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Los cobots de Soldadura ofrecen un aumento de la eficiencia del 40%

T&W Stamping

En resumen

T&W Stamping en Ohio quería automatizar una de las partes más laboriosas de su proceso de fabricación de metales: la atención de soldadores resistivos. Esta es una aplicación difícil de automatizar debido al pulso electromagnético del equipo de soldadura que bloquea los servomotores de los robots. La empresa resolvió el problema con un cobot UR5 que se amortizó en menos de cuatro meses, lo que supuso un aumento del 40% en la eficiencia y la liberación de tres funciones de operador.

La transformación empresarial

"¿Usar robots colaborativos para atender a los soldadores resistivos? Hasta donde sabemos, esto no era algo que nadie en la industria hubiera hecho antes", dice Juan Rodríguez, Director de Automatización de Crum Manufacturing, un Integrador de Sistemas Certificado de Universal Robots.

Estaba trabajando con T&W Stamping en Youngstown, Ohio, un fabricante por contrato principalmente para el mercado de camiones pesados que necesitaba una solución de automatización confiable. "Acabábamos de recibir un contrato de un gran cliente nuestro para fabricar soportes de tren motriz", dice Craig Sivak, vicepresidente ejecutivo y gerente general de T&W Stamping. "El volumen no era enorme, alrededor de 40,000 partes por año, pero cada parte tiene ocho tuercas de soldadura, por lo que son 320,000 soldaduras que de otro modo tendríamos que hacer manualmente." Sivak y su equipo decidieron investigar si los robots colaborativos podían manejar la tarea. "Con un cobot, podríamos mantener nuestro diseño existente, ya que no necesitábamos protección adicional alrededor del cobot debido a su sistema de seguridad incorporado", dice.

Si bien es común que los grandes robots industriales realicen soldadura resistiva, Rodríguez explica por qué esta no es una aplicación que los pequeños robots colaborativos hayan manejado históricamente. "Los soldadores resistivos activan un EMP (pulso electromagnético) que bloquea cualquier tipo de electrónica en un radio determinado. Eso no es un
problema con los robots tradicionales con grandes herramientas de extremo de brazo en C donde el robot está extremadamente lejos del punto de ataque", dice. "¿Pero con un pequeño cobot que intentas encajar bien en una celda existente? Esa es una historia muy diferente".

T&W Stamping

Industria Automotive and Subcontractors
País North America
Número de empleados 50-100
Cobot utilizado UR5
Video — T&W Stamping, EE. UU.

El beneficio que vemos al instalar el robot UR realmente es la consistencia. Hace un trabajo fantástico

Craig Sivak, Executive Vice President & General Manager, T&W Stamping
Superación de obstáculos

Superación de obstáculos

Crum Manufacturing superó este obstáculo conectando a tierra el robot y añadiendo un material no metálico a la herramienta de extremo de brazo hecha a medida que distanciaba al robot más del soldador. Poder usar robots colaborativos para esta difícil tarea no fue el único descubrimiento agradable en T&W Stamping. "Cuando nuestros ingenieros nos dieron la cotización inicial para el propio Universal Robot, nos quedamos atónitos por el costo", dice Sivak. "Al observar algunos de los robots más grandes, son de seis cifras; esperábamos un número mucho mayor".

Reintegro en 4 meses

Reintegro en 4 meses

T&W Stamping pudo implementar toda la celda por un 30 por ciento menos de lo que la empresa habría gastado en ocho accesorios separados para colocar la pieza y presentarla al soldador. El fabricante por contrato también liberó tres funciones de operador, que ahora están haciendo más tareas de valor añadido. "Estamos cerca de un 40 por ciento más eficientes de lo que normalmente hubiéramos sido", dijo Sivak, quien también hizo los cálculos del ROI. "Cuando tomamos en cuenta los ahorros de costos que no teníamos en los otros accesorios, y lo que es más importante, el dólar de mano de obra y los beneficios ahorrados con menos operadores, el reembolso fue de menos de cuatro meses".

La guía de visión garantiza soldaduras exactas

"El cobot de UR recoge la pieza justo en el punto de referencia, lo cual es muy importante porque es el elemento fijo de la pieza en sí", explica Sivak. "Una vez que el robot UR recoge la pieza, sabe exactamente dónde está la ubicación de cada agujero."

El picking de piezas es guiado por una cámara de visión de Cognex por encima del transportador. Con esa guía, el UR5 coloca la pieza en el primero de los dos soldadores resistivos, que realiza las primeras cuatro soldaduras a medida que las tuercas de soldadura se colocan en la pieza mediante un alimentador de tuercas vibratorias. Después de realizar las primeras cuatro soldaduras, el UR5 gira el soporte y lo mueve al segundo soldador que completa las cuatro soldaduras finales. El ciclo de 52 segundos concluye cuando el UR5 mueve la pieza a una segunda cámara Cognex por encima del transportador de salida que comprueba que la pieza tiene las ocho tuercas de soldadura, que están en la posición correcta y que todas tienen roscas.

La guía de visión proporcionada por las cámaras Cognex instaladas sobre los transportadores de entrada y salida garantiza que el UR5 recoja cada soporte justo en el punto de referencia y que cada soldadura se realice correctamente.
La guía de visión proporcionada por las cámaras Cognex instaladas sobre los transportadores de entrada y salida garantiza que el UR5 recoja cada soporte justo en el punto de referencia y que cada soldadura se realice correctamente.

Consistencia del producto con cero tiempo de inactividad

T&W Stamping realiza turnos de ocho horas, cinco días a la semana. El UR5 normalmente funciona al 60 por ciento de su capacidad y ha estado en funcionamiento durante más de dos años. "El beneficio que vemos al instalar el robot UR realmente es la consistencia. Hace un trabajo fantástico", dice Sivak. "No hemos tenido ningún problema de producción o tiempo de inactividad con él. Si no tuviéramos el robot, habría cuatro operadores en esa celda manejando los ocho accesorios para obtener las tuercas de soldadura en esa parte." Ahora solo se necesita un operador para atender la celda. El operador, que no tenía experiencia previa en robótica, realizó un curso de capacitación de tres días sobre cómo operar y programar el UR5 y ahora está a cargo de la inspección del producto y las operaciones de cobot.

Revitalizando la tecnología de hace 30 años

Revitalizando la tecnología de hace 30 años

Desarrollar la célula robótica para T&W es un logro que Juan Rodríguez no duda en llamar jonrón. "Estos soldadores resistivos tienen más de 30 años. Ser capaz de encontrar una forma de interconectarlos con la nueva tecnología de cobot es una gran victoria tanto para nosotros como para la empresa", afirma. "Definitivamente veremos una mayor integración de Universal Robots con soldadores resistivos y con equipos de soldadura por completo".

Futuras oportunidades de automatización

Futuras oportunidades de automatización

T&W Stamping ahora ha comenzado a buscar nuevas tareas que los cobots podrían manejar. “Producimos bandejas de aceite con componentes soldados por resistencia. Debido al tamaño y la configuración de la pieza, sería muy difícil automatizarla con soldadoras de resistencia", dice Sivak, que en cambio está estudiando la soldadura MIG. "Nuestra intención es utilizar un robot UR para fijar los componentes en la pieza, así como poner un soplete en uno y hacer la soldadura MIG con eso", explica. "Este será un nuevo proceso para el robot en comparación con lo que está haciendo hoy, ya que en realidad estará haciendo la soldadura en sí".

Retos de automatización resueltos:

  • Capacidad de interactuar con soldadores resistivos heredados
  • No hay cambios en el diseño del piso existente
  • Se ha logrado una calidad del producto del 100%
  • Cero mantenimiento sin tiempo de inactividad o interrupciones de la línea Aplicación a prueba de futuro, lo que permite cambios en la inspección de las construcciones del motor

Impulsores clave del valor:

  • 4 meses ROI
  • Programación sencilla
  • Colaborativo y seguro
  • Calidad y consistencia del producto

Tareas resueltas por robots colaborativos:

  • Recoger y colocar de los transportadores de entrada y salida, tendiendo de los soldadores resistivos

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  • Aumentar la productividad
  • Adaptarse a la demanda cambiante de productos
  • Mejorar el bienestar y la retención de los empleados
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