Fabricante de máquinas de ensamblaje automatizadas a medida

Para triplicar su producción de unidades de dirección eléctrica, el proveedor automotriz alemán no compró más robots. En cambio, buscó una solución de automatización a medida para todo el proceso de ensamblaje, desde la primera pieza metálica estampada hasta la última unidad serializada y probada. Invirtieron 18 meses en el desarrollo, desde el concepto hasta la puesta en marcha, logrando producir una unidad de dirección cada 12 segundos con menos de 10 operarios en planta. Si bien la inversión fue considerable, el retorno fue excelente. Para cualquier fabricante que enfrente desafíos similares, como un nuevo producto, escasez de mano de obra o problemas de calidad en el ensamblaje manual, es fundamental colaborar estratégicamente con un fabricante de automatización a medida. Identificar al socio adecuado entre los cientos de integradores y fabricantes de maquinaria disponibles en todo el mundo es el primer paso, y posiblemente el más importante, en este proyecto.

¿Qué es una máquina de ensamblaje automatizada a medida?

Una máquina de ensamblaje automatizada personalizada es un tipo especial de máquina de producción que lleva a cabo una serie de procesos (por ejemplo, alimentación, posicionamiento, unión, fijación, soldadura, inspección, etiquetado y embalaje) sin ninguna intervención humana física. A diferencia de las células de trabajo robóticas estándar, que pueden reutilizarse para múltiples productos, una máquina de ensamblaje personalizada está diseñada específicamente para un solo producto o familia de productos. Esto es análogo a un traje a medida; cada estación, accesorio y sensor dentro de la máquina se ha incluido específicamente porque es necesario para el producto que se está fabricando. Las máquinas de ensamblaje personalizadas son construidas por empresas de ingeniería especializadas que proporcionan soluciones que integran ingeniería mecánica, sistemas de control, sistemas neumáticos, equipos robóticos, sistemas ópticos y software en una solución funcional y validada. Por lo tanto, el producto final entregado no es un artículo de catálogo, sino una solución de fabricación llave en mano que producirá; cumplirá con un tiempo (Takt) especificado, cumplirá con un criterio de calidad y/o costo especificado. Para una mirada en profundidad a las tecnologías que subyacen a estos sistemas, consulte nuestra guía sobre qué es la automatización Proporciona una visión general fundamental.

Fabricantes destacados de máquinas de ensamblaje automatizadas a medida

El panorama global incluye una combinación de grandes integradores de automatización multinacionales y fabricantes de maquinaria independientes y especializados. La siguiente tabla resume varios nombres reconocidos, junto con un fabricante representativo de gama media.

Para los fabricantes del sector de dispositivos de protección eléctrica, un socio especializado como Benlong Automation Technology Co., Ltd. aporta ingeniería específica del dominio que un integrador generalista no puede igualar. Con sede en Wenzhou, China, el corazón de la fabricación eléctrica de baja tensión del mundo, Benlong ha estado diseñando y construyendo líneas de ensamblaje y prueba personalizadas para interruptores automáticos miniatura, interruptores automáticos de caja moldeada, interruptores automáticos de aire, contactores, SPD y dispositivos relacionados desde 2008. La cartera de la empresa incluye líneas de producción totalmente automáticas para MCB, como el Línea de montaje automática MCB, que integra múltiples estaciones en un único flujo continuo. Para una visión más amplia de los tipos de soluciones automatizadas disponibles para la fabricación eléctrica, consulte nuestra descripción general de Productos de automatización MCB de primera calidad Abarca la gama de equipos que puede proporcionar un constructor especializado.

¿Por qué los fabricantes invierten en automatización de ensamblaje personalizado?

La decisión de poner en marcha una línea de montaje personalizada rara vez se centra en la sustitución de un operario. Más bien, suele estar motivada por la necesidad de resolver diversos problemas combinados, muchos de los cuales no pueden solucionarse con un equipo estándar existente. Las razones más comunes para la puesta en marcha de nuevos equipos son las siguientes:

• La complejidad del producto hace imposible el montaje manual. Dado que un dispositivo médico tiene muchas piezas pequeñas que deben colocarse, orientarse y unirse en una sala limpia, este dispositivo es un candidato ideal para automatizar los procesos de ensamblaje.
• Requisitos de calidad que superan la consistencia humana. La ausencia de una junta tórica o un apriete inadecuado de un perno pueden provocar situaciones de riesgo vital en los equipos de seguridad automotriz. Un proceso automatizado de inspección de productos puede aplicar la misma fuerza en cada ocasión, verificar cada operación del ensamblaje y rechazar cualquier conjunto defectuoso.
• Disponibilidad y coste de la mano de obra. La automatización puede convertir un cuello de botella en la fabricación en una ventaja, especialmente en situaciones de precios elevados o escasez de mano de obra cualificada para el montaje.
• demandas de procesamiento. Para cumplir con un nuevo contrato, la producción promedio por turno deberá aumentarse a 500 unidades. Una línea de producción completamente automatizada, diseñada específicamente para producir la cantidad exacta de unidades necesarias, permitirá lograr este objetivo.

Criterios clave para evaluar a un fabricante de máquinas de ensamblaje a medida.

La capacidad de crear una máquina de ensamblaje automatizada personalizada y operativa no está disponible en todos los talleres mecánicos. Existe una disparidad significativa entre lo que pueden hacer los fabricantes generales y los verdaderos integradores de automatización. Como resultado, la elección de un socio de integración de automatización puede derivar en una máquina que no alcance la tasa de producción especificada, no cumpla con las especificaciones de calidad o simplemente no funcione como se esperaba. Los siguientes criterios se utilizan para ayudar a determinar si se debe seleccionar un proveedor adecuado o inadecuado:

• Experiencia en el sector. ¿El fabricante ya ha entregado maquinaria para su empresa? Los sectores automotriz, de dispositivos médicos, electrónico y de bienes de consumo tienen diferentes normativas, requisitos de limpieza y validación. Un fabricante con experiencia en este campo sabe cómo cumplir con los plazos de entrega, por lo que existe una curva de aprendizaje establecida (dentro de su presupuesto).
• Amplia experiencia en ingeniería interna. La competencia principal de la empresa debería ser el diseño mecánico, el diseño eléctrico, la programación de PLC, la integración de visión artificial y la robótica. La subcontratación de la ingeniería de control pondrá al fabricante en desventaja al intentar solucionar problemas en una secuencia compleja; además, culpará a otros de cualquier problema que surja durante el proceso de depuración.
• Rigor en la gestión de proyectos. Cada línea de productos personalizados constituye un proyecto independiente con un alcance, costo y cronograma definidos. El cliente tendrá la garantía de que el fabricante construirá el equipo según las especificaciones mediante un proceso lineal que incluye un plan integral de gestión de proyectos, un proceso formal de revisión de diseño, una prueba de aceptación en fábrica (FAT) en las instalaciones del fabricante y una prueba de aceptación en sitio (SAT) en las instalaciones del usuario final. Si el contrato del proyecto no define estos hitos para el fabricante, cualquier retraso será responsabilidad del fabricante, lo que implicará un mayor riesgo para el cliente.
• Servicio postventa y repuestos. Para una máquina que funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana, será necesario un suministro adicional de sensores, actuadores y piezas de desgaste. Con un fabricante que mantenga un inventario de repuestos esenciales cerca de la máquina o que pueda entregarlos en un plazo de veinticuatro (24) horas, es posible evitar la paralización total de la línea de producción si falla una sola pieza.

¿Qué factores determinan el coste de una máquina de ensamblaje a medida?

El costo de una máquina de ensamblaje automatizada personalizada puede variar enormemente, lo que imposibilita proporcionar una cifra exacta. Por ejemplo, una celda de colocación de piezas de sobremesa sencilla suele costar alrededor de 14.000 dólares, mientras que una línea de ensamblaje de dispositivos médicos totalmente automatizada y validada, con inspección visual en cada estación de trabajo, ubicada en una sala limpia y con un software de trazabilidad integral, puede superar los 5 millones de dólares. La siguiente lista incluye algunos de los componentes clave que contribuyen al costo total:

• Número de estaciones de montaje y complejidad de cada operación. Cada estación incorpora estructura mecánica, actuadores, sensores y controles.
• Rendimiento requerido (tiempo de ciclo). Una línea de montaje que produce componentes cada tres segundos requiere actuadores más rápidos, sistemas de control más precisos y diseños más robustos en comparación con una línea de montaje que produce componentes cada treinta segundos.
• Requisitos de visión e inspección. Las líneas manuales no pueden proporcionar las capacidades de verificación que se pueden lograr con cámaras, iluminación y hardware de procesamiento de mayor resolución.
• Cumplimiento normativo. Los documentos de ingeniería y los costos de las pruebas se acumulan como resultado de todas las validaciones realizadas por la FDA, la marca CE, la certificación ATEX y otros requisitos obligatorios de una organización.
• Manipulación y alimentación de materiales. Los alimentadores de tazón, los alimentadores de bandeja y los sistemas de transporte deben adaptarse a los componentes específicos.

Si se gestiona de forma eficiente, una inversión generará un buen retorno de la inversión (ROI) en aproximadamente 18 a 36 meses gracias al ahorro en mano de obra, la reducción de desperdicios, el aumento de la productividad y la mejora de la calidad. Lo más importante es asociarse con un contratista general que pueda ofrecer una estimación precisa de los costos de construcción, basada en especificaciones claramente definidas; esto resulta mucho más útil que partir de una idea muy general de los resultados.

Cómo elegir al fabricante adecuado para su proyecto

Elegir un fabricante de maquinaria de ensamblaje automatizada a medida es una compra que se beneficia de una atención meticulosa a los detalles durante el proceso de adquisición. Emplear un enfoque sistemático:

1. Defina sus requisitos con precisión. ¿Cuáles son las características específicas del producto y los requisitos de rendimiento asociados? ¿Cuándo debería comenzar la producción? ¿Cuánto costará la producción? ¿Qué tipos de control de calidad se realizarán? ¿Cuál será el presupuesto operativo? Si una solicitud de cotización (RFQ) especifica claramente lo que se necesita, hay mayor probabilidad de que el proveedor presente una propuesta seria.
2. Visite las instalaciones del constructor. Mucho más de lo que encontrarías en un folleto, una visita a la fábrica te permite ver cómo se ensamblan las máquinas y hablar directamente con los ingenieros, en lugar de solo con el equipo de ventas. Además, asegúrate de ver en funcionamiento una máquina similar a la tuya.
3. Verificar referencias. También es importante hablar con clientes anteriores para saber cómo funcionó la máquina; cuál fue el tiempo de ciclo en comparación con la fecha de entrega real y si la máquina recibió algún servicio de seguimiento.
4. Aclarar los criterios de aceptación. El contrato debe detallar los hitos tanto de la FAT como de la SAT. Estos incluirían los tipos de pruebas que se realizarán, los criterios para superarlas y las medidas que se tomarán en caso de fallo de la máquina.
5. Evaluar el costo total de propiedad. El precio de compra inicial es solo uno de los costos asociados con la posesión de una máquina durante 10 a 15 años. Los demás costos incluyen repuestos, capacitación en mantenimiento y el soporte continuo del fabricante.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre una máquina de ensamblaje estándar y una personalizada?

Las máquinas de ensamblaje estándar son plataformas prediseñadas que permiten a los usuarios adaptarse a múltiples productos, generalmente con ciertas limitaciones. Un ejemplo de esto es una mesa indexadora con herramientas intercambiables que ofrece flexibilidad para ensamblar productos de manera eficiente y precisa. Las máquinas de ensamblaje personalizadas se diseñan pensando en una aplicación específica. Cada mecanismo (estación) y dispositivo de montaje (herramienta que se acopla al producto) se diseña teniendo en cuenta la forma, el material y el método de ensamblaje específicos del producto.

¿Cuánto tiempo se tarda en construir una línea de montaje automatizada a medida?

El plazo de entrega varía según el proyecto y su nivel de dificultad. Un dispositivo de una sola estación puede tener un plazo de entrega de 4 a 6 meses desde la solicitud hasta la entrega, mientras que un sistema totalmente automatizado de múltiples estaciones con pruebas y validación exhaustivas puede oscilar entre 12 y 18 meses (o más), dependiendo de los requisitos específicos del cliente. El cronograma debe incluir los siguientes componentes: Revisión del diseño; Adquisición; Fabricación; Prueba de aceptación en fábrica; Envío; Instalación; y Prueba de aceptación en sitio.

¿Es posible modificar posteriormente una máquina de ensamblaje personalizada para un nuevo producto?

Hasta cierto punto, sí. Una máquina bien construida ofrece cierta flexibilidad en la configuración de sus accesorios y programas. Sin embargo, esta máquina es personalizada. Por lo tanto, si se produce un cambio importante en el producto, como en sus dimensiones o en el tipo de componentes, será necesario rediseñar la máquina para adaptarla a dichos cambios. Debería consultar con su fabricante sobre la posibilidad de incorporar cierta flexibilidad en la fase de diseño, ya que resultará más económico añadir estas características durante la construcción inicial que implementarlas posteriormente como una modificación.

¿Qué industrias utilizan máquinas de ensamblaje automatizadas a medida?

La automatización personalizada domina prácticamente todas las industrias que fabrican bienes físicos en masa. Algunos ejemplos destacados son la fabricación de componentes para automóviles y sistemas de propulsión eléctrica, dispositivos médicos y productos desechables, electrónica de consumo, dispositivos de protección eléctrica (interruptores automáticos magnetotérmicos y de caja moldeada), envases farmacéuticos y subconjuntos utilizados en la industria aeroespacial. En otras palabras, casi cualquier producto con una secuencia de ensamblaje repetitiva o que requiera un cierto nivel de calidad y durabilidad constantes podría automatizarse.

Referencias

• ATS Automation Tooling Systems Inc. — Líder mundial en automatización e integración a medida para las ciencias de la vida, la industria farmacéutica y los bienes de consumo.
• Automatización de Eclipse — Soluciones automatizadas a medida para los sectores médico, nuclear y del transporte.
• Compañía Arthur G. Russell. — Sistemas automatizados de montaje y prueba de alta velocidad para productos médicos desechables y productos de consumo.
• Corporación FANUC — Robótica industrial, sistemas CNC y soluciones de automatización de fábricas.
• RōBEX — Integración de robótica y automatización para el embalaje, el montaje y la manipulación de materiales.

Puesta en marcha de un Máquina de ensamblaje automatizada personalizada Se trata de una decisión de capital que repercute en una empresa manufacturera durante una década o más. La máquina adecuada, construida por el socio idóneo, se convierte en una ventaja competitiva: reduce costes, aumenta la calidad y permite un ritmo de producción difícil de igualar para la competencia. La máquina equivocada se convierte en un costoso espacio de planta ocioso. La diferencia radica en el rigor del proceso de selección: la claridad de las especificaciones, la amplia experiencia del fabricante y la estructura de los hitos del proyecto que rigen la construcción. Benlong Automation es una de las empresas que aporta este rigor al sector de la fabricación eléctrica, transformando décadas de conocimiento especializado en líneas de montaje que producen dispositivos probados y certificados al ritmo que exigen los mercados globales.