"Cuando vimos las capacidades de Robotmaster, rápidamente nos pusimos manos a la obra. Utilizando el método Robotmaster OLP, tardamos 30 minutos en programar la célula de enrollado de tubos, sin sacar el robot de línea. Usando un método de botonera colgante programable se habrían requerido más de 80 horas de tiempo de programación”.
Doug Watkins
Trane
Trane® – de Trane Technologies es una empresa de innovación climática internacional, fue fundada en 1885 por James Trane en La Cross, Wisconsin, es líder en soluciones sostenibles de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). Junto con su hijo, Rueben Trane, desarrollaron el primer sistema de calefacción a vapor de baja presión. Aunque Trane cuenta con múltiples instalaciones de fabricación en todo el mundo, es más reconocida por su planta de La Crosse, que fabrica los enfriadores refrigerados por agua CenTraVac ®, con una capacidad de refrigeración de 200 a 4000 toneladas. Durante más de cien años, Trane ha sido un pilar y un empleador líder de la comunidad de La Crosse, una población de ~60 000 personas.
Los enfriadores Trane son productos altamente personalizados, diseñados para cumplir con múltiples especificaciones de los clientes. Estos productos personalizados de alta mezcla requieren mucho trabajo manual. En una comunidad rural pequeña, puede ser difícil reclutar y retener una fuerza laboral calificada. Según Doug Watkins, Ingeniero en jefe de soldadura en Trane, “Un estudio del entorno laboral actual y la fuerza laboral proyectada en nuestra área para los próximos 30 años hicieron de la implementación de la automatización una estrategia central”. Trane implementó tres células de soldadura utilizando sistemas robóticos Fanuc. Como resultado de esta inversión inicial en automatización, pudieron superar la escasez de mano de obra calificada y beneficiarse de una reducción general en los costos operativos.
Sin embargo, su mayor desafío y oportunidad para la automatización era el proceso manual y laborioso de laminado de tubos. Debido a que cada enfriador era un producto personalizado, no existía una estandarización única para los patrones de orificios, lo que aumentaba la complejidad de un posible proceso de automatización. Utilizando el sistema de laminado de tubos asistido Rapid Hawk, un operador normalmente lamina y recorta manualmente miles de tubos, lo que es una operación que consume mucho tiempo. Un desafío adicional fue identificar los tubos faltantes, que el operador tuvo que inspeccionar manualmente. Encontrar un agujero perdido en un lecho de miles de agujeros fue como encontrar una aguja en un pajar. Y como se trataba de una inspección manual, no había forma de saber cuánto tiempo tomaría la etapa de inspección. Esto representaba un gran riesgo de perder el tiempo Takt (mide el intervalo de tiempo promedio entre el inicio de la producción de una unidad y el inicio de la producción de la siguiente unidad cuando los artículos se producen secuencialmente) en el proceso de construcción, lo que generaba el riesgo de perder envíos.
Otra razón por la que Trane dudaba en implementar una solución automatizada para esta aplicación de laminado de tubos era el intenso tiempo de programación de la botonera colgante programable que requeriría este proceso personalizado. Un operador tendría que dedicar más de 80 horas a la programación, todo ello manteniendo el robot fuera de línea y fuera de producción, lo que le cuesta a la empresa tiempo y dinero con este proceso de programación. El equipo de Trane estuvo de acuerdo en que el proceso de trabajo manual junto con la botonera colgante programable no era sostenible y era demasiado desafiante y demandaba mucho tiempo.
En la Feria Internacional de Tecnología y Fabricación (IMTS), Chicago 2018, Doug notó la capacidad de programación fuera de línea de Robotmaster. Cory John, gerente de ventas de software de Hypertherm, se apresuró a brindar una descripción general y una demostración del programa. La serie de conversaciones posteriores al programa finalmente condujeron a una reunión en el lugar, en la Planta 7 de las instalaciones de Trane La Crosse. Para comprender mejor los procesos de soldadura robótica, los desafíos y los riesgos, el equipo también consultó con John Huster, Presidente de Sofos Robotics Co., un socio integrador de confianza de Robotmaster.
Entusiasmado con la perspectiva de reducir el tiempo de programación sin sacar el robot de línea, Doug trabajó rápidamente con Sofos Robotics para implementar el software Robotmaster en sus celdas de soldadura. Al mejorar aún más los beneficios que obtuvieron al implementar los sistemas robóticos, pudieron reducir la necesidad de mano de obra calificada y los costos operativos. Como resultado de una implementación exitosa y del trabajo con un socio integrador experimentado, Trane vio inmediatamente los beneficios y el potencial de utilizar el software Robotmaster en otras áreas, incluido el proceso de laminado de tubos. La emoción fue fenomenal.
Dentro del software, Trane puede importar el modelo CAD de sus piezas, seleccionar los puntos finales de las tuberías y utilizar las rutas automáticas de Robotmaster para crear la rutina del ciclo automáticamente. Al utilizar la tecnología de optimización de trayectorias de Robotmaster, el software puede usar un algoritmo de ordenamiento de trayectorias para garantizar que el robot tome la trayectoria más óptima entre los orificios, reduciendo así el tiempo total del ciclo, como se demuestra en la función de calculadora de tiempo de ciclo.
Doug mencionó: “Cuando vimos las capacidades de Robotmaster, rápidamente nos lanzamos a ello. Utilizando el método Robotmaster OLP, tardamos 30 minutos en programar la célula de enrollado de tubos, sin sacar el robot de línea. Usando un método de botonera colgante programable se habrían requerido más de 80 horas de tiempo de programación”.
Trane está obteniendo resultados extraordinarios con el uso de Robotmaster. El laminado robótico de tubos ha aportado beneficios en múltiples frentes. En primer lugar, el laminado robótico de tubos ha reemplazado uno de los pasos más laboriosos en el proceso de construcción de enfriadores. Sus sistemas robóticos aumentaron su producción en un 50 % con cero tubos perdidos. Trane está viendo una mejora de aproximadamente el 38 % en su tiempo de ciclo desde que implementó la solución Robotmaster OLP.
Según John Huster, “el software Robotmaster va más allá de la programación celular. Hemos podido usarlo como una herramienta de ingeniería que nos permite probar diferentes diseños de celdas y realizar análisis del espacio de trabajo para garantizar que tenemos el robot y las herramientas adecuados para el trabajo, como el proceso de laminado de tubos de Trane. Además, podemos simular el proceso con mayor precisión, lo que nos permite resolver cualquier problema antes de implementarlo en la planta de producción”.
Además de las mejoras en el tiempo de ciclo, el nuevo sistema de laminado de tubos robótico ha creado un entorno de trabajo más seguro. Con un proceso manual, los operadores humanos estaban expuestos a trozos de cobre que salían volando de la máquina recortadora. El proceso automatizado ha eliminado este riesgo.
Finalmente, Trane ha podido suavizar la presión de la escasez de mano de obra mediante la automatización robótica. Han podido capacitar y mejorar las habilidades de los empleados que se dedican al enrollado de tubos para desempeñar otras funciones dentro de la organización. Según Doug Watkins, “Nuestra estrategia de automatización se centra en reducir los largos tiempos de trabajo físicamente exigentes y en crear oportunidades para que nuestros operadores participen más en los procesos creativos. “Mi equipo es muy creativo, ideamos nuevas ideas cada semana y buscamos oportunidades para crear un sistema de valor añadido para nuestros clientes”.
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