Por David Miller
Los transportadores son el caballo de batalla de la industria. Sin ellos, los materiales no podrían moverse del punto A al punto B, las líneas de productos se detendrían y la industria, como sabemos, sería inviable. De hecho, los transportadores son tan ubicuos que a menudo se dan por sentados, ya que muchos los consideran un mero engranaje rudimentario en el proceso de producción, en lugar de un lienzo potencial para la innovación.
Sin embargo, a medida que la Industria 4.0 allana el camino para un panorama industrial digital más interconectado, incluida la personalización masiva y la fabricación justo a tiempo, la demanda de una mayor flexibilidad tanto en la intralogística como en los espacios de fabricación significa que los sistemas de transporte se están observando con renovada atención.
“En el pasado, las cintas transportadoras solían ser una idea de último momento. La gente establecería líneas de producción y las cintas transportadoras se agregarían algún tiempo después solo para transladar materiales de un lado a otro ”, dice Bryant Boyd, ingeniero eléctrico senior de Bosch Rexroth. "Ahora vemos que las personas comienzan a especificar el sistema de transporte primero, y estamos empezando a pensar en el transporte como la base para la automatización. El transportador puede establecer la velocidad de la línea, y puede decirle a su sistema de automatización dónde deben basarse las cosas en la preparación, la rotación y la precisión ".
Según Richard Canny, presidente de Ultimation Industries, el poder y el control distribuidos han sido los principales facilitadores de este cambio. Mientras que un solo motor grande condujo una cinta transportadora de cadena que transportaba muchas cargas, el uso creciente de motores más pequeños junto con variadores de frecuencia (VFD) y sensores de retroalimentación digital ha permitido dividir las líneas de producción en zonas separadas, cada una de las cuales comienza y se detiene cuando sea necesario, lo que permite un posicionamiento más preciso de los productos, ganancias de eficiencia energética y una mejor efectividad general del equipo.
El EP7402 EtherCAT Box de Beckhoff es una fase de salida de motor de dos canales para motores BLDC utilizados en transportadores de rodillos motorizados.
Conocidos como transportadores con rodillos motorizados (MDR, por su sigla en inglés), estos sistemas de transporte distribuidos son una gran ayuda en los centros de distribución, donde las cajas y paquetes de diferentes tamaños se mueven con frecuencia a lo largo de la misma línea. Al evitar que productos dispares se toquen físicamente, los MDR pueden prevenir la contrapresión y la fricción que conlleva, reduciendo el desgaste del equipo y aumentando la eficiencia energética. No solo eso, en el caso de Ultimation, un controlador separado puede funcionar sin ser incluido en la programación de un controlador lógico programable, lo que hace que la implementación y la integración sean menos exigentes.
Además, los mismos mecanismos de retroalimentación que permiten que las diferentes zonas de un MDR se comuniquen entre sí y ajusten su velocidad en consecuencia, pueden actuar como portales para el monitoreo digital de la condición. Con sensores en sintonía de amperaje, temperatura, torque y una miríada de otros indicadores de rendimiento, los motores avanzados y las unidades integradas en los sistemas MDR pueden proporcionar una herramienta poderosa para el mantenimiento predictivo.
“¿Qué está pasando con su desempeño de transporte desde una perspectiva de mantenimiento? ¿Cuánto amperaje es el motor de dibujo? ¿Están los rodamientos a una temperatura elevada? ¿Cuántas horas de funcionamiento tiene la banda? Utilizamos todos estos datos para proporcionar información de mantenimiento predictivo a nuestros clientes ", dice Mike Hosch, vicepresidente de productos industriales en Dorner. “En el pasado, tenía que esperar hasta que fallara el equipo, que obviamente no era lo que quería hacer, o tenía que realizar algunos pasos de mantenimiento preventivo en los que podría estar reemplazando algo que todavía tiene vida. Ahora, en lugar de reemplazar un rodamiento o correa a las 15,000 horas, cuando podría haber pasado 18,000, lo reemplazamos a las 17,500 y ganamos más vida de producción”.
Según Dorner, los transportadores FlexMove están diseñados para integrarse con transportadores, maquinaria y equipos ya integrados en la línea de fabricación.
Tecnologías flexibles
El impulso general de la industria por una flexibilidad cada vez mayor también ha llevado al desarrollo de sistemas de transporte más ágiles. Por ejemplo, AcoposTrak de B&R Industrial Automation utiliza lanzaderas controladas independientemente para transportar productos entre estaciones de procesamiento. Su diseño es particularmente adecuado para la creciente demanda de personalización masiva que actualmente se extiende por el mercado de bienes de consumo. Al emplear una serie de pistas en bucle, AcoposTrak puede divergir y fusionar productos individuales en lotes pequeños y personalizados. Por ejemplo, un cliente que realizó un pedido en línea podría recibir un paquete de seis refrescos con una combinación de sabores de su elección.
ActiveMotor es un sistema de transferencia modular con un motor lineal, que lo hace flexible para su uso en una variedad de aplicaciones industriales.
El AcoposTrak de B&R transporta productos desde estaciones de procesamiento en lanzaderas controladas de forma independiente.
Más allá de las aplicaciones de personalización, otros beneficios de transporte de AcoposTrak incluyen facilitar la producción de lotes pequeños. Su conjunto de pistas en bucle permite el procesamiento en paralelo, lo que significa que varias estaciones pueden realizar el mismo proceso simultáneamente. Si un equipo, como un cabezal de llenado de botellas, se descompone, los productos restantes se pueden redirigir a través de una ruta diferente sin detener la producción.
Otro beneficio adicional es que AcoposTrak puede reducir la huella de un sistema de transporte. No solo se ahorra espacio cuando se tienen a la mano menos productos de fabricación, sino que el transportador en sí es más pequeño debido a su menor necesidad de almacenamiento en búfer, acumulación y filas de mercancías. Dado que el espacio en el piso a menudo es escaso, la contracción es significativa. Kowal estima que AcoposTrak puede disminuir el espacio requerido para el transporte del producto hasta en un 50%.
Los sistemas de transporte modulares también se están convirtiendo en un producto cada vez más popular entre los proveedores de tecnología de automatización. Bosch Rexroth, por ejemplo, ofrece sus transportadores en segmentos configurables que pueden ensamblarse de manera flexible para adaptarse a las necesidades únicas de una planta en la instalación inicial y reducir los tiempos de cambio durante cualquier reconfiguración posterior.
El software CAD y las simulaciones gemelas digitales han demostrado ser esenciales en tales aplicaciones. A través de software como el MTpro de Bosch Rexroth, los diseños de transporte se pueden crear prototipos digitales antes de la configuración real, lo que permite un menor riesgo y una planificación mucho más precisa. Y aunque los usuarios finales ciertamente pueden beneficiarse en ese sentido, los fabricantes de máquinas que buscan demostrar la viabilidad de los nuevos diseños innovadores también pueden ganar.
“Muy a menudo, los fabricantes de máquinas con un nuevo diseño tienen que invertir en una máquina prototipo para llevarla a una feria comercial. Todo es especulativo, y no saben si van a poder venderlo o incluso si va a funcionar", dice Kowal. "Con una simulación, sabrán que funcionará antes de gastar dinero; y muchos fabricantes de máquinas son empresas más pequeñas, por lo que no pueden permitirse el lujo de cometer errores. Además de ayudar a los usuarios finales y a los fabricantes a planificar con anticipación, esto ayudará a los fabricantes de máquinas a innovar eliminando el riesgo. Es un gana-gana".
Los MDR de Ultimation permiten una acumulación de presión cero, lo que significa que las piezas se mueven a lo largo de los MDR hasta que se acercan, pero no tocan, la unidad del producto en el frente.
A medida que el transporte continúa siendo más flexible, adaptable e inteligente, la integración con otras tecnologías de automatización se elevará a la vanguardia, dice Matt Prellwitz, gerente de productos de control de movimiento en Beckhoff USA. Con muchas tecnologías robóticas que requieren el uso de un transportador, la capacidad de posicionamiento de alta precisión, así como la capacidad de comunicarse y sincronizarse con otros dispositivos, será primordial.
En situaciones donde se emplean brazos robóticos de seis ejes, un transportador puede llegar a representar un séptimo eje. Por ejemplo, tanto B&R como Bosch Rexroth ofrecen transportadores capaces de posicionar productos dentro de micras de precisión para coordinar su alineación con el movimiento de un brazo robótico. También en la fabricación de automóviles, las piezas de componentes grandes con formas tridimensionales complejas pueden resultar difíciles de manipular sin la ayuda de aglomerantes y estabilizadores que deben poder coordinarse con los transportadores.
Según Kowal, las compañías que pueden ofrecer sistemas de transporte, robótica y sensores de visión artificial como un paquete holístico pueden posicionarse para ganar en grande al eliminar las complejidades que acompañan la comunicación entre productos de varios proveedores.
Canney sugiere que el cambio hacia la energía distribuida y el control que ocurre en los sistemas de transporte podría reflejar la transformación del panorama general de la industria. Mientras que las grandes instalaciones centralizadas alguna vez fueron el eje de las operaciones efectivas, él las ve suplantadas por una red optimizada digitalmente de fábricas más pequeñas y centros de distribución que utilizan tecnologías más rápidas y modulares.
"Miramos hacia el futuro y vemos un mundo en el que los humanos, los robots y los transportadores trabajarán juntos en el mismo espacio físico", dice Canney. "Creemos que, en la próxima década, toda la cadena de suministro estará automatizada, y eso incluirá transporte, robótica, carga y descarga automatizadas, sistemas de transporte e incluso vehículos eléctricos autónomos. Los transportadores avanzados serán una gran parte de permitir esto, por lo que realmente vemos que estas tecnologías se mueven juntas en sinergia”.
