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La eficiencia

06 oct 2017

Robotizar: una de las mejores soluciones para incrementar la eficiencia y la productividad

Robots que estén fallando, que no den la velocidad o que no den la precisión.© zapp2photo - Fotolia.

Quiero empezar mi columna haciendo una aclaración: eficiencia se refiere a cantidad de piezas buenas producidas sobre la cantidad de piezas que se debieron haber producido.

Por su parte, productividad se refiere a las piezas buenas que se deberían producir. Entonces, cuando se refiere a incrementar productividad se trata bien sea de reducir el tiempo de ciclo o de aumentar las piezas por hora que se deberían producir. Aumentar la eficiencia es una manera de aumentar la productividad.

Con mucha frecuencia se elaboran planes para robotizar o automatizar una planta con base en la reducción de mano de obra, cuando la realidad es que los beneficios de la robotización son tan grandes que la mano de obra se puede considerar como un beneficio adicional.

Las justificaciones para no robotizar son muchas: que es muy costoso y los ahorros no compensan el monto invertido; que hay que hacer muchos cambios de molde y por lo tanto se alargaría el tiempo de cambio del mismo; que lo moldes son automáticos; que se alarga el tiempo de ciclo; que disminuye la productividad, etc.

La realidad contundente es una: robotizar es una de las mejores opciones para mejorar la competitividad y rentabilidad de una empresa, ya que incrementan de manera sustancial la eficiencia y la productividad, y disminuyen las necesidades de capital.

Una de las limitantes para tomar las decisiones de robotizar es que la baja eficiencia y productividad no se contabilizan como un costo, a pesar de que disminuyen sustancialmente la capacidad de atomización de los costos fijos de la planta; tampoco se lleva un registro detallado del costo de reparación de moldes.

El robotizar le da a las fábricas una gran capacidad de atomización de costos fijos, via mayor productividad y eficiencia, lo que al final se traduce en costos de inversión por artículo mucho más bajos, aumentando con éstos la competitividad y la rentabilidad, y en consecuencia la capacidad de inversión y crecimiento.

Otras razones de por qué es tan importante robotizar son:

1. En moldes con extracción manual la robotización permite aumentos de productividad que van entre un 30% hasta más de un 100%, ya que permite reducir el tiempo de ciclo y elimina los tiempos perdidos durante el retiro manual de la pieza. Es decir, al robotizar una máquina que estaba trabajando con extracción manual, la producción se puede inclusive triplicar en la misma máquina.

2. En el caso de moldes automáticos, la razón más importantes es que se evitan los daños de los moldes causados por piezas que no fueron expulsadas, los cuales incrementan de manera importante los costos de mantenimiento y el tiempo perdido, reduciendo con ello de manera sustancial la eficiencia y la productividad. Igualmente son muy pocas las fábricas que tienen identificados y separados los costos por daños de molde.

3. Los robots pueden entregar la producción apilada por cantidad y, en muchos casos, inclusive la pueden empacar.

4. Se pueden hacer procesos de automatización por fuera del molde, como por ejemplo el cierre de las tapas flip-top, reduciendo con ello, de manera sustancial, los costos de los moldes, corte de pitorros (sprue), etc.

5. Son una valiosísima herramienta para producir piezas con insertos, de manera automática, eficiente y con alta calidad. El proceso de producir piezas con insertos se conoce como IMI ( in mold inserting).

6. Se pueden hacer piezas bicolor en una máquina monocolor, con dos moldes, reduciendo de manera sustancial los costos de producción de tales piezas y el monto de inversión requerido para las mismas.

7. Reducir el monto de inversión en moldes. Los moldes para producción automática son mucho más costosos que los moldes para retiro manual, por lo que si se le deja al robot el retiro de la pieza se ahorra parcial o totalmente el sobrecosto en que se incurriría para que el molde expulse automáticamente. En más de un caso la diferencia de costo entre un molde con expulsión manual y uno con expulsión automática excede con creces la inversión en el robot.

Para poder maximizar los beneficios en productividad y rentabilidad que se obtienen al robotizar hay que escoger el robot adecuado. En el mercado hay varias opciones de robots que se pueden clasificar en dos: por tipo y por accionamiento.

Los robots por accionamiento son:

- Neumáticos: todos los movimientos son mediante cilindros neumáticos. Estos presentan la limitación de que no es posible hacer paradas intermedias y los movimientos simultáneos son complicados.

- Por servomotores: cada día son más populares, rápidos, precisos y confiables en comparación con los neumáticos; además permiten la simultaneidad de movimientos y paradas, o movimientos adicionales intermedios que son necesarios para automatizar.

- Mixtos: donde el eje vertical es con servo y los otros accionados neumáticamente.

En el pasado también habían robots con motores AC e inversores, los cuales eran mucho más económicos que los servos; sin embargo, en la actualidad las diferencias en precios no son significativas, aunque en operación sí lo son.

Los robots por tipo son:

- Sprue pickers, o sea, para retiro de pitorros (sprue). Usualmente son 100% neumáticos y muy económicos; sus movimientos son muy limitados y en muchas ocasiones se usan para retiro de piezas que no requieren apilado, como mecanismo de prevención del cierre del molde con piezas adentro.

- Transversos: los de hay de amarren en la parte superior de la placa fija o soportados en una estructura externa de la máquina. Los primeros son los más flexibles y pueden ser de entrada lateral o de entrada superior. Los de sujeción por fuera de la máquina son usualmente los más rápidos y se utilizan en máquinas que siempre van a producir el mismo producto o productos muy similares.

- De seis ejes o brazos robóticos: se ven mucho en operaciones de soldadura y otras automatizaciones. En inyección se utilizan especialmente en máquinas grandes, debido a que, comparados con los otros, usualmente son más costosos y lentos.

Al escoger los robots, hay que tener en cuenta varias cosas:

1. Si se quiere entregar la pieza apilada o no. Si se requiere apilamiento deben ser al menos transversos, con servos e idealmente de amarre superior. Si solo es para retiro de la pieza, pueden ser sprue pickers.

2. El peso de la pieza a retirar y el tiempo de ciclo. Mientras mas rápido el tiempo de ciclo, más estable tiene que ser el robot, es decir, que sus construcciones tienen que ser livianas y estables para evitar las vibraciones que se producen al accionarlos a alta velocidad; también hay construcciones para piezas pesadas que, dada la robustez que deben tener, se traducen en tiempos de ciclo mayores o se tiene que sacrificar la precisión para dar velocidad. En los robots para retiro de piezas pesadas no es muy aconsejable que se trabaje a alta velocidad porque se pueden presentar acelerados y pérdidas de eficiencia por imprecisión. En la capacidad de carga del robot hay que considerar el peso de dispositivo de sujeción de la pieza, que muy frecuentemente es mucho más pesado que la pieza, especialmente cuando tiene automatizaciones como tijera para el corte de pitorros.

3. La procedencia y especificaciones de los principales componentes. La precisión del servo, su driver y las guías lineales, junto con su velocidad de respuesta, son elementos que inciden sustancialmente en la precisión, velocidad estabilidad y precio de un robot.

La pregunta es: ¿qué tipo de accionamiento utilizar?

La respuesta es sencilla: dado que la inversión en el robot es relativamente baja en comparación a la inversión que hay que hacer en máquinas y moldes, se deben comprar robots de buena calidad para que realmente ayuden a mejorar la productividad.

Robots que estén fallando, que no den la velocidad o que no den la precisión, terminan por afectar la eficiencia y la productividad, perdiéndose las ventajas obtenidas al robotizar. Aquí aplica el dicho: lo barato sale caro y a veces muy caro.


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