La conectividad y la automatización, claves hacia una productividad sostenible

Dic 26, 2023 admin Gestión y Mejora Continua, Más Industria 0

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Con  tecnología que está en el corazón de cada proceso de producción industrial,  EMO Hannover, la feria líder mundial en tecnología de producción, enfocada al corte y conformado de máquinas herramienta, sistemas de fabricación, herramientas de precisión, manipulación automatizada de materiales, tecnología informática, electrónica industrial y accesorios, presentó en su edición 2023 –a  través de unos 1,800 fabricantes de 42 países— toda la gama de tecnología de producción moderna, incluyendo tecnologías inteligentes de toda la cadena de valor, con las más recientes innovaciones. Exhibió las máquinas más modernas, así como soluciones técnicas eficientes, servicios relacionados con los productos y métodos de producción sostenibles entre otros.

Heiko Blech y Timo Rinschede*

FRANKFURT, Alemania (26/12/2023).-  La producción automatizada, la sostenibilidad y la interconexión de máquinas con otros sistemas de producción son la respuesta a la escasez de trabajadores calificados que está afectando a todas las industrias, incluyendo la del metal. Por ello, prolifera entre los fabricantes la incorporación de soluciones de automatización adecuadas a sus máquinas herramientas así como la puesta en marcha de soluciones digitales en las instalaciones de producción. La captura de datos de producción representa la base para documentar y monitorear los procesos de producción. Esto se aplica no sólo a la calidad de los productos fabricados, sino también a su huella ecológica.

Por ello, una vez más en este año que concluye,  la EMO Hannover 2023 –feria líder en tecnología de producción— que se realizó del 18 al 23 de septiembre, bajo el lema “Innovate Manufacturing” o “Fabricación Innovadora” presentó los temas clave para una producción automatizada y sostenible –que son, precisamente, la conectividad, la sostenibilidad y la automatización— con un gran número de importantes novedades que darán forma y cambiarán la perspectiva del trabajo del metal en los próximos años.

Así, en la EMO –marca registrada por la Asociación Europea de Máquinas-Herramienta Cecimo y organizada por la VDW (Asociación Alemana de Fabricantes de Máquinas-Herramienta), con sede en Frankfurt am Main, Alemania—, en su edición 2023, visitantes provenientes de los principales sectores industriales –incluida la construcción de máquinas e instalaciones, la industria automovilística y los proveedores de piezas, las tecnologías aeroespaciales, la ingeniería de precisión y la óptica, la construcción naval, la ingeniería médica, la fabricación de herramientas y moldes, el acero y la construcción ligera— pudieron disfrutar de la gran muestra en la que muchos de los expositores –alrededor de 1,800 fabricantes de tecnología de producción de 42 países— abordaron el tema de la sostenibilidad en el evento.

Establecer y mantener contactos e incorporar nuevas ideas de empresas emergentes también son de fundamental importancia para la orientación futura del sector y ahora, notablemente, se concede más importancia a la formación inicial de los empleados jóvenes y a la formación continua del personal existente, aspectos con los que pudieron estar en contacto los visitantes al evento.

Con base en que el objetivo principal de EMO Hannover es el corte y conformado de máquinas herramienta, sistemas de fabricación, herramientas de precisión, manipulación automatizada de materiales, tecnología informática, electrónica industrial y accesorios, a continuación se presentan los aspectos más destacados de los distintos temas de la EMO Hannover 2023, que ilustran no sólo el potencial innovador de las empresas, sino también la diversidad de los temas relevantes.

Máquinas herramienta y componentes conectados en red: requisitos clave para la automatización

El mayor expositor de la EMO Hannover 2023 fue DMG Mori de Bielefeld, Alemania. El fabricante germano-japonés presentó sus novedades en su propia sala de exposiciones: DMG Mori City. La cartera de productos de DMG Mori incluye sistemas de todos los tamaños. Entre las 39 máquinas expuestas se encontraban varios estrenos mundiales. DMG Mori presentó su INH 63, una máquina-herramienta para el mecanizado en 5 ejes de piezas de hasta 1.000 kg. El sistema de refrigeración y lubricante está diseñado para un funcionamiento especialmente respetuoso con los recursos y sostenible. La máquina ha sido especialmente diseñada para integrarse en sistemas de producción automatizados. Lo mismo se aplica a una de las nuevas soluciones de automatización de la empresa: el sistema de pálets PH Cell 800, flexible y ampliable, que está especialmente diseñado para conectarse a máquinas herramienta DMG Mori. Puede insertar automáticamente piezas de trabajo en la máquina y luego retirarlas posteriormente.

La tendencia hacia una producción altamente flexible y no tripulada también se refleja en el sistema de robot autónomo UH-AMR 2000, que también estuvo presente. Las plataformas se mueven de forma autónoma y pueden transportar piezas en bruto, piezas terminadas, contenedores de virutas y herramientas según sea necesario. También hay un robot montado en la plataforma; puede cargar piezas de trabajo y herramientas directamente en la máquina. En el ámbito de la digitalización, DMG Mori presentó su nuevo sistema CelosX, que facilita la gestión de los datos de producción orientada al proceso. Gracias a la integración de la solución en la nube Xchange, también puede evaluar estos datos en diferentes máquinas.

La empresa Heller, con sede en Nürtingen, presentó su nueva máquina F6000, el primer centro de mecanizado de la serie F de 5 ejes. La nueva máquina incluye varias características innovadoras. La mesa giratoria que sostiene la pieza de trabajo constituye el componente central de la máquina. El motor de alto par también permite su uso para operaciones de torneado. Heller sigue así la tendencia hacia el mecanizado completo en una sola máquina, eliminando la necesidad de volver a fijar.

Como complemento al programa de desarrollo general, un transportador de virutas extra ancho evita tiempos de inactividad por atascos de virutas, incluso en el funcionamiento autónomo. La máquina está controlada por un sistema de control de máquina Siemens One que cuenta con una gran pantalla de 24 pulgadas.

El sistema Heller Service Interface Global (HSI-Global) detecta el desgaste de husillos y ejes mediante ciclos de prueba especiales, evitando la necesidad de intervenciones laboriosas por parte de los técnicos. Esto permite planificar con antelación el mantenimiento, que requiere mucho tiempo y dinero, y reducir al mínimo los tiempos de inactividad.

Index, con sede en Esslingen, Alemania, exhibió su G300/G320, un sistema de máquina-herramienta modular libremente configurable. Entre las opciones se incluyen husillo principal y contrahusillo, husillos de fresado, así como varios revólveres de herramientas y lunetas de libre elección. El almacén de herramientas integrado se puede ampliar conectando una unidad externa; esto permite lograr largos tiempos de operación sin necesidad de recargar herramientas.

Como casi todos los fabricantes de máquinas herramienta, Index también ha añadido un sistema de automatización integral para complementar sus máquinas herramienta. La celda robótica iXcenter es compatible con el G300/G320 e incluye no solo un robot para cargar y descargar piezas de trabajo, sino también celdas para inspección, limpieza, desbarbado, marcado láser y almacenamiento automáticos.

WFL de Linz, de Austria, exhibió su máquina-herramienta M80X Millturn bajo el lema Clamp Once – Machine Complete. Puede mecanizar componentes grandes con un diámetro de hasta 1.000 mm y es un excelente ejemplo de la serie WFL Millturn. Los centros de mecanizado Millturn pueden realizar procesos de mecanizado convencionales, como torneado y fresado (mecanizado con filos de corte definidos geométricamente, según DIN 8589-0) en una sola máquina. Sin embargo, la máquina también incorpora una unidad de rectificado, que incluye una unidad de rectificado de muelas. En una sola máquina se pueden realizar en total más de 20 ciclos tecnológicos, incluida la perforación profunda y la producción de engranajes interiores. También incluye un control de calidad basado en una sonda de medición en la propia máquina, completando el concepto de WFL de mecanizado completo sin necesidad de sujeción en una sola máquina.

Otro fabricante que presentó en su estand sus últimas soluciones de automatización fue Grob-Werke, de Mindelheim, Alemania, que exhibió el centro de mecanizado/torneado de 5 ejes G550T, con el sistema de almacenamiento de paletas rotativo PSS-R900 conectado a él. Esto ayuda a los usuarios a implementar operaciones no tripuladas. Grob-Werke también presentó un sistema de transporte sin conductor (AGV – Automated Guided Vehicle) que puede alimentar diversas máquinas herramienta mediante el transporte tanto de piezas como de herramientas. El vehículo de conducción sobre suelo puede utilizarse en un entorno humano y desplegarse como parte de un sistema de flota.

El fabricante australiano de rectificadoras Anca viajó a la EMO Hannover 2023 para presentar varios estrenos mundiales. Su innovación más importante se dio en el campo de la producción de herramientas ultra precisas. La serie FX Ultra de Anca está diseñada específicamente para rectificar herramientas extremadamente pequeñas con diámetros desde 0,1 mm. Para lograrlo, se implementó un sistema de control especial con una resolución de eje de hasta el rango nano. Otras medidas para mejorar la precisión incluyen la compensación de temperatura de la máquina y la compensación de concentricidad del husillo. Estos permiten alcanzar niveles de precisión de hasta 0,002 mm. Otro estreno mundial de Anca fue un sistema para el redondeado industrial de los filos de fresas. Los filos de corte redondeados con precisión ayudan a prolongar la vida útil de las herramientas de fresado. El sistema de redondeado de filos EPX-SF permite preparar herramientas de fresado en la producción en serie. Estos desarrollos se complementan con un completo sistema de automatización que facilita procesos de producción completamente desatendidos, incluso durante periodos de tiempo más largos.

Keba, un fabricante de soluciones de automatización de Lahnau, Alemania, presentó una serie de innovaciones. De particular interés para los visitantes fue Force Feedback Touch, un panel de control para sistemas de producción que captura fuerzas hápticas o de contacto activo y puede brindar retroalimentación háptica definida por el usuario. Esto permite al operador concentrarse en el área de la máquina y no dividir su atención entre el panel del operador y la tarea de mecanizado, como suele ser el caso. Esta solución combina paneles multitáctiles con botones convencionales, potenciando así su facilidad de uso y mejorando la seguridad. Keba también presentó un nuevo enfoque para los cojinetes de husillo que permite movimientos del husillo en cinco ejes: el husillo de perforación LeviSpin con cojinetes magnéticos. Estos movimientos incluyen oscilaciones para optimizar la rotura de virutas y movimientos de compensación en caso de desviaciones. El husillo también registra las fuerzas del proceso con la máxima resolución, que luego puede usarse para identificar irregularidades del proceso y desgaste de las herramientas. En general, este enfoque innovador puede aumentar la tasa de eliminación de metal, reducir el desgaste de las herramientas y mejorar la calidad del mecanizado.

La empresa japonesa THK, un experto consolidado y pionero en tecnología lineal utilizada en máquinas herramienta y en la industria del embalaje, presentó su guía de movimiento lineal superior en la EMO Hannover 2023. Existe una demanda constante de acortar los tiempos de proceso, lo que a su vez requiere velocidades más altas de los componentes de producción. La guía LM de súper alta velocidad FHS con su velocidad máxima de 15 m/s fue desarrollada especialmente para este propósito y también está diseñada para altas velocidades durante períodos de uso más prolongados.

Sostenibilidad e innovación técnica en herramientas y tecnología de sujeción

La empresa Ceratizit, de Austria, presentó en la EMO Hannover 2023 productos pioneros en el campo de la sostenibilidad. Al inicio de la feria, Ceratizit anunció que informaría la huella de carbono de todos sus productos con efecto inmediato; esto permitiría a sus clientes tomar medidas preventivas destinadas a cumplir todos los requisitos reglamentarios relacionados con el seguimiento de las emisiones individuales. Estos incluyen las huellas de CO2 de todas las materias primas, así como de los procesos de producción utilizados en la fabricación de las herramientas. También se mostraron innovaciones en herramientas. El cabezal de fresado Maximill cuenta con refrigeración de flanco integrada e inserciones indexables; El cabezal de fresado se compone de un cuerpo básico fabricado aditivamente con canales de refrigeración internos. Esto garantiza una humectación uniforme de las superficies libres del filo y, por lo tanto, ayuda a prolongar la vida útil de la herramienta, al tiempo que facilita mayores parámetros de corte.

Oerlikon Balzers, la empresa experta en recubrimientos de Liechtenstein, presentó en el evento de Hannover su nuevo recubrimiento Balinit Mayura ta-C para el procesamiento de materiales no ferrosos como aluminio, polímeros y cobre. Se caracteriza por sus altos niveles de dureza y suavidad, pero es más fino que otros sistemas de recubrimiento comparables en el mercado. Esto permite lograr bordes de corte más afilados. Estudios ejemplares han demostrado que las propiedades del recubrimiento pueden reducir el desgaste al perforar aluminio en un 20%.

La transición a los vehículos eléctricos requiere la adaptación de herramientas y conceptos de herramientas. Sobre todo, el cambio de motores de combustión a sistemas de propulsión sostenibles reducirá el número de componentes. Al mismo tiempo, provocará cambios en el tipo y la forma de los componentes y los requisitos asociados. Algunas bandejas de batería y cajas de engranajes requieren, por ejemplo, el mecanizado de piezas de trabajo más grandes. Al mismo tiempo, se utilizan cada vez más carcasas de aluminio de paredes delgadas.

Mapal de Aalen, firma con sede en Alemania, se posicionó en EMO como un proveedor completo de herramientas para el mecanizado de componentes de vehículos eléctricos. En su estand se presentó un ejemplo ilustrativo del eje motor de un coche eléctrico, mostrando las herramientas necesarias para su fabricación. El fabricante de herramientas también presentó su herramienta de perforación Mega-Deep-Drill-Steel para la perforación profunda y eficiente de acero y materiales fundidos con longitudes de hasta 40 veces su diámetro. Lo que hace que esta broca sea excepcional es su filo coronado y sus cuatro chaflanes guía. Como innovación técnica, los diámetros de los canales de refrigeración de la broca son un 20% mayores, lo que reduce el desgaste de la herramienta y mejora la evacuación de la viruta.

Al inicio de la EMO Hannover 2023, el especialista japonés en herramientas de roscado OSG presentó una innovación especial en herramientas. El formador de roscas GreenTap tiene un diseño de herramienta único que se desarrolló utilizando métodos CAE. La nueva forma maximiza la estabilidad de la herramienta, la resistencia a la fractura y la estabilidad del filo. Genera niveles de torque y fuerzas axiales más bajos durante el mecanizado que, en combinación con un efecto de enfriamiento mejorado y una fricción reducida, pueden extender significativamente la vida útil de la herramienta. Además, los machos de roscar de la serie GreenTap se fabrican mediante un nuevo proceso de producción que reduce a la mitad el consumo de energía durante la producción. Esto mejora las credenciales de sostenibilidad de la herramienta tanto durante la fabricación como posteriormente durante su uso.

Como uno de los mayores fabricantes de herramientas de corte, Iscar de Israel presentó varias innovaciones en herramientas de precisión. En el evento de 2023, la atención se centró en la fresa de escuadrado Heli3Mill y la fresa de avance rápido Micro3Feed, que están diseñadas como fresas de plaquita intercambiable. Las fresas están disponibles en diámetros de 6 y 8 mm respectivamente. Las plaquitas intercambiables anteriores sólo podían utilizarse para herramientas de fresado de mayor diámetro. Esto mejora la eficiencia de costos y recursos en comparación con las herramientas de carburo sólido. Además, se elimina la necesidad de reafilado y la costosa logística que esto implica.

Schunk de Lauffen a.N., de Alemania, expuso en la EMO diversas soluciones de automatización para la tecnología de sujeción y agarre. Los ejemplos incluyen sistemas de sujeción de punto cero con detección de estado eléctrico y bloques de sujeción eléctricos con detección de posición de las mordazas. Schunk también presentó un mandril de expansión hidráulico con tecnología de sensores en tiempo real. Estos productos están conectados digitalmente en red y pueden incorporarse a un sistema de producción automatizado que integre el proceso y el seguimiento de la calidad. También se mostraron mejoras mecánicas, como el primer dispositivo de sujeción poligonal resistente al refrigerante. Esta extensión de herramienta permite llegar a zonas bajas y difíciles del componente con las herramientas existentes.

Haimer de Igenhausen, firma oriunda de Alemania, presentó una primicia mundial en el campo de los dispositivos de sujeción con su nuevo sistema Hybrid Chuck. Combina mandriles de expansión hidráulica y mandriles de ajuste por contracción, obteniendo así las ventajas de ambos sistemas. El producto patentado ofrece la alta fuerza de sujeción y la precisión de un mandril retráctil combinadas con las propiedades de amortiguación de vibraciones de un mandril de expansión hidráulica. Haimer también presentó diversas soluciones de automatización. Entre ellas, llamó especialmente la atención la célula de retractilado automático Automation Cube One. La célula del robot se utiliza para encoger y desencoger, así como para herramientas de medición; también añade un sistema de refrigeración. Herramientas con diferentes soportes y diámetros se someten al proceso sin necesidad de interacción humana. A continuación, los datos de la herramienta pueden transferirse a la máquina-herramienta e introducirse en el sistema de gestión de herramientas.

En la EMO de este año, el fabricante de dispositivos de sujeción Römheld de Laubach, de Alemania, demostró cómo también la tecnología de sujeción se vuelve digital. Muchos de los dispositivos de sujeción expuestos, como abrazaderas de palanca, abrazaderas giratorias y abrazaderas de orificios, no solo sujetan las piezas de forma segura en su lugar, sino que también pueden detectar mediante sensores el estado exacto de sujeción y mostrarlo a través de elementos de visualización o interfaces como IO- Enlace. Esto permite detectar y rectificar errores en el proceso de producción antes de que se produzcan paradas de producción. Römheld ha presentado una versión pequeña de una pinza giratoria eléctrica que puede encargarse de tareas de sujeción en espacios reducidos. El accionamiento eléctrico no requiere ningún otro aparato aparte de una alimentación de 24 V. Puede aplicar una fuerza de sujeción de hasta 2,7 kN a la pieza de trabajo a pesar de su tamaño compacto. Römheld también demostró que es posible optimizar los dispositivos de sujeción clásicos, como el tornillo de banco. El tornillo de banco UC125 aplica la fuerza de sujeción a las mordazas de sujeción desde arriba y así logra un alto grado de precisión dimensional que no se puede garantizar con los tornillos de banco convencionales.

AMF Maier de Fellbach , de Alemania, también demostró cómo las tareas que realizan hoy en día los dispositivos de sujeción van mucho más allá de la simple sujeción de piezas de trabajo. La solución de automatización basada en robots del fabricante combina la sujeción automática de piezas de trabajo con el almacenamiento. AMF ha creado una solución completa en un espacio pequeño garantizando una coordinación óptima del sistema general. Además de la sujeción automatizada, este año en el stand de AMF Maier también se destacó la fijación de piezas con geometrías complejas. La llegada de la impresión 3D y las topologías de piezas optimizadas mediante inteligencia artificial (IA) significa que ahora es necesario asegurar piezas que son imposibles de sujetar firmemente con dispositivos de sujeción convencionales. El sistema de sujeción modular de AMF Maier consta de más de 100 elementos diferentes que se pueden utilizar para crear configuraciones de sujeción personalizadas para cualquier geometría de pieza de trabajo.

Tecnología de medición y prueba inteligente y de alta precisión

Las crecientes exigencias en términos de calidad del producto y sostenibilidad requieren una gama completa de tecnología de medición y prueba en las distintas etapas de producción. Esta tendencia también se hizo evidente entre los expositores de la EMO Hannover 2023, que presentaron métodos que son más rápidos y ofrecen cada vez mayor precisión y automatización para realizar una amplia gama de tareas de medición y análisis.

Zeiss, de Oberkochen, en Alemania, ha desarrollado Scanbox Serie 5, que es una solución de automatización que incluye un escáner 3D. En el Scanbox se pueden medir varios componentes simultáneamente; las secuencias de medición se ejecutan automáticamente y se adaptan a los elementos específicos que se están midiendo. El cliente puede entrenar el sistema utilizando una función SmartTeach. El alto grado de automatización del control de calidad ayuda a ahorrar costes y tiempo y garantiza altos estándares de calidad. Además, Zeiss presentó Zeiss Prismo, una nueva generación de máquinas de medición por coordenadas que pueden tomar medidas más rápidamente y consumir significativamente menos energía. Para ello se desarrollaron nuevos parámetros de escaneo, y Zeiss integró una unidad de control inteligente y un PowerSaver para una mayor eficiencia energética.

Con un enfoque integral, Pro-Micron, con sede en Kaufbeuren, Alemania, abordó diversos problemas en las áreas de torneado, fresado, taladrado, escariado y rectificado. La empresa ha desarrollado un sistema que utiliza un portaherramientas –spike_mobile— o un accesorio de husillo –spike_inspindle— para registrar las fuerzas del proceso y evaluar los datos. Las fuerzas y momentos resultantes de los procesos se pueden registrar detalladamente por separado y asignar a cada filo de corte de la herramienta. Esto permite detectar el desgaste de la herramienta en una etapa temprana, proporcionando información sobre la calidad de la pieza resultante. El procesamiento y la evaluación de datos ayudan a predecir la calidad durante la producción y también se pueden utilizar para crear un gemelo digital. La identificación temprana de fallos en las herramientas permite evitar rechazos e implementar optimizaciones de procesos basadas en datos reales.

Hasta ahora, las ruedas dentadas se sometían a controles estadísticos por muestreo mediante un sensor táctil. La empresa estadounidense Gleason Corporation presentó en la EMO de Hannover un sistema de inspección automatizado para la medición completa de engranajes mediante escaneo láser para analizar la ondulación del perfil y el avance. Esto significa que cada marcha se puede comprobar individualmente para ver si está dentro de la banda de tolerancia. Estos requisitos son cada vez más comunes debido al cambio a los vehículos eléctricos. El ruido del motor ahora es mínimo, lo que hace que las señales acústicas restantes pasen a primer plano, que luego pueden percibirse como molestas. Se requieren inspecciones completas de los engranajes. La evaluación posterior de la nube de puntos proporciona información sobre posibles desviaciones dimensionales. Esto último puede provocar ruidos no deseados durante el funcionamiento del vehículo.

Para garantizar la máxima precisión en la fabricación de herramientas, la empresa suiza Walter, que forma parte del United Grinder Group, ha desarrollado el sistema de medición óptico más preciso del mundo, Helicheck Nano, para medir herramientas de fresado. La repetibilidad de menos de un micrómetro no tiene precedentes. Todo el proceso de medición es completamente automático, lo que permite que incluso los no especialistas utilicen el Helicheck Nano con su sencilla interfaz gráfica. Se puede utilizar junto con una celda de automatización, lo que permite la medición automatizada de paletas de herramientas completas.

Conectividad, digitalización y automatización

El proyecto IIP Ecosphere presentó los resultados de tres años y medio de trabajo en su estand del Área Futuro de la Conectividad. El objetivo del proyecto faro financiado por BMWK era facilitar el uso de la inteligencia artificial en la producción. El socio del proyecto VDW (Asociación Alemana de Fabricantes de Máquinas-Herramienta) brindó apoyo, especialmente en el área de estandarización, y con Umati se aseguró de que en el proyecto se cumplieran los requisitos de la industria de máquinas-herramienta. Un resultado clave del proyecto es una plataforma IIoT abierta. La plataforma se basa en estándares abiertos, puede utilizarse independientemente de los fabricantes y está concebida para complementar los recursos y sistemas existentes. Las soluciones IIoT actualmente disponibles, se pueden integrar en la plataforma, que admite de forma nativa el uso de IA. Las empresas tienen un alto grado de control sobre el sistema, ya que es altamente configurable. Un demostrador de plataforma en el stand de la feria mostró un ejemplo de control de calidad visual basado en cobots, identificación de componentes y monitoreo de condición. Todo estaba completamente integrado en la plataforma IIoT. La innovación clave fue la capacidad de la plataforma no sólo de distribuir los modelos automáticamente a diferentes dispositivos periféricos y PC industriales, sino también de actualizarlos de forma flexible según sea necesario. Está previsto que la plataforma siga funcionando en el futuro con el nombre de Oktoflow. Otro desarrollo del proyecto Ecosphere es un sistema de asistencia que apoya a los operadores de máquinas en la parametrización y seguimiento de los procesos de mecanizado, abarcando no sólo el torneado y el fresado clásicos, sino también procesos complejos como el biselado de engranajes para la producción de engranajes. Otro punto destacado fue el simposio de clausura del IIP-Ecosphere, que también se celebró durante la EMO Hannover. Un tema clave aquí fue la mejora de la disponibilidad de datos en el entorno de producción. Se presentaron varios enfoques prometedores, incluido el concepto de aprendizaje federado y la generación de datos de imágenes sintéticos.

Spanflug, una empresa con sede en Munich, Alemania, presentó su solución de software “Spanflug make”, que simplifica el proceso de creación y envío de cotizaciones para las empresas. Se trata básicamente de un sistema de gestión de ofertas y pedidos. El software también puede evaluar automáticamente los archivos CAD cargados y así proporcionar una estimación inmediata de la complejidad y los costos de producción. Esto reduce significativamente el tiempo y el esfuerzo involucrados en la preparación de cotizaciones. La plataforma “Spanflug buy” utiliza esta tecnología para ofrecer no sólo soluciones internas, sino también una plataforma de adquisiciones donde los clientes pueden cargar sus archivos de diseño y recibir una oferta vinculante. A continuación, Spanflug se encarga de realizar el pedido a uno de los más de 5,000 fabricantes contratados afiliados en Alemania y Austria, garantizando así el cumplimiento de los estándares de calidad y los plazos de entrega.

Umati, la iniciativa entre fabricantes para la comunicación estandarizada de datos de máquinas, hizo su primera aparición importante en la EMO Hannover 2019. Actualmente se utiliza ampliamente. Sobre la base técnica de OPC UA, umati conecta no sólo máquinas herramienta, sino también sistemas de todos los sectores de la tecnología de producción. Las especificaciones complementarias de OPC UA para diferentes tipos de dispositivos están organizadas por VDW y VDMA.

En el futuro, la cooperación con la iniciativa MT-Connect con sede en Estados Unidos ampliará aún más la funcionalidad y compatibilidad de umati. Utilizando umati, se demostró la comunicación directa de datos de máquinas a través de OPC UA al Asset Administration Shell (AAS) junto con la Industrial Digital Twin Association (IDTA) y el Instituto de Tecnología de Control de Máquinas Herramientas y Sistemas de Fabricación (ISW) de la Universidad de Stuttgart. VDW, VDMA y Deutsche Telekom también pudieron demostrar la versatilidad de umati con otros socios. Aquí se implementó una sala de datos federada para el intercambio de datos utilizados para controlar la vida útil de las herramientas de corte como prototipo de referencia para la iniciativa Manufacturing-X del gobierno alemán.

Fanuc, el proveedor japonés de sistemas de control, robots y máquinas, tuvo su propio stand en el evento, pero también participó en muchos otros stands. Gran interés despertaron los cobots o robots colaborativos  de la serie CRX, con su capacidad de carga máxima de 30 kg. Se trata de soluciones de automatización ideales, por ejemplo en combinación con máquinas herramienta y sistemas de carga y descarga, paletizado y control de calidad. Son fáciles de controlar y no requieren conocimientos de programación, lo que los convierte en propuestas atractivas para quienes utilizan robots por primera vez. Por tanto, los cobots representan una forma eficaz de combatir la escasez de trabajadores calificados y pueden utilizarse en entornos humanos. Los sensores en cada eje detectan colisiones inminentes con personas u objetos y detienen cualquier movimiento posterior. Los movimientos guiados por par también permiten a los cobots compensar las tolerancias en la pieza de trabajo y el entorno y asumir tareas de coordinación de las personas. Los robots también se pueden actualizar con un sistema de sensores de visión, lo que aumenta aún más la gama de aplicaciones. En resumen, los cobots representan una nueva tendencia importante en la tecnología de producción. Pueden ayudar a aumentar significativamente el grado de automatización en diversas tareas de procesamiento.

Con la nueva serie de husillos UH, GMN de Núremberg, Alemania, persigue una mayor eficiencia energética y apuesta decididamente por la digitalización. Por primera vez, el variador funciona con un motor síncrono, lo que ofrece un rendimiento superior y bajas temperaturas de funcionamiento. La alta densidad de potencia y el diseño compacto permiten acomodarlo en un espacio de instalación pequeño; también se pueden alcanzar velocidades máximas con una mayor rigidez dinámica y un funcionamiento suave. Otros aspectos importantes son la adquisición de datos y la interfaz digital IO-Link. La adquisición y evaluación integrada de datos se puede lograr utilizando el sistema integrado Idea-4S. Se trata de un sistema electrónico que puede integrarse en los husillos y conectarse bidireccionalmente a todos los controladores de la máquina a través de IO-Link. También se utilizan sensores en los husillos para registrar la temperatura, la velocidad, la sujeción de la herramienta, las vibraciones y el desplazamiento axial. Estos valores del proceso del husillo pueden luego transmitirse al control de la máquina y a las redes de producción.

Soluciones técnicas para una mayor sostenibilidad en la producción

La sostenibilidad está ganando importancia no sólo en la industria en general, sino también en la industria de la máquina-herramienta en particular. Por ello, uno de los Future Insights se centró en la sostenibilidad en la producción. El aumento de los costes energéticos es un factor importante en este caso, pero también lo es el hecho de que cada vez más empresas manufactureras desean mostrar a sus clientes cuántos recursos utilizan en su producción. El funcionamiento de máquinas herramienta y sistemas de producción puede hacerse sostenible mediante diversos métodos. Las principales medidas que ya ofrecen la mayoría de los fabricantes incluyen la medición del consumo de energía, que proporciona un conjunto de información que puede utilizarse para el funcionamiento de la máquina con ahorro de energía. Apagar unidades individuales cuando no son necesarias también ayuda a reducir significativamente el consumo de energía en espera. También se utiliza cada vez más un filtrado optimizado del lubricante refrigerante, que permite un uso más prolongado y, por tanto, una eliminación menos frecuente.

En el área dedicada a la sostenibilidad, los expositores de la EMO Hannover mostraron los últimos avances para aumentar la sostenibilidad. El fabricante de armarios Rittal demostró cómo con un gemelo digital se puede optimizar el diseño de armarios no sólo en términos de funcionalidad, sino también en cuanto a su consumo de energía. El sistema LiquidMate de em Machines GmbH de Rahden analiza el consumo de lubricante refrigerante.

Los sensores permiten el monitoreo continuo de las concentraciones de ingredientes e impurezas durante la operación, y el sistema solo realiza cambios si es absolutamente necesario.

La exposición también incluyó una presentación de las investigaciones actuales en el Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT). Esto incluyó una demostración del desmontaje automático de motores eléctricos. Esta tecnología no sólo permite reciclar los diferentes materiales, sino que también permite reutilizar componentes intactos. Los conceptos de reciclaje mejorados forman la base de una economía circular ecológica.

Startups y formación: dos aspectos clave para mantener y aumentar la competitividad

El espectáculo especial de formación fue organizado por la Fundación para la Educación y el Desarrollo de la Juventud en Ingeniería Mecánica. Las empresas e instituciones educativas que participaron en la feria lanzaron la iniciativa para mostrar a los jóvenes las oportunidades de formación disponibles en ingeniería mecánica y así contrarrestar activamente la escasez de trabajadores calificados. Los estudiantes y aprendices pudieron hablar con representantes de la empresa en un área separada. Los participantes pudieron conocer los elementos típicos de una cadena de proceso al encargarles la tarea de construir un modelo de coche de Fórmula 1. Las piezas necesarias tuvieron que ser recogidas en los stands de las distintas empresas, donde también tuvieron la oportunidad de conocer más sobre las etapas de diseño y producción de los distintos componentes. El espectáculo también se complementó con un programa escénico. Todo el espectáculo especial de formación no recibió ninguna ayuda en forma de subvenciones y fue financiado por las propias empresas participantes.

El Startup Area organizado por VDW y VDMA ofreció a las empresas jóvenes, especialmente a las más pequeñas, la oportunidad de presentar sus productos y servicios en la EMO Hannover. Las ideas que surgen de empresas tan jóvenes tienen una gran demanda entre los proveedores establecidos. Los enfoques innovadores de las empresas emergentes se centraron principalmente en los aspectos digitales de la tecnología de producción. La gama de soluciones de software presentadas abarcó desde herramientas de simulación para la optimización de procesos hasta soluciones de plataforma destinadas a simplificar la planificación y las ventas.

Tetralytix GmbH de Hannover, Alemania, mostró varias soluciones para el desarrollo de herramientas y procesos digitales. Estos incluyeron la solución de simulación Toolyzer, que se puede utilizar para el rápido desarrollo y optimización de herramientas de corte y procesos de corte. Tetralytix presentó varios ejemplos de aplicaciones, como el análisis completo de procesos de biselado de engranajes multieje y la evaluación de la geometría de la pieza fabricada. Se calcularon los ángulos de movimiento de la herramienta sin colisiones para operaciones de rampa y fresado con taladro. La empresa también mostró cómo incluir en la simulación propiedades específicas de la máquina, como los límites de velocidad y aceleración de los ejes.

FoxBase GmbH de Düsseldorf, Alemania, ha desarrollado una plataforma de software que permite a las empresas digitalizar sus procesos de ventas basados ​​en el conocimiento con la ayuda de inteligencia artificial y hacerlos escalables. La herramienta permite a los clientes y al personal de ventas identificar productos, sistemas y servicios adecuados. El software identifica las necesidades individuales de los clientes a través de una interfaz de usuario interactiva y calcula recomendaciones de productos específicos. De este modo, el sistema elimina la necesidad de realizar largas consultas en las instalaciones del cliente. Esto acelera los procesos y reduce la presión sobre el departamento comercial.

La joven empresa Vibrocut, una spin-off del Instituto Fraunhofer de Máquinas Herramienta y Tecnología de Conformación, de Chemnitz, Alemania, mostró cómo su portaherramientas ultrasónico Vibrodrill puede hacer que las herramientas de perforación vibren a alta frecuencia. Tienen una frecuencia de aprox. 20 kHz y una amplitud de 10 a 20 µm. Los efectos positivos incluyen una fricción reducida, una vida útil más larga de la herramienta y un mayor potencial de parámetros de corte. La startup también ha desarrollado el portaherramientas Vibroturn, un sistema para procesos de torneado que funciona en el rango de baja frecuencia con frecuencias de 100 Hz y amplitudes de hasta 0,5 mm. El accionamiento se toma de la torreta del torno utilizado. La rotura de viruta durante el torneado representa a menudo un problema que puede mejorarse significativamente mediante el uso de oscilación de la herramienta, aumentando así la seguridad del proceso. La joven empresa ya ha vendido sus primeros productos y ahora pretende comercializar más ampliamente sus tecnologías innovadoras.

De esta forma, la EMO Hannover 2023 fue una demostración impresionante de cómo los proveedores de tecnología de producción están respondiendo a los desafíos económicos, técnicos y sociales actuales. Junto a la automatización y la digitalización, la sostenibilidad pasa cada vez más a primer plano. Las empresas responden a la demanda de una mayor eficiencia de costes y recursos y contrarrestan la escasez de trabajadores calificados. Además, están dando prioridad al refinamiento y optimización gradual de los sistemas y conceptos existentes.

Acerca de los autores:

Heiko Blech, M.Sc. (Maestro en Ciencias), Instituto de Ingeniería de Producción y Máquinas Herramienta (IFW), Universidad Leibniz de Hannover, Alemania.

Timo Rinschede, M.Sc. (Maestro en Ciencias), Instituto de Tecnología de Mecanizado, Technische Universität Dortmund, Alemania.

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