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Informe técnico final de la EMO Hannover 2023

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

Heiko Blech, M.Sc. Instituto de Ingeniería de Producción y Máquinas-Herramienta (IFW), Leibniz Universität Hannover Timo Rinschede, M.Sc., Instituto de Tecnología de Mecanizado (ISF), Universidad Tecnológica de Dortmund05/01/2024

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.

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Sostenibilidad e innovaciones técnicas en herramientas y tecnología de sujeción

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.

Ceratizit anunció que etiquetaría la huella de carbono de todos sus productos
Ceratizit anunció que etiquetaría la huella de carbono de todos sus productos.
Oerlikon Balzers, el experto en recubrimientos de Liechtenstein, presentó en Hannover el nuevo recubrimiento Balinit Mayura taC para el mecanizado de materiales no ferrosos como aluminio, polímeros y cobre. Se caracteriza, por un lado, por su elevada dureza y suavidad y, por otro, por ser más fino que otros sistemas de recubrimiento comparables hasta la fecha. Como resultado, se pueden conseguir bordes de corte más afilados. Estudios ejemplares han demostrado que estas propiedades pueden reducir en un 20% el desgaste durante el taladrado del aluminio.

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.

Oerlikon Balzers presentó el nuevo recubrimiento Balinit Mayura taC para el mecanizado de materiales no ferrosos como aluminio, polímeros y cobre...
Oerlikon Balzers presentó el nuevo recubrimiento Balinit Mayura taC para el mecanizado de materiales no ferrosos como aluminio, polímeros y cobre.
Mapal, de Aalen (Alemania), se posicionó en la EMO como proveedor completo de herramientas para el mecanizado de componentes para electromovilidad. Se mostró claramente el eje motor de un coche eléctrico con las herramientas correspondientes para su producción. El fabricante de herramientas también presentó la Mega Deep Drill Steel, una herramienta de taladrado para el taladrado profundo eficiente de acero y materiales de fundición de hasta 40 veces el diámetro. La broca se caracteriza por un filo de corte coronado y cuatro chaflanes guía y, como innovación técnica, dispone de diámetros de canal de refrigeración un 20% mayores, lo que reduce el desgaste de la herramienta y mejora la evacuación de virutas.
Mapal se posicionó en la EMO como proveedor completo de herramientas para el mecanizado de componentes para electromovilidad...
Mapal se posicionó en la EMO como proveedor completo de herramientas para el mecanizado de componentes para electromovilidad.
OSG, el especialista japonés en herramientas de roscado, presentó una innovación especial en herramientas en la EMO Hannover 2023 al inicio de la feria. El formador de roscas GreenTap tiene una forma de herramienta única desarrollada mediante métodos CAE. La nueva forma maximiza la estabilidad de la herramienta, la resistencia a la rotura y la estabilidad del filo de corte. Durante el mecanizado se generan pares y fuerzas axiales menores y, en combinación con un mayor efecto de refrigeración y una menor fricción, la vida útil de la herramienta puede aumentar considerablemente. Además, las roscadoras de la serie GreenTap se fabrican mediante un nuevo proceso de producción que reduce a la mitad el consumo de energía durante la fabricación. Esto significa que la herramienta puede contribuir a una producción más sostenible tanto durante su fabricación como posteriormente en su uso.
OSG presentó una innovación especial en herramientas en la EMO Hannover 2023 al inicio de la feria sobre el formador de roscas GreenTap...
OSG presentó una innovación especial en herramientas en la EMO Hannover 2023 al inicio de la feria sobre el formador de roscas GreenTap.
Iscar, de Israel, uno de los mayores fabricantes de herramientas de corte, presentó varias innovaciones en herramientas de precisión. En el año en curso, la fresa angular Heli3Mill y la fresa de alto avance Micro3Feed, diseñadas como fresas de plaquita indexable, ocuparon un lugar central. Las fresas están disponibles a partir de un diámetro de 6 u 8 mm. Los anteriores conceptos de plaquita indexable sólo podían utilizarse para fresas de mayor diámetro. Esto optimiza los costes y la eficiencia de los recursos en comparación con las herramientas de metal duro. También elimina la necesidad de reafilado y la costosa logística asociada.
Iscar presentó varias innovaciones en herramientas de precisión
Iscar presentó varias innovaciones en herramientas de precisión.
Schunk, de Lauffen a.N. (Alemania), expuso en la EMO varias soluciones de automatización para la tecnología de sujeción y agarre. Algunos ejemplos eran los sistemas de sujeción de punto cero con control eléctrico del estado actual y los bloques de sujeción eléctrica con accionamiento eléctrico y conocimiento de la posición de la mordaza. Schunk también presentó un mandril de expansión hidráulico con tecnología de sensores en tiempo real. Estos productos están conectados en red digitalmente y pueden incorporarse a un sistema de producción automatizado que integra la supervisión del proceso y la calidad. Además, también se realizaron mejoras mecánicas, como se demostró con un dispositivo de sujeción poligonal estanco al refrigerante por primera vez. Esta ampliación de la herramienta permite llegar a zonas difíciles y bajas del componente con las herramientas existentes.
Schunk expuso varias soluciones de automatización para la tecnología de sujeción y agarre y mejoras sustanciales en algunas de ellas...
Schunk expuso varias soluciones de automatización para la tecnología de sujeción y agarre y mejoras sustanciales en algunas de ellas.
Haimer, de Igenhausen (Alemania), expuso una novedad mundial en el campo de los dispositivos de sujeción, el nuevo sistema de mandril híbrido. Combina mandriles de expansión hidráulica y mandriles de ajuste por contracción, aunando así las ventajas de ambos sistemas. El producto patentado se caracteriza por la gran fuerza de sujeción y precisión de un mandril de contracción combinada con las propiedades de amortiguación de vibraciones de un mandril hidráulico. Haimer también presentó soluciones para la automatización. Entre ellas, llamó especialmente la atención la célula de retracción automática Automation Cube One. La célula robotizada sirve para retractilar y desretractilar, así como para medir moldes, y complementa estas funciones con una unidad de refrigeración. Las herramientas con portaherramientas y diámetros variables pasan por este proceso sin interacción humana, tras lo cual los datos de la herramienta pueden transferirse a la máquina herramienta e integrarse en el sistema de gestión de herramientas.
Haimer expuso una novedad mundial en el campo de los dispositivos de sujeción: el nuevo sistema de mandril híbrido
Haimer expuso una novedad mundial en el campo de los dispositivos de sujeción: el nuevo sistema de mandril híbrido.

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.

El fabricante de dispositivos de sujeción Römheld demostró que la tecnología de sujeción también se está digitalizando
El fabricante de dispositivos de sujeción Römheld demostró que la tecnología de sujeción también se está digitalizando.

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.

La fijación de piezas con geometrías complejas, como de piezas fabricadas aditivamente...
La fijación de piezas con geometrías complejas, como de piezas fabricadas aditivamente, fue uno de los aspectos más destacados de este año en AMF Maier.

Conectividad, digitalización y automatización

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.

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 proyecto Ecosphere del IIP presentó los resultados de tres años y medio de trabajo en su stand del Área del Futuro de la Conectividad.

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.

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umati, la iniciativa entre fabricantes para la comunicación estandarizada de datos de máquinas presentada por primera vez de manera ofician en EMO 2019, despertó también gran interés.

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.

En el stand de Fanuc, proveedor japonés de sistemas de control, robots y máquinas, destacaron los cobots entre otras soluciones robóticas...
En el stand de Fanuc, proveedor japonés de sistemas de control, robots y máquinas, destacaron los cobots entre otras soluciones robóticas.

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.

Soluciones técnicas para una producción más sostenible

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.

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