Beneficios de la automatización de los sistemas de manejo de materiales en el perfilado

Por Jaswinder Bhatti, Maquinaria Samco

El perfilado solía funcionar a una velocidad muy lenta, de unos 50 pies por minuto. Entonces fue fácil manejar todo manualmente al final de la línea. En estos días, las formadoras de rollos pueden funcionar entre 300 y 500 pies por minuto. La velocidad puede dificultar el manejo de las piezas, pero también la configuración de las piezas, que se ha vuelto más compleja a medida que se han ampliado las capacidades de las máquinas. 

Por lo general, las piezas se formaban con rodillos y luego se incorporaban manualmente características y procesos adicionales en la línea. Los sistemas de perfilado de hoy en día pueden incluir algunos procesos de punzonado, conformado, doblado y otros que no tienen nada que ver con el perfilado en sí y están diseñados para la fabricación completa de una sola pieza. Y con estos sistemas viene una sofisticada automatización del manejo de materiales.

Al pasar de un proceso a otro, el manejo automatizado de materiales elimina el error humano, particularmente en lo que se refiere a la orientación de las piezas. La automatización ayuda a verificar que se está manipulando la pieza correcta y la orienta para un procesamiento adecuado. Un ejemplo de lo mismo fue en la industria HVAC donde después de laminar la pieza se envió a la línea de ensamblaje, que tenía el aire acondicionado ensamblado directamente sobre ella.

También ayuda a reducir la dependencia de un operador, lo que aumenta el tiempo de actividad y la velocidad del perfilado. Un sistema de manejo de materiales puede procesar mucho más rápido que cualquier operador, especialmente cuando las piezas en la línea son grandes y pesadas. Y con piezas grandes y pesadas viene un aspecto de seguridad. Tener que mover y orientar manualmente las piezas repetidamente a lo largo del día expone a los operadores a fatiga y lesiones. 

Hay un gran ahorro de tiempo acumulado utilizando un sistema de manejo de materiales automatizado, especialmente con empaque y anidamiento. En ocasiones, un operador puede perder la cuenta de las tiradas parciales y los envíos pueden salir con pedidos inexactos. La capacidad de contar tiradas parciales para garantizar que los pedidos se completen correctamente ahorra tiempo, tanto en la etapa inicial con el inventario como con la confianza de saber que no será necesario reproducir ni reenviar los pedidos. Un operador no necesita llevar la cuenta constantemente durante todo el proceso de fabricación. 

COVID-19 también ha demostrado beneficios adicionales de los sistemas automatizados de manejo de materiales. Los fabricantes debían seguir protocolos estrictos para limitar la cantidad de personas en un espacio de trabajo y mantener un distanciamiento adecuado. Estos sistemas reducen la cantidad de trabajadores necesarios para manejar el equipo de perfilado y mantener los estándares de seguridad. 

Lo que necesitas saber

Para los fabricantes con máquinas formadoras de rollos existentes, es muy importante comprender por qué y cómo se necesita la automatización del manejo de materiales. La mayoría de las tiendas tienen un espacio limitado en el piso de producción y la incorporación de estos sistemas puede ocupar más espacio del que se asigna actualmente, lo que significa que puede ser necesaria una reestructuración del equipo. Esto requiere una planificación cuidadosa, especialmente si hay procesos secundarios involucrados. 

Es posible que algunos talleres no vean el valor inicial de agregar un sistema de este tipo, especialmente con los costos iniciales. Pero la máquina no toma descansos y continuará con el mismo ritmo de procesamiento durante todo el día. Al eliminar el elemento humano y mantener la consistencia del proceso, los fabricantes pueden esperar ganancias de rendimiento significativas, a veces superiores al 35 por ciento.  

Aunque existe un interés general en los sistemas automatizados de manejo de materiales, no todos los fabricantes requieren dichos sistemas. Es importante investigar si un taller puede beneficiarse de los nuevos equipos, especialmente debido a los costos iniciales significativos en muchos casos, y cuáles son las mejores opciones para las actividades de fabricación existentes y futuras. ¿Hay suficiente volumen para el manejo automatizado de materiales? Y si es así, ¿dónde están los cuellos de botella en el proceso y dónde se puede utilizar mejor la automatización? 

Sistemas Front-End

Hay muchas áreas del perfilado donde la automatización puede ser un beneficio y debe basarse en los requisitos del cliente y las especificaciones de la máquina.

Manejo de bobinas. Hay muchos sistemas diferentes de manejo de bobinas disponibles según las necesidades. ¿Con qué frecuencia necesita cambiar las bobinas? ¿A qué velocidad se debe hacer esto? Hay varias opciones disponibles para el manejo automatizado de bobinas.  

Se puede usar un desenrollador de uno o dos extremos para cambiar las bobinas a medida que se usa el material. La opción única tiende a ser más lenta pero no ocupa tanto espacio en el taller. Un desenrollador de dos extremos, con un lado en marcha, la bobina del segundo lado se puede cargar para minimizar el tiempo de inactividad. 

Una combinación de carro portabobinas y volcador permite cargar una bobina en el carro portabobinas mientras el desenrollador aún está funcionando, lo que puede ser útil cuando se usa una grúa en otras partes del taller, ya que el mandril se puede precargar en el carro. . Un carro de bobinas se puede combinar con un desenrollador simple o doble para mayor eficiencia. Por lo general, las bobinas se entregan a la vista. Luego, el operador debe levantar la bobina a la posición vertical usando una grúa. Este proceso puede ser extremadamente arriesgado ya que existe la posibilidad de que la bobina se deslice. Pero el volteador traerá la bobina de forma segura a la posición vertical/vertical. Por otro lado, el combo volcador / carro de bobinas también puede descargar de manera segura bobinas parcialmente usadas llevándolas de vuelta a la posición de vista al cielo desde una posición vertical para retirarlas.

Acumulador. Una bobina que sale de un desenrollador va a un acumulador donde se alimenta a la formadora de rollos. Cuando toda la bobina está en el acumulador, la bobina se puede cambiar sin detener el proceso de perfilado. Una vez que se reemplaza la bobina, el material vuelve a correr hacia el acumulador. Esta automatización puede ahorrar hasta 10-15 minutos por cambio de bobina. 

Soldadora de corte final. Esto le permite al operador unir el borde de salida de la bobina en funcionamiento y el borde de entrada de una bobina nueva para ahorrar tiempo en la alimentación de la bobina a través de toda la línea. Puede ahorrar tiempo de inactividad y limita el daño (reduciendo la chatarra) debido a la alimentación manual.

Sistemas de recogida y colocación. En lugar de alimentar manualmente una pieza en blanco a la vez, recoge y coloca materiales precortados en un transportador motorizado. Puede seleccionar partes para diestros y zurdos apropiadamente. Los sistemas de selección y colocación se pueden utilizar para orientar correctamente las piezas para procesos posteriores como doblado o punzonado. 

Sistemas de back-end

¿Cómo tratan los fabricantes la pieza una vez que se completa el proceso de perfilado? Hay varias opciones de manejo automatizado de materiales disponibles para integrar al final de la línea de perfilado para mejorar la eficiencia.  

Nidos. Esto se usa cuando el producto terminado sale de la línea a altas velocidades de línea. Recopila y anida un grupo o paquete de productos terminados, generalmente para la industria de espárragos y rieles, para ser trasladados al empaque y envío. Los anidadores eliminan la necesidad de varios trabajadores al final de la línea de perfilado.

Apiladores. Este sistema de manejo de materiales apila las piezas terminadas al final de la línea de perfilado y está programado para mover la pila en un número predeterminado de piezas por pila a un área para que la recoja un montacargas.

Empaquetadores. Una vez que las piezas salen de la formadora de rollos, se anidan en mini paquetes. Los empaquetadores automatizan el manejo de minipaquetes y crean automáticamente paquetes maestros preprogramados que están listos para enviarse en función de pedidos de piezas y lotes. Una mesa elevadora principal de paquetes se eleva para recibir la primera capa de producto de la máquina y desciende a medida que se acumulan las pilas. Luego se amarran en una sola unidad para su envío. Una vez que se completa el paquete maestro, la mesa elevadora baja completamente y alimenta el paquete completo al transportador de rodillos del extremo de salida final. Este sistema de manipulación de materiales elimina el levantamiento manual de paquetes empaquetados y reduce las lesiones por levantar y girar piezas pesadas y agrupadas. 

Embalaje. Una vez que las piezas salen de la formadora de rollos y se agrupan o apilan, se necesita un embalaje adecuado para garantizar que las piezas lleguen de forma segura y sin daños. Los sistemas de empaque pueden incluir envoltura retráctil, agregar una hoja de plástico o papel entre cada parte, agregar estiba y flejes, o envolver el paquete con burbujas para que esté listo para cargarse en el camión.

Próxima ola de innovación

Con muchos sistemas automatizados de manejo de materiales diferentes, es importante contar con un sistema de monitoreo. Las máquinas actuales son tan rápidas que los operadores no pueden seguir el ritmo de procesamiento de las piezas, lo que hace que sea aún más difícil garantizar que las piezas se produzcan correctamente. 

Agregar controles de calidad o monitoreo en los procesos es algo que veremos cada vez más en nuestros sistemas de perfilado. La capacidad del sistema automatizado de manipulación de materiales para reconocer todas las piezas, identificar las piezas defectuosas y separarlas antes de empaquetarlas y enviarlas supondrá un gran ahorro de costes y tiempo. 

Los últimos y mejores sistemas automatizados de manejo de materiales pueden facilitar la vida de cualquier fabricante. Se necesitan menos empleados para la manipulación manual de piezas a través del proceso de perfilado, lo que elimina los problemas de seguridad y libera a los trabajadores para otros procesos. Agregar incluso una o dos de estas opciones puede hacer que los procesos de perfilado sean más rápidos y confiables. No todos los talleres necesitan el equipo de primera línea, pero es importante tener en cuenta las necesidades existentes y futuras para que pueda crecer en el equipo. La personalización de la línea de perfilado debe basarse en el perfilador y sus capacidades, las necesidades de producción de piezas y la comprensión de los costos iniciales y el retorno de la inversión. RF

Jaswinder Bhatti es vicepresidente de ingeniería de aplicaciones para Maquinaria Samco, Toronto, Ontario; www.samco-machinery.com.