Servoprensas de mayor productividad gracias a nuevos conceptos de seguridad

Sick AG, con su sistema de supervisión segura de accionamientos Motion Control, está desarrollando conceptos y productos adecuados que puedan satisfacer los requisitos que suponen prensas mecánicas e hidráulicas a servoprensas de forma óptima. Esto implica procesos de conformado optimizados, una reducción del tiempo de ciclo y equipamiento con nuevas máquinas, y la consiguiente optimización de los costes. Se presta especial atención a una interacción segura y optimizada entre hombre y máquina.

El controlador de seguridad Flexi Soft y el módulo Motion Control de Drive Monitor FX3-MOC0 están dando lugar a nuevos conceptos de servoaccionamientos en el sector de las máquinas- herramienta.

La necesidad de adoptar sistemas de accionamiento de mayor eficiencia energética existe desde junio de 2011, cuando entró en vigor la norma IEC 60034-2.

Para los fabricantes de prensas estos requisitos legales también abren la puerta a un mayor potencial. Ahora la energía de proceso generada con servoprensas es más asequible que la obtenida con prensas hidráulicas, es decir, las servoprensas son cada vez menos susceptibles de provocar pérdidas. Su factor de eficiencia es mayor, por lo que aumenta su eficiencia energética. Los accionamientos eléctricos se pueden desconectar fácilmente de la alimentación y no sufren ningún problema con los rearranques, pues, al contrario que las prensas hidráulicas, el proceso no está sujeto a los efectos de la temperatura del medio de accionamiento. Y, además, los perfiles de potencia y velocidad se pueden ejecutar por separado. Una tecnología vanguardista de control y accionamiento permite a las servoprensas satisfacer las crecientes demandas de calidad y eficiencia de procesos.

El sector de las máquinas-herramienta es una de las cinco ramas principales de la ingeniería mecánica, y cubre las áreas de las máquinas-herramienta de corte y conformado. Mientras que en el pasado la tecnología de seguridad se incorporaba principalmente en la máquina como un paso más al final de la fase de diseño, ahora cobra cada vez más importancia como elemento central del diseño de control que permite incrementar el rendimiento de la máquina.

“La vanguardia cambia constantemente”, explica Mathias Ams, director de Producto del sector de soluciones de control seguras sens:Control de Sick. En el pasado, las prensas de accionamiento hidráulico y las mecánicas excéntricas eran los buques insignia del mercado de las prensas. Ahora, sin embargo, la tecnología servo con accionamientos eléctricos, que responde a la demanda de mayor eficiencia y flexibilidad y un menor consumo de energía, está adquiriendo una importancia creciente.

A diferencia de otros tipos de máquinas, como las máquinas de procesamiento CNC, hay máquinas como las servoprensas que no están totalmente integradas en las normas de seguridad. En el caso de las máquinas CNC los requisitos sobre actuadores de seguridad ya se han incorporado a las normas, lo que apoya el compromiso ideal que se busca entre seguridad y eficiencia. Por supuesto, existen estados operativos definidos que permiten al operario acceder a la máquina, pero el movimiento de los actuadores debe estar supervisado y limitado. En las servoprensas seguimos empleando los valores empíricos obtenidos del sector CNC. En este caso, basándonos en principios existentes procedentes de las normas y la experiencia, así como los reglamentos aplicables, incluidos los relativos a prensas, ha sido posible definir nuevos y mejores conceptos para máquinas. Esto también permitiría que se produjera la transición a nuevas tecnologías. Para que las ventajas de la tecnología de accionamientos y automatización se puedan aprovechar totalmente en una prensa, debemos replantearnos la forma de entender la tecnología de seguridad.

Los servoaccionamientos permiten controlar las velocidades, las fuerzas y los pares generados de manera más precisa y dinámica y en estado no acoplado, lo que permite lograr perfiles de movimiento de fuerza ideales. Todo ello redunda en procesos optimizados en aspectos como los grosores de los materiales y el comportamiento de flujo, especialmente al trabajar con piezas de geometrías complejas. Los procesos de conformado se optimizan, la calidad mejora y los residuos se reducen al mínimo. Y, además, a diferencia de las prensas hidráulicas, por ejemplo, el entorno de producción y la pieza de fabricación permanecen libres de residuos grasientos.

En las prensas convencionales, el equipamiento con nuevas máquinas al cambiar de un proceso de producción a otro suele consumir demasiado tiempo, ya que las levas requieren ajustes mecánicos. Con las servoprensas no existe esta necesidad y la prensa se puede reajustar directamente desde el programa de control. Gracias a la supervisión de velocidad segura, la tecnología Motion Control de Sick permite poner en marcha y probar el nuevo programa de control con un nivel mínimo de riesgo y en momentos en que el dispositivo de protección esté desactivado. La reducción consiguiente de los tiempos de equipamiento con herramientas permite incrementar la eficiencia de la máquina, especialmente en lotes de producción más pequeños.

La tecnología de seguridad, complementada por la tecnología de accionamientos seguros Motion Control de Sick, desempeña un papel importante en este sentido. “Acceder a una zona peligrosa de la máquina ya no produce su apagado y posterior reinicio de forma automática, lo que, a su vez, permite reducir los residuos materiales”, añade Mathias Ams.

“Sick se esfuerza constantemente para satisfacer los requisitos del accionamiento de la mejor manera posible, con el objetivo de incrementar la productividad, la eficiencia energética y, sobre todo, la seguridad en los procesos de producción”, subraya Mathias Ams. La supervisión de seguridad ha evolucionado de una cortina fotoeléctrica de seguridad o un interruptor de seguridad a un concepto de seguridad integral que abarca la función de accionamiento en el controlador de seguridad. Esto permite utilizar las máquinas de forma eficiente durante el mantenimiento, el servicio y la producción.

Gracias a conceptos innovadores de tecnología de seguridad, Motion Control le permite supervisar el movimiento de una máquina en cualquier momento. Y, además, es posible combinar todas las señales de los actuadores y sensores de seguridad.

Sick ofrece algo más que soluciones para el sector de la tecnología de seguridad: también suministra todos los componentes adicionales, como sensores o encoders, para toda la máquina. Drive Monitor FX3-MOC0 se combina con el controlador de seguridad Flexi Soft de SICK en la supervisión de prensas. Esto significa que es posible supervisar todos los tipos de accionamientos, con independencia del fabricante y conforme a los requisitos de mercado y tecnológicos regionales. Drive Monitor es capaz de supervisar de forma segura señales de realimentación de motores existentes y cualquier encoder presente, así como de integrar señales de plausibilidad del controlador del proceso. Gracias a la precisión con que se supervisan los movimientos, es posible utilizar esta información para determinar si existe un riesgo real para el operario de la máquina al acceder a una zona peligrosa. Esto significa que se evitan las paradas no deseadas, los tiempos de ciclo son más cortos y aumentan la disponibilidad y la productividad. La carrera de retorno se puede supervisar de forma segura, ya que no se produce ningún movimiento peligroso y se puede acceder a la zona peligrosa antes de que finalice el ciclo.

La combinación de funciones de accionamiento seguras y la ventaja de contar con toda la información disponible del proceso permite optimizar funciones de prueba como las pruebas de freno mecánico. “Combinar estas optimizaciones independientes en el proceso de producción permite acortar los tiempos de ciclo un 25% o más”, explica Mathias Ams.

El motivo por el que Drive Monitor es idóneo para servoprensas queda demostrado por la variedad de funciones de seguridad de accionamiento en IEC 61800-5-2. Estas abarcan desde (safe stop 2, SS2), (safe operating stop, SOS) y (safely limited speed, SLS) hasta (safe direction, SDI).

El uso de estas funciones en combinación con las señales de sensores y de procesos abre la puerta al uso ideal de las innovaciones tecnológicas que ofrece la tecnología de accionamiento y control. Por ejemplo, cuando se activa un dispositivo de protección como una cortina fotoeléctrica, se dispara una parada SS2. La prensa se detiene de forma eléctrica en vez de mecánicamente y el ciclo puede continuar inmediatamente sin la necesidad de volver a establecer la referencia del sistema. SDI es la función básica que permite acceder por el punto peligroso de la prensa en caso de herramientas con carrera de retorno, lo que reduce los tiempos de ciclo. Estos son sólo algunos ejemplos que demuestran el amplio potencial de esta tecnología. PSDI representa una manera eficiente de operar una prensa, ya que el control del ciclo ya se ha iniciado cuando se accede a la prensa. Las prensas convencionales utilizan mecanismos de conmutación por levas para control de PSDI, que ya no están disponibles en las servoprensas modernas. Esta es otra área en que Drive Monitor puede desplegar todo su potencial, ya que la supervisión del movimiento se puede utilizar para derivar señales de conmutación para control de PSDI, sin necesidad de sensores adicionales.

Puesto que Drive Monitor es capaz de supervisar una gama de accionamientos increíblemente amplia, es muy sencillo trasladar estos conceptos de los accionamientos eléctricos a los hidráulicos. Esto permite un alto grado de flexibilidad y, por tanto, también de independencia al seleccionar fabricantes y conceptos de accionamientos adecuados.

Sick lleva muchos años contribuyendo al desarrollo del sector de las máquinas-herramienta gracias a sus innovadoras soluciones con sensores inteligentes. En lo que respecta a las fresadoras CNC, a las máquinas-herramienta de corte y también a las prensas y, en particular, las servoprensas, Sick ya ha logrado satisfacer una buena cuota de los requisitos con sus conceptos de seguridad y su seguridad de accionamientos.

Las servoprensas ya combinan las ventajas de las prensas mecánicas convencionales, como la productividad y el tiempo de ciclo, con las ventajas de las prensas hidráulicas, como la precisión y la flexibilidad; y a buen seguro estas ventajas serán una constante en el futuro. Los conceptos de seguridad integrada permiten lograr mejoras notables en términos de disponibilidad y productividad de la máquina y calidad de las piezas, además de mejorar la eficiencia energética y satisfacer los requisitos definidos por las tendencias del mercado.

Junto con Drive Monitor, el controlador de seguridad Flexi Soft de Sick ofrece una gran cantidad de ventajas, las cuales incluyen un atajo rápido para aplicaciones donde existe una corta distancia hasta el punto de peligro y también procesamiento de señales seguras y no seguras.

En el futuro, esto implicará una eficiencia de procesos óptima y ventajas tanto para el sector como para los clientes finales. “Con el módulo de seguridad de accionamientos Drive Monitor, quedará libre de las ataduras de un fabricante concreto de ejes, ahorrará tiempo de ingeniería y mejorará al máximo la productividad y la eficiencia energética”, afirma Mathias Ams.