Los robots ROBODRILL y FANUC son esenciales para una automatización flexible
Las máquinas de los talleres de Vullings Metaalbewerking en Horst, Países Bajos, funcionan ininterrumpidamente las 24 horas del día. La elección de máquinas, la organización de la producción, los programas de CNC... Todo está relacionado con la automatización. Y, en concreto, con una automatización flexible, porque incluso las series reducidas y los productos unitarios se fabrican en este entorno de trabajo con alto nivel de automatización.
El centro de Vullings de Horst alberga dos empresas. Vullings Systemen BV produce tradicionalmente sistemas de pulverizado para el sector agrícola, pero también diseña y fabrica equipos personalizados. Vullings Metaalbewerking BV es una empresa subcontratista que fabrica productos para torneado y fresado, generalmente de acero inoxidable u otros aceros más complejos. También es posible realizar el mecanizado de plásticos. "Las dos empresas se complementan bien entre sí" explica el director, Jeroen Evers. “La división Metaalbewerking fabrica las piezas de máquinas. Systemen BV Vullings, por su parte, fabrica los sistemas que se usan para automatizar la división Metaalbewerking, además de máquinas para terceros”.
Siete días a la semana, veinticuatro horas al día
Este concepto de automatización, que se puso en marcha hace diez años, está integrado en todos los aspectos empresariales y en la actualidad consta de cinco robots.
Los centros de mecanizado funcionan ininterrumpidamente, 7 días a la semana y 24 horas al día. Durante nuestra visita, una máquina ROBODRILL se afanaba en crear los brazos para los sistemas de pulverizado Champion. Un robot FANUC recoge las piezas de fundición una por una de la cinta transportadora y se las pasa a la máquina. El sistema óptico, situado por encima de la cinta, indica al robot dónde se encuentran las piezas y cómo las debe recoger. Una vez finalizado el mecanizado del brazo de pulverizado, el robot recoge la pieza y la coloca en una cinta transportadora de descarga, donde el sistema óptico busca si hay un espacio libre e indica a la cinta transportadora que lo genere. Los operarios se aseguran de que haya suficientes piezas de fundición preparadas al final del día para que la producción continúe durante toda la noche.
Manipulación de palés
"Empezamos automatizando dos grandes centros de mecanizado", explica Frank Gijsen, director de automatización de procesos de producción. “En torno a las máquinas, construimos células robotizadas con robots FANUC R-2000iB y aproximadamente 80 espacios para los productos. Los operarios son responsables de preparar los productos y colocar las piezas en palés. Los robots llevan los palés hasta las máquinas y los retiran. Mediante el sistema óptico de FANUC, los robots recogen los productos más pequeños directamente y los colocan en una cinta transportadora”.
Veinte años sin fallos
"Dado que los productos relativamente pequeños suelen fabricarse en las células existentes, buscamos una nueva máquina rápida que fuese capaz de procesar estas piezas de tamaño reducido", continúa Jeroen Evers. "Elegimos la ROBODRILL. Visitamos empresas donde trabajan con estas máquinas y nos explicaron que una de ellas llevaba trabajando 20 años sin que jamás hubiesen tenido que llamar a un mecánico de FANUC. Esto es lo que nos convenció realmente, porque para producir de forma continua es esencial disponer de máquinas fiables. Si se dedica todo el tiempo disponible a la producción planificada, no queda tiempo para cubrir un retraso de la producción en caso de fallo”.
Monitorización del estado de las máquinas
Vulling presta mucha atención al mantenimiento preventivo para garantizar la máxima disponibilidad de las máquinas.
Frank Gijsen: "Los controles de FANUC incluyen una función de monitorización del estado de las máquinas que utilizamos para planificar las acciones de mantenimiento. Nos tomamos en serio todas y cada una de las notificaciones de la máquina para garantizar que se encuentre en buenas condiciones y que no se averíe de forma imprevista. El aceite y las herramientas se monitorizan periódicamente".
Fresado simultáneo en 5 ejes
Para la α-ROBODRILL D21LiA5, se instaló un robot (el M-20iA) con el sistema óptico de FANUC integrado en el sistema de control del robot. En esta célula, que se utiliza para los productos más pequeños, la máquina y el robot están plenamente integrados.
"Los controles de la máquina poseen suficiente potencia informática para gestionar toda la célula. La célula robotizada ya no requiere un PLC independiente”, explica Frank Gijsen.
La ROBODRILL se entregó equipada con una mesa giratoria y otra inclinable de FANUC, para que la máquina pueda realizar el mecanizado en sus 5 ejes. Los controles de la máquina permiten operar los 5 ejes simultáneamente.
La implementación de estos 5 ejes es la consecuencia de una producción sin intervención humana. Por la noche, no hay ningún operario que apriete las piezas en otra posición durante las fases intermedias del mecanizado.
Series de una sola pieza
Como indica Frank Gijsen, "FANUC también nos ayudó a configurar la máquina para poderla programar fuera de línea mediante un sistema de CAM”.
Como Vullings ha comprobado, para que una automatización flexible de este tipo sea satisfactoria, todos los aspectos de la producción deben estar adaptados unos a otros.
Según Jeroen Evers, "Cuando recibimos un pedido de producción de una sola pieza, lo consideramos una serie de un solo producto. Esto significa que, si ese mismo producto se repitiese para una serie que constara de más de una unidad, se podría reproducir automáticamente.
Los programas de CAM no solo contienen los parámetros de producción de la máquina, sino también los datos de manipulación de los robots. Integramos la automatización desde el principio, para que las células de producción funcionen de manera completamente autónoma".
Herramienta de producción cada vez más flexible
Dado que los conceptos de automatización se han implementado internamente en su mayoría, la empresa ha podido avanzar más en su diseño para obtener una herramienta de producción más flexible, si cabe.
En palabras de Frank Gijsen, "El objetivo es lograr células autorreguladas que posean suficiente información para tomar decisiones. Puesto que también registramos datos en los programas de CAM, tales como las dimensiones de las materias primas, la célula de producción debe ser capaz de determinar los productos que hay que fabricar basándose en los pequeños bloques que se colocan en la cinta transportadora. Naturalmente, partimos de la programación de producción, pero si un operario coloca sin darse cuenta una cantidad excesiva de producto en la cinta transportadora, la máquina debe ser capaz de decidir qué producto fresar en primer lugar, antes de lanzar la siguiente serie preparada un poco más allá en la cinta”.
Además, aprovechamos al máximo las posibilidades del sistema óptico y la potencia informática de los sistemas de control de FANUC.
Máquinas de tecnología avanzada
A Vullings le gusta difundir los conocimientos sobre automatización flexible lo más posible. Para ello, organiza visitas a la empresa, especialmente para estudiantes.
Como Jeroen Evers aclara, "A veces, se piensa que la automatización elimina puestos de trabajo, pero también ocurre lo contrario. Tratamos de conseguir que las personas conozcan nuestra empresa y cómo trabajamos, precisamente por lo difícil que resulta encontrar personal cualificado. El mecanizado de metales suele traer a la mente imágenes negativas de trabajo duro y sucio, aunque los operarios de nuestra planta solo trabajan con máquinas de tecnología avanzada. Gracias al mayor volumen que obtenemos con la automatización, tenemos que contratar más personal. Necesitamos personas con experiencia en torneado y fresado, porque aproximadamente el 20 % de nuestra producción está asociada a productos sumamente específicos que requieren tareas que no sería sensato automatizar”.