Trumpf

Un centro estratégico para el grupo

La fábrica de Haguenau es una entidad única en el grupo TRUMPF, el líder mundial de las máquinas-herramienta para el trabajo de chapa y de láser industrial (11.000 empleados y dos mil ochocientos millones de euros de volumen de negocios). El centro de Haguenau se dedica al ensamblaje de bastidores para máquinas de corte láser y de punzonado, y alimenta todos los centros de montaje europeos así como algunos en Estados Unidos y China. Es por ello, que en el sector de la soldadura y el mecanizado de estos bastidores, es el centro mundial experto del grupo. La fábrica de Haguenau tiene un papel cada vez más estratégico, principalmente desde hace unos quince años cuando se empezó a transferir un valor añadido entre la fabricación del bastidor y  el montaje de las máquinas, con productos más complejos y con más opciones integradas en el chasis, más soldadura y más superficie mecanizada.

“Con un personal de 140 personas, somos un pequeño centro en el seno del grupo, pero nuestro papel es muy importante como primer eslabón de la cadena de producción de TRUMPF”, resume Tomas Wolf, Director de la fábrica de Haguenau. Los números hablan por sí solos: 1.600 bastidores montados por año, 10.000 toneladas de acero y 12.000 km de alambre de soldar consumidos, 8 centros de mecanizado de gran tamaño que trabajan hasta un largo de 12 m calculado hasta una centésima de mm, una precisión única en Europa, a partir de las piezas cortadas que nos suministran empresas que subcontratamos a nivel local; la fábrica Haguenau realiza la mecanización y la pintura. Producimos justo a tiempo, sin stock y entregamos los bastidores a los centros de ensamblaje en un plazo muy corto. De esta manera, la producción se organiza en cadencia en las líneas.

La automatización, la clave para la mejora continua de la fabricación

“Nuestra reflexión sobre la robotización de la soldadura entra dentro de la lógica de mejora continua de nuestros métodos de producción” explica Tomas Wolf. “Desde 1994, entre el comienzo de la soldadura y la expedición de un bastidor pasamos de los 25 días a 10 días de promedio y ahora hasta podemos entregar un bastidor de máquina láser en 7 días si fuera necesario. Hemos podido ganar tanto tiempo gracias a las mejoras estructurales, organizacionales y relacionadas a las calificaciones de nuestro personal. Ahora, gracias a la automatización vamos a ser aún más competitivos.”

Tras un análisis estratégico realizado dentro de la fábrica se han determinado tres elementos principales que llevan al aumento de la automatización: el relevo de las competencias que van a perderse en los próximos años debido al “boom de ancianos”; la necesidad de tener un parque de máquinas capaces de comunicar para entrar de lleno en la Industria 4.0; y la mejora de la calidad: la automatización gracias a los robots estabiliza el proceso y aumenta el nivel de los estándares.

Una célula con dos robots en programación fuera de línea

Después de varios años de reflexión, en el 2016 dimos el primer paso hacia la robotización. La fábrica invirtió en una célula Yaskawa de dos robots “twin” cada uno montado en un eje lineal de 13 m que trabajan simultáneamente. Objetivo: aumentar la productividad de un 50 % con el robot, es decir, dividir por dos el tiempo de soldadura, empezando con los bastidores de máquinas láser debido al volumen de producción que representaban.

Basándonos en nuestra experiencia en la mecanización, no dudamos en utilizar la programación fuera de línea. Programar un centro de mecanizado con un aprendiz lleva mucho tiempo, no se puede hacer ninguna simulación y penaliza la producción ya que se inmoviliza la máquina. Lo mismo ocurre con un robot de soldadura. “Para nosotros, la programación por aprendizaje no es profesional”, considera Tomas Wolf. “La célula es sólo una herramienta, la inteligencia está en el programa, y para ello, es necesario contar con un buen software”. Por otro lado, la Programación fuera de línea permite calcular con mucha precisión los tiempos de soldadura gracias a la simulación. Para un centro de costes es una información primordial que se puede dar a la oficina de estudios.

Estudiamos varias soluciones de Programación fuera de línea y el equipo encargado del proyecto visitó varias empresas que ya estaban equipadas, la mayoría con un software Alma. Más allá de la reputación de la solución, el principal criterio para elegir el software fue la facilidad de utilización. “El software de Alma nos pareció fácil de entender y de muy simple utilización”, explica Tomas Wolf. “En cuanto al servicio, rápidamente pudimos comprobar que Alma es flexible, comprensiva y que está muy disponible. Apreciamos mucho su apoyo y la colaboración con Yaskawa ha sido muy eficaz.”

Una acción global y pragmática

“Para aprender lo mejor posible, preferimos empezar con el producto más complejo para soldar”, continúa Tomas Wolf. “El objetivo no era ganar dinero inmediatamente, ni pasar brutalmente a la soldadura robotizada ya que los beneficios de la robotización deben medirse a largo plazo. Sin embargo, el proyecto se realizó a un buen ritmo: en aproximadamente 12 semanas desde la instalación de la célula en otoño del 2016, pudimos producir casi en serie.”

Otro motivo de satisfacción es la manera en que se preparó previamente el proyecto. “Nos llevó tiempo pensar y organizar el trabajo, pero así pudimos ganar tiempo justamente en la fase de puesta en servicio”, observa Christophe Seibert, ingeniero de proyectos e inversiones. Las diferentes fases del proyecto también fueron muy bien conducidas: instalación, estabilización y ahora la optimización.

Productos complejos para ensamblar y soldar

Hasta el día de hoy, se han robotizado cuatro productos de la gama de máquinas láser que tienen la particularidad de necesitar una soldadura en dos etapas. “Primero soldamos el interior del travesaño, luego agregamos una chapa trasera y soldamos el exterior pasando por segunda vez, lo que representa un total de aproximadamente 500 cordones”, explica Christian Reeber, técnico de soldadura y usuario del software act/weld. “La configuración de la célula permite trabajar de manera pendular: los robots sueldan en un puesto mientras que se realiza el montaje de la chapa trasera en otro puesto.” Para ir más rápido, los dos robots sueldan simultáneamente cuando la posición de la pieza lo permite. El ciclo dura aproximadamente 4,5 horas, y lo estamos reduciendo a 4 horas gracias a la optimización de los programas en el marco de la mejora continua.

Para poder ajustar el programa virtual a la pieza real, el palpado es indispensable. “Realizamos cerca de 600 palpados en un bastidor”, recalca Christian Reeber. “Esto representa mucho tiempo, pero es necesario para garantizar la calidad de la soldadura en montajes mecanosoldados de gran tamaño. Gracias a nuestra experiencia con los robots y la Programación fuera de línea también hemos podido reducir las deformaciones de las piezas durante la soldadura, pasando de 5 ó 6 mm a cero.”

Un trabajo colaborativo para acrecentar los talentos

Probar, corregir, mejorar y aprender, son las palabras claves para el autoaprendizaje del equipo encargado de la soldadura robotizada. “Después de una formación en Yaskawa con el robot y luego otra para conocer más la Programación fuera de línea, trabajé 2 a 3 horas por día con el software durante el verano del 2016, pudiendo así ser autónomo y realizar mis propios programas”, cuenta Christian Reeber. “El primero me llevó más o menos 3 semanas, hoy puedo crear un programa nuevo en 6 o 7 días; aunque durante esta fase de optimización sigo haciendo modificaciones para optimizar la calidad de los programas.” La experiencia adquirida en el taller también es muy importante y Christian Reeber siempre está en contacto con los operadores para saber si ha habido algún problema con el robot. “Junto con el equipo de los soldadores, con Yaskawa y Alma, hemos trabajado mucho para finalizar el proyecto.”

Todos los usuarios y responsables de TRUMPF han apreciado realmente el acompañamiento técnico durante todo el proyecto por parte del encargado de Alma. “Alma nos ayudó a adquirir una metodología simple para la programación de los robots ‘twin’ que a priori no es fácil, y su experiencia de palpado también nos han sido de gran ayuda”, cuenta Christophe Seibert. “La línea de llamada directa está muy disponible y la conexión a distancia es muy práctica”, añade Christian Reeber. “También tuvimos la suerte de conocer a otros usuarios del software en EIFFAGE, equipados más o menos con la misma célula. Hemos aprendido muchas cosas en tan solo unos meses y hemos adquirido nuestra propia experiencia de la Programación fuera de línea.” El factor humano es decisivo en el éxito de un proyecto de esta naturaleza. Con su enfoque global y su gestión inteligente de proyectos, TRUMPF dio en lo justo.

Una nueva célula robótica en producción en el 2018

Luego de una experiencia muy positiva con la soldadura de bastidores de máquinas láser, dentro de poco, la robotización va a extenderse a los bastidores de punzonadoras. Hemos previsto una nueva célula Yaskawa para fines del 2017 y el comienzo de la producción en serie a principios del 2018. Hemos elegido una configuración con dos robots cada uno de ellos montado en un pórtico de 3 ejes, sin posicionador, que en principio no van a trabajar simultáneamente.

Con la nueva célula vamos a soldar nueve productos: bastidores mucho más gruesos con menos piezas que los bastidores de máquinas láser. “Seguramente van a ser más simples en cuanto a la accesibilidad y probablemente más fáciles para programar, pero vamos a tener que saber hacer la soldadura pasando varias veces para los cordones muy gruesos, es decir hasta 8 ó 10 veces”, prevé Christophe Seibert.

Vamos a instalar un nuevo puesto de Programación fuera de línea de Alma y vamos a capacitar a otra persona para el software. Así podremos absorber el aumento de programas que tengamos y realizar un trabajo de optimización. Si es necesario, los dos programadores van a poder remplazarse mutuamente y poner en común sus conocimientos y competencias. También vamos a aprovechar para hacer una capacitación complementaria sobre la Programación fuera de línea, especialmente la programación de pasadas múltiples y la unión en los ángulos. Se verán más en detalle algunos puntos sobre el proceso, como por ejemplo, comenzar sobre una pasada anterior, con lo que podemos decir que Christian Reeber y su futuro compañero van a tener el estatuto de “expertos absolutos” de la Programación fuera de línea Alma.

www.trumpf.com