La eficiencia del ciclo en el mecanizado

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Las bicicletas de montaña no son iguales a otros vehículos de carreras; no son iguales a los autos o a las motocicletas, por ejemplo. Si un componente de un auto de carreras comienza a fallar, el auto puede seguir andando y el conductor puede incluso terminar la carrera. Con una bicicleta de montaña, ese es el caso menos probable. Cuando falla un componente de una bicicleta el ciclista pierde el control, y a las velocidades de una carrera bajando una montaña, es muy probable que ocasione una lesión seria. Por eso los ciclistas son tan sensibles a la calidad de sus equipos, dicen los hermanos Dennis y D.J. Paulson. De hecho, los corredores de bicicletas de montaña tienden a estar más interesados en la manufactura que casi cualquier otro tipo de competidor o deportista. Y los Paulson aprecian ese interés. Ellos son dueños del fabricante de componentes para bicicletas Straitline Components, en Vancouver Island, British Columbia, y también adoran la manufactura.

Mike Paulson y su hijo mayor Dennis comenzaron Straitline en un garaje. La compañía era para entonces un taller. Aún hoy es un taller de trabajos a terceros, pero el mecanizado por contratos ahora solo constituye un tercio del negocio de la compañía. A principios de la década de 2000, los Paulson aprendieron una lección sobre el peligro y la vulnerabilidad del mecanizado de trabajos a terceros en el taller. Sin advertencia alguna, el mayor cliente del taller salió del negocio —una víctima del crecimiento del punto com—. Durante el traumático período que siguió, los dueños del taller resolvieron liberarse ellos mismos de los ciclos de negocio de otras compañías, para lo cual crearon su propio y exitoso producto.

Era más fácil decirlo que hacerlo
Varios intentos resultaron menos que exitosos. Había un palo de golf. Había un accesorio de cocina. Había un dispositivo para cortar cuerdas náuticas (este producto, el “Sea Saber” aún está en producción y sigue generando ventas). Pero el éxito real vino cuando los Paulson intentaron fabricar componentes de bicicleta mejores que los de sus propias bicicletas de montaña recreativas.

Hoy, los productos de la compañía varían desde palancas de frenos estéticas y ergonómicas, hasta vástagos de alto desempeño que sostienen las manijas y anillos de impacto que protegen las cadenas de las bicicletas durante el uso en montaña. Uno de los éxitos más recientes de la empresa es un diseño de pedal robusto que reemplaza los rodamientos de rotación libre con bujes, que mejoran la durabilidad y le dan al ciclista un mayor control. Gracias a productos como estos —y al reconocimiento adquirido por la selección de estos productos por parte de los mejores ciclistas— la predictibilidad de la carga de trabajo de mecanizado del taller se ha mejorado drásticamente. La nueva estabilidad encontrada también ha mejorado los contratos del negocio, porque les ha dado libertad de enfocar su atención en los clientes que mejor pueden atender. En pocas palabras, Straitline ha podido liberarse de los ciclos de negocios, y esa libertad viene de los ciclos del negocio.

A pesar de esto, una cosa no ha cambiado. Algo increíblemente importante no ha cambiado. A lo largo del crecimiento y transición de la empresa, el tamaño del personal del taller de máquinas ha seguido siendo el mismo. Específicamente, el equipo del departamento de mecanizados ha permanecido en dos personas y media.

Esa cifra era la del personal efectivo cuando el taller empezaba. El hermano menor, D.J. Paulson, aún estaba aprendiendo sobre el mecanizado en ese entonces. Ahora la compañía tiene ocho empleados, pero la mayoría de ellos hacen trabajo relacionado con ensamble, ventas, mercadeo o llenado de pedidos. En el área de mecanizados, D.J. y un empleado, Eric Stade, trabajan de tiempo completo, mientras Dennis puede dedicar la mitad de su tiempo a producción. Así, el número sigue siendo de dos personas y media. En lugar de tener más gente, este taller ha encontrado la manera de incrementar su capacidad de producción invirtiendo en automatización.

La compra del sistema de pallet
Los Paulson son fervientes creyentes de la manufactura propia y la consideran una prioridad.Straitline realiza toda la producción que razonablemente puede, haciéndolo por el beneficio de entender esa producción más profundamente y, quizás, ganar mayor eficiencia con ello. Una ronda por el taller revela qué tanto se ha aplicado esta filosofía por parte de la gerencia del taller. Uno de los productos de la compañía incluye un componente de guía para la cadena, que incorpora un grado de poliuretano resistente, usado en aplicaciones de minería. Para trabajar con este material, Straitline (que hasta entonces se había dedicado únicamente al mecanizado) instaló una máquina de moldeo por inyección. De forma similar, para no tener que confiar en un proveedor de aluminio para los blancos precortados, el taller compró una sierra automática de banda horizontal de Hyd-Mech. El taller, incluso, tiene una pequeña prensa de punzonado para hacer sus propias arandelas plásticas usadas en los ensambles del pedal.

No todas las compras de máquinas-herramienta han salido bien. Años atrás, un centro de mecanizado horizontal usado resultó ser demasiado costoso para el servicio, y poco confiable. Terminaron vendiéndolo por partes. Experiencias como esta han hecho que el taller sea cuidadoso en las compras de equipos. Sin embargo, para evitar tener que satisfacer sus necesidades de incrementos de la producción en el exterior —una práctica bien establecida entre fabricantes de componentes para bicicletas— la compañía concluyó que tendría que invertir, y hacerlo en grande.

Straitline está situada en un país con altos salarios: Canadá. Sin embargo, se encuentra en un área no tan industrial de ese país. Con opciones limitadas para incrementar el personal de manufactura, Straitline tenía claro que la automatización —y de este modo usar mano de obra de manera estratégica— sería esencial no solo para satisfacer la creciente demanda de las líneas de componentes para bicicletas, sino también para hacerlo de forma rentable. Ahora, en lugar de adquirir una máquina autónoma y de comprarla usada, los Paulson conseguirían un sistema completo de una nueva marca, y lo negociarían con un especialista en integración que pudiera ayudarles a equipar el sistema y llevarlo a su rápido uso. “Al final, decidimos todos simplemente salir”, dice el hermano menor, D.J.

La compañía escogió un sistema de pallet de Mori Seiki (ahora DMG/Mori Seiki), conformado por un centro de mecanizado horizontal NH4000 DCG con nueve pallets diferentes, alimentados a la máquina con un transportador automatizado. El sistema sigue siendo la compra más importante de máquinas-herramienta en la historia del taller. “Y nunca miramos atrás”, dice D.J. Paulson.

Tornándose oscuro
El sistema de pallet le hizo ver a Straitline el poder y potencial de la producción desatendida. Ellison Technologies instaló el sistema, y los representantes de Ellison fueron conservadores en predecir cuántas horas por día de producción desatendida podría obtener Stratiline. Pronto, el taller pasó de lejos esa cifra. Hoy, Straitline logra 18 horas seguidas de producción ininterrumpida. Las claves para este éxito, dicen los Paulson, incluyen diseños de fijaciones densos que acomodan un gran número de partes por alistamiento en cada cara del tombstone, además de programas de parte que utilizan la misma selección estándar de herramientas de corte, sin importar el número de partes. Con estos y otros elementos del proceso en sitio, el sistema puede continuar haciendo partes, cara tras cara del tombstone y pallet tras pallet.

D.J. usualmente opera la máquina. Su papel parece más “cosechar” las partes terminadas (y “cultivar” nuevos alistamientos) en lugar de revisar el mecanizado. El mecanizado actual se lleva a cabo después de que él ya no está en el taller. El sistema produce 25 números de parte, la mayoría de los cuales requiere dos operaciones. Otro número de pieza requiere tres.

Esa pieza de tres operaciones actualmente ayuda a ilustrar una de las ventajas sutiles pero significativas de la manufactura propia. Las palancas para frenos de Straitline incluyen “hendiduras de agarre” que son mecanizadas después del anodizado. Tener el metal expuesto en contraste con el color anodizado produce un efecto estético drástico. Gracias a la producción propia no se requiere una cadena de suministro compleja para llevar a cabo este proceso de mecanizar-anodizar-mecanizar. Como resultado, las palancas para frenos están disponibles en ocho colores anodizados. Con una cadena de suministro, según Straitline, cada selección de color tendría que hacerse en grandes cantidades. Esto requeriría que los distribuidores pidan cantidades importantes y almacenen el excedente, lo cual sería poco práctico. Pero al hacer la mayoría de la manufactura en casa (solo el anodizado es externo), las partes pueden fabricarse, según la necesidad, en pequeños lotes, y enviarse a los distribuidores en tamaños de pedido manejables.

Dennis Paulson dice que uno de los inconvenientes que limitan el sistema de pallet es la necesidad de un operador para cargar y descargar manualmente piezas de los alistamientos en el tombstone. Para ser tan eficiente en tiempo como en el proceso, aún se requiere un gran compromiso del tiempo de D.J. para quitar la sujeción y sujetar las fijaciones antes de que comience el proceso del día.

El último sistema de manufactura automatizado del taller no tiene ese requerimiento. Dedicado a producir pedales, el sistema emplea una pieza de equipo que la compañía nunca pensó usar cuando era tan solo un taller de subcontratación. Ahora, el taller usa un robot para cargar las piezas de trabajo en bruto al centro de mecanizado.

Producción de pedales
Los pedales son probablemente el producto líder de Straitline en estos momentos. Debido a que la compañía envía más de 7000 pares al año, un diseño nuevo y mejorado de pedal parece ser un gran candidato para un sistema de manufactura dedicado solo a pedales. A pocos pasos de la celda de pallets, Straitline ha comenzado a fabricar pedales con su nuevo sistema automatizado.

El sistema lo conforman componentes que el taller por sí mismo ha puesto en conjunto. Un robot de Fanuc Robotics usa agarraderas neumáticas, de Schunk, para cargar piezas de trabajo en un centro de mecanizado vertical Okuma, mediante una ventana deslizante en un lado de la máquina.

Pedal tras pedal, pieza tras pieza, el sistema de centro de mecanizado/robot reemplaza todas las partes no mecanizadas por otras mecanizadas, produciendo hasta 360 pedales por corrida desatendida.

El robot deposita cada parte en un indexador de cuatro ejes Koma Precision, el cual pivotea la parte de modo tal que en un solo ciclo se puede mecanizar la parte completa. Al final de este ciclo, el robot retira la pieza terminada, introduce una nueva parte no mecanizada, y regresa la pieza terminada a la misma posición en una mesa cercana de la cual se recogió la parte inicialmente. Pedal tras pedal, pieza tras pieza, el sistema de centro de mecanizado/robot reemplaza todas las partes no mecanizadas por otras mecanizadas, produciendo hasta 360 pedales por corrida desatendida. Al final de esta larga serie de ciclos de mecanizado, el operador simplemente recoge las partes terminadas del área de producción, en la cual ese operador había posicionado las piezas de trabajo antes de que fueran mecanizadas. Este nivel de confianza en la automatización de manufactura es la razón por la que Straitline no ha añadido más gente para lograr mayor producción.

La manufactura lleva a la innovación
Ahora los pedales mismos también demuestran una ventaja más de la manufactura propia. Específicamente, los pedales ilustran la clase de beneficio que una compañía logra al mantener de cerca la manufactura. La manufactura le enseñó a esta compañía las características vitales de su producto.

El eje de un pedal de bicicleta se monta normalmente en rodamientos de bolas. En bicicletas de competencia, sin embargo, este montaje presenta problemas. El pedal de giro libre puede prevenir al ciclista de recuperar el apoyapié perdido en un momento crítico, y si el pedal se daña en un trayecto largo, los rodamientos de bolas eliminan la esperanza de volver a instalar este componente en campo.

Los pedales de Straitline solucionan ambos problemas. Los bujes precargados toman el lugar de los rodamientos de bolas. Estos bujes mantienen el pedal en posición cuando el pie del ciclista pierde contacto, y también permiten que los pedales sean desensamblados y reensamblados fácilmente con herramientas simples. Los corredores de las grandes competencias valoran esas ventajas, que pueden ser reconocidas por la elasticidad del particular buje en polímero que usa Straitline.

La compañía conocía del desempeño de este buje por razones que no tenían nada que ver con el ciclismo. En su lugar, el taller había usado este buje para fijaciones en sus sistemas de producción, y se había familiarizado con él de esa forma. Sin esta experiencia —es decir, sin la experiencia de hacer las cosas físicamente— Straitline nunca habría tenido la visión que le llevó a un diseño superior del producto.

© 2012. Modern Machine Shop. Derechos reservados.
© 2012. Metalmecánica Internacional. Derechos reservados sobre la versión en español.

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