Integración tecnológica y su profundo impacto para los fabricantes

Muy bien. Gracias. Buenas tardes a todos. Agradezco mucho que se hayan tomado un tiempo de su ajetreado día para acompañarnos esta tarde. Hoy voy a repasar los elementos básicos, por así decirlo, de lo que deben considerar al integrar procesos automatizados en su sistema. Esta es básicamente mi diapositiva de la agenda. Esta será la hoja de ruta de lo que voy a tratar esta tarde. Hablaremos sobre las presiones de la industria, dónde vemos el crecimiento, los tipos de automatización en términos de lo que usamos desde la integración personalizada frente a la automatización tipo OEM, y luego a lo que realmente dedico la mayor parte de mi tiempo son las consideraciones, cosas que muchas veces la gente pasa por alto cuando busca agregar automatización a su proceso, y luego haremos un breve resumen de un ejemplo de justificación donde pueden ver parte del retorno de esa inversión.

Así que algunas de las presiones comunes de la industria (no voy a leer punto por punto, ya que todos aquí leen más rápido que yo), pero el consenso general, por así decirlo, es que hablo con miles de talleres mecánicos cada año y hay una plataforma común, por así decirlo, que escucho una y otra vez de los clientes sobre las áreas en las que tienen dificultades o en las que sienten presión a diario. Cuando se analizan todos estos puntos, al final se plantea: "¿Cómo podemos hacer más con menos? ¿Cómo podemos ser más productivos con nuestros procesos? ¿Cómo podemos hacer más de lo que ya tenemos? ¿Cómo podemos cerrar la brecha de habilidades?". Así que algunas de las cosas que son comunes en la industria son que todos tienen personal, todos los talleres mecánicos tienen equipos y herramientas, todos trabajan con ciertos tipos de materiales y todos tienen recursos financieros o, a veces, limitaciones financieras, según la situación. Así que estos cuatro puntos resumen el terreno de juego en el que todos están en igualdad de condiciones, pero lo que realmente distingue a los fabricantes de su competencia son sus procesos individuales únicos. ¿Qué es lo que haces diferente que te distingue del taller de al lado o de tu principal competidor, con quien compites a diario? Tus procesos y tu forma de trabajar, tu propiedad intelectual, por así decirlo, es lo que realmente diferenciará tu proceso de fabricación de los de tus competidores.

Una de las cosas que suelo comentar con los clientes cuando visito talleres mecánicos es su tasa de utilización de husillos. A veces, los resultados son sorprendentes. Existe una clara tendencia a adoptar software que permite recopilar estos datos automáticamente, pero la mayoría cree que su tasa de utilización de husillos es mayor de lo que realmente es una vez que se empieza a medir. Se realizó una encuesta en 100 plantas, tanto grandes como pequeñas (de 20 personas o menos), para determinar la tasa de utilización promedio de husillos en 100 talleres. El resultado fue del 34%. En términos generales, una máquina operada por un operario suele funcionar 3000 horas de las 8000 disponibles a lo largo del año. Ese 34% es el porcentaje que nos interesa. ¿Cómo podemos mejorarlo? ¿Cómo aumentamos ese número y llegamos a rangos del 50%, 60%, 80% y más altos? Al observar el empleo en todo el país, los Estados Unidos continentales tienen un patrón de crecimiento realmente bueno en este momento. Entonces, uno de los puntos de discusión, me gusta esta información. Me gusta ver mapas como este. Primero, me gusta ver crecimiento. Eso es bueno para la economía en general. Es bueno para el país, pero soy uno de ellos. Estoy seguro de que hay muchos en el teléfono hoy que vivieron el período 2008-2009 e incluso durante ese tiempo, cuando los tiempos eran realmente difíciles, realmente escasos, había gente perdiendo empleos, había mucho desempleo. Incluso durante ese tiempo, taller de maquinaria tras taller de maquinaria que fui y con los que trabajé tenía un tema en común: no podían contratar mano de obra calificada. Incluso cuando la recesión estaba en su punto más fuerte, a la gente le costaba encontrar mano de obra calificada. Hoy, es aún más malo porque la economía es fuerte. El crecimiento del empleo en todo el país es realmente fuerte. Si observamos el sureste y el suroeste, en particular, se ha experimentado un crecimiento laboral tremendo, por lo que resulta aún más difícil encontrar mano de obra calificada. Es ahí donde la automatización comienza a convertirse en un enfoque principal para empresas como la nuestra, fabricantes de maquinaria OEM. Empezamos a plantearnos: "¿Cómo podemos ayudar a cerrar esa brecha de mano de obra calificada?". Si observamos la industria de la automatización en su conjunto, el gráfico de la izquierda, la línea azul en la parte superior, representa las máquinas herramienta, y la línea inferior, la naranja, representa las máquinas herramienta con automatización que se han vendido. Así que, aunque a veces el mercado de maquinaria parezca tener una trayectoria plana, el sector de la automatización ha estado creciendo. Si observamos el gráfico de la derecha, podemos ver una trayectoria de crecimiento constante en todos los equipos automatizados que se han comprado desde 2011 hasta 2017. Se trata de una tendencia de crecimiento lineal muy positiva.

Así que voy a repasar los tipos de automatización que solemos ver a diario con nuestros clientes. Voy a empezar con lo más sencillo. En la mayoría de los talleres mecánicos, dondequiera que vayas, verás alimentadores de barras conectados a un torno. Esto a veces se pasa por alto desde la perspectiva de la automatización. Sin embargo, muchas veces vamos a ver lo que hacen nuestros clientes cuando están mecanizando piezas o cargando piezas fundidas únicas y empezamos a ver el proceso que están haciendo y dónde está su cuello de botella, muchas veces en el tiempo de preparación y muchas veces podemos buscar maneras de obtener varios tipos de piezas de una plataforma común y alimentar esas aplicaciones con barras y podemos mecanizar virutas más rápido que si una máquina se detuviera en medio de un proceso de cambio. Muchas veces, cuando buscamos cómo dar pasos incrementales para aumentar la productividad, nos encontramos con aplicaciones donde un operario no utiliza alimentadores de barras. Podemos implementar un alimentador de barras y cambiar su mentalidad sobre cómo fabrica las piezas actualmente. La imagen de la derecha muestra una máquina horizontal en el sistema FMS (Sistema de Fabricación Flexible). Normalmente trabajamos con empresas como Fastems desde la perspectiva de un FMS, pero esta es un área donde se puede integrar una sola máquina horizontal, vertical o de cinco ejes y luego expandirse a medida que crece el negocio. Se pueden conectar varias máquinas y seguir añadiendo sistemas de paletización, por lo que es un área que analizamos. Estas son, en términos generales, opciones de terceros. Estos alimentadores de barras fueron fabricados por empresas como Edge , LNS e IEMCA. El sistema FMS de Fastems sería algo que usaríamos con máquinas horizontales. Hay empresas como Liebherr que ofrecen sistemas muy similares, así que esas son áreas en las que la mayoría de las empresas, incluso las que están pintadas y parecen coincidir con la máquina, en términos generales, son construidas por una empresa de terceros e integradas en ese sistema. Luego vemos los OEM. Lo que voy a construir son sistemas de automatización tipo OEM. En términos generales, estamos viendo grupos de paletas en centros de mecanizado y luego un pórtico u otro tipo de carga robótica en centros de torneado, ya sean multifuncionales o sistemas de torneado de eje Y con herramienta motorizada. Entonces, nuestros grupos de paletas, estos son elementos que construimos en la fábrica. Los traemos y normalmente haremos sistemas de grupos de paletas de uno, dos o tres niveles. Así que podemos pasar de 10, 6, 8, 12 paletas a la vez y luego luego esos son típicamente celdas que se colocan en su lugar y en términos generales, eso es una máquina con un sistema de paletas que se agrega, mientras que en un sistema FMS, estás agregando varias máquinas a un sistema de paletas lineal. Las máquinas pórtico, como se ve en la imagen, son una sola máquina o un solo pórtico. Sin embargo, podría tratarse de una línea automatizada con 6, 10 o 12 máquinas conectadas a una viga pórtico con múltiples brazos que alimentan las máquinas que avanzan por la línea. Por lo tanto, se pueden personalizar según las necesidades del cliente.

En general, cuando se menciona el término automatización, la mayoría de la gente piensa en los sistemas de manipulación robótica. Aquí les presento dos versiones diferentes. La imagen de la izquierda muestra lo que yo denomino sistemas de automatización orientados a aplicaciones; se trata de sistemas diseñados a medida según las necesidades específicas del cliente. Por ejemplo, un robot podría cargar una máquina, un robot en un sistema de rieles cargando varias máquinas o un robot en una viga pórtico superior cargando varias máquinas. Estos sistemas son muy flexibles y se adaptan a las aplicaciones. La máquina de la derecha muestra lo que llamamos un sistema Load & Go de Automation Within Reach . Se trata de un paquete estándar que incluye una celda de cajones o un sistema de mesa giratoria. Normalmente ofrece una o dos opciones de robot (una capacidad para un robot más pequeño y ligero frente a una capacidad para un robot más grande y pesado). La particularidad de este sistema es que el cliente puede integrarlo por sí mismo sin necesidad de automatización ni integración personalizadas con la máquina herramienta. Un sistema Load & Go como este viene preprogramado y cuenta con un lenguaje conversacional que el cliente utiliza para, literalmente, enseñar (o mejor dicho, enseñar) al robot, indicándole qué tipo de trabajo está cargando. ¿Está cargando barras? ¿Está cargando bridas? ¿Está sujetando el diámetro interior? ¿Está sujetando el diámetro exterior? Una vez que se configuran una serie de parámetros mediante un lenguaje conversacional, todos los movimientos del robot, desde el Load & Go hasta la línea central de la mesa, la mordaza del centro de mecanizado, el mandril del torno o la rectificadora, ya están preprogramados. Así, al conectar la interfaz y seguir el programa conversacional para indicar cómo se sujeta y dónde se descarga la pieza, todos los puntos de aprendizaje ya están configurados en el sistema para que la máquina herramienta funcione de forma inmediata. Recientemente, vimos una instalación en las instalaciones del cliente donde, desde que retiraron la transpaleta del sistema Load & Go y la desembalaron, tardaron cuatro horas en poner la máquina en producción con una solución automatizada. Se trata de sistemas muy singulares que pueden servir para iniciarse en la automatización si aún no se utiliza.

Entonces, algunas de las consideraciones que debes tener en cuenta cuando estás pensando en cómo vas a automatizar tu proceso o cuál debería ser el proceso correcto para automatizar. Así que esta es solo una lista de puntos que reviso cada vez que trabajo en un proyecto con un cliente. Empezamos desde arriba y vamos bajando. Empezamos a ver: ¿Qué tipo de máquina tiene el cliente? ¿Son lo suficientemente fiables para el proceso que está haciendo? Obviamente, si intentas mantener décimas y las máquinas herramienta que tienes solo tienen una precisión que puedes medir con una cinta métrica, tienes un problema desde el principio, así que quieres asegurarte de tener buenas máquinas herramienta repetibles y fiables y luego tienes que ver la estrategia. ¿Cuál es tu estrategia para la producción real? Eso empieza por ver: ¿Cuáles son tus objetivos a corto plazo, así como cuáles son tus objetivos a largo plazo? ¿Qué harás en los próximos tres a seis meses? Luego, ¿qué harás en los próximos cinco a diez años? ¿Hacia dónde quieres llevar la empresa? Asegúrese de implementar un sistema que le ayude a alcanzar sus objetivos a largo plazo. Vamos a trabajar en los accesorios, los procesos de corte y los refrigerantes. Asegurándonos de tener todas las variables controladas. Siempre que automatizamos, lo primero que debemos hacer es asegurarnos de tener el control de todas las variables. Si hay algo que no se puede controlar, no se podrá automatizar ese proceso con éxito. Por ejemplo, cuando hablo de refrigerantes y fluidos, mucho tiene que ver con el control de virutas. Si se producen virutas largas y filamentosas que no son repetibles, no se puede automatizar ese proceso. Es necesario poder romper las virutas y obtener virutas pequeñas que sean manejables y rompibles, que sean repetibles, para poder automatizar ese proceso. Si se obtienen filamentos en una de cada 25 piezas, habrá un problema si se intenta automatizar ese sistema. Luego pasamos a la calidad. Es fundamental contar con un sistema de retroalimentación continuo, planificar, realizar un seguimiento, visualizar lo que sucede en la planta y comunicarse eficazmente. La comunicación, ya sea que se trate de interactuar con personas, de gestionar un equipo o de hablar sobre máquinas herramienta y sistemas de automatización, es la causa principal de la mayoría de los fallos, especialmente cuando se trata de una comunicación fluida y eficaz que se anticipa a los problemas.

Así que vamos a desgranar un poco la cebolla y hablar de la estrategia. Soy un gran fan de las máquinas multifuncionales. Obviamente, en Okuma producimos una línea muy amplia de diversas máquinas multifuncionales. Sin embargo, esa no es la respuesta para todos los procesos que existen en el mundo de la fabricación actual. Hay muchas veces que puedes ver un proceso y decir: "Oh, esa es una gran pieza para una máquina de torneado y fresado", pero si miras los objetivos a largo plazo y la estrategia de lo que la empresa intenta lograr, hay casos en los que se puede argumentar que necesitas decir: "¿Sabes qué? En lugar de hacer todo y listo con esa máquina de una sola vez, necesitamos volver a la configuración tipo Op 10, 20, 30, 40 y desarrollar un sistema de producción". Entonces, esto nuevamente, nos lleva a lo que necesitas que va a marcar la diferencia para tu planta. Entonces, ¿una rutina matemática muy rápida y simple que hacemos para ver cuál será el mejor proceso? Esto es solo un ejemplo. Obviamente, su proceso individual será un poco diferente, pero solo por poner un ejemplo, en este caso, si estamos viendo una configuración de tipo convencional, tenemos cuatro máquinas. El tiempo de configuración es de nueve horas. El tiempo de ciclo en este ejemplo es de 0,9 horas en comparación con una máquina multifunción. El tiempo de configuración podemos reducir drásticamente, aunque a veces el tiempo de ciclo puede ser un poco más largo. Un torno revólver, por ejemplo, va a cambiar herramientas mucho más rápido que un torno fresador-torneador, por lo que su tiempo de ciclo es un poco más largo en la parte multifunción, pero está ahorrando tiempo en ese tiempo de configuración porque puede catalogar una biblioteca de herramientas y un cambiador de herramientas. Puede hacer más trabajo en una configuración, cosas de esa naturaleza, por lo que nuestro tiempo de configuración es reducido. Entonces, en este ejemplo, si tomamos nuestro tiempo de configuración sobre nuestro tiempo de ejecución, hemos llegado a un punto de equilibrio basado en estos números. Hemos llegado a un punto de equilibrio básicamente de 41 piezas. Eso significa que si estoy haciendo piezas de la uno a la cuarenta y luego cambio o estoy haciendo lotes de 20 o 30 piezas a la vez, seré más rápido en general en una máquina multifunción. Sin embargo, si estoy haciendo lotes de 10.000, no. Te superaré en velocidad todo el día en ese tipo de proceso más convencional. Así que, de nuevo, esto será diferente para el sistema de fabricación de cada uno, pero hay matemáticas simples que puedes ver para ver, "Bien, ¿qué camino quiero tomar?" Obviamente, hay más consideraciones en términos de trabajo en proceso, utillaje y cosas por el estilo que deben entrar en juego, pero en términos generales, si estás tratando de obtener un punto de partida sobre por dónde empezar mi proceso, esta es una excelente manera de empezar a mover las cosas.

Luego comenzamos a analizar los dispositivos de sujeción. Voy a mostrar un par de ejemplos diferentes de sistemas de sujeción de piezas, y así un par de empresas con las que trabajo mucho. Este ejemplo es de Jergens . Soy un gran admirador de su sistema de punto cero. Me gusta que, cuando trabajo en un sistema de automatización, quiera tener la mayor estandarización posible. En este ejemplo, si mi herramienta de unión sujeta el mismo tipo de placa base, por lo que mi diámetro/ubicación de recogida no es siempre el mismo, no tengo que cambiar tanto mi herramienta de extremo de brazo. Si puedo tener esa plataforma común donde uso una placa base con un receptor y una configuración de tipo punto cero, entonces encima puedo montar cualquier tipo de dispositivo de sujeción que quiera y no afecta a la herramienta de extremo de brazo de mi robot. Así que cuanto más pueda intentar estandarizar y tener una plataforma común, más fácil es mover esa misma pieza o esa misma placa base por mi taller. Cuando miro fijaciones y sistemas de sujeción de piezas, me gusta pensar primero en qué intenta lograr el cliente. Luego, ¿hay mejores maneras de hacerlo? Así que cuando miro sistemas hidráulicos, trabajo mucho con centros de mecanizado y horizontales, y todavía usamos muchos sistemas hidráulicos de paletas y sistemas hidráulicos aéreos. Debo decir que soy un gran fan. He usado muchas de estas fijaciones. La fijación superior es de North Hartland Tool. Este es un ejemplo de una fijación para álabes aeroespaciales. Es un nido de seis puntos. Lo que me gusta de esto es que es una fijación hidráulica autónoma. Así que la montaría en la placa base de ese sistema Jergens Zero Point o un sistema SCHUNK VERO-S. Montaría esta fijación en esa placa base y luego mi robot en la herramienta de barra agarraría esa placa base y la movería hacia adentro y hacia afuera. Entonces, mi herramienta superior, que puede cambiar dependiendo de las piezas, pero lo que me gusta de esto es que puede ser hidráulica autónoma. No estoy lidiando con sistemas hidráulicos aéreos. No trabajo con sistemas hidráulicos de paletas. Cada vez que hay que hacer mantenimiento, no paro la máquina. Si se produce una fuga hidráulica, puedo trabajar rápidamente en este accesorio y reemplazar una junta tórica o algo similar sin detener el husillo. Puedo realizar otras tareas mientras la máquina sigue funcionando, así que soy un gran defensor de sistemas como este. Siempre que pueda simplificar la cantidad de piezas móviles, mejor.

Al hablar de fijaciones y sujeción de piezas, es fundamental asegurarse de que la pieza esté bien colocada y de que se haya cargado correctamente. Este es un ejemplo de una fijación tipo lápida o una placa base que se colocaría sobre una lápida. Es de Busche. Trabajamos mucho con Busche Workholding, especialmente en la industria automotriz, y en proyectos similares, incorporando la confirmación del asiento neumático para proporcionar información al sistema de control y avisarle antes de colocar la herramienta de corte: ¿Está la pieza sujeta? ¿Está colocada correctamente? ¿Se ha cargado algo incorrectamente? Detectar estos problemas con antelación es clave para el buen funcionamiento del sistema de automatización.

Control de virutas. Como mencioné antes, es importante controlar las virutas y evitar que queden restos en un torno, por ejemplo. En los centros de mecanizado, el control de virutas es fundamental. Incorporar sopladores de aire o boquillas de refrigerante para limpiar los asientos de las fijaciones donde se cargan las piezas, entre otros elementos, es crucial al diseñar fijaciones y al considerar cómo sujetar la pieza. Si bien una fijación permite sujetar la pieza repetidamente, también es importante tener en cuenta la posible contaminación que podría producirse cuando el operario no la supervisa directamente. Por lo tanto, es crucial que el sistema de fijación cuente con esta funcionalidad integrada.

Desacopladores manuales. Me gusta esta diapositiva porque, en primer lugar, habla de la posibilidad de tener piezas donde el robot pueda cargar y descargar el accesorio en ciertos modelos. Si tienes una máquina horizontal, estás usando accesorios hidráulicos. Hay maneras de incorporar eso en la herramienta del extremo del brazo del robot y también están los indicadores de presión. Hay cosas sencillas que puedes hacer desde el punto de vista del diseño del accesorio. En este ejemplo, lo que ves ahí es un pequeño botón que salta. Cuando todo está presurizado y sujeto correctamente, ese pequeño indicador de presión tendrá un botón que saltará. Puedes acercarte rápidamente y hacer que una sonda toque ese y decir: "Bien. ¿Está ahí el botón? Sí. Estoy sujeto. Todo está correcto". Si no está ahí, "Un momento, algo no está bien y alerta a la máquina". Que suene una alarma. Que venga el operador a revisar qué está pasando o que retire esa pieza, introduzca otra pieza y la envíe a una estación de configuración para que la revisen.

Retención de piezas. Otra consideración importante en cuanto a la fijación es asegurarse de contar con un sistema que permita sujetar la pieza mediante resortes. Si se utiliza un robot para cargar la pieza, este debe introducirla, y las abrazaderas de retención de resorte deben mantenerla en su lugar mientras el robot se desplaza, carga una segunda pieza y luego la carga hidráulicamente. Este sistema es muy común en entornos de producción automatizada de alto volumen, como la industria automotriz.

Otra consideración son las herramientas redundantes. Con demasiada frecuencia veo las celdas de automatización en el campo y la utilización no es tan alta como un cliente desearía y cuando se llega a la raíz del problema, es porque la máquina está inactiva esperando a que un operador venga a cambiar insertos o cambiar una herramienta que ha caducado, cosas de ese tipo. Por lo tanto, poder asegurarse de tener una biblioteca que tenga múltiples herramientas redundantes es muy importante dependiendo del tiempo que se quiera operar así como del tipo de materiales. Si se trabaja con aluminio, no es tan crítico. Si se trabaja con titanio, Inconel, es muy crítico. Así que esas son cosas que hay que tener en cuenta. Algunas formas únicas de obtener más herramientas redundantes. Mi ejemplo en el principio: uno, si tomamos solo un torno de torreta simple como ejemplo, simplemente dando un paso más en la tecnología y yendo a un torno de torreta doble. Incluso si no estás realizando operaciones de torneado por presión o combinando operaciones en una máquina, agregar esa segunda torreta te brinda más estaciones de herramientas. Pasas a lo que llamamos nuestra plataforma LT, donde conectas dos o tres torretas. Nuevamente, estás duplicando o triplicando la cantidad de capacidad de herramientas que tienes, por lo que estas son opciones que a veces se pasan por alto y luego una gran, si estás hablando de una aplicación de torneado, es simplemente agregar un eje Y a tus máquinas de torneado. He entrado en muchos talleres y estamos viendo su proceso, tienen una máquina de herramientas motorizadas que solo tiene ejes X y Z, y ves el incremento incremental en la ganancia de productividad que podrían lograr simplemente agregando un eje Y. Esto no solo te da la capacidad de hacer geometrías que a veces tienes que llevar a una fresadora y operarla por segunda vez, sino que también te da oportunidades de duplicar o triplicar la cantidad de herramientas que tienes en la estación de torreta. Podrías tomar una posición de herramienta y, al desplazarla en el eje Y, agregar dos o tres herramientas de corte diferentes en ese mismo hueco, siempre que tu pieza tenga la geometría que lo permita. Tenemos un cliente en Arizona que es un maquinista extremadamente inteligente. Creó su propio bloque de herramientas y tiene siete herramientas de corte diferentes en cada bloque utilizando su eje Y. Eso es extremo. Es exagerado. Eso requiere alguien con mucha más creatividad que yo, pero solo tener ese eje adicional puede abrir un gran cambio. Tener máquinas multifunción, de nuevo, cualquier cosa que tenga un ATC, horizontales, cualquier cosa donde tengas capacidad de ATC, tienes oportunidades de agregar múltiples herramientas redundantes. Si vas a usar un sistema FMS, el primer paso es que normalmente necesitas un ATC grande o ir a un sistema de almacenamiento del proveedor de FMS para poder tener múltiples herramientas. Las herramientas de ganancia o herramientas de flash también son muy populares en las máquinas de torneado y fresado, donde se puede indexar la torreta de fresado o la torreta H1 en nuestro caso para agregar múltiples herramientas de corte en un solo tipo de herramienta.

Mencioné la retroalimentación. Esto es algo muy crítico cuando se trata de automatizar procesos. No quieres que las celdas se apaguen por algo, probablemente no sea el término más políticamente correcto, pero por algo estúpido. Así que en este ejemplo estoy mostrando un sistema muy básico. Esto muestra la concentración de refrigerante. La imagen de la izquierda es nuestro control OSP con el sistema de monitoreo Okuma y un par de aplicaciones diferentes que está monitoreando, pero las imágenes de la derecha, eso es simplemente verificar la concentración de refrigerante. Así puedo hacer un seguimiento de lo que está sucediendo en esa celda de producción. Está en producción. No tengo un operador allí atendiéndola todo el tiempo, pero aun así quiero asegurarme de que estoy manteniendo esa máquina correctamente, así que este es un ejemplo de algo muy simple de hacer. Otro: Way Lube. Quieres anticiparte a estas cosas. Si tienes una máquina que se queda sin lubricante a las 2:00 de la mañana y apaga la celda, haz que este sistema de monitoreo lo supervise y anticípese, avisando al operador antes de que se vaya o a tu técnico de mantenimiento, quien sea que se encargue de los fluidos, para que sepa: "Oye, a las 3:00 de la tarde asegúrate de ir a agregar estos fluidos". El sistema de monitoreo te dirá cuánto tiempo de funcionamiento te queda antes de que tengas que apagar la celda. Algo tan simple como una cinta transportadora de virutas. Tengo un sensor en el eje de la cinta transportadora de virutas para confirmar que está girando. No quieres volver a cometer un error tonto, como que alguien se vaya y la cinta transportadora se detenga, o que termines con un nido de virutas atascado en un sistema y se desborde el refrigerante. Tendrás refrigerante por todo el suelo y una celda apagada automáticamente porque tienes a un empleado que cobra 25 dólares la hora fregando el suelo por algo simple que podría haberse detectado a tiempo. Se trata simplemente de diferentes aspectos muy sencillos de controlar que a veces se pasan por alto, pero que pueden tener un gran impacto en la productividad de esa célula automatizada.

Inspección de calidad y piezas. Una de las grandes ventajas de la automatización es que automatizas la celda y puedes fabricar muchas piezas. Ahora bien, ¿quieres fabricar muchas piezas buenas o muchas piezas defectuosas? Al robot le da igual. Depende de ti y del sistema que hayas diseñado asegurar que tu proceso de fabricación entregue piezas de buena calidad. Así que tener medición en proceso , desde una sonda táctil muy simple en la máquina (muy, muy común hoy en día) hasta la integración (esta es una imagen de un Renishaw Equator), un comparador fenomenal para tener en el taller para comparar piezas, y luego vincular estos sistemas a tu vida útil de la herramienta y tus compensaciones de trabajo para que puedas recortar las piezas y dejar que el sistema realice automáticamente las compensaciones según sea necesario para mantener las piezas dentro de la tolerancia. De nuevo, eliminas esa tarea de las manos de un operador. Deja que el sistema haga ese trabajo por ti. Toda la tecnología está ahí. Solo hay que utilizarla. En este caso, con Caron AutoComp, se configuran las tolerancias del trabajo en proceso, el sistema las recorta y, al alcanzar los límites establecidos, ajusta las geometrías para que vuelvan a su posición original. Si detecta demasiados ajustes (un desplazamiento mayor al predeterminado), marca la herramienta como defectuosa. Por ejemplo, si hay un borde roto o algún otro problema, activa una herramienta de respaldo o indica al operador que revise la herramienta. Estos son sistemas que deben integrarse en cualquier sistema automatizado.

Asegurarse de estar conectado. Independientemente de si está automatizado o no, debe estar conectado y monitorear lo que hacen sus máquinas. Tenemos un software. Lo llamamos Okuma Smart Factory. Podemos monitorear lo que todos construyen: sus luces verdes, amarillas, rojas. ¿Está funcionando su máquina? ¿Está parada? ¿Está esperando a un operador? Cosas de ese tipo, pero también qué máquinas necesitan mantenimiento. ¿Tiene una máquina con un problema de mantenimiento en curso? Cosas de ese tipo. Así que puede enviar correos electrónicos o alertas para señalar a las personas adecuadas para que intervengan. De nuevo, esto es independientemente de si está automatizando un sistema o no. Simplemente poder monitorear y medir su productividad. Trabajamos con empresas como 5ME , Freedom eLOG, Memex. Estas empresas hacen un trabajo fenomenal monitoreando cualquier cosa que pueda estar conectada básicamente a NT, monitoreando ese equipo y proporcionando ese tipo de retroalimentación. De nuevo, volviendo a programar ese mantenimiento. Si hablamos de un sistema automatizado, no se puede ignorar el mantenimiento y conviene integrarlo en el proceso o sistema para evitar paradas inesperadas. Se trata de anticiparse a los problemas. Es terrible ver una máquina herramienta parada por algo muy sencillo que podría haberse detectado dos semanas antes, así que estas son formas de predeterminar el mantenimiento periódico en el sistema de control e integrarlo en el sistema ERP o MRP para poder programarlo en el sistema de producción.

Así que un par de ejemplos diferentes desde el punto de vista de la aplicación. De nuevo, estos serían sistemas integrados personalizados. Este es un ejemplo. Se trata de la fabricación de piñones sin necesidad de cambios. Creo que hay unos 40 tipos diferentes de números de pieza y ningún operario realiza ningún cambio en el sistema. Se alimenta la materia prima en forma de barra y luego el robot la descarga y la envía a varias estaciones. Lo que se muestra aquí es una CMM de planta que realiza toda la inspección. Hay casos en los que se puede realizar grabado o marcado láser si se realiza el seguimiento de la serie. Se pueden tener estaciones de desbarbado, estaciones de lavado; realmente, la imaginación es el límite de lo que se puede hacer en esa celda, dependiendo de los procesos. Esa era la imagen conceptual. Esta es una imagen del sistema en pleno funcionamiento y se puede ver un alimentador de barras conectado al torno y luego la CMM de planta, y luego el área de entrada a la celda del robot tiene cortinas de luz láser. Así que si el operario se acerca a una distancia de X metros, el robot se ralentizará. Si se rompe esa cortina de luz, el sistema se apagará y esperará hasta que alguien esté libre, pero estas son aplicaciones personalizadas con las que hemos trabajado mucho en celdas a lo largo de los años. Este es un ejemplo. A veces la gente cree que se necesita un proceso muy costoso para justificar la automatización. Este es un ejemplo donde simplemente están modificando los diámetros de los extremos de los tubos. Probablemente el tipo de trabajo de mecanizado más simple que se pueda hacer y las máquinas herramienta eran en realidad la parte más barata de toda la celda que recibió más de $1 millón invertido en el sistema de automatización pero automatizan todo este proceso en toda esta celda donde hace la selección de piezas, carga el material, lo trae, hace todo el trabajo de medición e inspección, y estos robots están montados detrás de las máquinas y se extienden por la parte delantera hasta la puerta para que el operador todavía tenga acceso completo a la parte delantera de la máquina y luego, como esto solo usa una herramienta para el corte, tienen las 12 estaciones cargadas con herramientas redundantes, así que una vez que llega cierto consumo de caballos de fuerza de vida de la herramienta o monitoreo de vida de la herramienta, como sea que quieras que esté configurado, indexará a la siguiente herramienta. Mantén ese sistema en la producción hasta que haya un momento programado para que entren y cambien esos insertos a la vez.

Un ejemplo rápido. Disculpen, estoy perdiendo la voz. Un ejemplo rápido de retorno de la inversión. De nuevo, trato de no profundizar demasiado en esto porque cada aplicación será diferente según sus necesidades y lo que intenten hacer, pero este es solo un ejemplo de una forma típica en que analizamos cómo vemos el retorno de esa inversión. Así que sus números se verán diferentes a estos números, pero de nuevo, es algo que pondremos solo para que empiecen a pensar y entiendan algunas de las cosas que podrían analizar. Entonces, ciertas cosas que necesitan comparar la producción al 100% con su producción neta real y luego ver de dónde proviene su tiempo de inactividad. Nuevamente, ahí es donde gran parte del sistema de monitoreo puede entrar en efecto para ver por qué ese husillo está detenido. Nuevamente, soy un gran fanático de recopilarlo automáticamente, sin embargo, crecí como un maquinista de la vieja escuela y hacíamos esto hace muchos años sin tener computadoras conectadas a las máquinas. Teníamos una hoja de papel blanco y rotuladores Sharpie y anotábamos en cuanto el husillo se detenía por cualquier motivo, ¿por qué? Recortábamos eso durante un par de semanas y luego descubríamos: «Bien, ¿qué se repite aquí y cuál es la solución más sencilla que podemos abordar e intentar impulsar?». Así que descubrimos hacia dónde vamos y luego analizamos cómo se compara esto con cómo lo hacemos actualmente frente a cómo lo haríamos en un sistema automatizado. Así que este es, de nuevo, un escenario típico de dos máquinas, un operario, piezas que entran y piezas que salen. Un hombre manejando las máquinas frente a que estén atendidas por un robot. En este ejemplo, tenemos dos máquinas, un operador por turno, turnos de ocho horas trabajando dos turnos al día, trabajando 250 días al año, y luego las horas de mano de obra programadas en esa máquina son 4000 horas, considerando una tasa de producción de piezas por hora de 10, lo que nos da 40 000 piezas al año y luego viendo la tarifa por hora, y estas son probablemente cifras bajas, pero $15.50 por hora más 50% de beneficios, lo que da $23.00 - $25.00. Entonces, comenzamos a ver los porcentajes de dónde provienen nuestros tiempos de inactividad por descanso personal, cambios de herramientas, etc. Entonces estamos viendo una pérdida de eficiencia total en operación de tipo manual 30% versus 10% en una celda automatizada, entonces está viendo dónde está su productividad si está operando ese 100% de producción anual. Su producción anual neta en este ejemplo es de 28,000 piezas en una celda manual frente a 36,000 en una celda automatizada, entonces cuando calcula eso para llegar a - al final del día aquí es donde esta conversación puede alejarse mucho de la automatización pero al final del día lo que intenta hacer es averiguar cuánto le cuesta realmente producir esa pieza. Entonces, en este ejemplo, esa pieza le costó a esta empresa $3.32 producirla manualmente frente a $0.26 cuando la hacemos automatizada producir el mismo trabajo. Entonces, si mira el lado de la inversión, está considerando la máquina herramienta, el equipo de inspección, el equipo de automatización. La inversión de capital total será más esa celda automatizada obviamente. Entonces, estamos usando $200,000.00 para el sistema automatizado, que se suma al lado de la inspección y la máquina herramienta. Entonces está viendo $5.25 frente a $7.25. Entonces, su inversión de capital anual que se amortiza $105,000.00 versus $145,000.00. Producción anual neta: 28,000 piezas versus 36,000 piezas. Costo de capital por pieza producida: tiene una variación ahí: $3.75 versus $4.03. Entonces, a medida que continuamos trabajando en esos números, agrega el costo de capital por pieza producida. Total de piezas de mano de obra y capital $7.07 en una operación manual versus $4.29 en el mismo escenario del sistema automatizado. Entonces su ahorro por eso por año es $100,000.00 y luego hay ahorros adicionales y estos son desconocidos. Simplemente los resaltaré en rojo pero tiene el costo de gastos generales por pieza que podría ser examinado, pero luego está la capacidad en esa máquina herramienta. Si está aumentando sus eficiencias, tiene capacidad adicional, así que con suerte si está haciendo las cosas bien, ¿qué más puede hacer con eso desde ese aspecto? Ahora bien, si tomamos ese mismo escenario y añadimos un tercer turno, la producción total de piezas aumentó de 54 000 a 42 000, por lo que el ahorro total ascendió a 155 000 dólares anuales. Así pues, añadir más horas de funcionamiento sin iluminación se traduce en mayores ingresos al final del año. Y, de nuevo, seguimos teniendo los mismos argumentos sobre qué se puede hacer si se aumenta la eficiencia y se dispone de mayor capacidad operativa.

En resumen, la automatización —todo lo que he mencionado hoy— ya existe. Ya está disponible. No se trata de innovaciones nuevas ni de soluciones de ingeniería. Todo lo que he comentado son productos comerciales probados que se pueden implementar hoy mismo. Ya sea un sistema de pórtico en un torno de un fabricante de equipos originales (OEM) o un sistema de integración personalizado alimentado por robot, todos los componentes que acabo de analizar, incluyendo el sistema de monitorización de software, son productos comerciales con tecnología probada. El riesgo es nulo. Por lo tanto, al gestionar un negocio, gestionar el suyo, la mitigación de riesgos es fundamental. Todo lo que he mencionado es tecnología probada, lista para implementarse. Así que, si alguna vez ha considerado la automatización, o si no, vuelva a reconsiderarlo. El hecho de haberlo intentado hace 10 o 15 años y que no funcionara no significa que no sea el momento de reconsiderarlo. Estamos aquí para ayudarle. Todo el equipo de Okuma, incluyendo nuestra red de distribuidores: Gosiger, Hartwig, Morris, Arizona CNC, EMEC, Thomas Skinner, HEMAQ en México, todos los que forman parte de nuestro grupo, estamos aquí para ayudarlos a llevar su producción, productividad y rentabilidad al siguiente nivel. Así que, si hay algo en lo que pueda ayudarles, no duden en contactarme. Brent, eso es todo por mi parte. Te cedo la palabra.

De acuerdo. Esa es una pregunta un poco capciosa porque va a ser diferente según el proceso que se esté llevando a cabo. El sistema Load & Go del que hablo es un sistema listo para usar; literalmente, teníamos un conjunto en el suelo y funcionando en una máquina en cuatro horas desde que colocaron una transpaleta debajo y lo llevaron hasta la máquina, sacaron la transpaleta y comenzaron a instalarlo, estaban produciendo virutas en cuatro horas. Ese es el extremo de la escala en la escala buena. Ahora, cuando miras ese sistema de manipulación de tuberías donde el proceso de corte era muy simple, pero los robots (creo que había cinco o seis robots diferentes en esa celda) eso lleva tiempo. Lleva tiempo integrarlo y resolver todos los problemas de comunicación, todos los ajustes y cosas así, así que ahí es donde no puedo decir: es un proceso de tres días, ¿verdad? Eso va a depender mucho del proceso que esté realizando el cliente.

Muy bien. Tenemos tiempo para una pregunta más. Veamos cuál será: Además de los sistemas de almacenamiento de palés, ¿hay alguna otra automatización desarrollada directamente por Okuma?

Muy bien. Gracias, Wade. Con esto concluye la presentación de hoy. Quiero agradecer a Wade y a Okuma por hacer posible este seminario web. Si no pudimos responder a su pregunta, no dude en escribirle directamente a Wade a [email protected]. Repito, es [email protected] y gracias a todos por escuchar. Pronto recibirán un correo electrónico con un enlace a la grabación. También me gustaría invitarlos a nuestro próximo seminario web sobre talleres mecánicos modernos: Cómo mejorar la eficiencia de la producción analizando más allá de los datos de utilización. Este seminario web tendrá lugar el próximo martes 14 de mayo. Gracias por su tiempo y que tengan un buen día.