Los posicionadores de soldadura aumentan la producción mientras mejoran la calidad y la seguridad
Los posicionadores de soldadura sujetan, levantan y giran grandes soldaduras para que un soldador pueda acceder al área de soldadura en una orientación óptima, mejorando la calidad, velocidad y seguridad de la soldadura en comparación con las soldaduras estacionarias o aquellas manipuladas por cadenas, montacargas, grúas, correas, sistemas de tornillos y polipastos.
Por: Kevin Toft – Presidente
Hoy en día, cada fabricante se ve obligado a hacer más con menos. Mejorar la producción, calidad y seguridad son desafíos a los que se enfrentan todos los fabricantes. A medida que se hace cada vez más difícil contratar y retener empleados calificados, los fabricantes de estructuras metálicas buscan mejores formas de atraer empleados competentes y automatizar sus procesos.
Cuanto más grandes son las soldaduras y las piezas, mayores son los peligros, la frustración por la orientación incorrecta y el tiempo perdido. El uso de equipos de posicionamiento de soldadura es una forma en que los fabricantes pueden fabricar piezas de manera más rápida, mejor y más segura que con equipos de manipulación de materiales estándar..
Cómo Funcionan los Posicionadores
Generalmente, los posicionadores se pueden clasificar como de columna única o de cabeza y cola. Un posicionador sujeta, levanta y gira una pieza o herramienta, como una parrilla de pollos. Por lo general, la soldadura se sujeta en una plantilla que se fija firmemente al cabezal y al cabezal o columna.
Figura 1: Un posicionador que tiene 68.5 pulgadas de recorrido vertical puede girar una pieza de 140 pulgadas de ancho 360 grados.
Los posicionadores controlan la rotación de la pieza con diferentes tipos de rotadores que permiten 360 grados de rotación y acceso a la pieza. Los cabezales y colas del posicionador controlan la elevación y se sincronizan para mantenerse nivelados (ver Figura 1). La mayoría de las piezas se sujetan en las plantillas lo más cerca posible del centro de gravedad. Al sujetarse al centro de la pieza, un posicionador que tiene 68.5 pulgadas de recorrido vertical puede girar una pieza que tiene más de 140 pulgadas de ancho. Esta es una funcionalidad útil.Â
El posicionador puede levantar una pieza para proporcionar espacio para la rotación, girar la pieza y luego bajarla nuevamente para dar acceso al soldador al área de trabajo. Todo esto se puede hacer en cuestión de minutos con solo una persona.
Ya sea manual, asistido inteligentemente (semiautomatizado) o totalmente programable, integrado con robots, cada tipo de posicionador de soldadura puede ayudar a los fabricantes de estructuras metálicas a aumentar sus tasas de producción y mejorar la calidad de la soldadura al tiempo que reduce los peligros. Estas mejoras se logran de varias maneras.
1. ¿Cómo Mejoran los Posicionadores la Seguridad?
Buena Ergonomía, Menos Peligros. El impacto de una buena ergonomía y menos peligros que pueden tener los posicionadores de soldadura en su fuerza laboral no puede ser subestimado.
Grúas, Cadenas y Montacargas. Los métodos estándar de manipulación de materiales que dependen de cadenas, grúas, correas, sistemas de tornillos, montacargas y polipastos para mover, levantar, girar y posicionar grandes soldaduras y sus accesorios en posición para soldar son peligrosos e ineficientes. Las grúas y los montacargas están diseñados para mover material de un lugar a otro, no para voltear y cambiar la orientación de grandes piezas con frecuencia. Conectar soldaduras y accesorios grandes y pesados a cadenas, montacargas y grúas representa serios peligros para los soldadores y operadores si caen o se balancean sin control. Esto sucede cuando las cadenas se deslizan, las correas se rompen y las grúas se dañan. Los montacargas no están diseñados para jugar a atrapar piezas.
Se incurre en costos adicionales cuando se deben reparar grúas dañadas porque se usaron de manera diferente a como fueron diseñadas. Los montacargas no están diseñados para jugar a atrapar piezas mientras se rotan. Los montacargas pueden resbalar, doblarse y romperse, causando daños y tiempo de inactividad en el montacargas. No solo el equipo puede resultar dañado, sino que también se puede poner en peligro la seguridad de los empleados. Los posicionadores eliminan esos peligros porque eliminan la necesidad de cadenas, correas, polipastos y grúas para levantar y rotar ensamblajes y soldaduras.
Los posicionadores elevan y posicionan de manera segura las soldaduras o ensamblajes a una altura, rotación y posición de trabajo óptimas.
No Más Escaleras, Andamios. Las mejoras reales en seguridad provienen de eliminar la necesidad de que los soldadores utilicen escaleras, andamios, elevadores y otros equipos para subirse a una pieza o acostarse en el suelo para trabajar. Los soldadores y operadores se sienten más seguros sabiendo que están trabajando con un equipo diseñado específicamente para levantar, rotar y sostener sus piezas de manera segura.
Menor Tasa de Accidentes. En promedio, las empresas informan una disminución significativa en los incidentes reportables a la OSHA con el uso de posicionadores. A medida que los empleados experimentados se van y nuevos empleados ingresan a una empresa, el conocimiento sobre cómo se debe armar y rotar una pieza a veces se pierde, lo que lleva a situaciones potencialmente peligrosas.
Simplemente porque los empleados son muy buenos armando y rotando una soldadura con cadenas no significa que deberían serlo, y no hay garantía de que estarán allí mañana.
Atracción y Retención de la Fuerza Laboral. Hay mucha movilidad en la fuerza laboral actual cuando se trata de contratar y retener soldadores. Las mejoras ergonómicas son un beneficio intangible que los posicionadores aportan y que puede impulsar la capacidad de una empresa para atraer a buenos soldadores.
La edad promedio de los soldadores sigue aumentando en todo el país, y hay escasez de soldadores. El uso de posicionadores puede tener un impacto directo en la felicidad y disposición de los soldadores para trabajar. En lugar de tener que subir y bajar una escalera, soldar por encima de la cabeza o arrodillarse en el suelo, un soldador puede trabajar cómodamente y sentirse mejor al final del día. Eso solo ayudará a superar la mentalidad de «Así es como siempre lo hemos hecho» que puede generar resistencia inicial al cambio.
Los soldadores más antiguos y experimentados pueden trabajar de manera más fácil y rápida con el uso de posicionadores. Esto puede ayudar a mantenerlos en la fuerza laboral durante más tiempo.
Muchas empresas ahora tienen departamentos ergonómicos que buscan formas de mejorar los entornos de trabajo. Los posicionadores permiten a las empresas de fabricación proteger a sus empleados de lesiones y también permiten modificar fácilmente las celdas de trabajo para diferentes empleados.
Mejora en las Condiciones de Trabajo. Chesapeake Yachts, ubicada en Chesapeake, Virginia, instaló un posicionador de soldadura y una plantilla de espina dorsal en 2017 para soldar cascos de barcos (ver Figura 2). Los cascos de los barcos pueden tener más de 70 pies de largo y 16 pies de ancho, lo que hace que sea una pieza muy grande para construir y manejar.
El posicionador permitió que los empleados trabajaran cómodamente durante más horas. El día laboral típico se extendió dos o tres horas porque los soldadores no estaban tan cansados y adoloridos por subir y bajar escaleras y usar arrastradores para soldar debajo de las soldaduras. Como bono adicional, la primera vez que Chesapeake Yachts usó el posicionador en una soldadura, se ahorraron 3,000 horas de trabajo.
2. ¿Cómo Aumentan los Posicionadores la Producción?
Menos Tiempo Perdido. Los posicionadores no solo mantienen seguros a los soldadores al realizar soldaduras manualmente o con asistencia integrada, sino que lo hacen sin disminuir las tasas de producción o aumentar los costos. De hecho, los posicionadores aumentan la productividad porque eliminan el tiempo desperdiciado.
Figura 2: Después de que Chesapeake Yachts instaló un posicionador de soldadura y una plantilla de espina dorsal para cascos de barcos de 70 pies de largo y 16 pies de ancho, los soldadores pudieron trabajar dos o tres horas adicionales por día cómodamente.
Tiempo Máximo de Arco. Se pierde mucho tiempo de arco cuando los soldadores tienen que esperar grúas o mientras preparan una plantilla para moverla. Además, las grúas y el aparejo requieren varias personas para ayudar a rotar una pieza grande. Puede ser necesario moverla varias veces antes de que esté en la orientación correcta. El uso de un posicionador permite al operador acelerar de manera segura la manipulación al rotar una pieza y orientar esa parte para el mejor acceso de soldadura. Esto ahorra horas de trabajo y aumenta el tiempo de arco del soldador.
Ahorro de Mano de Obra. Un fabricante tuvo que rotar una gran soldadura dos veces para completar las soldaduras. En esa instalación, se necesitaban dos montacargas más dos ayudantes para levantar y voltear la pieza, un total de cuatro empleados (ver Figura 3). El tiempo promedio de manipulación era de 45 minutos para configurar y rotar la pieza. Multiplicando ese tiempo por cuatro empleados, da como resultado tres horas de trabajo. Debido a que la empresa tenía que rotar la pieza dos veces, se consumieron seis horas de trabajo para esa sola pieza.
Cuando el fabricante instaló un posicionador, la misma pieza se pudo rotar dos veces en un total de cuatro minutos. Se logró un ahorro de mano de obra de cinco horas y 56 minutos. Como la posición podía ser realizada por solo un empleado en lugar de cuatro, los otros tres empleados estaban libres para realizar otros trabajos.
Esta reducción de mano de obra no productiva es la verdadera definición de hacer más con menos.
Orientación Correcta. Las mejoras en la producción pueden lograrse simplemente moviendo la pieza a la orientación correcta. Con la soldadura posicionada adecuadamente, un soldador puede evitar tener que soldar por encima de la cabeza, verticalmente, debajo u en otras posiciones incómodas que obstaculizan la productividad. Los posicionadores que permiten al soldador acceder a las piezas en una posición mejor y más cómoda le permiten depositar más material a una velocidad más rápida.
Estas mejoras son importantes porque ayudan a los soldadores experimentados a trabajar de manera más eficiente. También ayudan a los soldadores menos experimentados a aprender sus trabajos de manera más rápida y fácil. Al combinar un trabajo mejorado de valor agregado con una reducción de la mano de obra no productiva e indirecta, los fabricantes pueden satisfacer sus necesidades de producir más con su fuerza laboral existente. Los nuevos empleados se vuelven más eficientes. Los empleados más eficientes resultan en una mejora significativa sin costos adicionales, todo ello siendo más seguro.
Los posicionadores integrados en robots permiten aún mayores mejoras en la productividad porque los robots pueden soldar a una velocidad de desplazamiento mucho mayor que un humano. Una buena regla general es que un soldador experto puede soldar a aproximadamente 12 a 14 pulgadas por minuto (IPM) con soldadura por arco de gas metal. Un robot puede desplazarse a 20 IPM de manera conservadora. Por lo tanto, el robot está soldando un 50 por ciento más rápido y no requiere los descansos, las vacaciones y los días de enfermedad que necesita una persona. Los robots también tienen una repeatabilidad muy alta porque el programa de soldadura le indica al robot qué hacer y cuánta soldadura depositar. Si el programa de desarrollo de soldadura es correcto, el robot no se perderá soldaduras y colocará las mismas soldaduras en su lugar cada vez.
3. ¿Cómo Mejoran los Posicionadores la Calidad de la Soldadura?
Proximidad Óptima, Visibilidad, Posición del Brazo. ¿Y la calidad? La calidad y la ergonomía van de la mano. Con los posicionadores ayudando a poner el trabajo en la mejor orientación posible, el soldador puede realizar mejores soldaduras.
Los fabricantes de soldaduras recomiendan que una unión en posición 1F o 2F permite una mejor penetración y una tasa de deposición mejorada. Una posición 1F es una soldadura de filete que mantiene la unión a 45 grados y permite la mejor tasa de deposición. Es la unión más fácil de soldar. Una posición 2F es una soldadura de filete plano a 90 grados. Orientar la pieza en cualquiera de estas posiciones dará como resultado soldaduras mejores. Además, con la pieza en una mejor posición, es mucho más fácil para un soldador asegurarse de que no se hayan pasado soldaduras.
Los posicionadores mejoran la calidad de la soldadura porque posicionan la unión en el mismo lugar con un alcance cómodo y buena visibilidad. Esto facilita procedimientos de ensamblaje consistentes y repetibles.
Figura 3: Esta gran soldadura tuvo que ser rotada y volteada dos veces en un total de cuatro minutos. Dos montacargas y dos ayudantes consumieron seis horas de trabajo, todo con el poder de un posicionador.
Los posicionadores también simplifican el acceso a herramientas de soldadura y ensamblaje porque pueden girar la soldadura 360 grados, por lo que las abrazaderas y los puntos de contacto son más fáciles de alcanzar y pueden ser más fáciles de operar. Los posicionadores inteligentes pueden integrarse directamente en software de gestión de soldaduras que verifica la calidad y el recuento de soldaduras, asegurando que se realicen y registren todas las soldaduras.
Los fabricantes que instalan sus primeros posicionadores suelen darse cuenta de los beneficios en los primeros días. La producción comienza a aumentar. Los soldadores se dan cuenta de que pueden hacer más mientras están más seguros y menos fatigados. La dirección de la empresa se pregunta por qué no había obtenido posicionadores antes.
A medida que avanza la tecnología, también lo hacen las capacidades de los posicionadores. A menudo, se pueden actualizar a medida que los fabricantes modifican aún más sus procesos.