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Cómo se fabrica un automóvil en serie (VI): Montaje II

Colocamos los primeros accesorios

Cómo se fabrica un automóvil en serie (VI): Montaje II

Por fin colocaremos los primeros accesorios en nuestro automóvil. En los primeros artículos de esta serie vimos cómo se fabrican los chasis. En el artículo anterior vimos en un sencillo estudio que el montaje se hace de manera mixta con personas y con robots, dependiendo del trabajo a realizar; lo veremos en breve.

Recordamos que dejamos a nuestro chasis completamente montado y recién pintado, con el barniz perfecto y sin ninguna señal en su superficie. Lo sacamos de la línea de pintura y lo llevamos a la de montaje. En el artículo anterior vimos que el montaje no es tan homogéneo, no todos los accesorios se ponen con el mismo orden. Por ejemplo, BMW pone las ruedas muy al final, cuando lo normal es ponerlas después de añadir el propulsor, así aprovechamos esas ruedas para llevar a nuestro vehículo por la línea rodando.

Pese a lo dicho, el primer paso para el montaje sí es siempre el mismo para todos, ¿sabéis cuál es ese primer paso? Pista: no es poner ningún accesorio, lo vemos en el apartado siguiente, junto con otros momentos destacados de la primera parte del montaje.

Desguace de puertas

La primera operación en la línea de montaje es desmontar las puertas. Las puertas las montamos al chasis para ajustarlas y que tengan el mismo tono al ser pintadas, pero ahora son un estorbo. Por el hueco de las mismas hay que introducir los asientos y el salpicadero, además de poner el cableado y el guarnecido. Por otro lado, las mismas puertas tienen accesorios y guarnecidos que colocar, es mucho mejor separarlas en este punto.

Esta separación de las puertas genera un problema, pues aunque las puertas están separadas deben tener el mismo color en los guarnecidos y las opciones adecuadas, por lo que no se nos puede perder ninguna. Otra vez aparece de fondo el sistema informático, que debe etiquetar a todas las puertas, llevarlas a los puestos de montaje e indicar qué opciones son las que deben colocarse; sin olvidar que todo esto hay que hacerlo a tiempo y sin fallos, por supuesto.

En las imágenes podemos ver una RAM 1500 en versión pickup ya sin puertas, a la que se ha colocado protecciones en los laterales. El vano del motor es tan grande que el operario puede trabajar dentro de él. En la siguiente imagen vemos al mismo vehículo ya colocado en la línea a bordo de un bastidor girador. Estos bastidores son manipuladores que lo irá girando según la operación a realizar para facilitar el trabajo de los operarios.

Seguimos con los accesorios

Es la hora de colocar los guarnecidos, los elementos de calefacción, de seguridad, cables, cables y más cables. En la imagen de la izquierda vemos cómo un operario está colocando la unidad de potencia de un Honda Insight con la ayuda de un manipulador ingrávido. Si nos fijamos un poco más podemos ver en el marco que ya está colocado el airbag de cortina aunque no los cinturones ni el guarnecido.

En la imagen de la derecha vemos a otro operario colocando accesorios en el techo de un Chrysler 200. En esta unidad sí tiene puesto el guarnecido del techo, aunque no el inferior. También vemos que el operario tiene una pantalla que le indica los trabajos a realizar. Cada punto de instalación debe tener la información suficiente para que no haya ninguna duda de lo que hay que hacer. Esto forma parte del poka-yoke, producir sin errores.

Cada vez hay más opciones y más todavía en los vehículos premium y hay que velar que todas estas opciones estén puestas correctamente y sin fallos. Por ejemplo, un SEAT Ateca tiene unas 12.000 combinaciones de cableado, además de colores y opciones mecánicas. Las opciones de un BMW Serie 7, según el fabricante, llegan a 1064 combinaciones. Este número es inmenso, es un 1 seguido de 64 ceros, este vehículo tiene más combinaciones que átomos tendrían 100 sistemas solares como en el nuestro, por lo que el sistema debe ser muy robusto.

Salpicadero

La pieza más compleja del interior de un vehículo es su salpicadero, ya que en él se unen la mayor concentración de cables, el volante y la climatización. Pese a su complejidad, es una pieza que a veces se subcontrata y entra a la fábrica tal cual y solo hay que colocarla. Para poder hacerlo, la comunicación entre las empresas debe ser muy, muy fluida. La comunicación tiene que ser tanto de ideas como de bienes, esto es, las oficinas técnicas comparten la información y las fábricas de accesorios suelen estar muy cerca de las plantas de producción.

En la imagen de la derecha vemos la parte trasera del salpicadero de un Honda Accord. Aquí sí podemos apreciar la complejidad del montaje. Además de sus soportes y del cardán de la dirección vemos al menos nueve conectores eléctricos que están colgando. El montar el salpicadero, ajustar la caña de dirección y conectar todo el cableado es un trabajo fácil para una persona, pero muy compleja para un robot. Es un ejemplo muy claro de por qué el montaje es un territorio humano.

En las imágenes superiores podemos ver la secuencia de colocación del salpicadero en una RAM 1500. En el interior de esta pick-up podemos ver que tiene todos los tubos de la climatización, los cinturones de seguridad, los airbag de cortina y parte del cableado, pero no el guarnecido.

Otra cosa que también vemos es que es necesario que no estén las puertas colocadas y que el volante no está colocado para facilitar la colocación de los asientos más tarde. Es muy práctico para el montaje que los salpicaderos vengan de una pieza, pero complica mucho su mantenimiento y la corrección de posibles averías.

Los salpicaderos, como otros dispositivos pesados, se manejan con ayuda de manipuladores ingrávidos. Suelen estar pintados en colores vivos como amarillo o naranja, indicando que se pueden mover.

Antes hemos visto como se colocan los salpicaderos de vehículos grandes, sin embargo es un proceso común en todos los modelos. En la imagen de la izquierda vemos cómo se coloca el salpicadero en un coche pequeño, un Fiat 500. Si bien el salpicadero es muy diferente la idea es la misma: introducirlo por el vano de las puertas de una pieza.

Una vez colocado el salpicadero, ajustado y conectado, seguimos con el montaje de otros componentes, como vemos en la siguiente imagen en la que un operario se dispone a añadir la consola central a un Chrysler 200.

Parabrisas

El siguiente punto destacado es la colocación del parabrisas. En este caso lo habitual es que sea un robot el que lo coloque. Para ello, el automóvil se sitúa en un punto concreto delante del robot. Este toma el parabrisas correspondiente por el exterior y lo lleva a un dispensador de cola con la parte interior hacia arriba. El robot ordena al dispensador que sirva cola y mueve el parabrisas para crear un cordón de cola por todo su recorrido. Después se sitúa delante del automóvil, pero todavía no lo colocará.

No es correcto colocarlo directamente porque el vehículo puede no estar exactamente en su sitio y una pequeña variación puede estropear su colocación. Quizás penséis por un par de milímetros el cristal no se va a caer, cierto, pero puede quedar descentrado, y eso se nota mucho. Para poder colocarlo correctamente al robot se le dota de sensores, bien palpadores bien por visión, de manera que lee la posición exacta del marco.

99 Jeep Cherokee

Jeep Cherokee

En la imagen anterior podemos ver un detalle de la operación. Si os fijáis aparecen unas cruces rojas sobre el marco. Estas luces son emitidas por láser y las utiliza el robot para leer la posición relativa del marco de un Jeep con respecto al propio robot.

Una vez leída la desviación, el robot la memoriza y corrige la posición programada originalmente a la ubicación real del marco. Ahora sí, el robot deja el parabrisas en su sitio aplicando esa desviación, presiona para que la cola trabaje, espera un tiempo de secado y a por otro.

Mecánica

A la vez que trabaja la línea de montaje se van preparando otros componentes que se unirán a la carrocería, como las suspensiones, el propulsor y las transmisiones. La idea es preparar por separado las partes mecánicas y llevarlas en bloque para unirlas a la carrocería, este proceso es conocido como “matrimonio” e indica el inicio del fin del montaje. Después de este proceso casi, casi nuestro vehículo podría salir por la puerta.

En las imágenes anteriores vemos el montaje de las suspensiones de un modelo Austin comparado con otra más actual de BMW. Podemos encontrar tantas diferencias como similitudes. El montaje a mano es muy similar.

Ahora bien, los operarios de la vieja fábrica de Austin en Oxford, Reino Unido, trabajan sobre un simple banco y los trabajadores de BMW están trabajando con la suspensión trasera de un serie 5 que está sobre un AGV (vehículo autoguiado). Se utiliza un AGV para que lleve la pieza montada fácilmente a la siguiente estación. Fijaos en los punzones verticales, sirven de centrador del montaje. Al fondo de la imagen (pincha para ampliar) podemos ver cómo otros operarios colocan un propulsor en otra plataforma.

Preparación al matrimonio

Sigue el montaje de nuestro automóvil añadiendo todos los componentes a la carrocería que no puede portar la mecánica. Como vemos en el Mini de la izquierda, tiene puesto los tubos del aire acondicionado, no puede estar completo este sistema porque el compresor suele estar conectado a la correa auxiliar del cigüeñal y el condensador se coloca por delante del radiador. Por otro lado, sería muy difícil añadir los tubos que vemos con el motor puesto, por lo que vemos que la secuencia actual de montaje es la correcta.

Este término es conocido en inglés tanto como marriage como body drop

En la imagen de la derecha vemos a un operario que enseña a un aprendiz a colocar el depósito en la plataforma en la que irá el propulsor y la transmisión de un Ford Explorer. En la imagen se pueden apreciar conos verticales que ayudan a centrar las piezas en la unión.

104 Renault 4

Renault 4

Nuestra carrocería debe estar completamente preparada para el matrimonio. No sólo deben estar colocados todos los dispositivos, si no que además todos los cables y tubos deben estar en una posición correcta. Imaginad que estamos bajando la carrocería y un cable queda atrapado en la suspensión.

Para que no ocurra esto, los tubos y cables sueltos se fijan con sujeciones temporales para que no molesten en el paso siguiente. En la imagen superior vemos el control de calidad de la línea del Renault R4. Humilde, sí, pero con protectores antirayaduras. En los apartados siguientes veremos las técnicas del matrimonio, desde las más clásicas hasta las actuales.

Matrimonio de los de antes

En estas dos imágenes vemos qué es el matrimonio. En el caso de Chrysler Newyorker de 1955 el bastidor es autoportante, por lo que toda la mecánica está montada y entra rodando. Dado el gran tamaño de la carrocería, queda bastante hueco, por lo que es más fácil esta maniobra.

En el caso del Peugeot 404 la maniobra es más compleja, puesto que los vehículos europeos suelen estar mucho más ajustados en sus tamaños. Lo común de las dos imágenes es que prácticamente no hay cables entre las dos mitades de los coches.

Matrimonios actuales

En este caso vemos dos vehículos en los que la carrocería se descuelga en la vertical y que es guiado a mano hasta llevarlo a su posición concreta. En este caso son los operarios los que tienen que estar pendientes de que cables y tubos no molesten. Además, van corrigiendo la posición de las dos mitades para que los componentes mecánicos (propulsor, transmisión y amortiguadores) se sitúen correctamente en su posición.

En el matrimonio del Chrysler 200 se utilizan dos cilindros neumáticos acabados en cono para ayudar a que la carrocería baje correctamente a su posición.

Matrimonios modernos

El paso siguiente es automatizar este proceso, ahora bien, para que sea posible todo el camino debe estar expedito. Para ello hay que fijar todas las piezas que puedan moverse para dejarlas en un sitio que no molesten.

En la instalación del matrimonio del Volkswagen Golf vemos al fondo una pantalla. Esta pantalla monitoriza los huecos de ubicación de la suspensión trasera para que el operario pueda supervisar la operación.

111 Chevrolet Cruze

Chevrolet Cruze

Matrimonios robotizados

En General Motors se preguntaron: «Si con los AGV llevamos los componentes a todos los sitios, ¿por qué no llevamos los componentes mecánicos al punto del matrimonio?» Pues dicho y hecho, desde 2013 son los AGV los que se ocupan de llevar todos los componentes a la posición adecuada.

Por descontado, las piezas deben estar todas en su sitio, si no, no funcionará el invento. Observad que los discos de freno están bloqueados en soportes de poliamida para garantizar su posición. Aprovechamos también para observar la suspensión trasera, que no tiene árbol de transmisión por ser un todo delante y que el grueso se encuentra en el grupo propulsor y suspensión delantera. También se pueden apreciar dos conos a mitad de chasis que ayudan al centrado del mismo.

112 Toyota Mirai

Toyota Mirai

Matrimonios alternativos

Durante toda esta serie de artículos de cómo se fabrica un automóvil no hemos prestado gran atención al grupo propulsor ni a detalles de la mecánica para centrarnos en el automóvil en sí. Esto es debido a que para estos procesos no es de importancia la energía que se utilice para mover las ruedas. Al fin y al cabo, en cuanto a mecánica todos los vehículos de este tipo disponen de un grupo propulsor, un acumulador de energía y dos trenes rodantes.

La gran mayoría de vehículos que han pasado por aquí han sido de motor de combustión interna, sin embargo también hemos visto dos eléctricos y un híbrido. Estos han sido el BMW i3, el Opel Ampera y el Honda Insight. Y la verdad, han pasado sin que nos demos cuenta. Incluso el vehículo sobre estas líneas habría pasado sin más en procesos anteriores y posteriores, pero en este punto sí vemos su originalidad.

Recordamos que un Toyota Mirai es un vehículo eléctrico con pila de hidrógeno, cuyo funcionamiento resumimos: su motor es eléctrico, la electricidad la obtiene de la reacción química de la unión de hidrógeno con el oxígeno dentro de una red de tubos, el hidrógeno es el combustible y se almacena en un tanque, la reacción química produce como desecho H2O, esto es, agua pura. En la imagen podemos ver la unidad de control, la pila convertidora y los dos depósitos de hidrógeno.

113 Toyota Mirai

Toyota Mirai

En cuanto al montaje en concreto, al principio sorprende que sea tan manual para un vehículo japonés y tan avanzado. Si nos paramos a pensar en cuántas unidades se producen del Toyota Mirai con respecto al Chevrolet Cruze que acabamos de ver, lo podemos entender mejor. Remitiendo al primer artículo de esta serie, el nivel de automatización depende de la cantidad de unidades que vamos a fabricar. En el caso de este modelo, se espera fabricar unas 3.000 unidades este año.

En la próxima década se calcula que el número será muy superior, pero esta cantidad es muy baja para un automóvil en serie, incluso podríamos decir que no entra en esta categoría. Podemos comparar esta cantidad con la producción de Lamborghini en el 2017, pues fabricó unas 3.400 unidades entre el Huracán y el Aventador. Vemos que dos exóticos cuyos precios empiezan en 200.000 euros son más fabricados que un turismo a hidrógeno.

El proceso de este vehículo, tan excepcional en tecnología como en escasez, es el mismo que siempre. En la parte alta la carrocería, lo más completa posible, y en la parte baja el grupo propulsor. Se ajustan las cotas, se unen ambas partes atornillándolas, se unen los tubos y conectores necesarios y al paso siguiente.

Esto casi está, nuestro vehículo está casi acabado. En el próximo artículo veremos cómo se colocan los componentes que nos faltan y qué se hace antes de dar por bueno a un vehículo montado en serie.

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Sobre mí

J.J. López

Portador del contagioso virus de los coches desde los once años. Ingeniero en informática, programador de robots y visión artificial que lo piensa todo en coches. Amante del arte, técnica y tecnología en movimiento, esto es, apasionado incondicional del automóvil.

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Pablo Mayo
Editor

Enhorabuena J. J. Te está quedando el mejor reportaje sobre la fabricación del automóvil actual que jamás he visto. Siempre aprendo algo nuevo en cada capítulo.

JJ López
Invitado
JJ López

Muchísimas gracias, un placer.

Rest
Piloto
Rest

Suscribo las palabras de Pablo.

A medida se vaya instaurando el vehículo eléctrico, se reducirán ostensiblemente los pasos y tiempos del proceso (tanto en cuanto continúen supliendo elementos mecánicos por un mayor número de soluciones electrónicas, el ser humano será, a su vez, un nexo inversamente proporcional en cantidad).

JJ López
Invitado
JJ López

Eso es, la mecánica será cada vez más sencilla y la electrónica cada vez más compleja.


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Ingeniero de profesión, la mayor pasión de mi vida son los coches desde que era un chaval. El olor a aceite, gasolina, neumático...hace que todos mis sentidos despierten. Ahora embarcado en esta nueva aventura, espero que llegue a buen puerto con vuestra ayuda. Gracias por estar ahí.

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Portador del contagioso virus de los coches desde los once años. Ingeniero en informática, programador de robots y visión artificial que lo piensa todo en coches. Amante del arte, técnica y tecnología en movimiento, esto es, apasionado incondicional del automóvil.

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