Cuando un contrato gubernamental no deja lugar al error: automatización de la soldadura de carcasas de motores en Rusia

De un vistazo

El desafío: producción garantizada, no sólo mejor producción

Cuando este cliente nos contactó por primera vez, no nos preguntaba cómo aumentar su producción. Preguntaban cómo protegerlo.

Se trata de un fabricante de motores y cilindros de aceite que opera bajo un contrato de suministro gubernamental y suministra motores a las regiones del norte de Rusia. Esa distinción importa. Un cliente comercial que no cumple con la entrega pierde una venta. Un fabricante bajo contrato gubernamental que no cumple con los objetivos de entrega enfrenta consecuencias de orden muy diferente. El horario no es negociable. El volumen no es flexible.

En ese momento, diez soldadores manuales se encargaban de soldar grandes carcasas de motores: piezas de fundición industriales pesadas utilizadas en equipos petroleros y energéticos. Estas no son piezas pequeñas y simples. Las carcasas de los motores son grandes, estructuralmente complejas y exigen cordones de soldadura largos y consistentes. La soldadura manual a esa escala es lenta y físicamente agotadora. La consistencia de un soldador se degrada en el transcurso de un turno. La calidad de la soldadura varía de un operador a otro, de la mañana a la tarde, de un día a otro.

Diez soldadores cualificados que trabajaban turnos completos estaban produciendo una producción, pero una producción que era variable, difícil de pronosticar con precisión y cada vez más bajo presión a medida que crecían los volúmenes de contratos gubernamentales. La pregunta que plantearon a SZGH fue directa: ¿puede un sistema de soldadura robótica garantizar el rendimiento que necesitamos para cumplir este contrato de forma fiable en cada ciclo de producción?

Ese es el tipo de preguntas que me tomo en serio. No se trata de una mejora incremental. Se trata de construir un sistema que no les falle.

Por qué las carcasas de los motores requieren una vía lineal, no solo un robot

Quiero ser específico sobre el desafío técnico aquí, porque es la razón principal por la que esta solución se ve diferente de una instalación de robot de soldadura estándar.

La mayoría de los estudios de casos de robots de soldadura, incluidos otros de nuestra cartera, involucran piezas de trabajo relativamente compactas. Estructura de mueble, soporte, herraje hidráulico. Para esas aplicaciones, un brazo robótico montado en una posición fija, trabajando con un posicionador que gira la pieza, es exactamente la configuración correcta. El robot se queda quieto; el posicionador acerca el cordón de soldadura al robot.

Las carcasas del motor son un problema completamente diferente. Se trata de piezas fundidas industriales grandes y largas. Un brazo robótico fijo, por muy capaz que sea, tiene un alcance finito. Para una pieza de trabajo de este tamaño, una única posición de montaje fija no puede cubrir toda la ruta de soldadura de un extremo a otro. Necesitaría varios robots colocados a lo largo de la pieza (una disposición costosa y compleja) o aceptaría que ciertas secciones de la soldadura aún deben realizarse a mano.

Ninguno de ellos era aceptable para los requisitos de este cliente.

Esta solución emplea una vía lineal (o 'pista de piso'), un sistema de rieles montado en el suelo a lo largo del cual se mueve el robot durante el proceso de soldadura. En lugar de permanecer fijo en un único punto, el robot se desplaza a lo largo de la vía para cubrir toda la longitud de la carcasa del motor; esto amplía el rango de trabajo efectivo del robot, permitiéndole procesar toda la pieza de trabajo a través de un único programa automatizado. Al mismo tiempo, un posicionador gira e inclina la carcasa, asegurando que el robot siempre se acerque a cada cordón de soldadura en el ángulo óptimo.

El resultado es un sistema coordinado de tres elementos: pista lineal, robot de soldadura y posicionador, todos gobernados por el controlador SZGH como una celda unificada. El robot no se detiene ni reinicia; se mueve continuamente a lo largo de la pista mientras suelda, deteniéndose solo cuando el posicionador necesita reposicionar la pieza para la siguiente pasada.

Esta configuración maneja lo que un robot fijo simplemente no puede.

La solución: una celda de soldadura coordinada de tres ejes

SZGH suministró y puso en servicio una celda de soldadura completa para este cliente: un robot de soldadura industrial, un posicionador dimensionado para piezas fundidas de carcasas de motores pesadas y una pista de tierra lineal adaptada a la longitud de las piezas a soldar.

El controlador SZGH coordina los tres elementos simultáneamente. Cuando se ejecuta el programa de soldadura, el robot se desplaza a lo largo de la pista lineal, el posicionador ajusta la orientación de la carcasa según sea necesario y los parámetros de soldadura permanecen consistentes en todo momento (velocidad de desplazamiento, voltaje del arco, alimentación de alambre) independientemente de en qué parte de la carcasa esté trabajando el robot. Este no es un caso de cambiar entre modos manuales para diferentes secciones. Es un ciclo automatizado único y continuo.

Para trayectorias de soldadura grandes y estructuralmente complejas en piezas fundidas industriales de este tipo, la consistencia no es sólo una cuestión de calidad: es un requisito estructural. Las soldaduras en carcasas de motores que operan en condiciones de servicio industrial deben cumplir estándares exigentes. La repetibilidad del sistema SZGH garantiza que cada alojamiento salga de la línea cumpliendo esos estándares, turno tras turno, sin la variabilidad que se acumula con los procesos manuales a lo largo del tiempo.

El sistema está diseñado para ejecutar el programa de soldadura de manera confiable en cada turno de producción, al ritmo de rendimiento requerido para cumplir con el cronograma de producción del contrato gubernamental del cliente y para seguir cumpliéndolo, no solo en la primera semana de operación.

La visita del cliente: comprender la escala antes de recomendar una solución

Visitamos las instalaciones de este cliente en Rusia antes de especificar nada.

Esa visita fue importante. Ver las carcasas de los motores en persona (las grandes carcasas rojas de las bombas industriales, los bloques verdes de motores multicilíndricos con sus filas de cilindros) nos dio una comprensión directa de la escala de lo que producen. Se trata de piezas fundidas industriales sustanciales. Las fotos no comunican completamente el peso y la longitud de piezas como estas hasta que estás junto a ellas.

Nos reunimos con el equipo del cliente en sus instalaciones, recorrimos el piso de producción y examinamos en detalle las piezas específicas y las rutas de soldadura. Tomamos medidas. Hablamos detalladamente sobre los volúmenes del contrato y el calendario de entrega. Sólo después de esa evaluación finalizamos la recomendación de incluir la vía lineal.

Esta no es una venta por catálogo. Seleccionar la configuración incorrecta (especificar un robot fijo cuando se requiere una pista lineal) habría generado un sistema que no logró resolver el problema real. La confianza del cliente en SZGH se construyó a través de esa consulta in situ, y las especificaciones que entregamos se basaron en el conocimiento directo de su funcionamiento. Así es como trabajamos con clientes de la industria pesada y es por eso que hacemos de las visitas al sitio una parte estándar de nuestro proceso para aplicaciones a esta escala.

Por qué este caso es importante para la industria pesada

La mayoría de los estudios de casos de automatización de soldadura se centran en la fabricación ligera: piezas pequeñas, cordones de soldadura cortos, ciclos repetitivos de gran volumen. Esas son aplicaciones válidas y SZGH las atiende bien. Pero este caso demuestra algo diferente.

Los sistemas de robots de soldadura de SZGH se adaptan a aplicaciones industriales pesadas: piezas fundidas grandes, cordones de soldadura largos y complejos y requisitos de confiabilidad de contratos gubernamentales. Los fabricantes de equipos energéticos, petróleo y gas, maquinaria pesada e infraestructura industrial enfrentan el mismo cuello de botella estructural: la soldadura manual de piezas grandes es lenta, inconsistente y difícil de escalar. La configuración de pista lineal extiende la soldadura robótica a tamaños de piezas que de otro modo requerirían sistemas dedicados de bastidor grande a un costo significativamente mayor.

Si su producción implica piezas de trabajo grandes y compromisos de producción difíciles, vale la pena hablar directamente sobre esta configuración.

Resumen de resultados

¿Está su línea de producción lista para la automatización?

SZGH trabaja con fabricantes de la industria pesada, la energía y la fabricación de precisión, desde conjuntos compactos hasta piezas de fundición industriales de gran tamaño. Evaluamos su línea de producción real, piezas y requisitos de salida antes de recomendar cualquier configuración. Si está bajo presión de contratar o aumentar la producción, hablemos sobre cómo es el sistema adecuado para su situación específica.