Por Simon Meadmore, Farnell Global Category Director – Industrial
La Industria 4.0 y otras iniciativas están revolucionando la fabricación, aportando una gran cantidad de nuevas oportunidades tanto para mejorar la calidad como para reducir los costes.
Sin embargo, a pesar de lo prometedoras que son estas nuevas tecnologías, hasta hace poco iban acompañadas de cuestiones de coste. Aunque muchas empresas no podían asumir plenamente compromisos financieros de esa magnitud, ahora pueden aprovechar muchas tecnologías digitales que están transformando hasta las herramientas y técnicas más humildes y cotidianas.
Incluso la robótica es ahora más accesible, lo que lleva la automatización a aplicaciones cada vez más especializadas. Estas tecnologías hacen posibles mejoras graduales que, en conjunto, pueden suponer ganancias sustanciales en la eficiencia de la fabricación.
Algunas de las áreas que utilizan cada vez más sensores y robótica para acelerar los procesos de producción o aumentar la calidad y el rendimiento son las estaciones de soldadura. Con el uso generalizado de controles digitales, la asequibilidad de las estaciones de soldadura digitales automatizadas permite ahora a todo el mundo acceder a esta tecnología. Esto se debe a que la programación digital permite que las estaciones de soldadura automatizadas funcionen de manera mucho más eficiente, mejorando su consistencia, precisión y calidad.
Un ejemplo es el MP740686 de Multicomp Pro, un soldador controlado por microcontrolador, cuyas temperaturas pueden ajustarse con precisión y facilidad. La unidad tiene la opción de tres temperaturas preconfiguradas o de uso frecuente y también ofrece modo de espera automático, apagado con ajuste de tiempo inteligente y funciones protegidas por contraseña.
La tecnología de las cámaras también es cada vez más rentable, lo que hace posible la inspección microscópica de las uniones soldadas y otras interfaces para garantizar una alta calidad.
Herramientas simples más efectivas
Quizás las herramientas manuales simples no sean la opción más evidente para aprovechar la tecnología digital, pero incluso elementos mecánicos sencillos como las herramientas de crimpado pueden ahora usar sensores para comprobar la calidad del crimpado, reduciendo la posibilidad de fabricar cables defectuosos por descuido.
Del mismo modo, los ionizadores son ahora tan asequibles que pueden distribuirse a lo largo de toda una instalación de fabricación para reducir la estática y, por tanto, el riesgo de dañar componentes sensibles.
Un ejemplo es el ionizador de aire SCS 963E-NO de banco, diseñado para eliminar las cargas estáticas de objetos no conductivos. Elimina las cargas en menos de dos segundos sin necesidad de cables a tierra.
Para los usuarios que buscan la máxima rentabilidad, las marcas propias ahora ofrecen herramientas y equipos de alta calidad. Fabricantes como Multicomp Pro ofrecen herramientas, equipos de prueba y una gran variedad de otros productos, como multímetros, fuentes de alimentación y osciloscopios, sondas, cables y conectores. También ofrece componentes electrónicos y electromecánicos, conectores y productos de gestión de cables.
Reducción del coste de los periodos de inactividad
Evitar las paradas de producción es una prioridad fundamental para los fabricantes, por lo que es vital saber cuándo es probable que una máquina o un dispositivo vayan a fallar. Los controladores de motor se usan en muchas máquinas, por lo que es esencial llevar a cabo un mantenimiento predictivo de los mismos utilizando sensores que puedan predecir, con un alto grado de precisión, cuándo un motor o componente necesitará atención.
Una de las principales herramientas que pueden proporcionar datos para un programa de mantenimiento predictivo es el análisis de vibraciones. La medición de la vibración experimentada por un componente hace posible monitorizar su estado a distancia, lo que permite a los ingenieros reaccionar rápidamente ante cambios en el estado del componente.
El tipo más común de sensores de vibración son los acelerómetros, y también se usan ampliamente las galgas extensométricas y los sensores de micrófonos.
Esta capacidad de controlar las vibraciones a distancia ha demostrado un ahorro considerable de tiempo y dinero, reduciendo los costes de mantenimiento en un 50 %, los fallos inesperados en un 55 % y el tiempo de reparación y revisión en un 60 %. Esto se debe principalmente al hecho de que ahora gran parte de la programación y las pruebas pueden hacerse a distancia, lo que elimina una parte considerable de los desplazamientos físicos que antes eran necesarios, así como la necesidad de que los seres humanos entren en zonas potencialmente peligrosas. Además, los dispositivos pueden configurarse y dejarse en su sitio, así que los ingenieros de pruebas y diseño no tienen que monitorizar constantemente las tensiones o las temperaturas in situ. Todo esto se puede hacer de forma portátil, inalámbrica y con gran precisión. La monitorización remota y automatizada también reduce sustancialmente los errores humanos.
Por último, las mejoras en la fiabilidad también significan que se necesitan menos piezas de repuesto in situ, con los costes adicionales que supone almacenarlas y mantenerlas.
La monitorización de largo alcance agiliza la captura de datos
La captura de datos de producción y rendimiento es cada vez más importante para el buen funcionamiento de una planta, y la capacidad de acceder a estos datos o medir las condiciones a distancia es una gran ventaja. Gracias a su capacidad de transferencia de datos a largo alcance, los sensores pueden colocarse casi a cualquier distancia del dispositivo que controlan, y además consumen mucha menos energía.
Otro requisito para los departamentos de mantenimiento es la evaluación fácil y rápida de las condiciones de las máquinas y tuberías para identificar fugas de gas o puntos calientes que puedan indicar un problema inminente.
Un dispositivo de evaluación típico es la cámara termográfica PTi120 de Fluke de bolsillo, que se usa para escanear rápidamente equipos eléctricos, bombas, motores, sistemas de climatización y equipos de control de procesos en busca de puntos calientes y fríos que puedan indicar posibles fallos. Muchos dispositivos portátiles, como los de Fluke, incluyen ahora conectividad inalámbrica, lo que permite a los usuarios conectarse fácilmente con ordenadores y dispositivos portátiles como iPhones y iPads y compartir datos e imágenes con otros miembros del personal de mantenimiento.
La automatización también puede capturar datos de producción para asignar de forma automática el número correcto de trabajadores a una línea concreta, haciendo que la planificación sea más eficiente.
Fabricación adaptativa
Otra tendencia que reduce el riesgo de errores humanos mientras aprovecha al máximo las capacidades humanas es el despliegue en auge de robots colaborativos, mejor conocidos como «cobots». Al trabajar de forma segura de la mano de la robótica en entornos altamente controlados, las personas pueden hacer lo que se les da bien, es decir, analizar y resolver problemas, mientras los robots realizan las tareas repetitivas, monótonas o arriesgadas. El máximo nivel de colaboración consiste en que el robot y la persona compartan espacios de trabajo y tareas. Esto es especialmente útil en las líneas de ensamblado de piezas pequeñas.
El software basado en bloques y las simulaciones ahora hacen posible una programación y configuración más fáciles. Permiten finalizar la configuración de un robot antes de que empiece a funcionar, lo que pone la automatización robótica al alcance de muchas más empresas. Los efectores finales también son cada vez más capaces y avanzados, lo que permite manipular incluso artículos delicados, como frutas y flores, sin dañarlos, reduciendo así el desperdicio.
Los costes de producción y los plazos de entrega también pueden reducirse con la impresión en 3D. Si un fabricante necesita una pieza pequeña para mantener en funcionamiento una línea de producción, puede usar la impresión 3D para fabricarla. Esto ahorra tiempo de inactividad mientras evita los costes y retrasos que suponen tener que pedir la pieza o almacenarla in situ.
Un ejemplo de este tipo de impresoras 3D profesionales es la ULTIMAKER S7, que puede imprimir en una gran diversidad de materiales, como fibra de carbono, vidrio, metal y compuestos de madera. Esta versatilidad la hace adecuada para diversas tareas de producción de piezas. Con los robots, estas tecnologías altamente adaptativas ofrecen la posibilidad de fabricar muchos más tipos de productos diferentes sin necesidad de plazos de inactividad excesivos.
Aunque ninguno de los factores mencionados anteriormente tendrá por sí solo un gran efecto en la eficiencia de una fábrica, la combinación del uso de datos y controles digitales, robótica y herramientas de producción con sensores puede acumular pequeñas ganancias rápidamente y resultar en grandes ahorros.
El resultado neto es que los fabricantes pueden producir equipos electrónicos más fiables, de mayor calidad y de coste más competitivo, lo que contribuye al éxito sostenible en muchos sectores diferentes.
