno. Un beneficio adicional, dijo, es que el operador no tiene que manipular las piezas grandes durante todo un turno.

“Es un poco más fácil para su cuerpo. No tiene que inclinarse durante todo el proceso”, dijo Buchholz.

Si se concretan los demás trabajos de gran volumen, Lewis Welding podría considerar agregar otros tres o cuatro sistemas de soldadura cobot similares. Han demostrado ofrecer soldaduras por puntos confiables y consistentes, lo que permite que el taller continúe creciendo y mantenga el mismo entorno de trabajo exitoso.

Sin embargo, una mayor automatización conlleva una mayor responsabilidad. Esto ha llevado a Buchholz a preguntarse si tiene sentido añadir un ingeniero de automatización, alguien con experiencia en la configuración y conexión de celdas con cobots y otras máquinas, como una prensa plegadora. Eso supone más gastos generales para una empresa de fabricación de metales eficiente, pero crea un escenario en el que se podrían descubrir más eficiencias en el taller en el futuro.

Lewis Welding no es el único que está explorando este posible escenario de contratación. Muchos talleres están manteniendo conversaciones similares, dado lo que los cobots pueden aportar.