El fabricante de metal de Minnesota mira a la vuelta de la esquina con la automatización de piezas

Mar 09, 2023

Se retira una pieza de chapa larga con un dobladillo en un lado de la dobladora de paneles.

Todos los planes, incluidos los estratégicos, están sujetos a cambios.

Dalsin Industries, Bloomington, Minn., ha estado mirando hacia el futuro mientras trata de equilibrar las oportunidades de crecimiento con la capacidad de responder a las solicitudes de los clientes. La compañía ha "superado el crecimiento promedio de la industria", según el presidente y director ejecutivo Tom Schmeling, pero eso viene con las presiones de tratar de procesar más metal y producir más piezas a través de los 135 000 pies cuadrados de la compañía. instalación. (Dalsin Industries ocupa el puesto 31 en la lista FAB 40 de 2022 de The FABRICATOR con $45 millones en ingresos informados para 2021).

Desde que The FABRICATOR destacó a la empresa por ganar el Premio de la Industria 2020 de la publicación, Dalsin Industries agregó una línea de recubrimiento en polvo con ocho pistolas de aplicación automática. El piso de producción también ha cambiado para acomodar proyectos de ensamblaje electromecánico para algunos de sus grandes clientes de fabricación por contrato.

"Simplemente evolucionamos aquí. Necesitamos evolucionar para seguir siendo competitivos y relevantes para nuestros clientes", dijo Bob Borgerding, vicepresidente de operaciones de producción de la compañía. "Esto está integrado en nuestro ADN y nos ha ayudado a crecer con clientes nuevos y existentes durante los últimos 80 años".

Pero la realidad sugería que tal vez se necesitaba espacio adicional. La empresa emplea a unos 140 trabajadores y estaba buscando agregar un tercer turno a mediados de octubre.

"Sabíamos que estábamos alcanzando el máximo de lo que podíamos hacer aquí", dijo Schmeling.

El plan estratégico requería estar atento a futuras expansiones. No era necesario que fuera de inmediato, pero todos en la empresa sabían que el crecimiento continuo requeriría más espacio pronto.

Gran parte de ese crecimiento provendría de lo que la empresa consideraba un área de especialización: piezas conformadas grandes, difíciles de manejar y de calibre delgado. Estos tipos de piezas generalmente requerían dos personas en una prensa dobladora y mucho tiempo para formarlas con precisión. Si alguna vez una parte requirió automatización, fue este tipo.

Dalsin Industries reconoció eso, y ha empleado una paneladora P4 Salvagniniwww.salvagnini.com desde 1995 para ganar negocios con empresas en las industrias de electrodomésticos, elevadores, médica, sistemas de estanterías, energía renovable y transporte. (Dalsin invirtió en su primera tecnología de doblado de paneles a mediados de la década de 1990). Debido a que la dobladora de paneles maneja y manipula la pieza a medida que se hacen los dobleces, normalmente una persona puede operar una celda, concentrándose en mantener el flujo de trabajo hacia la máquina y algunas piezas. manipulación a medida que las piezas formadas salen de la máquina herramienta.

Pero la empresa ha hecho mucho más que fabricar estas piezas a lo largo de los años. Ha sido agresivo al ofrecer sus servicios de ingeniería de diseño a los clientes con la esperanza de tomar piezas que podrían requerir múltiples pasos de fabricación y transformarlas en diseños que la paneladora pueda formar automáticamente con quizás solo un pequeño proceso secundario para completar la pieza.

La punzonadora y cizalla Salvagnini S4 y la máquina dobladora de paneles P4 son uno de los dos sistemas conectados al sistema automatizado de almacenamiento y entrega de materiales MV en las nuevas instalaciones de Dalsin Industries en Lakeville, Minnesota.

"Cuando observa la automatización, eliminará algunos costos de mano de obra y obtendrá el beneficio de la repetibilidad. Hay muchas razones para considerar la automatización por esas y otras razones", dijo Keith Diekmann, vicepresidente de operaciones técnicas de Dalsin. "Pero cuando observamos lo que están haciendo nuestros clientes, podemos brindarles nuestros servicios de diseño para ingeniería y ayudarlos a construir una mejor trampa para ratones. Podemos ayudarlos a reducir el costo total de la pieza o incluso reducir su peso".

Diekmann ofreció el ejemplo de una puerta para un autobús municipal que fue rediseñada no solo para el doblador de paneles, sino también para mejorar el diseño general. La puerta original era un conjunto de tubo con piel de chapa, formado por siete piezas en total. Fue rediseñado para ser un conjunto de aluminio de tres partes que redujo el peso de la pieza en un 20 % y se podía acoplar al autobús sin preocupaciones porque la automatización produce piezas consistentes que cumplen con las especificaciones del cliente.

A medida que la gerencia de Dalsin miraba hacia el futuro, sabía que necesitaba más espacio de fabricación y más automatización para continuar sirviendo a su base de clientes actual y abordar nuevas oportunidades en segmentos que presentaban perfiles de piezas similares. Lo que no sabía era que la oportunidad de embarcarse en este nuevo camino de fabricación llegaría mucho antes de lo previsto.

En 2021, Dalsin se enteró de que estaban a la venta algunos equipos avanzados de fabricación y formación que solían estar en una importante planta de fabricación de HVAC. El OEM de HVAC tenía operaciones consolidadas en otra instalación, y un extenso sistema de punzonado, cizallado y doblado de paneles con almacenamiento y manejo automatizado de materiales no iba a hacer el viaje. Ese equipo necesitaba un nuevo hogar y Dalsin se preguntaba si tal compra encajaba con sus objetivos estratégicos.

La necesidad de moverse estaba ahí. La intención de investigar nuevos clientes en industrias familiares y posiblemente buscar nuevos segmentos de fabricación estaba ahí, pero los planes no se desarrollaron con firmeza. Y la oportunidad estaba justo frente a sus caras.

"Estábamos pensando que seríamos nosotros los que definiéramos cómo sería nuestra fábrica del futuro", dijo Borgerding.

Dalsin estaba lo suficientemente intrigado con el equipo que se comprometió a comprar el sistema de fabricación y formación sin tener aún un lugar formal para colocar las máquinas y el sistema de estanterías de almacenamiento de material. Borgerding dijo que a partir de julio de 2021, comenzó la carrera para encontrar un hogar adecuado para el sistema automatizado.

La gerencia de Dalsin pronto se dio cuenta de que sería más fácil encontrar techos de 26.5 pies de alto y 40,000 pies cuadrados de espacio abierto si se tratara de una construcción nueva. Afortunadamente, el área de Twin Cities vio una sólida construcción comercial en 2021, particularmente en edificios que tenían el espacio y la altura del techo que buscaba Dalsin. (Borgerding calificó el auge de los bienes raíces comerciales como un subproducto del entorno de fabricación "por si acaso" que ha surgido en los últimos dos años a medida que las empresas han visto implosionar sus cadenas de suministro porque no pueden entregar sus productos importados en un manera oportuna de fuentes en el extranjero).

Varias semanas después de la búsqueda, el equipo de Dalsin había identificado a Lakeville, Minnesota, como el sitio para esta nueva instalación. Era parte de un edificio y campus más grande para empresas de fabricación y distribución. Además, la ubicación, al sur de Minneapolis y St. Paul, permitió que los camiones evitaran la congestión del tráfico en la mayoría de los casos al salir del edificio de Lakeville.

A partir de ese momento, fue una carrera para prepararse. Según Borgerding, el contratista general estaba haciendo trabajos de excavación para cimientos y vertiendo hormigón incluso antes de que se determinaran y acordaran los detalles finales del contrato de arrendamiento. De hecho, a fines de la primavera, Dalsin recibió su equipo de fabricación y conformado recién comprado en el sitio de Lakeville a pesar de que los pisos no estaban terminados. El propietario del edificio les permitió colocar 35 camiones llenos de maquinaria y estanterías de almacenamiento de materiales en el edificio de al lado hasta que terminaron los pisos.

La máquina dobladora de paneles P4 maneja una pieza de trabajo.

"Hubo muchas partes móviles en este proyecto, pero lo coordinamos todo para llevarlo a cabo", dijo Borgerding. "Se ha ido muy rápido".

Ahora, a finales de 2022, la fábrica de Lakeville funciona según lo previsto. Toda la instalación está a cargo de cuatro empleados.

Un gran sistema automatizado de almacenamiento y entrega de material Salvagnini MV con 350 estantes, cada uno con capacidad para 6,000 lbs. de 60 por 120 pulg. material, se asienta en un extremo de la instalación. Para soportar el peso de un sistema de almacenamiento completamente cargado, Dalsin necesitaba verter una base de concreto de 3 pies de profundidad. Una grúa de recolección dentro del sistema de estanterías retira las bandejas de los estantes de almacenamiento y las entrega a una columna de material activo que se encuentra en cada extremo del sistema. Desde allí, el material se alimenta a una de dos líneas, las cuales incluyen una punzonadora y cizalla Salvagnini S4 y una máquina dobladora de paneles P4. El material que se introduce en el dispositivo de corte y punzonado automatizado está determinado por el trabajo que está programado para ser procesado.

Una báscula monitorea constantemente el peso de las bandejas en el almacén de materiales, lo que puede ser útil al rastrear el inventario. Borgerding dijo que esta capacidad es uno de los ejemplos de lo que puede ofrecer un taller conectado digitalmente: seguimiento y pedidos de chapa según sea necesario, pero sin intervención humana.

La torre de material activo, que a su vez tiene 14 estantes, alimenta la unidad de punzonado y cizallado a través de un transportador, que hace girar la hoja hasta la posición correcta. La capacidad de punzonado del S4 es diferente del punzonado de torreta típico en el sentido de que el cabezal de punzonado tiene más de 60 punzones activos. No hay un pistón central y un punzón activo, comunes a otras punzonadoras. Rara vez es necesario detenerse para cambiar las herramientas de punzonado porque el cabezal multiprensa consiste en una estructura de troquel que contiene varios punzones.

"Es una forma más rápida de punzonar", dijo Borgerding, comparando la máquina con otras tecnologías de punzonadoras.

La cizalla de ángulo recto de la máquina puede cortar el eje X y el eje Y de forma independiente. Se separa automáticamente en función del grosor del material que se está ejecutando. Esto no solo agiliza el trabajo de los cortes largos e interrumpidos, en los que se podría usar una herramienta mordisqueadora en otra punzonadora, sino que también ayuda a rebanar los esqueletos de material en tamaños más manejables al final del trabajo. Un manipulador de materiales no tiene que preocuparse por deshacerse del esqueleto; la chatarra se deja caer en un transportador, que luego alimenta el material a un contenedor.

El S4 también tiene capacidades de sujeción que eliminan una zona de protección de sujeción normalmente asociada con algunas máquinas punzonadoras. Tiene abrazaderas a lo largo del riel, como era de esperar, pero también tiene un manipulador que sujeta el material, lo que permite la rotación del material y perforar lo que normalmente podría estar fuera de los límites debido a las otras abrazaderas.

Usando el mismo conducto por el que se envía la chatarra, el S4 puede usar la cizalla para liberar una pieza del esqueleto y enviarla a otro transportador que alimenta la pieza a uno de los tres contenedores. El software de control también puede hacer que la pieza evite el conducto y la mueva a una de las dos mesas de productos terminados, donde se puede apilar en lugares designados o entregarla directamente a la máquina dobladora de paneles.

Un volteador de piezas/paneles está ubicado entre las máquinas punzonadoras/cortadoras y dobladoras de paneles en caso de que el material deba presentarse a la dobladora de paneles de una manera diferente.

Se muestra una pieza de chapa con agujeros.

La P4 funciona de manera muy similar a la máquina dobladora de paneles de Dalsin en las instalaciones de Bloomington. Cuando la pieza entra en el área de trabajo, un manipulador la agarra y la coloca correctamente para el siguiente pliegue. La pieza permanece estacionaria mientras la herramienta de doblado forma pestañas tanto hacia arriba como hacia abajo. Luego, la pieza gira a medida que la máquina continúa con el proceso de doblado en todos los lados, lo que permite un proceso de doblado muy eficiente.

La configuración no es un problema con la máquina dobladora de paneles porque utiliza herramientas comunes para procesar una variedad de geometrías de piezas y grosores de materiales. En su mayor parte, no se requiere que el operador deslice las herramientas de sujeción a nuevas posiciones porque la mayoría de los trabajos programados para la máquina coinciden con la configuración de las herramientas.

Cuando se realiza la última forma en el P4, la pieza sale por uno de dos puntos. Esta es la primera vez que se requiere un operador humano para manejar la parte que comenzó en el sistema de almacenamiento de material y pasó por ambas máquinas.

Borgerding dijo que hizo varias visitas al fabricante de HVAC antes de que le entregaran el equipo para ensamblarlo en Lakeville. Con cada visita, tuvo una mejor idea de cómo el sistema podría adaptarse a las necesidades de Dalsin. Una de las cosas que le llamó la atención fue la capacidad de la máquina para producir piezas en un pedido para el ensamblaje de un kit simple. El fabricante de HVAC hizo eso como parte de su propia filosofía de fabricación, y Dalsin también lo hace, solo para otros clientes.

"Algo que nos gusta hacer y que nos encanta es tener equipos 'dalsinizados'", dijo Borgerding. "Tomaremos un equipo estándar y lo impulsaremos solo para descubrir exactamente lo que puede hacer".

Dalsin ha trasladado la mayor parte del trabajo que se adapta a la nueva automatización a Lakeville (piezas que necesitan punzonado y plegado) desde Bloomington, abriendo capacidad para trabajos más complejos en la ubicación original de la empresa. Eso proporcionó una base firme de actividad para las nuevas instalaciones, pero Dalsin busca aumentar la carga de trabajo. Se puede agregar rápidamente un segundo turno a la ubicación de Lakeville si es necesario.

Borgerding dijo que Dalsin ahora buscará desbloquear verdaderamente el potencial de su fábrica del futuro al conectar los sistemas de Lakeville al software ERP de la compañía. Así como el nuevo equipo ha ayudado a optimizar la producción de piezas, la conectividad de Industria 4.0 puede hacer lo mismo para los procesos de atención al cliente. Todo es parte del plan para ser lo más eficiente posible, tanto desde la perspectiva del tiempo como del costo, al tratar con los clientes.

"Los comentarios que recibimos de los clientes existentes o nuevos clientes que vienen y nos auditan es que están sorprendidos por la amplitud de las capacidades que tenemos", dijo Borgerding. "Queremos que nos conozcan como una ventanilla única, que tienen las capacidades y capacidades disponibles cuando las necesitan".

Eso es mucho más fácil de hacer con la configuración automatizada de fabricación y conformado en Lakeville. El desafío ahora para Dalsin es difundir el mensaje.

Una prensa plegadora se encuentra al final del sistema automatizado de fabricación y conformado.