SOLDADURA AUTOMATIZADA FRENTE A MANUAL: Comparación del tiempo de producción en la fabricación de estructuras metálicas

¿Cuánto tiempo se puede ahorrar realmente con la soldadura robotizada? Para responder a esta pregunta, hemos comparado varios ensamblajes habituales de la fabricación de estructuras metálicas, producidos tanto de forma manual como con el Voortman Fabricator. El Fabricator es una máquina automatizada de ensamblaje y soldadura para fabricantes de estructuras metálicas.

Acerca de esta comparación

Los ingenieros de Voortman compararon el tiempo de ciclo de la máquina con el tiempo que se tarda en fabricar manualmente los conjuntos. Para el tiempo de ciclo de la máquina, se utilizó el software LogicSteel CADCAM. El punto clave es que los ingenieros incluyeron todo el proceso de taller en esta comparación. No solo el montaje y la soldadura, sino también todos los pasos relacionados. Además, todos los conjuntos se basan en soldadura de una sola capa.

En este artículo:

• Ejemplo de ensamblaje 1 >>
• Ejemplo de montaje 2 >>
• Ejemplo de montaje 3 >>
• ¿Por qué es más rápida la soldadura robotizada? >>
• ¿Cuándo no resulta eficiente la soldadura robotizada? >>
• Ventajas de la soldadura automatizada para la fabricación de estructuras metálicas >>

Ejemplo de montaje 1:

Pieza principal: HEA260 | Subpiezas: 26 | Peso: 608 kg (1340 lb)

• Soldadura robotizada: tiempo total de fabricación: 3:36:30
• Soldadura manual - tiempo total de fabricación: 11:13:00
  

Conclusión: Para este montaje, el tiempo total de fabricación del Fabricator es un 68 % más rápido que la fabricación totalmente manual.

En este ejemplo, se evaluó una viga compleja de tipo HEA260 con 26 subpiezas. El Fabricator fue capaz de ajustar y soldar automáticamente 25 de estas piezas, lo que supuso una longitud de soldadura automatizada de aproximadamente 20 m (65 pies). Una pieza requirió soldadura manual (≈ 19 cm / 7 pulgadas), ya que ciertos componentes no pueden ser procesados por el robot. (Por ejemplo, cuando las piezas secundarias superan el límite de tamaño o no están en contacto directo con el elemento principal).

La única pieza concreta que tuvo que soldarse manualmente es el refuerzo situado dentro del perfil en I de la parte superior. El robot de soldadura no puede procesarla directamente en la secuencia de montaje actual debido a su geometría y posición. Sin embargo, si esta pequeña chapa se premontara, esta pieza combinada podría soldarse por completo utilizando el Fabricator.

El tiempo necesario para completar manualmente esta pieza restante está incluido en el tiempo total de fabricación de 3 horas y 36 minutos. Por el contrario, un proceso totalmente manual debe gestionar las 26 piezas y una longitud total de soldadura de ≈ 22 m (72 pies), lo que conlleva un tiempo de producción significativamente mayor.

Esta comparación pone de relieve cómo la soldadura robotizada reduce significativamente el tiempo de producción, la intensidad de mano de obra y la complejidad de la manipulación, incluso en el caso de conjuntos con un elevado volumen de soldadura.

Ejemplo de conjunto 2:

Pieza principal: HEA260 | Subpiezas: 11 | Peso: 523 kg (1154 lb)

• Soldadura robotizada - tiempo total de fabricación: 1:08:18
• Soldadura manual - tiempo total de fabricación: 5:06:00
  

Conclusión: Para este ensamblaje, el tiempo total de fabricación con el Fabricator es un 78 % más rápido que la fabricación totalmente manual.

En este ejemplo, se evalúa una viga HEA260 con 11 subpiezas. El Voortman Fabricator es capaz de ajustar y soldar automáticamente las 11 piezas mediante soldadura robotizada, lo que da como resultado una longitud total de soldadura automatizada de 9228 mm ≈ 9 metros (30 pies) sin necesidad de intervención manual. Este nivel de automatización de la soldadura permite un tiempo total de producción de tan solo 1 hora y 8 minutos.

Por el contrario, un proceso de soldadura totalmente manual para el mismo conjunto tardaría más de 5 horas. La diferencia radica en la manipulación y el posicionamiento necesarios durante la fabricación manual. Con un peso de la viga de más de 523 kg (1154 lb) y componentes como la placa base de la izquierda, que cuenta con múltiples chapas más pequeñas a cada lado, el soldador debe reposicionar y girar repetidamente el conjunto para acceder a todas las soldaduras. Cada cambio de posición requiere la manipulación con grúa y una verificación, lo que aumenta significativamente el tiempo de producción.

Este ejemplo pone de relieve que la eficiencia en la fabricación se consigue maximizando el tiempo de arco y minimizando la manipulación. Cuanto más continuo sea el proceso de soldadura, mayor será el ahorro de tiempo.

Ejemplo de conjunto 3:

HEA500 | Subpiezas: 7 | Peso: 1231 kg (2714 lb)

• Soldadura robotizada - tiempo total de fabricación: 0:55:24
• Soldadura manual - tiempo total de fabricación: 3:26:00

Conclusión: Para este ensamblaje, el tiempo total de fabricación con el Fabricator es un 73 % más rápido que la fabricación totalmente manual.

Este conjunto HEA500 consta de 7 subpiezas, todas las cuales pueden procesarse íntegramente mediante soldadura robotizada con el Voortman Fabricator. El sistema ajusta y suelda automáticamente todo el conjunto, alcanzando una longitud total de soldadura de ≈ 68 m (223 pies) sin necesidad de intervención manual. Gracias a este nivel de automatización de la soldadura, todo el proceso se completa en tan solo 55 minutos.

Sin embargo, un método de soldadura totalmente manual requiere 3 horas y 26 minutos para el mismo conjunto. Se dedica una cantidad considerable de tiempo a la manipulación de las piezas, su posicionamiento y las rotaciones del conjunto. La comparación entre la soldadura automatizada y la soldadura manual muestra claramente cómo la soldadura robotizada agiliza el flujo de trabajo y reduce drásticamente el tiempo de producción, incluso en conjuntos relativamente sencillos.

¿Por qué es más rápida la soldadura robotizada?

La soldadura robotizada es más rápida en estos ejemplos principalmente porque el ajuste y la soldadura están totalmente integrados en un único proceso automatizado. Con el Fabricator, las piezas se colocan, alinean y sueldan automáticamente. No es necesario realizar manipulaciones intermedias, volver a medir ni trasladar las piezas entre estaciones de trabajo. Esto elimina una cantidad significativa de trabajo manual y reduce el riesgo de errores entre pasos.

Además, el sistema conserva la información del proceso de ajuste y la aplica directamente durante la soldadura. Esto significa que el robot sabe exactamente cómo está colocada cada subpieza, dónde se encuentran los huecos y cuánta soldadura se requiere. Al mantener esta información a lo largo de todo el proceso, se eliminan los ajustes y las nuevas mediciones innecesarios, lo que aumenta aún más la velocidad y la consistencia.

Es importante destacar que esta eficiencia no traslada la complejidad a la preparación del trabajo. La preparación del trabajo para el Fabricator puede realizarse en tan solo unos minutos, lo que mantiene todo el proceso optimizado desde la oficina hasta la planta de producción.

¿Cuándo no resulta eficiente la soldadura robotizada?

Aunque la soldadura robotizada ofrece ventajas significativas en muchas situaciones, no siempre es la opción más eficiente. La soldadura manual resulta más práctica para ensamblajes sencillos.

Por ejemplo, pensemos en una serie de perfiles ligeros que solo tienen una chapa superior y otra inferior. Un soldador puede colocar y soldar rápidamente las piezas de forma manual en un flujo continuo. La simplicidad del ensamblaje permite al soldador pasar de forma eficiente de una viga a la siguiente, sin necesidad de configuraciones complejas ni de reajustes. En Voortman, consideramos que un conjunto con menos de cuatro subpiezas es un conjunto sencillo.

Ventajas de la soldadura automatizada para la fabricación de estructuras metálicas

Cuando la soldadura robotizada crea conjuntos hasta un 78 % más rápido, el impacto para un Fabricator de estructuras metálicas va mucho más allá del mero tiempo de ciclo. Aumenta directamente la capacidad de salida sin requerir mano de obra adicional. Esto permite completar más proyectos en el mismo plazo. Los plazos de entrega se acortan y se vuelven más predecibles, lo que mejora la fiabilidad de las entregas a los clientes. Al mismo tiempo, la calidad constante de la soldadura robotizada reduce las repeticiones y el desperdicio de material, lo que disminuye los costes generales de producción.

Al automatizar las tareas repetitivas de soldadura, los soldadores cualificados pueden centrarse en trabajos complejos y de alto valor, en los que su experiencia es más importante. El resultado es una operación más eficiente que permite ampliar la producción, mantener la competitividad en precio y plazos de entrega, y responder con mayor flexibilidad a la creciente demanda sin sacrificar la calidad.