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Aunque agravada por la pandemia mundial de COVID-19, la escasez actual de soldadores no es nada nuevo. El envejecimiento de la fuerza laboral de soldadores, la falta de una nueva generación sustancial de soldadores y los avances/transiciones profesionales junto con un aumento sin precedentes en la demanda de metales en todas las industrias causaron un dolor de cabeza para los talleres de soldadura mucho antes de la pandemia. Pero esa tormenta se fortaleció hasta convertirse en huracán una vez que golpeó la pandemia.

“El COVID nos ha hecho mucho daño”, explicó Mark Moye, gerente de planta de Advanta Southeast LLC, Manning, S.C., una empresa que ofrece servicios de fabricación de metal industrial llave en mano. “La escasez de mano de obra sigue siendo muy limitada en este momento debido a la dura competencia local por los soldadores”.

La empresa está lejos de ser la única que se enfrenta a la escasez de soldadores calificados (Fig. 1). Después de ver comprometidos los niveles de calidad y capacidad de producción, muchos fabricantes recurrieron a la automatización y la robótica para cerrar la brecha entre la cantidad de soldadores necesarios en sus respectivas industrias y el número de soldadores calificados disponibles.

Otra empresa de este tipo es Industrial Mfg. Services (IMS), Lancaster, S.C., un fabricante de componentes metálicos fabricados para OEM en la industria de maquinaria pesada. La empresa decidió embarcarse en la ruta hacia la automatización a medida que los contratos seguían llegando y encontrar soldadores calificados seguía siendo un desafío.

“Siempre supimos que la automatización sería el camino a seguir”, dijo Warren Earl, vicepresidente de IMS.

Aunque la automatización ofrece muchos beneficios a las empresas, la transición puede plantear algunos desafíos. Siga leyendo para descubrir cómo Advanta Southeast e IMS adoptaron robots colaborativos (cobots) para superar la escasez de soldadores calificados.

Desafíos en el camino hacia la automatización

Ambas empresas experimentaron algunos de los siguientes obstáculos a medida que avanzaban hacia la automatización. Para los fabricantes, estos desafíos a menudo se basan en las experiencias iniciales de los equipos de soldadura con robots tradicionales. Las preocupaciones comunes expresadas son comprensibles.

Miedo a ser reemplazado por robots. Muchas empresas se protegen de la robótica debido a la resistencia de los empleados al cambio y a las dudas sobre si sus trabajos serán reemplazados o no. Cuando Advanta Southeast comenzó a buscar invertir en tecnologías robóticas, los trabajadores de la empresa al principio se mostraron vacilantes y escépticos.

“Los empleados tenían miedo de perder sus trabajos”, dijo Moye.

Amplia formación para aprender sistemas complejos. Las empresas que ya tienen poco tiempo están preocupadas por el nivel complejo de las tecnologías robóticas, especialmente cuando algunos soldadores pueden no ser lo suficientemente expertos en tecnología para operar soluciones complejas. Por esa razón, la capacitación extendida y la incorporación junto con un amplio apoyo a menudo se citan como preocupaciones. Es lógico que cuanto más intente un soldador manejar un robot, menos tiempo dedicará a trabajos rentables y contribuirá al rendimiento.

“Algunos gerentes cuestionaron cuán eficientes podrían ser realmente los robots de soldadura en cuanto a aprender a programarlos y configurarlos”, dijo Moye.

Esto puede sonar cierto para proyectos de bajo volumen y alta mezcla. Muchos pueden preguntarse: “¿El tiempo de programación supera la eficiencia?”

Altos costos de equipo y capacitación. Además de las preocupaciones relacionadas con la complejidad tecnológica, el rendimiento del equipo y el rechazo del personal, muchos talleres de soldadura hacen los cálculos y se dan cuenta de que las inversiones de capital para los robots tradicionales, exacerbadas por los costos de los tiempos de configuración prolongados y los servicios de soporte prolongados por parte de los integradores de robots, son altos. Esto puede hacer que los fabricantes perciban el retorno de la inversión (ROI) objetivo como inalcanzable a corto plazo. Un estudio de 2019 realizado por McKinsey & Co., confirmó estas preocupaciones (Ref. 1). El estudio informó que el 53% de los encuestados dijo que su principal desafío en la implementación de robots industriales eran los costos.

Las innovaciones tecnológicas superan los desafíos en la integración de la robótica

A pesar de los obstáculos que las empresas pueden enfrentar al considerar los sistemas de robótica para automatizar sus procesos de producción, existen soluciones innovadoras disponibles que tienen como objetivo democratizar el uso de la robótica y hacer que las inversiones en automatización sean más asequibles. Desarrollados con tecnologías comprobadas de marcas reconocidas, los nuevos cobots de soldadura y el equipo que los rodea son cada vez más fáciles de usar. Muchos también eliminan las complejidades de las configuraciones tradicionales de robots industriales.

Al investigar los sistemas de automatización de soldadura, además de considerar las funcionalidades inherentes, los fabricantes deben hacerse las siguientes preguntas:

• ¿Cómo se instalan los sistemas de automatización de soldadura?
• ¿Qué se requiere para programar los sistemas de automatización de soldadura?
• ¿Qué tan fácil es configurar los sistemas de automatización de soldadura para diferentes aplicaciones?

Para que los soldadores sean más receptivos a los cobots, durante las demostraciones de los proveedores, muchos talleres de fabricación ahora les piden a los soldadores que prueben los sistemas para ver qué tan cómodos se sienten con la configuración y cómo funcionan los sistemas.

La facilidad de programación inevitablemente afectará la adaptabilidad del soldador. Cuanto más difícil sea aprender el sistema, es menos probable que los equipos de soldadura lo adopten, por lo que es clave seleccionar un cobot que sea fácil de programar.

Un factor importante que puede afectar la facilidad de programación es si el sistema de soldadura robótica debe programarse en una interfaz de robot o en un dispositivo de uso común, como un teléfono o una tableta. Las capacidades de la nube y una interfaz intuitiva son factores adicionales que pueden ayudar a los usuarios a solucionar problemas rápidamente y en tiempo real.

Al ayudarlos a evitar algunos de los desafíos asociados con la integración de la robótica, Advanta Southeast e IMS optaron por una solución de soldadura cobot automatizada que se podía programar con una aplicación simple en un dispositivo móvil: Fig. 2. Esto significaba que los equipos no necesitaban aprender programación de robótica.

Al principio, los soldadores de IMS se mostraron escépticos sobre la facilidad de uso del cobot porque la empresa había probado otros cobots y notó pocas ventajas claras con respecto a la simplicidad y los tiempos de programación. Sin embargo, después del progreso de incorporación, los soldadores pudieron comenzar a usar el cobot en aproximadamente media hora.

“Programar un robot tradicional lleva al menos una hora”, explicó Justin Payne, ingeniero de fabricación de IMS. “Me tomó cuatro minutos y 19 segundos en una estación de cobot de soldadura”.

Advanta Southeast señaló que, gracias a las limitadas necesidades de programación de su sistema seleccionado, los soldadores comenzaron a disfrutar trabajando con cobots. En la empresa, los cobots se dedicaron a tareas mundanas y repetitivas, mientras que a los soldadores se les asignaron trabajos de mayor valor agregado, lo que mejoró la eficiencia y la satisfacción laboral de los empleados.

Ambas empresas también experimentaron un rendimiento acelerado, lo que les permitió asumir más trabajo a pesar de la escasez de soldadores calificados.

Advanta Southeast pudo expandir sus ofertas y asumir nuevos tipos de proyectos en diferentes ubicaciones. Por ejemplo, a la empresa se le otorgó recientemente un nuevo mandato importante de torres para Rivian, Irvine, California, un proveedor de vehículos eléctricos. Estos proyectos habrían sido imposibles de asumir para la empresa antes de adoptar sus sistemas de automatización de soldadura.

“Aumentamos nuestra producción en un 400% en comparación con la soldadura manual”, agregó Moye.

IMS también ha visto un repunte en el trabajo diversificado. Hasta la fecha, la empresa no ha experimentado ningún problema con la consistencia, la repetibilidad y la calidad de las piezas (Fig. 3).

La automatización de la soldadura es el camino a seguir

Al ofrecer tiempos de programación ultracortos e interfaces intuitivas que guían a los soldadores para configurar trabajos en tan solo diez minutos, los cobots de soldadura son un cambio real. Con los cobots superando los temores de los talleres de soldadura, tanto Advanta Southeast como IMS consideran que los cobots de soldadura son la ola del futuro.

Como afirmó el ingeniero de fabricación de IMS, Matt Blowers: “Le diría a cualquiera que esté indeciso o cuestionándolo, que lo haga. No se arrepentirán.

Referencia

1. Teulieres, M., Tilley, J., Bolz, L., Ludwig-Dehm, P. M. y Wägner, S. 2019. Industrial Robotics: Insights into the Sector’s Future Growth Dynamics. McKinsey & Co., Nueva York.

ROB GOLDIEZ (rgoldiez@hirebotics.com) es director ejecutivo de Hirebotics, Nashville, Tennessee.