Automatización y robótica, inteligencia artificial y digitalización, claves para el futuro de la industria

En la EMO Hannover 2023, se expondrán soluciones de vanguardia y ejemplos prácticos de la industria y la investigación muestran las formas más eficaces de combinar las diferentes tecnologías.

Para Maschinenfabrik Berthold Hermle AG de Gosheim, la EMO Hannover es la feria internacional de la ingeniería en 2023. Los temas principales —especialmente para Hermle— son la digitalización y la automatización. “A pesar del flujo continuo de nuevas tendencias, siempre ponemos a nuestros clientes —y su amplia gama de requisitos— en primer lugar”, informa Udo Hipp, jefe de Marketing. “Especialmente en nuestras áreas de crecimiento, que implican altos niveles de automatización, a menudo tenemos que considerar los aspectos de la Industria 4.0 y la digitalización de nuestros productos. Aquí ofrecemos soluciones en forma de módulos digitales como Producción Digital, Servicio Digital y Operación Digital, con cada módulo entrelazado con los demás. Por ejemplo, el módulo Digital Operation proporciona ajuste de la máquina, lo que permite la adaptación dinámica de los parámetros del controlador y configuraciones de procesamiento inteligentes. El módulo Digital Production contiene diversos sistemas de gestión de herramientas e información y de control de la automatización. El módulo Digital Service incluye sistemas de mantenimiento, diagnóstico y supervisión a distancia”. Y añade: “Son un montón de componentes de digitalización que podemos ofrecer a nuestros clientes”. “En la EMO Hannover 2023 mostraremos la digitalización permanente y una serie de soluciones de automatización, incluidos sistemas robóticos y de manipulación adaptados a nuestros centros de mecanizado. Una de nuestras prioridades es garantizar que nuestras soluciones de automatización sean fáciles de integrar en áreas e industrias que aún no han pensado mucho en estos procesos. Es precisamente esta escasez de trabajadores cualificados —un tema de debate frecuente en la actualidad— la que nos obliga a nosotros y a nuestros clientes a invertir en sofisticadas soluciones de automatización combinadas con centros de mecanizado de gran eficacia, idealmente todo de un mismo proveedor. Esperamos ver un gran número de visitantes de alto calibre en EMO Hannover 2023, y también esperamos que el evento sirva de plataforma para un intenso intercambio de información y para nuevos proyectos”.

El sistema consta de un módulo paletizador y un acoplamiento robotizado para la carga automatizada. Las piezas y los dispositivos de sujeción se colocan en palés de sujeción, se almacenan y se cargan sucesivamente en el centro de mecanizado desde el almacén de palés. En la parte inferior de los palés hay una interfaz uniforme con el sistema de sujeción de punto cero. Similar a un adaptador, conecta la máquina a una amplia variedad de piezas de trabajo. Los sistemas de palés también disponen de una interfaz lateral que permite conectar los palés de forma segura a un robot o pórtico. La empresa del sur de Alemania ha desarrollado una nueva generación de bloques de sujeción eléctrica para la sujeción automatizada de piezas de trabajo en la máquina. “De este modo, el robot y la pinza Schunk pueden cargar y descargar directamente las mordazas de sujeción céntricas y las piezas de trabajo”, explica Markus Michelberger, responsable de ventas de tecnología de sujeción en la sede de la empresa en Mengen. “En EMO Hannover, mostraremos más opciones de automatización y digitalización en el mecanizado, así como nuevos desarrollos en el campo de los equipos de sujeción sostenibles que ahorran recursos”.

Aunque los accionamientos de alimentación rara vez fallan, cuando lo hacen pueden provocar elevados costes en la producción. En su proyecto Kidz, iwb está investigando cómo puede aplicarse el mantenimiento predictivo combinando algoritmos y modelos tradicionales de máquinas herramienta, incluso en casos en los que sólo se han observado unos pocos fallos. El trasfondo es que los accionamientos de avance influyen considerablemente en la productividad de las máquinas herramienta: Por un lado, la reparación de estos fallos lleva mucho tiempo y es costosa. Por otro lado, influyen significativamente en la dinámica de la máquina y, por tanto, en la tasa real de arranque de metal. El cambio a una estrategia de mantenimiento predictivo ofrece, por tanto, un gran potencial económico. Sin embargo, actualmente no existe en el mercado ningún sistema integral que utilice únicamente los sensores existentes para supervisar y predecir el estado de los componentes de accionamiento de alimentación de las máquinas herramienta en producción.

Por ello, el proyecto Kidz investiga un sistema híbrido de mantenimiento predictivo. Combina un gemelo digital con modernos métodos de IA. “En contraste con los enfoques puramente basados en datos, el sistema híbrido puede trabajar con muchos menos datos de entrenamiento en forma de observaciones de fallos, que son difíciles de obtener en el caso de las máquinas herramienta”, afirma Michael Zäh, profesor de Máquinas Herramienta y Tecnología de Fabricación en el iwb dentro de TU Múnich, haciendo hincapié en un aspecto clave. “Al mismo tiempo, este enfoque permite un cierto grado de interpretabilidad con respecto a sus predicciones, ya que el desgaste no sólo puede detectarse globalmente a través del gemelo digital, sino también asignarse a componentes específicos del accionamiento de avance”. De este modo, se puede prescindir en gran medida de sensores externos adicionales y utilizar únicamente señales internas. Grenzebach Maschinenbau GmbH de Asbach-Bäumenheim participa en el proyecto, y su máquina se utilizará finalmente para demostrar la funcionalidad del sistema. “EMO Hannover 2023 ofrece una excelente plataforma para el intercambio internacional de puntos de vista sobre los diversos aspectos técnicos para obtener soluciones óptimas”, concluye el profesor Michael Zäh.

“EMO Hannover es la plataforma número uno para las innovaciones”, confirma Stefan Raff, jefe de Ventas de Robomáquinas de Fanuc Europe - Fanuc Deutschland GmbH, con sede en Neuhausen auf den Fildern. “Por eso es natural que Fanuc presente en Hannover dos primicias europeas relacionadas con las robomáquinas. De momento no puedo revelar nada más”. En general, Fanuc se moverá en una nueva dirección en la próxima EMO. En lugar de centrarse únicamente en sus propios controles CNC y máquinas, Fanuc presentará ahora también paquetes completos a los visitantes, como un sistema para la fabricación de piezas de automoción. Las demandas específicas de los vehículos eléctricos han provocado un cambio en el diseño de las instalaciones de fabricación. Por ejemplo, hay una mayor necesidad de equipos de fabricación flexibles. Criterios como el TCO (Coste Total de Propiedad) y el ROI (Retorno de la Inversión) desempeñan un papel más importante que nunca. “Además, la demanda de soluciones de proceso sigue creciendo, una tendencia que ya se ha consolidado”, añade Raff. “El Centro Europeo de Desarrollo que hemos creado en Neuhausen apoyará el diseño de este tipo de soluciones basadas en normas europeas”. Esto da más peso a la afirmación de la empresa: “Fanuc sitúa los requisitos del cliente en el centro de su I+D”. Un ejemplo de ello —y representativo de muchas otras soluciones— es el desarrollo y las pruebas de aplicaciones extremas como el power skiving en máquinas Fanuc.

“Un factor crucial, en nuestra opinión, es disponer de equipos actualizados para la formación inicial y continua”, subraya Stefan Raff. No cabe duda de que la automatización es necesaria para hacer frente a la escasez de mano de obra en general y de personal cualificado en particular, pero también lo es la incubación temprana y exhaustiva de jóvenes talentos”. Por eso, por primera vez, Fanuc expondrá en EMO una “Célula educativa”, compuesta por una máquina, un robot y un completo paquete de formación. No cabe duda de que en EMO Hannover 2023 se presentarán muchas innovaciones. Personalmente, sin embargo, estoy deseando tener el contacto directo, especialmente con visitantes internacionales, que todos hemos echado de menos durante tanto tiempo”.