Empleados de un taller CNC se benefician de la automatización robótica

Para Dimension Machine Co., una pequeña compañía con recursos limitados, implementar un sistema de automatización robótica fue un gran paso. “Francamente, estaba más que un poco preocupado cuando iniciamos el proceso”, indica Ruthie Brockman, una maquinista que ayuda a coordinar la producción en Dimension. Sin embargo, luego de trabajar con Gosiger Automation (Dayton, Ohio) en implementar los dos tornos Okuma atendidos por un robot FANUC, la Sra. Brockman estuvo complacida al ver que la compañía produce 47 por ciento más piezas por hora mientras usa mejor el tiempo de los operarios.

Don Barth, propietario de Dimension Machine Co., había considerado hace tiempo usar robots para incrementar la productividad en su planta de 12 empleados en Cincinnati, Ohio. Dimension ejecuta miles de piezas en 20 máquinas CNC de Okuma. Esto le permite a la compañía proporcionar una rápida ejecución de piezas para una amplia variedad de industrias, como la de transporte, maquinaria especial para fabricantes de equipo original y productos forestales.

Siempre interesado en aplicar nueva tecnología para servirles a sus clientes, Barth investigó sobre automatización robótica en la exposición IMTS. Luego de visitar otra planta para verla en una situación del mundo real, Barth buscó oportunidades de aplicar automatización robótica en las operaciones de Dimension.

Él y su hija, La Sra. Brockman, decidieron inicialmente agregar un robot para atender un torno Okuma LT-300 existente, que ya estaba produciendo un gran número de piezas para el taller. Sin embargo, luego de contactar al ingeniero de ventas Dave Marsh de Gosiger Inc., Marsh y su colega, Greg Feix de Gosiger Automation, concluyeron que este plan podría no ser el mejor para las necesidades de Dimension.

En lugar de ello, Marsh definió como estrategia, con el equipo en el taller, que incluía al empleado clave Dan Hutchinson, llegar a la raíz de lo que necesitaba realizarse. Hutchinson sugirió que la compañía podía necesitar automatizar dos tornos en lugar de uno para poder incrementar aún más su producción.

 “Una vez entendimos las ventajas de la configuración de dos máquinas, nos dimos cuenta de que esta era la mejor solución”, indica la Sra. Brockman.
El arreglo que eligió Dimension emplea dos tornos Okuma Genos que están enfrentados uno al otro, y un robot FANUC M-710iC/50, posicionado entre las dos máquinas. El robot emplea dos unidades de apriete de tres mordazas para cargar y descargar dos piezas a la vez. Éste tiene una capacidad de carga de 50 kg, que incluye las piezas y el herramental en el extremo del brazo, y tiene un alcance de 2,050 mm.

El diseño también incluye un dispositivo dinámico para giro de piezas que voltea las piezas entre operaciones. El dispositivo tiene un sistema de apriete neumático montado sobre un cilindro neumático. Durante el proceso de giro, el cilindro neumático se extiende y el robot traspasa la pieza al dispositivo de giro. El cilindro neumático baja el dispositivo de apriete y fija la pieza. Entonces, el robot recoge la pieza y la reposiciona en frente de la máquina para cargarla.

Dos transportadores de correa plana, libres de fijaciones y motorizados, transportan las piezas sin terminar hacia el robot para el procesamiento y mueven las piezas terminadas a una estación de descarga manual. El sistema emplea la función iRvision de FANUC para eliminar la necesidad de un transportador fijado y reducir los tiempos de cambio del sistema. El área de operación del robot está encerrada con protecciones de perímetro para seguridad del trabajador.

Una de las principales razones para agregar el robot fue reducir la carga y descarga manual de piezas, pues lo ataba al operario de la máquina y le impedía realizar actividades más productivas. La Sra. Brockman sabe de primera mano que los tiempos de ciclo de 1.5 minutos involucraban trabajos repetitivos y desgastantes, ya que esta fue una de las tareas que ella hizo cuando empezó a trabajar en Dimension.

 “Obviamente esta es una importante subutilización para el tipo de personas que queremos que trabajen acá”, indica. “Es por eso que nuestra primera idea fue simplemente agregar el robot al torno LT-300”.

Con la configuración de dos máquinas, el tiempo del operario se emplea en tareas más importantes, incluido el control de piezas en proceso y terminadas. Usando solo una de las piezas que la compañía fabrica (espaciadores) como ejemplo, la nueva configuración incrementa la producción de 90 piezas en 9 horas a 150 piezas en solo 8 horas. “Esto significa que estamos haciendo entre 19 y 20 piezas por hora en lugar de 10, sin necesidad de tiempos extra”, indica la Sra. Brockman. Como un beneficio adicional, la eficiencia de los robots le ha permitido a la compañía justificar el uso de un material más costoso, mucho más fácil de mecanizar.

A medida que Dimension iba a través del proceso de instalar automatización robótica, la Sra. Brockman explica que se dieron cuenta de que la automatización de producción de familias de piezas tenía mucho sentido. En el ejemplo anterior, la compañía fabricaba diversos espaciadores con diámetros exteriores entre 3 y 3.5 pulgadas, y anillos de sello entre 3.5 y 7.75 pulgadas. La celda también está produciendo pequeñas carcasas de rodamientos que pesan 20 libras, junto con tuercas y bujes cónicos. Dimension está en el proceso de agregar algunas piezas adicionales, incluyendo una pieza de 9.5 pulgadas y una pieza de 3.5 pulgadas, que tiene 5 pulgadas de largo. Con este rango diverso, la Sra. Brockman dice que contar con un robot fácil de programar y con el control Okuma hace más fácil y rápido intercambiar los trabajos.

Parte de la satisfacción de la Sra. Brockman con el resultado final fue la reaseguración y el soporte que el taller recibió del equipo de entrenamiento de Gosiger. Esto ayudó a consolidar su confianza en el nuevo proyecto. “En un día superé mis preocupaciones sobre la operación de un robot y decidí que era la mejor cosa sobre la tierra”, indica. Hubo algunos impases en el camino, admite, pero Gosiger cuidó de cada detalle y trabajó con Dimension para asegurar que el taller tuviera lo que necesitaba.

De hecho, usar el robot es ahora tan fácil para la Sra. Brockman que, cuando un grupo de estudiantes de secundaria visitaron la planta para el día nacional de la manufactura, ella pudo mostrarles cómo trabaja el sistema y dejarles el control para fabricar piezas.
 “Amo lo que hago y agregar el robot a nuestra planta ha sido realmente emocionante”, indica la Sra. Brockman. “Esto nos ha ayudado también a reexaminar todos nuestros procesos para buscar más formas de mejorar nuestras operaciones, servir mejor a nuestros clientes y permitirles a nuestros empleados ser más productivos al liberarse de tareas repetitivas y aburridas”.