Una herramienta sencilla: lo que parece pragmático no siempre es fácil de llevar a la práctica. Esto también ocurre en la fabricación de máquinas de embalaje, donde se utilizan herramientas robóticas altamente funcionales, pero a menudo complejas.
Precisamente por ello, Schubert se planteó cómo podían estas tecnologías satisfacer las elevadas exigencias del mercado sin aumentar innecesariamente el número de componentes ni el peso. Hablamos con Peter Schubert, director del departamento de Diseño de Gerhard Schubert GmbH, y con su colega Wolfgang Sedlak, director técnico de Diseño de Herramientas, sobre el estado actual de unos sistemas que, aunque siguen siendo técnicamente sofisticados, se simplifican de forma continua.
Schubert ha marcado la pauta con sus máquinas de embalaje robotizadas. ¿Por qué está cobrando ahora mayor protagonismo su estrategia de herramientas?
Peter Schubert: Esto está estrechamente relacionado con nuestros principales mercados. Ya se trate de fabricantes de productos de panadería, confitería o alimentos para animales, en todos ellos observamos una tendencia hacia una mayor variedad de productos. Los consumidores demandan cada vez más opciones.
Desde el punto de vista de la producción, esto implica cambios frecuentes, especialmente de formato. Para evitar paradas innecesarias o incluso productos defectuosos, los fabricantes necesitan herramientas fáciles de manejar que no requieran ajustes complejos. Detener la máquina, cambiar las herramientas y reanudar la producción sin errores: de eso se trata, en esencia.
¿No resulta tan sencillo en la práctica?
Wolfgang Sedlak: No siempre. Durante años, muchos fabricantes de maquinaria de embalaje han desarrollado soluciones cada vez más complejas y sofisticadas. La ingeniería mecánica alemana, en particular, tiene fama de construir instalaciones con un gran número de funciones. El término “German overengineering”, es decir, sobrediseño alemán, aparece con frecuencia en el sector. Sin embargo, las soluciones excesivamente complejas ya no responden a las necesidades actuales. En muchas empresas falta personal experimentado capaz de manejar las instalaciones de forma segura y reconfigurarlas con rapidez. En Schubert siempre nos hemos centrado en soluciones prácticas que simplifiquen al máximo el trabajo diario de nuestros clientes. Por eso es lógico que sigamos optimizando nuestras tecnologías.
¿Qué hace Schubert de forma diferente en el diseño de sus herramientas?
Peter Schubert: Las herramientas altamente funcionales suelen implicar un gran número de piezas, costes elevados y mucho peso. Son factores que pueden intimidar a los operarios en lugar de transmitirles confianza. Precisamente en este punto queremos y debemos marcar la diferencia. Apostamos por herramientas sencillas, ligeras y, sobre todo, listas para producir en el menor tiempo posible en nuestros robots F2 y F4.
Nuestro objetivo es el «Ramp-up Zero». Tras un cambio de formato, la primera unidad embalada debe salir de la línea sin defectos y sin necesidad de ajustes adicionales. Esto evita productos defectuosos, reduce los costes y permite planificar la producción con mayor precisión, ya que los clientes saben exactamente cuánto dura un cambio de formato.
Además de desarrollar herramientas más ligeras, hacemos que la máquina las identifique automáticamente mediante un sistema de codificación. Las herramientas que deben ajustarse manualmente ralentizan los cambios de formato y aumentan el riesgo de errores. Cuando la propia máquina se encarga de los ajustes, reducimos las intervenciones manuales y disminuimos la tasa de errores.
Wolfgang Sedlak: Para evitar malentendidos, nuestras herramientas siguen siendo altamente funcionales. La diferencia es que no todas las funciones se encuentran en la propia herramienta.
Una parte esencial de nuestra estrategia consiste en separar claramente las funciones principales de las subfunciones. Las funciones principales se integran en la herramienta y las subfunciones, en la máquina.
Una máquina formadora debe dedicarse principalmente a formar cajas. Una herramienta de cierre debe dedicarse a cerrarlas. Por ejemplo, en lugar de integrar en la herramienta de una formadora de cajas el llamado «expulsor», una función adicional que deposita la caja formada en el sistema de transporte, incorporamos esta función directamente en la máquina.
¿Tienen estas modificaciones de las herramientas un impacto fundamental en el diseño de las máquinas?
Peter Schubert: Sí. Al fin y al cabo, la máquina y las herramientas forman una unidad. La optimización de nuestras herramientas implica, por ejemplo, adaptar la estructura básica de las máquinas y trabajar con nuevos elementos de soporte y conexión. Los perfiles de colada continua presentan una elevada estabilidad dimensional y una buena relación entre resistencia y peso. A pesar de su menor masa, ofrecen una gran rigidez.
Esto tiene un efecto positivo, entre otros aspectos, sobre la precisión de repetición de los movimientos de los robots. En cualquier caso, el peso desempeña un papel importante en nuestra estrategia, no solo en el bastidor.
Las herramientas optimizadas de forma sistemática son más ligeras y constan de menos componentes individuales. También la unidad robótica debe adaptarse mediante un nuevo concepto constructivo.
¿Podría explicarlo con más detalle?
Wolfgang Sedlak: El objetivo es lograr un diseño ligero, sencillo y modular. Sin embargo, no es una tarea fácil. La fabricación aditiva nos ayuda considerablemente en este proceso. Esta tecnología nos permite diseñar herramientas con un nivel de simplicidad que sería difícil alcanzar mediante otros procedimientos.
Gracias a la impresión 3D, que utilizamos desde hace muchos años, hoy podemos fabricar herramientas de manera mucho más rápida y económica que antes de introducir esta tecnología.
Peter Schubert: La impresión 3D reduce el número de componentes individuales, ya que permite fabricar estructuras complejas en una sola pieza. De este modo disminuye, al menos en teoría, el número de componentes que podrían aflojarse. Esto hace que las piezas fabricadas mediante impresión 3D requieran menos mantenimiento y ofrezcan una mayor fiabilidad operativa.
Pero las ventajas no terminan ahí. La fabricación aditiva permite crear estructuras optimizadas que necesitan menos material. Para nuestros clientes, esto se traduce en juegos de herramientas que ocupan menos espacio y en herramientas notablemente más ligeras, que requieren menos esfuerzo durante el cambio. Así se facilita aún más su manejo y se reduce considerablemente la carga de trabajo de los operarios en el día a día.
En definitiva, las piezas fabricadas mediante impresión 3D permiten a nuestros clientes ahorrar un tiempo valioso durante los cambios de formato. Como las nuevas herramientas pueden prepararse con mucha mayor rapidez, las empresas productoras reaccionan antes a los cambios de producto y a los lanzamientos. Esto reduce el tiempo necesario para introducir nuevos productos en el mercado.
Wolfgang Sedlak: Las herramientas impresas también ofrecen ventajas durante la producción. Gracias a su menor peso, los robots pueden alcanzar mayores ritmos de producción. De este modo, tienden a embalar más productos en el mismo periodo de tiempo, lo que aumenta el rendimiento de las máquinas.
Todo ello reduce considerablemente la carga de trabajo, tanto para nuestros clientes como para nuestro equipo de ingeniería.
¿Significa esto que todos pueden producir a menor coste?
Peter Schubert: Exactamente. Reducir los costes asociados a los cambios de formato es uno de los principales objetivos de nuestra estrategia de herramientas.
Por un lado, buscamos desarrollar y diseñar nuevas herramientas de forma más rentable. Por otro, queremos reducir los tiempos de preparación y de cambio para nuestros clientes. En ambos casos, la impresión 3D constituye una herramienta clave para seguir reduciendo los costes de forma sistemática y mantener así la competitividad.
Wolfgang Sedlak: Sin embargo, las herramientas optimizadas representan mucho más que una simple ventaja económica. Son una expresión tangible de nuestra forma de entender la ingeniería. Cada detalle de su diseño refleja los principios que guían nuestro trabajo.
Desde 1966, estos principios se resumen en un objetivo: simplificar al máximo los procesos de embalaje. En un sector con fama de desarrollar soluciones excesivamente complejas, nuestras máquinas demuestran que el embalaje no tiene por qué ser complicado.
¿Cómo encuentran el equilibrio entre “demasiado” y “demasiado poco”?
Peter Schubert: Algunas funciones resultan excesivas si se analiza únicamente el resultado final. Ya hemos mencionado como ejemplo el expulsor de la formadora. Como hemos explicado, queremos eliminar de nuestras herramientas todo aquello que no sea estrictamente necesario para cumplir la función correspondiente. Solo con esta medida ya reducimos el número de mangueras, tornillos y componentes pequeños.
Sin embargo, decidir qué se elimina y qué se conserva no es una tarea trivial. Al fin y al cabo, gran parte de lo que hemos desarrollado a lo largo de los años se basa en nuestra experiencia y en procesos que han demostrado su eficacia. Precisamente por eso es importante cuestionar estos elementos de forma sistemática y crítica.
Wolfgang Sedlak: Pero nunca lo hacemos sin tener en cuenta al cliente. Que un ingeniero considere innecesaria una función no significa que el cliente comparta necesariamente esa opinión.
Es posible que el cliente se haya acostumbrado a una determinada función y no quiera renunciar a ella. Por eso mantenemos un diálogo permanente con nuestros clientes e incorporamos su perspectiva a nuestro proceso de desarrollo.
Solo después procedemos a simplificar. Es cierto que siempre resulta más difícil eliminar elementos posteriormente que prescindir de ellos desde el principio. Pero es un reto que asumimos con mucho gusto.
