• La soldadura automatizada asume una mayor importancia

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La escasez de trabajadores cualificados no es una sorpresa para nadie dentro del sector manufacturero. Es posible que lo hayas leído en los titulares o que hayas visto debates sobre la cuestión en las noticias, pero nosotros somos quienes lo vivimos.

La soldadura juega un papel importante en la fabricación de maquinaria para la minería subterránea de la planta de Joy Mining Machinery en Franklin, Pensilvania, EE.UU. La planta utiliza tanto la soldadura manual como los procesos automatizados en sus procedimientos de montaje. Cortesía de: Lincoln Electric Company

Las estadísticas del Manufacturing Institute indican que cerca de 600 000 empleos no van a poderse cubrir en el sector manufacturero estadounidense porque las empresas no pueden encontrar candidatos con las habilidades adecuadas para los puestos disponibles. Esta asociación también revela que el 75 % de los fabricantes consideran esta falta de habilidades como un obstáculo a los esfuerzos de expansión comercial. Dos de los mayores sectores que no van poder cubrir su demanda de empleo son el de mecanizado y soldadura.

En la División de Automatización de Lincoln Electric, nos reunimos todos los días con los fabricantes. Ellos vienen a nuestras instalaciones para que es exactamente la soldadura automatizada. Solo en 2012, tuvimos a varios miles de visitantes de más de 500 empresas visitando la instalación. Vinieron a evaluar si la automatización podría resolver no solamente sus problemas de producción y productividad, sino también sus retos de contratación.

En muchos casos, estas personas regresaron a sus empresas con un plan de acción para mejorar su productividad y su calidad y poder cubrir los puestos vacíos. Y la soldadura automatizada es el eje central de ese plan.

Automatización para mejorar la productividad
Uno de los motores tradicionales que impulsan el deseo de automatizar las empresas es el de lograr una mayor capacidad. Si se hacen 100 piezas por hora pero se necesita producir 200 por hora, o se agregan personas a la línea o se automatiza. Y, si no se pueden encontrar soldadores cualificados, el uso de robots cobra sentido.

El argumento de introducir la soldadura automatizada en una línea de producción o de fabricación para aumentar la productividad y el rendimiento resulta convincente. La velocidad puede multiplicarse entre cinco y seis veces mediante la automatización de algunos de los procesos de soldadura. Un ejemplo típico es un proyecto en curso en el que estamos trabajando y en el que puede soldarse un depósito de gas a mano en 45 minutos, mientras que, con un robot de soldadura, se puede hacerse en menos de 8 minutos.

En Joy Mining Machinery en Franklin, Pensilvania, fabricante y distribuidor de maquinaria para minería subterránea con más de 90 años de experiencia, la gerencia quería mejorar su línea de fabricación, que ya era rentable, fiable y productiva, para los sistemas de minería de tajo largo y continuo utilizados para la extracción bajo tierra de carbón y otros materiales, como sal, potasa, yeso y pizarra bituminosa.

La soldadura desempeña un papel importante en esta producción y, en 2011, se convirtió en un objetivo importante de la compañía para aumentar su capacidad. Ese año, la empresa cambió, finalmente, una parte de sus sistemas de soldadura semiautomática a automatizada GMAW (MIG) para los conjuntos de bloques de barrenas y pedestales producidos en la planta de Franklin para estos sistemas de minería. Estos conjuntos sujetan las enormes barrenas, realizadas a medida, que perforan las rocas en las minas subterráneas.

En esta estación, los trabajadores unen bloques de barrenas hechos con acero tratado y templado al aire a un pedestal de acero al carbono mediante un proceso de soldadura semiautomática MIG. Un soldador puede fabricar entre 8 y 10 bloques de barrenas en un turno de 8 horas. En cada uno de los tres turnos de la planta hay de seis a ocho soldadores en la estación de bloques de barrena, soldando los conjuntos y ajustando el radio de ángulo del bloque, en función de las especificaciones del cliente.

Según Craig Cerminara, ingeniero de soldadura automática y robotizada de Joy Franklin, la compañía quiso pasar el 98 % del trabajo de soldadura de bloques de barrena a pedestal, que se realizaban mediante soldadura semiautomática MIG, a un sistema automatizado. Cerminara y su equipo decidieron reemplazar nueve estaciones semiautomáticas utilizadas para los conjuntos de bloque de barrena y de pedestal e instalar dos estaciones de soldadura automatizada en su lugar.

Una vez que el sistema de automatización comenzó a hacer soldaduras en producción, Cerminara y su equipo pudieron percibir cambios notables en la productividad. Después de solo unos meses, la conversión a la soldadura automatizada se tradujo en un aumento del 8 % en la productividad del montaje de bloques de barrena a pedestales. Además, la empresa se ha ahorrado más de 12 000 horas de trabajo al año.

Desde entonces, a la operación de Joy Mining de Franklin se han añadido tres centros de trabajo robóticos para el trabajo de montaje de bloques de barrenas y pedestales.

Mejora de la calidad a través de la automatización
La calidad también es un factor determinante en la decisión de automatizar el proceso de soldadura. Hemos estado trabajando con un fabricante que ha soldado la misma pieza durante 20 años. La compañía se ha estado gastando cerca de 1 millón de dólares al mes en el salario de cuatro personas para limar las salpicaduras de la pieza y cambiar los filtros en un sistema de pintura.

En 2011, Joy Mining trasladó finalmente una parte de sus sistemas de soldadura semiautomáticas a automatizado GMAW (MIG) de soldadura para los conjuntos de bloques de barrenas y pedestal producidos en la planta de Franklin para estos sistemas de minería subterránea. Cortesía de: Lincoln Electric

En febrero, proporcionamos a la empresa un sistema de soldadura robotizada de demostración, que les mostraba nuestra tecnología Rapid X para proporcionar un pulso de arco corto estable, de baja temperatura. Pocas horas después de introducir las piezas en la celda robotizada, la compañía estaba soldando piezas con cero salpicaduras. Las empresas no suelen hablar de los problemas de residuos y de calidad con libertad, pero se trata de problemas reales.

En la soldadura manual, si te encuentras con un problema y no puedes resolverlo, tienes que detener todo el proceso y hacer retoques. Y para los fabricantes que no aceptan las piezas con retoques, si se detecta un problema a mitad de la línea de producción, esas piezas se convertirán en una chatarra muy cara.

Con la soldadura robotizada, la solución es mucho más simple con un programa conocido como supervisión de la producción. Por ejemplo, el programa Checkpoint de Lincoln Electric es una solución basada en la nube que proporciona una supervisión del sistema de soldadura en tiempo real.

Más allá de las prestaciones de supervisión de producción y alertas esenciales, los robots de soldadura también tienen otra ventaja cuando se trata de la calidad: un fácil acceso a todos los ángulos de una pieza compleja o semicompleja. Gracias a que puede girarse la pieza, el operador puede programar el robot para acceder a las secciones a las que no se llega manualmente sin tener que parar para cambiar su posición. Esta visión de 360 grados con acceso facilita la realización de soldaduras de calidad y el aumento de la producción.

La automatización ayuda a cubrir la falta de competencias
Igual que cambian la economía y el personal laboral, también cambia la razón principal por la cual la gente se pasa a la automatización. En el entorno actual, los fabricantes están recurriendo a la automatización de las plantas de producción para cubrir puestos de trabajo y proporcionar la productividad y la calidad necesarias para mantener la competitividad de Norteamérica.

El año pasado, cuando los fabricantes estaban disfrutando de un aumento de las ventas, decidieron pasarse a la automatización como forma de aumentar la producción. Hoy, lo están haciendo simplemente porque tienen problemas para producir piezas. ¿Por qué? Porque no pueden encontrar soldadores formados. Cuando no se pueden encontrar soldadores cualificados, el uso de robots cobra sentido. Pueden realizarse diferentes piezas sin necesidad de buscar personas para hacerlo, sino simplemente cambiando los componentes de las celdas.

Estados Unidos todavía tiene ante sí todo un reto. Según un estudio de 2011 realizado por la Federación Internacional de Robótica, “Impacto positivo de los robots industriales en el empleo”, el país se ha quedado a la zaga en cantidad de robots por habitante, por detrás de Alemania, Japón y Corea por un amplio margen, mientras que Brasil y China están acortando las diferencias. En parte, esto se debe a que los empleados estadounidenses están preocupados por la pérdida de sus puestos de trabajo, sobre todo por la lenta recuperación de la economía actual. Esta preocupación es innecesaria.

Tenga esto en cuenta: Cuando se automatiza un cuello de botella, se mejora la producción. Se producen más piezas y, en términos generales, no se pierde a una persona en la operación. Puesto que tu empresa resulta más eficiente, puedes trasladar a esas personas a la siguiente operación, que probablemente se convertirá en el próximo cuello de botella dentro de seis meses.

Es un ciclo que se repite. Una vez que haya mejorado toda la producción, se convierte en un escenario “ideal”. Si se aumenta la capacidad de una planta entera, se impulsan las ventas. El cuello de botella inicial comienza con esa primera celda de trabajo, se va desplazando por la planta y, con el tiempo, regresa de nuevo a esa primera celda de trabajo. Y tú necesitarás contar con tus empleados para mantener el flujo de trabajo.

Además, al automatizar, la persona que supervisaba la soldadura en esa celda seguirá permaneciendo en ella y trabajará en estrecha colaboración con el técnico o ingeniero que supervisa el entorno de programación y de trabajo de ese robot. Seguirá incorporando gente, pero les formará en unas competencias superiores. Muchos soldadores tradicionales son más que capaces de ser formados como técnicos o, incluso, como ingenieros. En cierto modo, la automatización ofrece a los fabricantes una nueva manera de invertir en las personas. En un ciclo típico de cinco años, la producción aumenta gradualmente y los empleados van ascendiendo en la organización, al tiempo que se mejoran las ventas.

Piense en este escenario de la vida real: A un soldador manual de Lincoln Electric se le encomendó la tarea de supervisar el primer robot traído para mejorar el rendimiento de nuestra línea de producción de soldadura de motores. Trabajó en estrecha colaboración con los ingenieros y, finalmente, fue ascendido para realizar un trabajo de aplicaciones. Ocho años más tarde, trabaja como el responsable del equipo de aplicaciones de nuestro Grupo de Soldadura Automatizada y coordina las actividades de otros ocho empleados. Y su línea de producción original está produciendo el doble de soldadores de motores que hace ocho años.

No es “si”, sino “cuándo”
Para los fabricantes que todavía no han incorporado las celdas de soldadura robotizada en su línea de producción, la pregunta realmente no es si se deben optar por la automatización, sino cuándo.

Cualquier tipo de automatización proporciona la ventaja competitiva que Norteamérica necesita para seguir gozando de un puesto relevante en el sector industrial. La industria manufacturera es el motor que impulsará el crecimiento económico; la automatización es una pieza clave dentro de esa industria manufacturera, y la soldadura sigue siendo un factor de costes decisivo en el apoyo a la industria manufacturera.

La soldadura robotizada es un componente básico para mejorar la productividad, la eficiencia, los costes y la calidad. Invertir en nuestra fuerza laboral mediante la educación, la formación y la automatización ayudará a Estados Unidos a mantener la posición dominante de la que ha gozado durante el último siglo.

Justin Percio es gerente del área de Sistemas de Automatización de Soldadura en The Lincoln Electric Company.

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