La atención de la industria se centra en la conectividad, la sostenibilidad y la automatización

La EMO Hannover 2023 se celebró del 18 al 23 de septiembre bajo el lema ‘Innovar la fabricación’. Este año, los temas elementales de la feria internacional basada en la tecnología de producción fueron la fabricación automatizada, la sostenibilidad y la conexión en red de las máquinas con otras instalaciones de producción. Una vez más, los visitantes pudieron descubrir muchos aspectos destacados que cambiarán y caracterizarán la industria metalúrgica en los próximos años. El registro de los datos de producción constituye una base esencial para documentar y supervisar los procesos de producción. Esto no sólo afecta a la calidad de los productos fabricados, sino también a su huella ecológica. El tema de la sostenibilidad se pudo ver en muchos expositores.

Los contactos y la integración de ideas frescas procedentes de empresas de nueva creación son también de importancia fundamental para la orientación de la industria hacia el futuro. Además, la formación de la próxima generación y el perfeccionamiento del personal existente son cada vez más importantes.

La empresa austriaca Ceratizit se presentó en la EMO Hannover de este año como pionera de la sostenibilidad. Al comienzo de la feria, Ceratizit anunció que etiquetaría la huella de carbono de todos sus productos con efecto inmediato para ofrecer a sus clientes la oportunidad de cumplir los requisitos normativos de tener en cuenta las emisiones individuales en una fase temprana. Se tienen en cuenta las huellas de CO₂ de todas las materias primas utilizadas y las de los procesos de producción para fabricar las herramientas. También se presentaron innovaciones en el ámbito de las herramientas. El cabezal de fresado Maximill es una herramienta de fresado con refrigeración de flancos integrada y plaquitas indexables asociadas, que consta de un cuerpo base de fabricación aditiva con canales de refrigerante internos. El resultado es una humectación uniforme de los flancos de los filos de corte, lo que contribuye a prolongar la vida útil de la herramienta y a utilizar parámetros de corte más elevados.

La transición a la electromovilidad requiere herramientas y conceptos de herramientas a medida. El paso de los motores de combustión a sistemas de propulsión sostenibles reduce sobre todo el número de componentes. Al mismo tiempo, el tipo y la forma de los componentes y los requisitos asociados están cambiando. Por ejemplo, la bandeja de la batería y la carcasa de la transmisión a veces requieren el mecanizado de piezas más grandes. Al mismo tiempo, cada vez se utilizan más carcasas de aluminio de paredes finas.

En la EMO de este año, el fabricante de dispositivos de sujeción Römheld, de Laubach (Alemania), demostró que la tecnología de sujeción también se está digitalizando. Muchos de los dispositivos de sujeción expuestos, como abrazaderas de palanca, abrazaderas giratorias y abrazaderas de taladro, ya no sólo son capaces de sujetar con seguridad las piezas de trabajo en su lugar, sino que también pueden detectar el estado de sujeción correcto mediante sensores y emitirlo a través de elementos de visualización o interfaces como IOLink. De este modo, es posible detectar errores en el proceso de producción y subsanarlos antes de que se produzcan paradas de producción. Römheld ha presentado una pequeña pinza giratoria eléctrica para tareas de sujeción en espacios reducidos. Aparte de una fuente de alimentación de 24 V, el accionamiento eléctrico no requiere ninguna otra unidad. A pesar de su tamaño compacto, se puede aplicar a la pieza de trabajo una fuerza de sujeción de hasta 2,7 kN. Römheld también demostró que los dispositivos de sujeción clásicos, como la mordaza de máquina, también pueden optimizarse. La mordaza de máquina UC125 dirige la fuerza de sujeción hacia las mordazas de sujeción desde arriba y consigue así un alto grado de precisión dimensional en la sujeción que no puede garantizarse con las mordazas de máquina convencionales.

AMF Maier, de Fellbach (Alemania), también demostró que la gama de tareas que realizan hoy en día los fabricantes de dispositivos de sujeción va mucho más allá de la simple fijación de piezas de trabajo. La solución de automatización basada en robots de este fabricante combina el almacenamiento y la sujeción automática de piezas de trabajo. AMG consigue una solución completa en un espacio reducido gracias a la optimización del sistema global. Además de la sujeción automática, la fijación de piezas con geometrías complejas fue uno de los aspectos más destacados de este año en AMF Maier. La impresión en 3D y las topologías de piezas de trabajo optimizadas mediante inteligencia artificial (IA) implican que las piezas de trabajo que no pueden sujetarse de forma segura mediante dispositivos de sujeción convencionales deben fijarse para su procesamiento posterior. El sistema de sujeción modular de AMF Maier consta de más de 100 elementos diferentes que pueden utilizarse para crear configuraciones de sujeción personalizadas para cualquier geometría de pieza de trabajo.

El proyecto Ecosphere del IIP presentó los resultados de tres años y medio de trabajo en su stand del Área del Futuro de la Conectividad. El objetivo del proyecto faro, financiado por la BMWK, era simplificar el uso de la inteligencia artificial en la producción. Como socio del proyecto, la VDW (Asociación Alemana de Constructores de Máquinas-Herramienta) prestó su apoyo, especialmente en las áreas de normalización e implementación, y aportó al proyecto los requisitos de la industria de máquinas-herramienta. Uno de los principales resultados del proyecto es una plataforma IIoT abierta. La plataforma se basa en estándares abiertos, puede utilizarse independientemente del fabricante y está diseñada de tal forma que puede ampliar los recursos y sistemas existentes. Las soluciones IIoT existentes pueden integrarse en la plataforma y el uso de la IA está soportado de forma nativa por la plataforma. Como también se caracteriza por un alto nivel de configurabilidad, las empresas tienen un alto grado de control sobre el sistema. Un demostrador de la plataforma en el stand de la feria mostró el control de calidad visual con cobots, la identificación de componentes y la supervisión del estado. Todo está totalmente integrado en la plataforma IIoT. La innovación clave aquí es la capacidad de la plataforma no solo para distribuir automáticamente los modelos utilizados a diferentes dispositivos de borde y PC industriales, sino también para actualizarlos de forma flexible según sea necesario. En el futuro, está previsto seguir explotando la plataforma con el nombre de Oktoflow. Otro desarrollo del proyecto Ecosphere es un sistema de asistencia que ayuda a los operarios de las máquinas en la parametrización y supervisión de los procesos de mecanizado, abarcando no sólo el torneado y fresado clásicos, sino también procesos complejos como el tallado de engranajes para la producción de engranajes. Otro acontecimiento destacado fue el simposio de clausura de IIP-Ecosphere, que también se celebró en el marco de EMO Hannover. Un tema central fue la mejora de la disponibilidad de datos en el entorno de producción. Aquí se presentaron enfoques prometedores, como el concepto de aprendizaje federado y la generación de datos de imágenes sintéticas.

La empresa Spanflug, de Múnich (Alemania), ofrece la solución de software Spanflug make, que facilita enormemente a las empresas la creación y el envío de ofertas. Se trata de un sistema de gestión de ofertas y pedidos. Además, el software tiene la capacidad de analizar automáticamente los archivos CAD introducidos y estimar así directamente el esfuerzo y los costes de producción. Esto reduce significativamente el tiempo y el esfuerzo necesarios para preparar ofertas. La plataforma de compra de Spanflug utiliza esta tecnología para ofrecer no sólo una solución interna, sino también una plataforma de adquisición en la que los clientes pueden cargar sus archivos de diseño y recibir directamente un presupuesto vinculante. A continuación, Spanflug se encarga de cursar el pedido a uno de los más de 5.000 fabricantes subcontratados conectados en Alemania y Austria, garantizando así el cumplimiento de los plazos de calidad y entrega.

umati, la iniciativa entre fabricantes para la comunicación estandarizada de datos de máquinas, hizo su primera aparición importante en la EMO Hannover 2019 y ahora se utiliza ampliamente. Con umati, ahora se pueden conectar no solo máquinas herramienta, sino también sistemas de todas las áreas de la tecnología de producción sobre la base técnica de OPC UA. Las especificaciones complementarias de OPC UA para diferentes tipos de dispositivos están organizadas por VDW y VDMA.

La futura cooperación con la iniciativa estadounidense MT-Connect ampliará aún más la funcionalidad y compatibilidad de umati. Junto con la Asociación de Gemelos Digitales Industriales (IDTA) y el Instituto de Sistemas de Control de Máquinas-Herramienta y Equipos de Producción (ISW) de la Universidad de Stuttgart, se realizó la comunicación directa de datos de máquinas al Asset Administration Shell (AAS) utilizando umati. VDW, VDMA y Deutsche Telekom también pudieron demostrar la versatilidad de umati con otros socios. Se implementó una sala de datos federada para el intercambio de datos para la supervisión de la vida útil de las herramientas de corte como prototipo de referencia para la iniciativa ManufacturingX del gobierno federal.

Fanuc, proveedor japonés de sistemas de control, robots y máquinas, estuvo presente en su propio stand y en muchos otros. Destacaron los cobots (robots colaborativos) de la serie CRX, con una carga útil máxima de 30 kg. Son idóneos como solución de automatización para máquinas herramienta y sistemas de carga y descarga, paletización y control de calidad, por ejemplo. Además, su sencillo control puede realizarse sin conocimientos de programación, por lo que también resulta interesante para los usuarios noveles de robots. Los cobots son, por tanto, un medio eficaz para combatir la escasez de mano de obra cualificada y pueden utilizarse en un entorno humano. Un sensor en cada eje reconoce inmediatamente las colisiones con personas u objetos y detiene el movimiento. Los movimientos guiados por fuerza y par también permiten a los cobots compensar las tolerancias de la pieza y el entorno y asumir las tareas de coordinación de los humanos. Los robots también pueden equiparse con un sistema de sensores de visión, lo que amplía aún más el abanico de posibles aplicaciones. En resumen, los cobots representan una tendencia fundamental en la tecnología de producción. Con su ayuda, el grado de automatización de diversas tareas de procesamiento puede aumentar considerablemente.

GMN, de Núremberg (Alemania), persigue una mayor eficiencia energética y un enfoque coherente en la digitalización con la nueva serie de husillos UH. Por primera vez, el husillo se acciona mediante un motor síncrono de alto rendimiento y baja temperatura de funcionamiento. Gracias a la alta densidad de potencia, el diseño compacto puede realizarse en un espacio de instalación reducido; también pueden alcanzarse velocidades máximas con una mayor rigidez dinámica y un funcionamiento suave. Un aspecto clave es la adquisición de datos y la interfaz digital IOLink. El sistema integrado Idea4S, un sistema electrónico que puede integrarse en los husillos y conectarse bidireccionalmente a todos los controladores de la máquina a través de IOLink, permite la adquisición y evaluación integradas de datos. Además, en los husillos se utilizan sensores para registrar la temperatura, la velocidad, la sujeción de la herramienta, las vibraciones y el desplazamiento axial. Estos valores de proceso del husillo pueden transmitirse al sistema de control de la máquina y a las redes de producción.

La sostenibilidad es cada vez más importante en la industria y, por tanto, también en el sector de las máquinas herramienta. Por ello, uno de los Future Insights se centró en la sostenibilidad en la producción. Aquí no sólo influye el aumento de los costes energéticos, sino que cada vez más empresas manufactureras están interesadas en poder mostrar a sus clientes cuántos recursos utilizan en la producción. El funcionamiento sostenible de las máquinas herramienta y las instalaciones de producción se consigue, por tanto, a través de diversas tecnologías. Entre las medidas clave que ya ofrecen la mayoría de los fabricantes hoy en día se incluye la medición del consumo de energía con el fin de proporcionar una base de información para el funcionamiento de las máquinas con ahorro de energía. La desconexión de unidades individuales cuando no se necesitan también ayuda a reducir significativamente el consumo de energía en modo de espera. También se utiliza cada vez más el filtrado optimizado del lubricante refrigerante, para que pueda utilizarse durante más tiempo y, por tanto, desecharse con menos frecuencia.

En el área dedicada a la sostenibilidad de la EMO de Hannover, las empresas mostraron los últimos avances que se están desarrollando y ofreciendo para aumentar la sostenibilidad. El fabricante de armarios Rittal presentó cómo puede utilizarse un gemelo digital para optimizar el diseño de los armarios, no sólo en términos de funcionalidad, sino también en lo que respecta a su consumo de energía. Con su sistema LiquidMate, em machines GmbH de Rahden se ha dedicado al medio de consumo de lubricante refrigerante. Mediante sensores, es posible controlar la concentración de ingredientes e impurezas durante el funcionamiento y cambiar el lubricante sólo cuando sea realmente necesario.

La exposición se complementó con una presentación de los enfoques de investigación actuales en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT). Se mostró cómo puede automatizarse el desmontaje de motores eléctricos. Esto no sólo permite reciclar los materiales utilizados, sino también reutilizar directamente los componentes existentes. La mejora de los conceptos de reciclaje constituye la base de una economía circular respetuosa con el medio ambiente.

En resumen, EMO Hannover 2023 demostró los proveedores de tecnología de producción están abordando de forma integral los retos económicos, técnicos y sociales actuales. Además de la automatización y la digitalización, la sostenibilidad ocupa un lugar cada vez más destacado. De este modo, están respondiendo a las demandas de eficiencia de costes y recursos con una mayor rentabilidad y contrarrestando la escasez de mano de obra cualificada. Además, las empresas también persiguen el perfeccionamiento y la optimización consecuentes de los sistemas y conceptos existentes.