Tekniker presenta en la 31ª BIEMH sus novedades en fabricación avanzada para máquina-herramienta

Los visitantes que se acerquen al stand podrán conocer de primera mano los siguientes demostradores:

• Precisión de posicionamiento absoluto por debajo de 0,1 mm en todo su volumen de trabajo en robots industriales.
• Laser Manufacturing Lab: piezas de fabricación aditiva; procesos micro (texturizado, microperforado, corte); y soldadura láser de celdas de baterías.
• Inteligencia Artificial aplicada a la interacción persona-robot a través de voz y gestos.
• La gestión del dato en el mantenimiento industrial.

La estrategia en fabricación avanzada en Tekniker tiene como objetivo avanzar en la optimización y desarrollo de nuevos procesos que supongan nuevas prestaciones en términos de fabricabilidad, precisión y en definitiva competitividad. Para ello, es fundamental la especialización tecnológica del centro en el conocimiento básico de los materiales y el dominio de tecnologías de vanguardia como el láser y procesos de sala blanca, incluyendo desarrollo de productos mecatrónicos de alto valor añadido y la industrialización de los procesos y su optimización.

Este demostrador consiste en un robot industrial con precisión de posicionamiento absoluto por debajo de 0,1 mm para todo su volumen de trabajo. Para entender lo que supone esta precisión en un robot, es habitual encontrar errores de posicionamiento por encima de 1 mm en robots de uso industrial.

Demostrador de precisión de Tekniker.

En caso de integrar el robot del demostrador en una máquina-herramienta, la precisión del mecanizado trabajaría con precisión de posicionamiento absoluta por debajo de 0,1 mm para todo su volumen de trabajo.

En el contexto actual de la fabricación avanzada, la exigencia sobre los medios productivos es cada vez mayor. En el caso de sectores como el de la energía eólica, aeronáutica y naval la tendencia es producir piezas de mayor tamaño manteniendo la precisión de sus predecesoras y en el caso del sector de automoción la tendencia es mantener el tamaño aumentando la precisión del producto final.

Con objeto de dar respuesta al nuevo escenario, Tekniker trabaja para, por un lado, aumentar la precisión de las máquinas-herramienta en todo su volumen de trabajo y por otro, ofrecer que las máquinas-herramienta procuren prestaciones integradas en máquina para realizar mediciones con trazabilidad dimensional.

Existen parámetros como el tamaño de la pieza y de la máquina-herramienta, la variación de las condiciones ambientales o la propia tecnología de medición, que deben ser analizados y tratados con especial atención. Para ello, es necesario desarrollar procedimientos rápidos y automáticos de verificación, simulación de procedimientos de medida o desarrollo de hardware y software que permitan llevar a cabo la medición en las propias máquinas-herramienta.

La tendencia del mercado tiende al diseño y fabricación de máquinas más precisas en todo su volumen de trabajo y con capacidad de medida para realizar mediciones trazables en la propia máquina. Para ello, se integran herramientas de monitorización geométrica y ambiental, además de las propias sondas de palpado que garantizan la adquisición de la información en máquina.

En este sentido, el conocimiento de Tekniker en fabricación avanzada y su reconocida especialización en la metrología de alto rango convierten al centro en actor destacado para la consecución de los objetivos.

La tecnología láser puede entenderse como una herramienta complementaria a procesos de fabricación existentes o bien como una manera de fabricar no existente hasta la fecha. En ambos casos, el láser proporciona opciones interesantes.

Tekniker mostrará en la feria dos piezas elaboradas para cliente industrial fabricadas mediante fabricación aditiva, en concreto por Laser Metal Deposition (LMD) hilo/polvo. Así, presentará un cilindro para compresor en acero inoxidable austenítico AISI 316L y un componente para la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape de un motor del sector energético (balancín) en acero inoxidable austenítico AISI 316L.

Pieza de balancín.

Los procesos de fabricación de componentes metálicos mediante impresión 3D por aporte directo de material en forma de hilo/polvo suponen una de las tecnologías con más futuro para la fabricación de piezas de gran tamaño en sectores como el aeronáutico, aeroespacial y naval entre otros, mientras que el sector energético lo sitúa como una alternativa eficiente para los procesos de reparación, recargue y recubrimiento de componentes.

A pesar de ser una tecnología relativamente nueva, la elevada eficiencia del proceso para piezas singulares y de materiales de alto valor, el incremento de la calidad estructural de los materiales, la flexibilidad y libertad de movimiento del sistema y los menores costes en el uso de materia prima han despertado el interés de la industria.

Asimismo, en la feria, Tekniker mostrará varias láminas de acero inoxidable austenítico AISI 316L, fabricadas mediante láser de pulsos ultracortos y escáner poligonal con las aplicaciones de los principales procesos industriales que se explican a continuación.

Corte de precisión de cualquier tipo de material, incluidos materiales poliméricos y vidrio. Precisiones de corte por debajo de 10 mm con zonas afectadas menores de 1 mm. Aplicaciones:

• Salud: Corte de stents coronarios, lentes intraoculares, dispositivos microfluídicos.
• Microelectrónica: Fabricación de stencils, corte de chips, apertura de vías.
• Bienes de consumo: Corte de vidrio en relojería.

Texturizado. Procesos de modificación superficial mediante la creación de patrones geométricos (resolución <10 mm) o estructuras nanométricas periódicas (LIPSS). Velocidades de texturizado de hasta 5 min/m² con escáner poligonal. Aplicaciones:

• Salud: superficies hidrofílicas, hidrofóbicas y bactericidas, implantes dentales
• Componentes mecánicos: texturizado de juntas y rodamientos.
• Bienes de consumo: difusores ópticos.
• Aeronáutica: superficies antihielo.

Perforado. Microperforado con relaciones de aspecto <10, resolución mínima de orificio de 5 mm para velocidades mayores de 1.000 orificios/s sobre cualquier tipo de material. Aplicaciones:

• Aeronáutica: estructuras HLFC, paneles acústicos.
• Salud: nebulizadores.
• Bienes de consumos: filtros.

Marcado. Aplicaciones:

• Packaging: sistemas de trazabilidad de alta precisión y velocidad.
• Salud: black marking de instrumental quirúrgico, sensores electroquímicos.
• ICT: antenas.
• Bienes de consumo: coloreado estético de metales.

Sobre soldadura de baterías, Tekniker mostrará en la feria demostradores del proceso de soldadura láser de celdas de baterías en cobre y aluminio. Debido a la creciente demanda de componentes eléctricos en la industria del automóvil y el aumento del uso del cobre en estos componentes, existe actualmente una necesidad en el desarrollo de procesos de fabricación automatizados y productivos relacionados con este material. Aunque en principio la soldadura láser parece el proceso más adecuado para este tipo de fabricación, las características del cobre, un material con alta conductividad térmica y alta reflectividad (baja absorbancia) a los láseres convencionales (1 mm), hacen que el proceso de soldadura presente dificultades desde una perspectiva convencional. Una alternativa es el uso de láseres azules de 400 nm, una longitud de onda con alta absorbancia para el cobre, si bien estos láseres son costosos y se encuentran poco desarrollados en la actualidad.

Tekniker posee experiencia en este tipo de procesos. Se hace uso de una instalación dotada de un robot de seis ejes, una fuente laser de fibra de 1500 W de potencia media máxima y un escáner de espejos galvanométricos para el guiado del haz, además de otros elementos auxiliares.

Tekniker presentará en la BIEMH sus últimos avances en Inteligencia Artificial para facilitar la interacción entre persona y máquina a través de palabras o gestos en un demostrador. Cualquier asistente a la feria podrá dar órdenes a un robot a través de voz o gestos para conseguir que éste lleve a cabo la tarea indicada.

Demostrador de Inteligencia Artificial.

Los avances en el control por voz o a través de gestos que posibilitan las tecnologías de inteligencia artificial se pueden observar día a día en nuestros hogares a través de sistemas tan populares como Alexa o Siri. En el caso de la industria, estas nuevas fórmulas de interacción entre máquinas y personas están teniendo cada vez mayor peso debido a la continua automatización de procesos de producción en un gran número de sectores.

En este sentido, Tekniker cuenta con una amplia experiencia en el desarrollo de tecnologías de inteligencia artificial como el ‘machine learning’, el ‘deep learning ‘o el procesamiento de lenguaje natural y sus posibles aplicaciones para impulsar entornos industriales colaborativos y digitalizados a partir de la adquisición, el procesamiento y el razonamiento de datos para lograr productos y soluciones ‘smart’.

Tekniker presentará estas tecnologías en la BIEMH, en la que mostrará el resultado de integrar una capa de software en un robot para facilitar la interacción con el sistema automatizado de forma natural y sin necesidad de contar con una formación especializada en programación.

Para ello, los investigadores del centro tecnológico han desarrollado y entrenado modelos de inteligencia artificial basados en técnicas de ‘deep learning’ sobre imágenes, que permiten al sistema detectar e interpretar palabras y gestos realizados por el usuario como si fueran comandos u órdenes.

La tecnología desarrollada por Tekniker se podrá probar in situ en la feria internacional a través de un demostrador que consiste en una célula robótica colaborativa para aplicaciones industriales de bin picking. En concreto, la solución basada en inteligencia artificial del centro tecnológico permitirá al usuario del sistema automatizado seleccionar un objeto a elegir entre media docena de posibilidades y mediante comandos de voz/gesto indicará dónde desea depositar dicho objeto.

El prototipo integrará además visión artificial para observar qué objetos ha detectado el sistema de ‘bin picking’ y cuál será el siguiente que el robot vaya a manipular.

Tekniker presenta en la BIEMH sus capacidades en la monitorización de los equipos y procesos industriales para una producción más eficiente y su integración en el ecosistema digital de fabricantes y empresas para almacenar, analizar y visualizar los datos obtenidos.

Mejorar la gestión del mantenimiento de activos y procesos a través del uso de plataformas digitales que permiten la recogida, almacenamiento, análisis y visualización de datos obtenidos de diferentes aplicaciones de monitorización es algo fundamental en la industria actual. Sin embargo, el primer paso para poder llegar a visualizar los datos en una plataforma es entender qué parámetros se necesitan recoger de los equipos o activos y cómo disponer de la información en un ecosistema digitalizado.

En concreto, Tekniker exhibirá los resultados obtenidos a través de diferentes tecnologías desarrolladas para su integración en equipos y facilitar la explotación de los datos en diferentes plataformas.

La primera de estas soluciones es ‘Tekniker Fingerprint’, una metodología que consiste en un test de monitorización y gestión de los datos de uso y condición de la máquina y que permite al fabricante conocer el estado de salud de los componentes críticos y detectar situaciones de funcionamiento anómalo de forma temprana.

En definitiva, se trata de un test controlado, ejecutado de forma periódica, realizado en vacío y en condiciones predefinidas para máquina-herramienta, ampliable a cualquier equipo industrial.

Tekniker también trabaja otro tipo de test denominado ‘Tekniker Fingerprint geométrico’ para máquina-herramienta. Se trata de un test rápido sobre la salud geométrica de las máquinas-herramienta.

En función del resultado obtenido y en comparación con las tolerancias definidas con anterioridad, es posible asegurar que la máquina está lista para las operaciones de mayor precisión y determinar la precisión actual de la máquina para que el técnico decida si una operación es realizable o no. En caso de que el resultado no se apruebe, es necesario programar una parada de máquina para realizar un proceso de calibración completo.

Asimismo, Tekniker ha desarrollado tecnología basada en sistemas de captura/monitorizado de datos de equipos, denominado ‘Tekniker Monitoring System’ (TMS). Este sistema de recogida tiene capacidades de cálculo y procesado de señal y se integra dentro de la aproximación de Tekniker Fingerprint.