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La automatización redefine el sector de la inyección del plástico


El recorrido realizado por Mitec Enginy de la mano de Beckhoff demuestra la creciente tendencia a la 'servitización' de la industria.

La automatización redefine el sector de la inyección del plástico

El diseño de unidades de producción modular es uno de los temas de actualidad dentro del paradigma 4.0. De la misma manera lo es la nueva concepción de la máquina para que concentre las operaciones de manipulación en un intervalo de tiempo lo más breve posible. Así, realizadas estas tareas podría funcionar de forma desatendida durante horas, abriendo ventanas de tiempo en las que el personal puede dedicarse a otras tareas o bien gestionar varias máquinas en paralelo. La facilidad de uso, la interacción guiada, mecanismos de seguridad efectivos y la conexión de la máquina a los sistemas de gestión permiten esta polivalencia. Tal y como detallan desde Mitec Enginy, los módulos de control industriales basados en PC de Beckhoff ofrecen esa capacidad de interconexión y de diseño de interfaces de usuario multimedia y amigables deal para los desarrollos en esa línea.

La eficiencia y suficiente nivel de automatización de las unidades productivas modulares está planteando de forma creciente la posibilidad de producir en nuestro territorio o bien traer de nuevo hacia nuestro país procesos de producción que hace una o dos décadas se habían localizado en otros países. Para ello no es necesaria la automatización total, sino simplemente un modelo de "semiautomatizacion", que permite una competitividad a escala global, tal y como explican desde Mitec Enginy, empresa especializada en diseñar y construir estaciones de trabajo y células autónomas de producción, así como maquinaria especial por encargo, siendo la integración de procesos de inyección de plástico un área destacada de su actividad.

Hubo una época en que las empresas que necesitaban piezas de plástico, con el objetivo de reducir sus costes, se dirigían a fabricantes extranjeros en países como Turquía o China. Sin embargo, la deslocalización de los procesos implicaba quedarse fuera de los niveles de calidad y estándares exigidos por los mercados donde colocaban sus productos. La respuesta no se hizo esperar por parte de las empresas del plástico a nivel local: "se comenzó a ver la tecnología de automatización como la vía para ofrecer un proceso de inyección altamente competititivo", comenta Albert Gratacós, CEO de Mitec Enginy. Hoy, las empresas locales han igualado la oferta en relación a costes de mercados emergentes y, además, aseguran el nivel de calidad que necesitan las empresas que demandan sus servicios de inyección. La automatización ha marcado la diferencia.

La servitización de la industria es una tendencia que aparece con frecuencia en los foros de Industria 4.0, y que en este sector ya empieza a manifestarse. "La propiedad de los moldes son del cliente final y la industria del plástico ofrece el servicio de inyección". El valor añadido de una compañía en este mercado está en la eficiencia con la que es capaz de ofrecer el proceso: "el margen de mejora en relación a las técnicas de inyección o la eficiencia energética es muy limitado. Donde realmente hay oportunidad para que una firma de plástico se posicione como líder es en relación a su agilidad para el proceso de montaje en línea o la efectividad del sistema de control de la pieza", comenta Albert Gratacós. "El propietario del bolígrafo pide que se le inyecte las piezas del bolígrafo más que las piezas como algo aislado". La evolución del mercado en relación a la demanda de productos más personalizados es otro de los cambios que vive Mitec Enginy de la mano de sus clientes. "Hoy muchos fabricantes están obligados a tirar series más cortas de los productos que inyectan y, además, han de ser ágiles en los cambios de la producción. Ya no hablamos de cambios de productos puntuales, sino de cambios continuos y rápidos en relación a color, materiales, etc.".

 

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Otros sectores como la madera de balsa, hoy en auge al ser la principal materia prima de las palas de los aerogeneradores, están haciendo un recorrido similar al de la inyección del plástico. Con grandes empresas productoras de soluciones en este material, y en un sector con maquinaria altamente específica, Beckhoff ofrece garantía de integración y respuesta a las exigencias a través de la implementación de nuevas arquitecturas de automatización que aumentan el nivel de profesionalización de la oferta: "si el diseño se hace en Alemania y la extracción y producción en Ecuador, no hay más opción que integrar todo el ciclo", añadiendo que incluso sectores tan ‘artesanales’ como este no pueden quedarse ajenos al paradigma de la Industria 4.0, en la que Beckhoff se muestra muy activa en el impulso de protocolos abiertos como OPC-UA.

 

La clave está en la versatilidad. Si la automatización antes era rígida, hoy ha de ser versátil: "hasta hace poco tiempo, una máquina podía estar semanas haciendo un conector de coche. Como mucho, una vez al mes se cambiaba el molde. Hoy, con la política del mínimo stock, cada semana hay que fabricar un conector distinto, y en otros sectores el margen se reduce, por lo que se hace imprescindible automatizar el cambio de patrón". Un cliente especializado en botoneras de coche y proveedor de diversos fabricantes, no solo debía ser capaz de cambiar de manera continua el tipo de producción, sino que necesitaba colocar el producto extruido en blísters de plástico, proporcionado por el fabricante y, por tanto, de diferentes formas y medidas, para poder trabajarlos según sus requerimientos. "Ofrecimos un sistema de automatización que además de ocupar un mínimo espacio fuese capaz de hacer cambios y operaciones diversas de manera continua”. Y lo del tamaño no es un asunto anecdótico: el precio de una pieza de plástico depende de los metros de ocupación de la misma máquina de inyección y de su automatización. A más espacio, menos máquinas, por tanto, menos producción. En este sentido, la tecnología, además de eficiente, ha de tener un diseño óptimo. Para Beckhoff, la tecnología embedded es un eje estructural de este nuevo modelo: “Propuestas como el XTS –el sistema de transporte vertical de Beckhoff– serían impensables sin esta apuesta”.

El XTS es una muestra clara de cómo todos los elementos de la automatización están cambiando: cuadros eléctricos, transportadoras... Si antes era normal mezclarlo todo – bornes, señales de un PLC a continuación, cables por todos sitios...– hoy no se entiende un proyecto en el sector de la inyección del plástico, o en cualquier otro, sin un diseño donde el cable se utiliza al mínimo. "Se favorece la presencia de conectores versátiles, PC industriales, pasarelas de comunicación a diferentes sistemas de diversos fabricantes, de modo que sea posible escoger qué tecnologías de automatización son las mejores para desarrollar el proyecto . Esta es nuestra filosofía: no trabajamos con cuadros sino con arquitecturas descentralizadas, con válvulas neumáticas que ofrecen comunicación Ethercat... Damos prioridad al software ante el hardware para construir entornos amigables".

Con esta evolución, además, entran en juego otras tecnologías que prometen redefinir los procesos, como es el caso de la impresión 3D. "Estamos viendo ya a fabricantes de máquinas de inyección apostando por soluciones de fabricación aditiva industrial, capaces de hacer series industriales, tanto productos como moldes". Sin embargo, aún hay camino por recorrer, como en el caso de la velocidad: "un molde de tapones de cosmética puede hacer 32 o 64 piezas en un ciclo de 8/10 segundos, algo que hoy con la impresión 3D es impensable”".

 

EL TALENTO QUE RECLAMA ESTA NUEVA AUTOMATIZACIÓN

Para Mitec Enginy otro de los desafíos claves en este nuevo escenario de automatización es la gestión del talento. La empresa confirma que aún no está habiendo, por parte de las escuelas y universidades, una preparación adecuada de los profesionales para hacer frente a las nuevas arquitecturas de automatización, "y no me refiero a nivel técnico, sino en relación a los modelos de negocio. En nuestro caso, somos nosotros los que trabajamos codo con codo con nuestros profesionales y el personal de planta para que el talento esté alineado con la evolución tecnológica". Si bien automatizar puede significar eliminar ciertos puestos de trabajo, se crean tantos otros que hoy no existen y para los que los profesionales se han de preparar.

 

En relación a la simulación, otro de los ejes de la Industria 4.0 donde las soluciones de automatización pueden dar buena respuesta a las exigencias de la producción tal y como ya ofrece XTS, desde Mitec Enginy invitan a valorar el coste-beneficio de utilizarla: "Es posible llegar a una simulación muy cercana a la realidad, tan solo depende de la cantidad de variables que implique el proceso simulado... ¿Es correcto un 90%? Seguramente, pero hay que evaluar si el esfuerzo que supone la construcción de esa situación se corresponde a las ventajas que tendremos en el momento de confeccionar una oferta, o incluso, arrancar el proceso de producción". Porque es verdad que el mercado reclama el zero-default, así lo confirma el fabricante, por lo que las exigencias al sistema de automatización son altas; sin embargo, debe haber sensatez en relación al esfuerzo que se realiza para ello.

Para una fabricación diferente, una nueva automatización

"Hemos estado ajenos a la crisis estos años", confiesa Albert Gratacós, "ayudando a firmas con time-to-market cortos y que demandan altos estándares de fabricación que se decidieron a apostar por la tecnología de control". El denominador común de todas era la necesidad de abrirse un lugar en el mercado: "son actores productivos medianos y pequeños, que no pueden competir por precio con los grandes ‘players’ pero que sí pueden hacerlo en relación a la calidad o la especificidad de la producción". Compañías cuyos clientes son empresas del sector de la automoción o del equipamiento médico son las que hicieron una firme apuesta en esta línea. Mitec Enginy, con una estructura de una veintena de empleados, ha sido capaz de responder a esa agilidad demandada. Porque de esto se trata cuando se habla de nuevos modelos en la Industria 4.0: la relación con el cliente tiende a ser la de un partenariado basado en la confianza. Todo ello se ve reforzado con acuerdos de colaboración con empresas referentes del sector como Arburg, cuyas propuestas conjuntas pueden verse en salones como Equiplast. Para Albert Gratacós, la alianza con Beckhoff es clave para mejorar de manera definitiva su propuesta: "el hecho de ganar o perder un proyecto en el mercado de la inyección del plástico depende en gran medida del grado de automatización que se ofrezca". En este sentido, el proveedor de tecnología de automatización asume su papel estratégico en el proceso: "no lo vemos como un proveedor, sino como un partner de negocio”. La energía no es todavía un factor crítico, aunque se apunta una tendencia a tenerla cada vez más en cuenta. Los procesos de montaje y de control de las piezas es el campo en que los fabricantes de plástico han evolucionado en los últimos años.

La Tecnología Beckhoff

Los paneles compactos CP6XXX, CP7XXX de Beckhoff ofrecen una solución todo en uno en un mismo dispositivo del tipo PC industrial. El rol del HMI (interfaz hombre-máquina) y de la conectividad para la Industria 4.0 ya se pone de manifiesto desde la gama más básica, como el CP6606 sin ventilador, que dispone de altas prestaciones de interfaz hombremáquina (HMI), de altas prestaciones de conectividad y con funcionalidades de PLC o de motion control aptas para aplicaciones de media y baja exigencia, gracias al runtime del software de automatización TwinCAT, que soporta el estándar IEC 61131.

El nuevo TwinCAT HMI marca un cambio de paradigma en el campo del software HMI. En lugar de los sistemas propietarios de ingeniería y comunicación y su uso en ciertos sistemas operativos, en este caso se emplean estándares de TI como HTML5 para el diseño, Websockets, HTTPS para la comunicación segura y JavaScript (ECMA-262 6) para la programación. La interfaz de usuario se puede ejecutar en cualquier navegador compatible con HTML5, independientemente del sistema operativo, la resolución o la visualización. Beckhoff ha creado así una solución de futuro, abierta y de alto rendimiento para los conceptos de HMI de Industria 4.0. La gama más básica, como el CP6606 se basa en la arquitectura de procesadores ARM, gamas más altas como los CP7XXX se basan en arquitectura Intel con Atom y Celeron y las más altas como los CP65XX que utilizan procesadores Intel i3, i5 o i7.

El estándar abierto OPC-UA para comunicaciones entre equipos industriales se está postulando como una de las piezas clave de la Industria 4.0 al ofrecer dos elementos esenciales de la misma: la primera es la posibilidad de aplicar los principios y patrones de la orientación a objetos y la orientación a agentes inteligentes sobre equipos industriales de forma estandarizada, y la segunda es poder llevarlo a cabo de forma segura mediante encriptación basada en certificados digitales estándar. Con TwinCAT OPC UA, los Panel PC CPXXXX, desde la gama básica hasta la más sofisticada, pueden utilizarse como cliente o servidor OPC UA, ofreciendo así una amplia conectividad y funciones de acceso remoto, y son llamados a ser una pieza clave en el reto de la denominada convergencia IT/OT (Tecnologías de la Información/Tecnologías de Operaciones), siendo el caso de Mitec un ejemplo de aplicación.

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