Sistemas ciberfísicos, wireless y sostenibilidad en METAV 2022

La Industria 4.0 plantea un nuevo desafío para los fabricantes de tecnología de sujeción. Utilizando tecnología de sensores robusta e integrada, ahora deben refinar sus productos en recursos de producción ciberfísicos que puedan conectarse en red con los sistemas de producción. En METAV 2022 del 8 al 11 de marzo en Düsseldorf, los expositores mostrarán cómo explotar el potencial de la digitalización con tecnología de sujeción inteligente y electrónica.

Berend Denkena, director del Instituto de Ingeniería de Producción y Máquinas Herramienta (IFW) de la Universidad Leibniz de Hannover y portavoz del Comité Ejecutivo de la WGP (Asociación Académica Alemana de Tecnología de Producción) ya está trabajando con éxito con sistemas de sujeción ciberfísicos. En el proyecto conjunto TensorMill, su instituto ha desarrollado el primer sistema de sujeción del mundo para la fabricación inteligente en red. Uno de los objetivo de Denkena con este tipo de proyectos de investigación es alentar a la industria a invertiir en digitalización.

Pero, ¿el mensaje está llegando al sector? Andreas Maier GmbH & Co. KG (AMF), con sede en Fellbach, Alemania, ha estado utilizando tecnología inalámbrica en tecnología de sujeción desde 2018. Manuel Nau, gerente de ventas de AMF los explica "Queremos saber qué está sucediendo en el sistema de sujeción y automatizar el proceso". La interacción de los sensores inalámbricos y la transmisión de señales proporciona la base para cambios totalmente autónomos y no tripulados. Su éxito o fracaso se mantiene y cae con el monitoreo continuo de todos los elementos clave de la máquina, como la tecnología de sujeción.

Parámetros que no estaban disponibles en el pasado

La intención principal de AMF al usar tecnología inalámbrica no es reemplazar los sistemas cableados. El enfoque, más bien, está en obtener parámetros como posiciones o estados de máquina que antes no eran posibles de recuperar. Aquí es donde entra en juego la transmisión inalámbrica, especialmente en máquinas donde no se pueden colocar cables debido a las mesas giratorias de máquinas que trabajan dentro de ellas.

El conjunto, que consta de puerta de enlace, unidades transmisoras y microinterruptores, así como enrutador WLAN y otros accesorios, transmite posiciones a través de Bluetooth inalámbrico, libre de interferencias y de ahorro de energía al control de la máquina o a las tabletas. La compañía con sede en Fellbach tomó la decisión consciente de usar Bluetooth Low Energy 4.0 porque esto requiere muy poca energía. Las baterías solo necesitan ser reemplazadas cada 1,5 a cinco años. La puerta de enlace sirve como interfaz que recibe y visualiza señales inalámbricas antes de reenviarlas al controlador de la máquina o tabletas. El rango de transmisión es de al menos diez metros, aunque esto se puede aumentar mediante extensiones de antena.

Señales inalámbricas de pinzas robóticas, piezas de trabajo o hidráulicas

La compañía con sede en Fellbach concede gran importancia a las aplicaciones versátiles. Si ofrece una amplia gama de productos: los sensores inalámbricos especiales pueden determinar las posiciones de las pinzas robóticas o de las piezas de trabajo, detectar las posiciones de cierre de los sistemas de sujeción y permitir el monitoreo de presión de la tecnología de sujeción hidráulica. Como explica el gerente de ventas Nau, estos son solo algunos de los productos inteligentes que AMF mostrará en METAV.

Schunk también se centra en la interacción entre las fuerzas de retención de alta precisión, la tecnología inalámbrica y de sensores. En 2018, Schunk presentó un portaherramientas de expansión hidráulica inteligente que afirma que es el primer modelo inteligente del mundo que monitorea el proceso de corte en la propia herramienta y permite el control en tiempo real de los parámetros de corte. Esto fue desarrollado conjuntamente con TU Wien y la empresa Tool IT GmbH, con sede en Viena. Explota el potencial del monitoreo integrado de procesos basado en portaherramientas, es decir, centrándose en el punto en el que se producen los chips. Su sistema de sensores detecta las vibraciones y oscilaciones de la herramienta en tiempo real. El sistema ya ha demostrado su valía en procesos confiables de fresado, contrapegnado y microchip.

Fresado prolongado gracias a la monitorización del proceso

Ahora Schunk está dando el siguiente paso lanzando una nueva versión. El portaherramientas completamente rediseñado puede responder a múltiples formas de desviación en el proceso de corte. El bucle de control cerrado significa que si una herramienta está a punto de romperse o si cambia el estado del borde de corte de la herramienta, el portaherramientas, equipado con sensor, batería y unidad transmisora, puede responder en tiempo real, evitando potencialmente cualquier daño causado por la rotura de la herramienta de inmediato.

Al igual que su predecesor, el sistema inteligente transmite los datos de forma inalámbrica a una unidad receptora en la sala de máquinas y desde allí por cable a una unidad de control y evaluación donde se analizan los datos. "El dispositivo de sujeción de herramientas es electrónico e inteligente", dice un entusiasta Jochen Ehmer, vicepresidente ejecutivo de tecnología de sujeción de Schunk. "Por lo tanto, hace una importante contribución a la fabricación sostenible al eliminar la chatarra y los residuos".

Sin embargo, el sistema inteligente solo revela todo su potencial cuando interactúa con la red de producción digital. "Los procesos de mecanizado de alta precisión se pueden monitorizar y controlar de manera confiable si el sistema inteligente está integrado en sistemas de alto nivel, como los sistemas de ejecución de fabricación (MES) y los controladores de máquinas", explica Ehmer. "Sin embargo, esto depende de que el sistema pueda funcionar con gran precisión y fiabilidad, incluso a velocidades más altas. Esta es la única manera de detectar si se están superando los límites de vibración, incluso por un pequeño margen". Por esta razón, Schunk ahora ha diseñado el portaherramientas para una velocidad máxima de 30.000 revoluciones por minuto.

En METAV 2022 en Düsseldorf las partes interesadas podrán recoger información no solo sobre las nuevas aplicaciones del portaherramientas revisado, sino también sobre otras innovaciones que no aparecerán hasta la primavera de 2022.