¿Se puede automatizar este proceso de fabricación con un robot?

Un proceso de fabricación es generalmente un buen candidato para la automatización robótica cuando la tarea es repetitiva, las piezas son razonablemente consistentes de un ciclo a otro y el volumen de producción es lo suficientemente alto como para amortizar la inversión dentro de un plazo aceptable, pero ninguna de estas condiciones tiene que ser perfecta, ya que los accesorios, los sistemas de visión y los robots colaborativos pueden compensar una variabilidad moderada o un volumen menor. La verdadera evaluación no es una simple lista de verificación de sí o no; es una comparación estructurada entre lo que su proceso realmente requiere y lo que una configuración de robot específica puede ofrecer, razón por la cual los proveedores solicitan datos de producción reales en lugar de una descripción general antes de dar una respuesta significativa.

Conclusiones clave

• La repetitividad y la coherencia de las piezas son más importantes para la viabilidad de la automatización que la industria o el tipo de proceso específico: aún puede valer la pena automatizar una tarea muy repetitiva pero de bajo volumen.

• El volumen de producción afecta el período de recuperación, no la viabilidad en sí: los robots colaborativos y las herramientas flexibles han reducido el umbral de volumen donde la automatización tiene sentido financiero.

• La producción de alta mezcla y bajo volumen no se excluye automáticamente de la automatización: los cobots y las herramientas de cambio rápido son específicamente adecuados para entornos donde la variedad de productos es alta y los tamaños de lotes son pequeños.

• El factor más importante para obtener una respuesta precisa sobre la viabilidad de un proveedor es la calidad de la información que usted proporciona por adelantado: las descripciones vagas producen respuestas vagas y poco confiables.

• Algunos procesos todavía son malos candidatos para la automatización robótica en la actualidad: tareas de evaluación manual muy variables, trabajos únicos de volumen extremadamente bajo y procesos en los que la variación de las piezas entrantes excede lo que los accesorios o la visión pueden compensar de manera confiable.

Las tres preguntas que realmente determinan la viabilidad

Antes de evaluar un robot o una estación de trabajo específicos, tres preguntas fundamentales determinan si un proceso es un candidato realista a la automatización.

1. ¿Es la tarea lo suficientemente repetitiva como para programarla?

Los robots destacan por realizar la misma secuencia de movimiento de forma fiable, una y otra vez. Una tarea con una secuencia clara y repetible de movimientos (recoger, colocar, soldar, cargar, descargar) es inherentemente más automatizable que una tarea que requiere un juicio humano situacional constante. Esto no significa que las piezas tengan que ser idénticas siempre; significa que la secuencia de acciones tiene que ser definible.

2. ¿Las piezas entrantes son lo suficientemente consistentes como para que el robot las localice y las manipule de manera confiable?

Este es a menudo el verdadero cuello de botella, más que el proceso en sí. Un robot necesita saber dónde está una pieza y cómo está orientada para agarrarla, soldarla o colocarla correctamente. Las piezas que varían significativamente en posición, orientación o dimensión de un ciclo a otro requieren fijaciones más estrictas, un sistema de visión para ubicar las piezas dinámicamente o ambas cosas, y cada una de estas cosas agrega costo y complejidad a la solución de automatización. Las piezas que provienen de un proceso previo bien controlado (fijación consistente, tolerancia dimensional estricta) son mucho más fáciles y económicas de automatizar que las piezas con una variación significativa de una pieza a otra.

3. ¿El volumen de producción respalda un período de recuperación razonable?

La automatización no es gratuita, por lo que el volumen y la duración del trabajo deben justificar la inversión. Esto no significa que solo la producción en masa de gran volumen califica; significa que las matemáticas deben funcionar para su situación específica, que depende del costo de la mano de obra, los patrones de turnos, cuánto tiempo estará el producto en producción y el tipo de automatización que se esté considerando.

Por qué el volumen de producción no es un límite simple

Existe una idea errónea común de que la automatización de robots solo tiene sentido por encima de un umbral de volumen universal; en la práctica, el volumen que justifica la automatización depende en gran medida del costo de la mano de obra, el tipo de robot y cuánto tiempo se ejecutará la aplicación, no de un número fijo.

Como punto de referencia concreto: específicamente para la soldadura robótica, la automatización generalmente se amortiza en un plazo de 12 a 18 meses una vez que las horas de soldadura semanales superan aproximadamente las 40 horas; por debajo de ese umbral, un soldador manual suele ser más rentable. Este es un ancla útil para un proceso específico, pero no es una regla universal para todas las aplicaciones de robots: el ensamblaje, el paletizado, el cuidado de las máquinas y la pintura tienen diferentes aspectos económicos basados ​​en el tiempo del ciclo, la tasa de mano de obra y el costo del equipo.

Los robots colaborativos en particular han cambiado este cálculo. Debido a que los cobots suelen ser de menor costo, más rápidos de redistribuir entre tareas y no siempre requieren las mismas cercas e infraestructura de seguridad que los robots industriales tradicionales, pueden justificar la automatización en volúmenes de producción donde una celda tradicional de 6 ejes no sería posible. Esta es una parte significativa de por qué los fabricantes de bajo volumen y gran variedad de productos (históricamente considerados malos candidatos para la automatización) están encontrando cada vez más aplicaciones viables, particularmente con los cobots que ofrecen un punto de entrada de menor riesgo a la automatización.

Producción de alta mezcla y bajo volumen: no excluida automáticamente

Si su producción ejecuta muchos números de piezas diferentes en lotes más pequeños, eso por sí solo no lo descalifica para la automatización: cambia qué tipo de automatización tiene sentido y qué herramientas de soporte necesitará.

Los requisitos clave para automatizar un entorno de alta mezcla y bajo volumen son diferentes a los de una línea dedicada de un solo producto:

• El cambio rápido entre tipos de piezas (herramientas de extremo de brazo de cambio rápido o pinzas diseñadas para manejar una variedad de piezas similares sin reconfiguración física) son más importantes que en la automatización de un solo producto.

• Programación flexible : la capacidad de cambiar rápidamente entre programas almacenados para diferentes piezas, en lugar de reprogramar desde cero para cada cambio de producto.

• Automatización del tamaño adecuado : un robot más pequeño y flexible (a menudo un cobot) implementado en múltiples familias de productos puede lograr una mejor utilización que una celda grande y dedicada construida alrededor de una sola pieza.

Esta es una matemática realmente diferente a la automatización de un solo producto de gran volumen, y vale la pena ser explícito con un proveedor potencial que su entorno es muy variado en lugar de asumir que la conversación estándar sobre el 'volumen de producción' se aplica de la misma manera.

¿Qué información necesita realmente un proveedor de robots para evaluar su aplicación?

El factor más importante para obtener una respuesta de viabilidad útil y precisa es la calidad de la información que usted proporciona: una descripción vaga de 'queremos automatizar nuestra soldadura' produce una respuesta vaga y poco confiable, mientras que datos específicos permiten que un proveedor le brinde una evaluación real.

Como mínimo, esté preparado para describir:

• El proceso actual en detalle : qué sucede exactamente en cada paso, en qué secuencia y cuánto tiempo lleva cada paso hoy.

• Información de la pieza : dimensiones, peso, material y qué tan consistentes son las piezas entre una y otra (tolerancia estricta versus variación significativa).

• Tiempo y volumen del ciclo : cuántas unidades por hora/turno/día necesita producir y cómo se compara con su producción manual actual.

• Fotos o videos del proceso actual : ver la operación manual real, incluida cómo se presentan, sujetan o posicionan las piezas actualmente, brinda al proveedor información mucho más útil que una sola descripción de texto.

• Piezas de muestra, si es posible : para geometrías complejas o materiales inusuales, poder probar el ajuste de herramientas o verificar las suposiciones de manejo con una pieza real mejora materialmente la precisión de una propuesta.

En el propio proceso de consulta de SZGH, el formulario de contacto en sí es intencionalmente simple: recopila sus datos de contacto y le permite seleccionar si está interesado en máquinas CNC, brazos robóticos o integración CNC + robot, con un campo de texto abierto para describir su aplicación. No hay un campo dedicado para cargar archivos en el formulario en sí, por lo que si tiene dibujos, videos o especificaciones detalladas para compartir, menciónelo en la descripción de la aplicación y un miembro del equipo de ingeniería hará un seguimiento para saber cómo recibirlos; enviar esta información de manera proactiva, en lugar de esperar a que se la soliciten, es lo que acorta el proceso de evaluación.

Procesos que aún son malos candidatos a la automatización

La automatización robótica se ha expandido a aplicaciones que habrían sido impracticables hace una década, pero algunos procesos todavía no encajan bien en la actualidad:

• Tareas que requieren un juicio subjetivo constante : procesos en los que un operador capacitado toma decisiones de proceso o de calidad en tiempo real basadas en una experiencia que es difícil de definir como una regla repetible (en lugar de una decisión que podría codificarse como un criterio de inspección basado en visión).

• Trabajo verdaderamente único o de volumen extremadamente bajo : una sola pieza o producto único funciona en cantidades tan pequeñas que ni siquiera un cobot flexible y rápidamente implementado no puede acumular suficientes ciclos para compensar el tiempo de configuración y programación.

• Variación extrema de las piezas entrantes que excede lo que los accesorios o la visión pueden compensar razonablemente : si la variación de las piezas es lo suficientemente grave como para que un operador humano tenga que inspeccionar visualmente y ajustar manualmente su enfoque para cada pieza, esto generalmente debe resolverse en forma previa (mejor control de las piezas entrantes) antes de que la automatización se vuelva práctica, en lugar de ser resuelto por la propia celda del robot.

Reconocer estos límites desde el principio es más útil que asumir que la automatización puede resolver todos los procesos manuales: un 'todavía no' honesto en una evaluación, junto con mejoras específicas ascendentes, es un mejor resultado que un intento de automatización mal adaptado.

Un camino práctico a seguir

En lugar de intentar responder la pregunta de viabilidad en abstracto, el enfoque más productivo es llevar un proceso específico a un proveedor para su evaluación con la información descrita anteriormente. Una evaluación estructurada de sus piezas, tiempo de ciclo y volumen reales le dirá mucho más que cualquier marco general, incluso si un robot industrial tradicional, un robot colaborativo o un tipo de automatización completamente diferente es el mejor punto de partida para su situación.

Preguntas frecuentes

¿Necesito una cantidad mínima de unidades por año antes de que la automatización tenga sentido?

No existe un mínimo universal: depende del costo de la mano de obra, el tipo de robot y el tiempo del ciclo. Los robots colaborativos y las herramientas flexibles han reducido el volumen necesario para justificar la automatización en comparación con las células dedicadas tradicionales, por lo que vale la pena realizar una evaluación específica en lugar de asumir que el volumen es demasiado bajo.

¿Puede un robot manipular piezas que varían ligeramente en tamaño o posición?

Dentro de límites, sí, a través de alguna combinación de accesorios más ajustados, herramientas de extremo de brazo compatibles o un sistema de visión que localiza la pieza antes de manipularla. Cuanta más variación haya, más se suma al costo y la complejidad del sistema, por lo que vale la pena cuantificar cuánta variación existe realmente en su proceso.

¿Es la producción mixta y de bajo volumen una mala opción para los robots?

No automáticamente: cambia qué enfoque de automatización se adapta mejor. Los robots colaborativos con herramientas de cambio rápido y programación flexible son específicamente adecuados para entornos con muchas variantes de productos y lotes más pequeños, a diferencia de las grandes células dedicadas construidas alrededor de un solo producto.

¿Cuál es la forma más rápida de obtener una respuesta precisa sobre mi proceso específico?

Proporcione tantos detalles reales como sea posible por adelantado: pasos actuales del proceso, dimensiones y consistencia de las piezas, tiempo y volumen del ciclo requerido, y fotografías o videos de la operación manual actual. Cuanto más concreta sea la información, más precisa y útil será la evaluación resultante.

¿Debo automatizar todo el proceso de una vez o comenzar con un paso?

Muchos fabricantes comienzan automatizando el paso más repetitivo, de mayor volumen o más exigente desde el punto de vista ergonómico de un proceso más amplio, en lugar de intentar automatizar una operación completa de varios pasos a la vez. Esto reduce el riesgo y le permite validar el enfoque antes de expandir la automatización a pasos adicionales.

Conclusión

Que un proceso de fabricación pueda automatizarse con un robot se reduce a la repetitividad de las tareas, la coherencia de las piezas y a si el volumen de producción respalda una recuperación razonable, no a una regla fija de la industria o a una simple lista de verificación de sí o no. Los entornos de alta combinación y bajo volumen son candidatos de automatización cada vez más viables, particularmente con robots colaborativos y herramientas flexibles, y la precisión de cualquier evaluación de viabilidad depende en gran medida de la calidad de la información de proceso, piezas y volumen que se proporcione desde el principio.

Solicite una evaluación de automatización de procesos : comparta los detalles de su proceso, las especificaciones de piezas y el volumen de producción con El equipo de ingeniería de SZGH obtendrá una evaluación específica sobre si la automatización robótica se adapta a su aplicación. Correo electrónico: export02@szghtech.com · WhatsApp: +86- 18925223781