Más ‘inteligencia’ para los equipos de fabricación

Nuevas capacidades funcionales, como un control de vibraciones mediante nuevos interfaces, fijaciones novedosas y un control de estabilidad térmica son algunos de los avances conseguidos con el proyecto HARCO, que acaba de finalizar. En esta iniciativa europea participa Tecnalia junto con otros centros tecnológicos, empresas y universidades del continente.

En la década de los años 50, la incorporación de los Controles Numéricos, posteriormete computerizados (CNC), en el Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT, EEUU) supusieron un avance fundamental en el proceso de automatización de las máquinas herramienta, que habitualmente se usan para dar forma a piezas metálicas. Desde hace años se ha producido un proceso imparable hacia la incorporación de "inteligencia" en los procesos de fabricación.

Ahora, 60 años después, en los procesos de mejora son especialmente críticos los efectos de las vibraciones producidas durante el proceso de mecanizado en la zona de contacto de la herramienta con la superficie de la pieza. La precisión y la calidad final de la superficie dependen en gran parte de estas vibraciones.

En este ámbito, el proyecto Hierarchical and Adaptive Smart Components for Precision Production Systems Application (HARCO), una iniciativa subvencionada por la UE y en la que participa Tecnalia junto con 9 empresas, centros y universidades de Italia, Alemania, Reino Unido, Bélgica y Reino Unido, ha abordado el desafío de la fabricación desde el punto de vista de la aplicación de conceptos completamente nuevos en las máquinas herramienta y en las reglas de diseño utilizadas.

El resultado final es un proceso sin vibraciones en una máquina mejor diseñada para su función. La vida útil de las herramientas es también mayor, lo que mejora aún más la productividad de la instalación. Los dispositivos adaptrónicos pueden ser empleados en una gran cantidad de instalaciones y máquinas. La tecnología desarrollada permitirá a Tecnalia profundizar en la línea de la fábrica del futuro promoviendo la inteligencia y la flexibilidad en los nuevos conceptos de producción.

El objetivo del proyecto, ahora finalizado, ha sido desarrollar estructuras muy rígidas, pero al mismo tiempo ligeras, con una buena amortiguación en funcionamiento. Se han integrado nuevas capacidades funcionales, incluyendo un control de vibraciones activo, un interfaz adaptrónico (reduce la vibración) de unión del cabezal al denominado "carnero", fijaciones adaptativas y un control de estabilidad térmica, todo ello integrado en una máquina competitiva y económicamente viable.

Tanto el interfaz adaptrónico como las fijaciones adaptativas integran sensores y actuadores inteligentes que permiten medir el nivel de vibración y actuar para incrementar el amortiguamiento y reducir así las vibraciones. La elección de los sensores y actuadores y su integración junto con el algoritmo de control son los puntos críticos del sistema global.

Los actuadores inteligentes y los sensores incorporados se integran en dispositivos modulares fácilmente conectables, denominados Adaptive Smart Components (ASC). Estos sistemas admiten la nueva lógica de proceso y pueden modificar el comportamiento de la máquina según los cambios en el entorno de la operación. La eficiencia energética también aumenta en paralelo con la productividad de la instalación y la calidad final de la pieza.

Los sensores recogen las vibraciones que pueden afectar la calidad final de la pieza. La plataforma inteligente fija una estrategia de control activo que anula los efectos perjudiciales, y un modelo adaptrónico incorporado valora las actuaciones realizadas y, a partir de este momento, es capaz de predecir las necesidades de amortiguación del proceso. Todo el sistema activo es coherente con el diseño de la máquina y con los análisis dinámicos realizados en la simulación previa.


Fuente: Tecnalia.