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Jul 21, 2023

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Un efector final agarra una pieza en bruto y la lleva al palé correspondiente. Los programadores pueden planificar para garantizar un apilamiento robusto, cortando relieves para garantizar una extracción consistente de piezas del esqueleto, tal vez

Un efector final agarra una pieza en bruto y la lleva al palé correspondiente. Los programadores pueden planificar para garantizar un apilamiento robusto, cortando relieves para garantizar una extracción consistente de piezas del esqueleto, tal vez incluso uniendo microfichas de piezas pequeñas en un "mininido".

Dentro de unos años, los historiadores técnicos y los profesionales de la industria recordarán los días de antaño. Hace no mucho más de una década, los láseres de CO2 eran lo último en tecnología y la vida en un taller de metal era mucho más sencilla, mucho antes de que descubriéramos cómo hacer frente a lo que era capaz de hacer un láser de fibra de alta potencia. Algunos fabricantes apenas se están adaptando a los láseres de fibra de más de 10 kW, y lo están haciendo de maneras que a menudo sorprenden a quienes viven en la industria.

El láser de fibra de 10 kW, que apareció en escena hace siete años, marcó un cambio de paradigma que todavía está en movimiento. Con ese increíble salto en el rendimiento del corte por láser, la industria entró colectivamente en el mundo posterior a las pulgadas por minuto (IPM), donde las velocidades de corte podrían volverse irrelevantes para la productividad general de una empresa. La industria centró su atención de la velocidad de corte a la velocidad del flujo parcial y el rendimiento general. Dicho de otra manera, lo que entra en una mesa láser también debe desprenderse.

El láser de CO2 era una herramienta increíblemente capaz y, en el taller típico, impulsaba gran parte de la toma de decisiones. Podía cortar cualquier geometría con buena velocidad, sin las limitaciones de herramientas de punzonado para láminas de metal y a una fracción del costo de los consumibles de chorro de agua para materiales más gruesos. Sin embargo, esta capacidad tuvo un costo. Al ser la cúspide de la productividad, los láseres también eran las máquinas más caras en muchos talleres.

Luego llegó el láser de fibra y los fabricantes se apresuraron a alcanzar su productividad, primero con 6 kW y luego con 10 kW de potencia de corte. Ahora eran demasiado productivos e incompatibles con la cultura de un taller acostumbrado a trabajar con láseres de CO2.

Tres KPI de un departamento de láser de CO2 eran una especie de santísima trinidad: No te desviarás de la optimización de (1) el porcentaje de rendimiento de la hoja, (2) el tiempo de ejecución del nido y (3) el tiempo de emisión. Si los fabricantes mantuvieran esas tres métricas en o cerca de su nivel objetivo, se podría tener un negocio rentable y, me atrevo a decir, lucrativo.

La industria ha puesto mucha atención histórica en estos tres KPI, lo que generó algunos desafíos a medida que la tecnología del láser de fibra avanzaba implacablemente. Un fabricante que siga la santísima trinidad de la gestión del láser podría experimentar problemas al actualizar a su primer láser de fibra de alta potencia, por ejemplo, al pasar de una máquina láser de fibra de 4 kW a una de CO2 de 12 kW.

Centrarse en este KPI comienza de manera bastante inocente, con el concepto muy real de que el tiempo es dinero, pero el acero también es dinero (una cantidad de dinero cada vez más variable últimamente).

El software de anidamiento ofrece a los programadores un gran control. Pueden tomar atajos, eludir reglas generalmente aceptadas y piezas de corte común que probablemente no deberían. De repente, un nido optimizado únicamente para el rendimiento de hojas presenta problemas en la máquina. Abundan las colisiones de boquillas y los tiempos de recuperación asociados con las intervenciones se disparan. Así, por primera vez, entramos en la “zona de conflicto”, donde un operador de láser y un programador no se ponen de acuerdo sobre cómo se debe utilizar la máquina.

De los tres KPI de la Santísima Trinidad, el rendimiento es posiblemente el menos afectado por el láser de fibra de alta potencia. Después de todo, la geometría de la pieza es geometría de la pieza y el material es material. Aun así, el efecto existe y no puede ignorarse.

En realidad, esta es la métrica menos importante a tener en cuenta en un entorno de láser de fibra de alta potencia. La mayor falacia aquí es que si el nuevo láser puede alcanzar una velocidad de avance cinco veces más rápida que el anterior, yo, como propietario de un taller, debería poder lograr cinco veces más rendimiento. Eso se destaca en una hoja de cálculo de Excel. Los estudios de tiempo parecen bastante atractivos y la junta directiva seguramente estará convencida de que se obtendrá un retorno de la inversión razonable. Todo parece una propuesta obvia.

Un sistema automatizado de extracción de piezas levanta una pieza cortada de un esqueleto. La descarga automatizada puede hacer que la extracción de piezas sea consistente y predecible.

Imagine que es un gerente de departamento de láser cuyo empleador lleva tres meses comprando un láser de fibra y su producción no es exactamente cinco veces mayor que antes. ¿Estas en problemas? Probablemente no, porque el resto del taller está luchando por adaptarse a su nueva producción. La gerencia también puede tener dificultades para comprender por qué hay tanto trabajo en proceso (WIP) cortado con láser que cuesta dinero en almacenamiento y capital de trabajo neto.

Olvídese de todos los cambios de secuencia de mecanizado, pingpong y códigos de trucos de corte común que aprendió en el pasado porque el láser era el alma del taller y necesitaba funcionar tanto como fuera posible. Aquí puedes evitar la “zona de conflicto” con bastante facilidad. El nuevo láser puede satisfacer las necesidades de su taller literalmente sin esfuerzo para optimizar el tiempo de ejecución del nido. Utilice los parámetros de fábrica o las tablas tecnológicas, una estrategia de corte confiable, y siempre será un héroe. ¡Qué vida en el mundo post-MIP!

En un pasado no muy lejano, llevé a un par de representantes de un posible cliente al departamento de láser de un cliente existente; el primero quería ver una máquina de alta potencia que el segundo había instalado unos meses antes. Realmente habíamos hecho nuestro trabajo como vendedores, diciéndoles a los clientes potenciales que esta sería una visita impactante. Cuando llegamos, nuestro anfitrión fue muy amable y prometió responder cualquier pregunta sobre el equipo. Dejamos que el cliente guiara al grupo de regreso al área del láser y, para sorpresa de mi ingeniero de ventas, ¡no había máquinas en funcionamiento! Oh chico, allá vamos.

El cliente guió a nuestros invitados por la máquina y su automatización asociada, destacando sus experiencias con ella y respondiendo preguntas de manera honesta y abierta. El intercambio fue típico hasta que uno de los ingenieros visitantes preguntó sobre el elefante en la sala: “¿Por qué esta máquina no está funcionando en este momento? Son las 10 de la mañana de un jueves. ¿Esta roto?"

El cliente respondió: “Si tuviera más WIP láser de esta máquina, no sabría qué hacer con él. Cortaré una hoja para ti, pero solo estamos agregando a la montaña”.

Luego nos acompañó frente a varios montones de hojas cortadas que nos llegaban hasta la cintura y que aún no habían sido clasificadas ni trasladadas. El cliente potencial se sorprendió no sólo por la pila de metal frente a nosotros, sino también por lo completamente tranquilo y en paz que estaba el propietario con todas sus máquinas láser apagadas a las 10 de la mañana de un jueves.

Fue una demostración impresionante de gestión de la fabricación en el universo de la fibra de alta potencia. Era evidente que se había entrado en la zona del conflicto y se tomaron rápidamente medidas para evitar que empeorara.

Una vez que el láser termina de cortar un nido, comienza la batalla entre las expectativas y la realidad. La retirada y clasificación de piezas sigue siendo una zona de alta fricción y tensión. Fácilmente se puede achacar esto a que los láseres son demasiado rápidos (lo son), pero tampoco se deben ignorar otros dos posibles contribuyentes. En primer lugar, una operación puede carecer de información y previsión en el cronograma. En segundo lugar, la operación optimiza el proceso láser en torno al corte y no el verdadero cuello de botella de la clasificación de piezas.

La falta de información y previsión de cronogramas crea un entorno de clasificación de piezas reactivo en el que cada elección incorrecta conduce a una reducción de la productividad. Piense en todas las decisiones que podría tomar en un día, grandes o pequeñas, y la energía mental que requieren.

En la aviación, los pilotos vuelan de manera eficiente y segura “manteniéndose por delante del avión”. Esto significa saber o esperar lo que viene, formular un plan y estar preparado para ejecutarlo. A medida que un piloto pasa de aviones más pequeños y lentos a otros más grandes y rápidos, mantenerse a la vanguardia se vuelve aún más importante.

Un sistema de extracción de piezas clasifica las piezas cortadas en el palé correspondiente. El apilamiento se puede planificar para garantizar que la operación posterior, como el conformado, tenga las piezas que necesita en la secuencia y orientación correctas.

Quizás veas adónde quiero llegar con esta analogía. La fricción del proceso en la clasificación de piezas por láser proviene de no saber qué hacer a continuación, y ese nuevo y brillante láser que corta seis veces más rápido que el anterior simplemente está aumentando la velocidad a la que se deben tomar este tipo de decisiones. Mientras tanto, estás acumulando WIP y todos los problemas y conflictos que conlleva. Si bien esto puede ser difícil de cuantificar en un balance, el desafío ciertamente tiene costos menores para todas las partes involucradas.

Las tiendas que han decidido afrontar este desafío están logrando el éxito. Para algunos, esto significa incorporar un sistema automatizado de clasificación de piezas. Esta automatización obliga a tomar decisiones proactivas en el departamento de láser y cambia las reglas del juego del láser de manera fundamental.

Un nuevo objetivo ahora está presente y es de máxima prioridad: la optimización de la eliminación de piezas, ya sea automatizada o manual. Esto a menudo eclipsará los tres KPI utilizados tradicionalmente en el corte por láser. El compromiso de maximizar la facilidad de extracción de piezas por encima de todos los demás KPI casi siempre dará como resultado un cambio más productivo en torno al láser, lo que reducirá los requisitos de mano de obra y el estrés general. En este entorno, un programador o planificador debe tomar algunas decisiones más proactivas, pero prácticamente no debería tomarse ninguna decisión en el taller.

La optimización de la eliminación de piezas afecta incluso a procesos como la compra de materiales. La atención debe centrarse en obtener láminas que tengan poca o ninguna memoria de bobinado, siendo el material nivelado en bastidor uno de los favoritos. El potencial de margen al procesar material “más barato” generalmente se evapora en el tiempo adicional dedicado a resolver problemas en el área de clasificación o, peor aún, dentro de la máquina láser debido a un esqueleto rebelde.

Hoy en día, los programadores deberían considerar las piezas nuevas no solo desde una perspectiva de proceso y estrategia de corte. En lugar de ello, deberían considerar lo que se necesitará para sacar esa pieza del departamento de láser. Si hay alivios de curvatura u otras esquinas agudas con las que los operadores o efectores finales lucharán, un programa debe tener cortes de alivio. Se deben implementar estrategias de destrucción de desechos para garantizar que las babosas caigan a través de las rejillas. Incluso podría ser necesario colocar ciertos trozos en su lugar, ya que un trozo errante o un orificio inclinado podría interferir con una pinza.

Esto claramente va en contra del KPI de tiempo de ejecución nido, pero la automatización se basa en procesos estables. Si un proceso de corte depende de la suerte, un sistema de clasificación automatizado seguramente tendrá algunos problemas. El equivalente en un entorno de clasificación manual sería "no se necesitan martillos".

Aquí es donde comienza la verdadera diversión y donde el software ayuda mejor a tomar decisiones proactivas. Cuando se trata de clasificación automatizada, a menudo escucho a la gente decir: "Este sistema es bueno y todo eso, pero no se puede ordenar todo". Una respuesta común últimamente ha sido: "Bueno, ciertamente no con esa actitud".

La clasificación automatizada de piezas realmente requiere un cambio de mentalidad en todo el flujo de valor. Considere una pieza que se percibe como demasiado pequeña para clasificarla con un sistema automatizado. Puede ser mejor agruparlos en un mininido o en una pestaña con varias partes juntas que se puedan levantar y doblar con un solo golpe. Eso convierte lo negativo en positivo. Sin duda, esto afectará el rendimiento de las hojas y el tiempo de ejecución del nido, pero son precios pequeños a pagar por las eficiencias obtenidas posteriormente. Los soldadores o ensambladores ya no dicen: "Tengo la Parte A y la Parte B de este conjunto y no la Parte C" o "Tengo cinco piezas más XYZ izquierda que XYZ derecha en la mesa de soldadura".

Si su taller tiene celdas de soldadura robóticas, probablemente sean sus centros de trabajo más rentables y tengan las más altas exigencias en términos de calidad y rendimiento constante en corte y doblado. Servir bien a estos centros de trabajo de “clientes internos” puede resultar bastante lucrativo. La fabricación no es un juego de suma cero. Ciertamente, el valor de mantener contentos a los soldadores debe ser mayor que los centavos que recibe de su proveedor de chatarra o las monedas de cinco centavos en el tiempo adicional del láser utilizado para crear una base estable sobre la cual automatizar.

Junto con el anidamiento, la planificación de clasificación y todas las decisiones relativas a esas piezas se producen antes de asignar una hoja de material al trabajo. Cómo se deben orientar, agrupar, apilar y organizar las piezas ya no es una función del taller. Es una colección planificada y proactiva de decisiones tomadas por humanos y asistidas por software. Todo esto hace que el resultado esperado del departamento de láser de repente sea visible y transparente, lo que puede aportar beneficios adicionales cuando las piezas se mueven aguas abajo.

Un sistema de clasificación de piezas está diseñado para recoger y colocar piezas cortadas de la manera que mejor se adapte a las operaciones posteriores. Desde la introducción del láser de fibra de alta potencia, el enfoque pasó de la velocidad de corte al flujo general de piezas, incluido lo que sucede con las piezas después de cortarlas.

Esto incluye el departamento de plegado, donde su capacidad de entrada diaria podría estar cortada y lista a las 9:30 am, pero ¿cuáles son los requisitos de conformado para esas piezas cortadas? La mayoría de los programadores láser no pueden decir cuántas curvas hay en un nido cuando lo envían a una máquina. Sin embargo, en este mundo posterior al IPM, el número de curvaturas realmente importa.

Si corta una cantidad suficiente de determinadas geometrías de piezas con varias curvas, podrá enterrar fácilmente dos o tres plegadoras. Si corta suficientes piezas con dobleces simples o sin formar de ningún tipo, es posible que sus operadores de frenos no tengan suficientes piezas para doblar. Aquí es donde el software de programación a nivel del sistema de ejecución de fabricación puede resultar más valioso. En este punto, una fábrica finalmente comienza a volverse inteligente e imparte cierta previsión de planificación basada en modelos precisos de los pasos de fabricación y retroalimentación de la máquina en tiempo real.

Si el caos asociado con la clasificación de piezas cortadas con láser se gestiona y planifica adecuadamente, es muy probable que las operaciones posteriores se sientan mucho más fluidas. Incluso los procesos logísticos tienen ahora la posibilidad de automatizarse con robots móviles autónomos o vehículos guiados automáticamente. Recuerde, cada paso de fabricación tiene dos pasos logísticos: llevar las piezas hacia y desde el centro de trabajo.

Salir del antiguo modelo de gestión láser es un gran cambio, pero en el mundo posterior al IPM, se convierte cada día en una solución más convincente. La toma de decisiones proactiva podría ayudarle a alcanzar el zen en el arte de la fabricación moderna.