El primer reto consiste entonces en simplificar el concepto, y para ello podemos partir por plantearnos ¿Cómo llegamos hasta aquí?

Uno de los principales factores que nos traen hasta aquí es la incorporación – cada vez mayor – de sensores. La capacidad de integrar sensores a casi cualquier dispositivo hace que también aumente la capacidad de recopilar y transmitir datos en tiempo real, para su posterior análisis. El avance de la tecnología de sensores, su diseño cada vez más pequeño, sus precios cada vez más bajos, y su capacidad de integración cada vez mayor, hace que su aplicación trascienda del uso en sistemas de producción, e incluso podemos interactuar con ellos día a día en un entorno doméstico.

Tal como lo mencionamos, la proliferación de sensores está generando un gran volumen subyacente de datos. El avance en Big Data permite el tratamiento de dichos datos, para su análisis inclusive en tiempo real.

Una acumulación masiva y rápida de datos – y hasta aquí creo que ya se evidencia cierto grado de convergencia tecnológica – requiere de un gran almacenamiento y grandes avenidas digitales; la nube juega un rol central, ya que solo a través de ella tal realidad se puede realizar por completo; por lo que la computación en la nube (cloud computing) se convierte en una fuerza importante para impulsar el surgimiento de lo que denominamos Industria 4.0.

Hasta aquí quiero que se detenga y piense por un momento si lo que se ha descrito le ha ayudado a organizar la idea del concepto que tiene acerca de Industria 4.0 y las tecnologías impulsoras: Industria 4.0 se trata de un ecosistema holístico, la clave está en la integración.

Ahora echemos un vistazo al software. El software ha jugado durante décadas un rol central en nuestra vida. En primer lugar, la capacidad de transmitir desde cualquier sistema, hacia cualquier sistema dentro del software integrado, así como hacer que más sistemas sean interoperables (Recuerde, la clave está en la integración). En segundo lugar, el software permite el avance en las interfaces humano – computadora; no solo el tipo convencional de interfaces, sino que también puede fusionar objetos simulados con la realidad para que estos soporten los procesos de toma de decisiones. En tercer lugar, se trata de que la “inteligencia” de la máquina esté integrada dentro del software. Las comillas desde luego no son casualidad, a través del desarrollo conceptual de la Industria 4.0 encontraremos que gran parte del uso de la palabra “inteligencia” corresponde a una estrategia de mercadeo, y que cuando nos referimos a Cuarta Revolución Industrial, Industria 4.0, Manufactura Inteligente, Smart Manufacturing, Logística 4,0 o Smart Logistics; probablemente estemos abordando el mismo tema, eso sí, con seis certificaciones diferentes disponibles en el mercado. ¡Una calculadora es un dispositivo inteligente!

Le sugiero un segundo alto en el camino. Hasta ahora tenemos: Una generación masiva de datos, provenientes desde cualquier actor de la cadena de valor (objetos, personas, máquinas, etc); y software con mayor capacidad de procesamiento de información, software más “inteligente” (mejores algoritmos).

¿Y las personas?  Bueno, gracias al desarrollo exponencial de la informática móvil, las personas pueden gestionar, diseñar, verificar y monitorear casi cualquier configuración desde casi cualquier tipo de dispositivo, desde cualquier ubicación. Esto agrega mucha flexibilidad en términos de sincronización, y también impulsa muchas de las aplicaciones de la industria 4.0. Debo decir por experiencia que, conversando con algunas de las figuras más escépticas en cuanto a la concepción de Industria 4.0 como revolución; concluyo que no han logrado escapar del alcance de la hiperconexión. Una de las mayores fuerzas impulsoras de la Industria 4.0 llegó de la manera más surrealista posible: Pandemia global. Hoy por hoy, la mayor parte de los hogares están cada vez más conectados; las oficinas, locales comerciales y las sociedades mismas. Esta es un área temática de confort, cada cual puede elaborar su juicio con tan solo mirar a su alrededor; son cuestiones que seguramente ya han escuchado muchas veces; de hecho, les propongo un ejercicio breve: Piense por un momento en cuántos equipos tienen conectados a Internet desde su hogar; también piense por un momento si un reloj “inteligente” es en realidad un “reloj inteligente”.

La vigencia de este artículo, como nunca antes, tiene duración limitada. Al momento de escribirlo, los Sistemas Físicos Cibernéticos (CPS por sus siglas en inglés), son una novedad. Los CPS son el resultado de dotar a los componentes físicos existentes, de capacidad de computación y de comunicación, para convertirlos en objetos “inteligentes”. Las capacidades de entrenarse a partir de las interacciones con su entorno los diferencian del IoT y el IIoT (Internet de las Cosas e Internet Industrial de las Cosas). Aun así, hasta hoy, en la mayor parte de los casos, este entrenamiento autónomo le permite generar acciones rudimentarias (toma de decisiones), para reaccionar ante diferentes tipos de situaciones (lo que muchos denominarán: dispositivos cada vez más “inteligentes”).

Tenemos robots con capacidad de realizar gran cantidad de tareas: en el hogar, en el trabajo, en las fábricas; también tenemos, desde luego, automatizaciones de procesos mejoradas, que involucran, o no, robots; puede ser un proceso automático de análisis de datos, por ejemplo. Se trata de un ecosistema holístico, integrado, hiperconectado y veloz.

Pero entonces, ¿Qué es exactamente Industria 4.0? Bien, existen diversas escuelas de pensamiento en términos de definir qué es exactamente, pero, si lo que desea es jugar seguro, sería correcto decir que la aplicación de CPS en la manufactura y la logística; más el uso de IoT y de IoS (Internet de los Servicios) en los procesos de fabricación, son en realidad la consolidación de la Industria 4.0, todo lo demás es tecnología atomizada.

Si queremos definir a las principales características de Industria 4.0 en una sola palabra, quizá sea correcto utilizar Integración. Claro está, partiendo desde la base de un sistema hiperconectado: Integración del sistema total.

Ahora bien, puede surgir un próximo interrogante ¿Con qué objetivo queremos integración?  El mercado se aboca hacia la personalización, y en ese sentido, integrar las necesidades del cliente por medio de datos – de muchos datos – como un input de la organización, puede resultar ventajoso, puede representar velocidad de reacción sobre el entorno, puede representar crecimiento. Ahora bien, respecto a los datos quiero acotar: cada vez hay más datos, pero así mismo en estos datos cada vez hay más señales, y cada vez hay más ruido.

Las ventajas de la Industria 4.0 respecto a la conexión con el mercado son difícilmente refutables. Sin embargo, la aplicación efectiva de la Industria 4.0 sobre los sistemas de producción, es, por decirlo menos, en cada caso particular susceptible de análisis crítico; máxime cuando implica un proceso de transformación tecnológica (Inversión). La pregunta clave, en todos los casos será: ¿Qué tanto contribuye la tecnología a alcanzar la meta de la organización?

Si hay algo positivo de los procesos de transformación digital consiste en que nos obliga a mirar a las organizaciones como sistema; no existe forma alternativa de responder la pregunta anterior sin aplicar un enfoque holístico. Seguramente estos son planteamientos de Eliyahu Goldratt, sin embargo debo reconocer que los escuché de parte de Matías Birrell:  «Si la aplicación de la Industria 4.0 puede contribuir al mejoramiento del sistema, del objetivo del todo, del acercamiento a la meta; seguramente la implementación del grado adecuado de digitalización representará competitividad y crecimiento».

Por lo demás, y citaré a Javier Arévalo, Consultor de Goldratt, (pensador sistémico):

“El motivador para automatizar está basado en la mayoría de los casos en uno o varios supuestos erróneos. Primero, existe una concepción o entendimiento errado acerca de qué es ser productivos y cómo esto se materializa con los indicadores de desempeño locales y conectados al global de una manera eficaz. Hoy en día la mayoría de las empresas están cometiendo este error y lo pagan caro. Gastan más de lo que deben, tienen más inventario del necesario y su confiabilidad es mala. Para muestra un botón. Les hago referencia a la noticia generada por Tesla cuando Elon Musk, ante los continuos incumplimientos en las entregas de su modelo 3 y los problemas para cumplir las predicciones primero, las promesas segundo y las nuevas estimaciones, tercero, donde reconoce que su error fue pensar que se puede construir una planta totalmente automatizada. Eso significa con robots en todos lados y con sistemas de transporte y manejo del flujo. Es decir, totalmente acoplada”.

Ahora bien, quiero aclarar que este artículo no se trata de un manifiesto contra la Industria 4.0, todo lo contrario, es una invitación a asumir los procesos de transformación digital con pensamiento crítico.

Piense por un momento en la logística, esta parte del proceso de la Cadena de Suministros ha sido el eje de la aplicación tecnológica efectiva en la industria. Es difícil concebir una operación de consumo masivo sin el WMS adecuado; es complejo imaginarse la gestión del flujo de un Centro de Distribución sin una tecnología de apoyo como RFID. La geolocalización representa ventajas difícilmente cuestionables y el ERP, esta herramienta de registro transaccional se ha constituido en vital.

Sin embargo, así como la logística ha sido testigo del éxito de la aplicación efectiva de los desarrollos tecnológicos; también existe suficiente registro que evidencia las vicisitudes de los procesos de transformación digital. En logística sabemos de sobra que una misma solución de WMS ha triunfado y fracasado en tantas empresas como sea posible; que la tecnología no es magia, que no soluciona los problemas automáticamente, y que el éxito de un proceso de transformación digital depende más del enfoque, del proceso y de las personas que de la solución.

A continuación, les dejo algunos de los cuestionamientos que se plantea el profesor Eric Tsui de Hong Kong Polytechnic University, al rededor de la Industria 4.0:

¿Dónde identificamos y cómo identificamos la mejor forma de conectar a los humanos con las máquinas? ¿En qué forma? ¿En qué protocolo? ¿Tenemos las habilidades para hacerlo?

¿Cree que las organizaciones están completamente preparadas para enfrentarse a la industria 4.0? ¿Está la gente preparada para ello? ¿Qué pasa con la mentalidad de la gente? ¿Están preparados para afrontar todos estos retos? ¿Están dispuestos a asumir estos desafíos? ¿Tienen las habilidades, la mentalidad y la perspicacia para asumir esto?

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Puente Karakuri/LCA con dimensiones impresionantes

Había dos razones por las que el TPCA eligió a item para hacer frente a este reto. En primer lugar, ya había trabajado con éxito con la tecnología de perfiles y uniones de item en el pasado. En segundo lugar, item tiene muchos años de experiencia en la aplicación de las aplicaciones Karakuri/LCA. Esto implica una forma de automatización basada exclusivamente en las leyes de la gravedad y la mecánica. El puente Karakuri/LCA, actualmente encargado del transporte de las unidades de aire acondicionado, está formado por componentes del Sistema de Tubos Perfilados D30 y tiene una longitud de 6 metros, una anchura de 6 metros y una altura de 5 metros. Fue diseñado en colaboración e incorpora numerosas sugerencias de TPCA. Los empleados de TPCA involucrados también recibieron formación avanzada en tecnología de unión de item. Los materiales se suministran a través de un disparador. Colocados en pequeños portacargas (SLC), los equipos de aire acondicionado se elevan por la torre de carga mediante un eje lineal. Los transportadores de rodillos los transportan de un lado al otro del puente de transporte a través de la ruta del tren remolcador abajo.

A veces tiene que ser híbrido Karakuri/LCA

Sin embargo, la combinación de Karakuri/LCA y la tecnología lineal no es en absoluto una contradicción en términos, como señala Stefan Armbruster en una entrevista como nuestro experto en producción lean: «La automatización de bajo costo utiliza una combinación de potencia muscular, apalancamiento y gravedad. De todos modos, no hay manera de eludir las leyes de la física. Si no hay otra solución, tiene que volver a las unidades tradicionales. De hecho, a menudo es esencial cuando se trata de levantar cargas pesadas o mover cargas muy altas. Un caso típico es cuando los componentes necesitan ser levantados por rutas logísticas para llegar a la estación de trabajo.»  Y esta es exactamente la situación aquí. Es por eso que el puente TPCA es un híbrido Karakuri/LCA.

Al otro lado del puente Karakuri/LCA, las unidades giran 90 grados. Después de una distancia de 3 metros, la carga llega a una segunda torre, donde se baja por medios puramente mecánicos y luego se retira para su posterior procesamiento. Los SLC vacíos se mueven a una tercera torre, donde una unidad lineal los levanta. Inicialmente se apilan en esta torre, antes de que los transportadores de rodillos los lleven de vuelta por la ruta del tren remolcador en montones de cuatro. Los SLCs apilados se llevan de vuelta a la planta baja en la cuarta y última torre y ahora se pueden retirar y rellenar con nuevas unidades. Esta solución Karakuri/LCA personalizada y de tamaño impresionante es un sistema de alta precisión que permite a los usuarios eliminar el desperdicio de tiempo y recursos.

Item

Item es la empresa pionera en sistemas de construcción modular para aplicaciones industriales y líder en el mercado global. Lleva diseñando y comercializando soluciones de construcción para maquinaria, accesorios y plantas desde 1976. En la actualidad, la cartera de productos de item consta de más de 3.000 componentes de alta calidad, diseñados para uso en bases de máquinas, bancos de trabajo, soluciones de automatización y aplicaciones de producción lean.

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Es hora dar un vistazo al Chaku-Chaku, otro método lean inspirador.

«Chaku» se traduce como «cargar» o «insertar«. El uso de la misma palabra dos veces – «Chaku-Chaku»- ofrece una pista de que este método de producción lean en particular se basa en procesos de trabajo comparativamente sencillos. Todo lo que tienen que hacer los trabajadores es cargar una máquina, o colocar una pieza en ella, y mover las piezas de una máquina a otra. El trabajo de transformación y las etapas de expulsión se realizan en un proceso automatizado en gran parte o en su totalidad. Todos los puestos de trabajo necesarios para la fabricación de un producto están ubicados lo más cerca posible unos de otros para evitar largas distancias. Esto hace que las líneas sean organizadas en forma de U o Ω, como ocurre en el método de flujo de una pieza. Los puestos de trabajo están organizados en una secuencia estricta y, a menudo, cada miembro del personal podrá operar todos los puestos. Una ventaja crucial del principio Chaku-Chaku es que introduce flexibilidad en la producción del sistema, lo que significa que la productividad por persona sigue siendo alta, incluso si se aumenta el número de empleados. Después de todo, se trata de garantizar que las personas (no las estaciones y las máquinas) trabajen a su máxima capacidad. En otras palabras, las máquinas esperan a las personas y no al revés.

Hanedashi, Jidoka y Karakuri/LCA ayudan al Chaku-Chaku

Como se ha explicado anteriormente, cuando el trabajo se organiza mediante el método Chaku-Chaku, el procesamiento de la pieza de trabajo se produce en gran medida de forma automatizada. Con frecuencia, la máquina también expulsa la propia pieza procesada. A menudo, esto se debe a que los dispositivos de expulsión pueden añadirse a una máquina de forma relativamente barata. Por el contrario, incorporar un dispositivo que pueda cargar las piezas de trabajo en una máquina con precisión sería un asunto muy caro. Por eso el Chaku-Chaku funciona bien en combinación con el método Hanedashi. En este método, que equivale a la descarga automática, el operario coloca la pieza en la máquina a mano, y la máquina la procesa y la expulsa posteriormente. El operario puede entonces recoger la pieza y llevarla a la siguiente estación de trabajo o pasarla al siguiente operario de la línea. Mientras se pasa la pieza procesada, la máquina se prepara para procesar la siguiente pieza. Como resultado, los operarios pueden completar su trabajo sin ninguna distracción y se mejora la ergonomía del puesto de trabajo de montaje, ya que el personal puede evitar los movimientos poco ergonómicos asociados a las tareas de descarga.

Cuando se trata de procesos de expulsión, los Karakuri/LCA (Low Cost Automation) -es decir, los sistemas de automatización que no utilizan accionamientos, sensores, electricidad o aire comprimido- pueden ser muy útiles. Por ejemplo, el sistema de tubos perfilados D30 puede utilizarse para crear aplicaciones automatizadas que se basan únicamente en las leyes de la gravedad y la mecánica. Si el personal que sigue el método Chaku-Chaku maneja varias máquinas en paralelo, es prácticamente imposible que mantenga una visión general de todo al mismo tiempo. Sin embargo, la producción lean también tiene una solución probada para esto: Jidoka. Si las máquinas están equipadas con sistemas de supervisión que utilizan sensores, por ejemplo, pueden identificar cuando algo va mal y apagarse automáticamente. Por eso Jidoka también se denomina autonomía, una combinación de las palabras «automatización» y «autonomía».

El Poka-Yoke y el 5S también ayudan al Chaku-Chaku

El Poka-Yoke, que se traduce como «la evitación de errores desafortunados«, es otra herramienta que ayuda a los operarios a manejar varias máquinas sin problemas según el método Chaku-Chaku. El Poka-Yoke utiliza mecanismos que evitan directamente los errores (Poka-Yoke duro) o señalan un posible error (Poka-Yoke suave). Cuando se utiliza el método Chaku-Chaku, sólo se tiene en cuenta el Poka-Yoke duro. Por ejemplo, imagine una máquina que sólo empiece a procesar una pieza cuando ésta se haya insertado correctamente y en una posición precisa. Esto significa que el operario puede pasar directamente a la siguiente máquina de la línea Chaku-Chaku y sólo tendrá que volver a la anterior cuando el mecanismo Hanedashi haya hecho su trabajo.

Sin embargo, el Poka-Yoke no sólo es útil cuando se sigue el principio de «perseguir al conejo», es decir, cuando cada operario debe dominar todos los pasos de trabajo. El Poka-Yoke también puede combinarse con el Chaku-Chaku cuando se aplica el principio de secuencia. En este escenario, los operadores sólo se encargan de ciertas secuencias en la célula Chaku-Chaku y, por lo tanto, no necesitan responsabilizarse de cada paso de trabajo. En cualquier caso, sea cual sea el enfoque que se adopte, la organización y la claridad son absolutamente esenciales, ya que el método Chaku-Chaku se basa en procesos que se han convertido en una segunda naturaleza y en altas velocidades. Las 5S de la caja de herramientas de gestión visual son el método Lean ideal para proporcionar estos elementos esenciales:

Item

Item es la empresa pionera en sistemas de construcción modular para aplicaciones industriales y líder en el mercado global. Lleva diseñando y comercializando soluciones de construcción para maquinaria, accesorios y plantas desde 1976. En la actualidad, la cartera de productos de item consta de más de 3.000 componentes de alta calidad, diseñados para uso en bases de máquinas, bancos de trabajo, soluciones de automatización y aplicaciones de producción lean.

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Los robots en la producción industrial pueden ayudar a los empleados a aligerar su carga de trabajo e incluso protegerlos.

Aunque es casi imposible imaginar nuestra vida cotidiana moderna sin equipo técnico, los seres humanos y las máquinas se siguen considerando a menudo como rivales; sin embargo, esta mentalidad de «o uno u otro» no tiene en cuenta la valiosa tercera opción de colaboración que se ha vuelto cada vez más importante ante la digitalización y la Industria 4.0.

Estamos hablando de la colaboración entre humanos y robots.

Un examen más detallado revela el enorme potencial de este simple enfoque. Combina la experiencia, el juicio y la flexibilidad de los humanos con la fuerza, la resistencia y la precisión de los robots, aliviando a los empleados y aumentando la eficiencia de la producción. Una característica de la colaboración entre humanos y robots es el hecho de que no hay una barrera de seguridad que los separe mientras trabajan. En cambio, ocupan el mismo espacio de trabajo y procesan los mismos componentes. Toda la configuración se lleva a cabo generalmente utilizando robots especiales de peso ligero conocidos como robots de colaboración, o simplemente: cobots.

Los beneficios de los Cobots: menos monotonía, menos errores, alta fiabilidad

A diferencia de los robots industriales, que generalmente están diseñados para tareas específicas, los cobots son muy completos. Su forma y función recuerdan a un brazo humano. Los beneficios de los cobots, por lo tanto, incluyen el espacio relativamente pequeño que requieren y su versatilidad. Son capaces de muchas tareas diferentes. En primer lugar, se trata de las tareas monótonas y repetitivas que a largo plazo aburren a los funcionarios humanos y que les hacen cansarse rápidamente, lo que conduce a altas tasas de error. Otra ventaja de los cobots es que, de ser necesario, pueden proporcionar grandes volúmenes de datos para su utilización en el mantenimiento predictivo y otras grandes aplicaciones de datos.

Cuando los humanos y los robots trabajan en estrecha proximidad unos de otros, es necesario tomar medidas y precauciones especiales para garantizar la seguridad de los miembros del personal. La norma DIN ISO/TS 15066 en Alemania y la norma RIA TR R15. 606-2016 del Instituto Nacional de Normalización de los Estados Unidos establecen los requisitos de seguridad pertinentes para los sistemas de robots industriales de colaboración y los entornos de trabajo. Entre otras cosas, esto define la máxima cantidad de fuerza que un robot puede ejercer en contacto con un humano. Por lo tanto, estas fuerzas deben limitarse a un nivel seguro. Para cumplir estos requisitos, los cobots necesitan sensores adecuados que utilicen la tecnología de ultrasonidos y de radar, por ejemplo, para detectar personas y obstáculos en su entorno.

Algunos cobots están incluso equipados con una superficie sensible al tacto que les permite «sentir» el contacto con la gente y detener inmediatamente cualquier movimiento que pueda estar en marcha. Las estructuras de las máquinas y los soportes de los robots, así como el sistema de seguridad y protección por elementos, proporcionan los límites y las estructuras que protegen a los miembros del equipo. Cuando se trata de la colaboración entre humanos y robots, la seguridad de los miembros humanos del personal tiene la máxima prioridad.

Colaboración entre humanos y robots para la ergonomía

Cuando se trata de la colaboración entre humanos y robots, hay más en proteger el bienestar físico del personal que en asegurarse de que los trabajadores no sean lastimados por sus colegas robots. En la planta de Dingolfing del Grupo BMW, por ejemplo, los cobots ayudan a instalar ventanas laterales en los coches. Antes de que las ventanas se ajusten a la carrocería, hay que aplicarles adhesivo en un proceso preciso. Esto se hacía antes a mano, por un trabajador que caminaba alrededor de la ventana. Ahora un cobot se encarga de esta difícil y poco ergonómica tarea, con un humano instalando después las ventanas.

«Otra ventaja de los cobots es que pueden levantar cargas pesadas sin esfuerzo».

Hay más beneficios para los cobots que su capacidad de asumir tareas que impliquen posturas corporales que resulten agotadoras o insalubres para sus homólogos humanos a largo plazo. La colaboración entre humanos y robots también tiene una respuesta cuando se trata de levantar cargas pesadas. Los cobots como el Universal Robots UR16e son capaces de levantar cargas de hasta 16 kg de peso. Para ponerlo en perspectiva, una llanta de acero de 16 pulgadas para una rueda de coche (sin el neumático) pesa alrededor de 8,5 kg. Si un robot puede ocuparse de este tipo de carga en lugar de los trabajadores humanos, hay más que beneficios físicos; por ejemplo, pueden prepararse para procesar el siguiente componente mientras el cobot mueve el anterior a un lado.

Los humanos y los robots no necesitan ser rivales, sino que la combinación de sus fuerzas puede optimizar la creación de valor.

¡Conozca las estructuras y soportes de robots de  ITEM!

Item

Item es la empresa pionera en sistemas de construcción modular para aplicaciones industriales y líder en el mercado global. Lleva diseñando y comercializando soluciones de construcción para maquinaria, accesorios y plantas desde 1976. En la actualidad, la cartera de productos de item consta de más de 3.000 componentes de alta calidad, diseñados para uso en bases de máquinas, bancos de trabajo, soluciones de automatización y aplicaciones de producción lean.

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La automatización permite contar con una amplia selección de tecnologías de accionamientos, así como un software capaz de diseñar procesos con rapidez. Tal es el caso de las tecnologías lineales.

¿Qué es una unidad lineal?

La unidad lineal es un dispositivo que puede mover una pieza, un producto o una máquina. Está diseñado para soportar carga en cualquier dirección. Protege los bloques de construcción mecánicos de polvo, suciedad y a veces también agua. Cuando se trata de seleccionar unidades lineales y los adecuados componentes de accionamiento en los procesos de automatización, hay numerosos aspectos clave a considerar. Estas van desde propiedades como:

Por lo tanto, la elección de una unidad lineal correcta con los adecuados componentes de accionamiento es una tarea complicada, que requiere mucho tiempo para los ingenieros. La configuración de estos sistemas, a menudo muy complejos, requiere también un profundo conocimiento. Las herramientas en línea adecuadas facilitan todo el proceso, ofreciendo apoyo específico con todo, desde la selección inicial hasta la puesta en marcha. Como resultado de ello, se pueden aplicar rápida y fácilmente soluciones de automatización sólidas para los pórticos de varios ejes y las operaciones de recolección y colocación, etc.

Aplicaciones de la tecnología lineal en sistemas de producción

Herramientas de posicionamiento

Las unidades lineales automatizadas son la solución ideal para mover la herramienta es cuestión, como un taladro o un driver, de un punto a otro y asegurarse de que está perfectamente posicionada.

Mover cargas pesadas

Una unidad lineal de un solo eje puede ofrecer una forma eficiente de automatizar este tipo de proceso. Por ejemplo, las mercancías pueden transportarse para su carga una vez que se ha fabricado y el equipo de producción pesado y los robots pueden trasladarse con flexibilidad al siguiente lugar en el que deben utilizarse.

Procesos bidimensionales

Los pórticos 2D se utilizan para imprimir o inspeccionar una superficie y para otros procesos bidimensionales. Estos escenarios, los pórticos se utilizan para guiar los cabezales de las impresoras, boquilla, escáneres o los sensores al lugar correcto.

Guía de herramientas en ejes XY

Las mesas XY de este tipo son perfectas para las tareas dinámicas de recoger y colocar. La herramienta guiada a su lugar desde arriba a través de un eje voladizo, mientras que el eje X se utiliza para moverla a diferentes posiciones. Incluso las herramientas pesadas pueden ser guiadas a través de una amplia área de trabajo de esta manera, gracias a la baja deflexión y la excepcional capacidad de carga de los ejes lineales.

Ejes en voladizo

Los ejes en voladizo utilizan el perfil de soporte de la unidad lineal para ejercer fuerza sobre una pieza de trabajo o para posicionar con precisión una herramienta. Resultan muy apropiados para numerosas aplicaciones de producción y logística, así como para pruebas de material y carga.

Procesos tridimensionales

Los pórticos tridimensionales se utilizan principalmente para tareas de recoger y colocar, así como tareas de transporte tridimensional. Las aplicaciones típicas de los pórticos tridimensionales incluyen operaciones de apilamiento, paletización y clasificación. Las pinzas o ventosas se sujetan a los ejes voladizos para este propósito.

Software de configuración de unidades lineales

Las unidades lineales mecánicamente sincronizadas pueden ser fácilmente adaptadas a la tarea de transporte en cuestión usando software de configuración y prueba de automatización, tal es el caso del MotionDesigner®. Este programa inteligente determina la combinación perfecta de dos unidades lineales y un eje sincronizador para permitir que dos carros o dos unidades lineales se muevan en paralelo”.

Gracias al item MotionDesigner®, la automatización no podría ser más fácil. Una gran cantidad de tareas de automatización diferentes pueden cubrirse con una sola herramienta en línea, perfectamente adaptada a los requisitos mecánicos y eléctricos particulares”, dice Uwe Schmitz, jefe del equipo de gestión de productos de las unidades de movimiento lineal de item®.

Los ingenieros pueden elegir entre un sistema que se ajuste exactamente a sus necesidades y alternativas que ofrezcan mayores reservas de potencia. De este modo, el configurador facilita considerablemente la especificación de sistemas, proporcionando una solución llave en mano idealmente dimensionada que incluye un conjunto de sincronización, motor, caja de cambios y controlador.”

El configurador de tecnología lineal item MotionDesigner® crea automáticamente un conjunto completo de documentación con todos los detalles técnicos y datos CAD. Los ingenieros también pueden utilizar numerosos ejemplos de aplicaciones, incluidos datos de construcción.

El software item MotionSoft® se encarga de la puesta en marcha. Los datos generados en el proceso de diseño están disponibles inmediatamente al poner en marcha las unidades lineales con esta solución. El software determina automáticamente los mejores ajustes del controlador y comprueba la coordinación de las unidades lineales paralelas en una prueba, lo que significa que un sistema hecho de unidades lineales sincronizadas puede estar en funcionamiento en pocos minutos. Un sistema de ayuda en línea, por su parte, ofrece a los usuarios un apoyo completo y respuestas específicas a las preguntas que puedan tener sobre la parametrización y la puesta en marcha.

¡Conozca el Sistema de Automatización de ITEM!

Item

Item es la empresa pionera en sistemas de construcción modular para aplicaciones industriales y líder en el mercado global. Lleva diseñando y comercializando soluciones de construcción para maquinaria, accesorios y plantas desde 1976. En la actualidad, la cartera de productos de item consta de más de 3.000 componentes de alta calidad, diseñados para uso en bases de máquinas, bancos de trabajo, soluciones de automatización y aplicaciones de producción lean.

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Los vehículos de guiado automático o AGV (‘Automatic Guided Vehicle’) son vehículos que no necesitan de un conductor para desarrollar la actividad para la que fueron concebidos, el transporte de mercancía puntual en las industrias.

La autonomía de este tipo de transporte en el interior de una planta permite el transporte de cargas hasta su ubicación, programando el recorrido que debe seguir mediante un centro de control de tráfico que permite que el vehículo circule y no colisione con otros que realizan ese trabajo, materiales y trabajadores que se encuentren en ese momento.

El sistema de guiado por pistas del AGV también contribuye a asegurar un rápido retorno de la inversión para las pymes, utilizando marcadores de ruta adheridos al suelo y transpondedores. Así no es necesario ocupar el suelo con los cables guía que suelen utilizarse en sistemas similares.

Pueden ser adaptados a cualquier tipo de industria mediante el software de gestión que hace que los vehículos sean inteligentes, realicen sus tareas y se mueven de manera natural por el almacén sin necesidad de ser guiados.

Ventajas de los AGVs

Caso de éxito: Integración de un Sistema AGV en AUDI

La fabricación moderna de automóviles, la modularidad y versatilidad son factores cada vez más importantes a la hora de planear e implementar carros de suministro de material para la intralógistica.

En la planta de Audi en Neckarsulm, Alemania, es donde se fabrica el Audi A8 en varios pisos. En términos de producción, especialmente el equipamiento interior significa que se deben almacenar numerosos tipos de componentes diferentes en el almacén. viendo como los vehículos se producen en secuencia, alineados y basados en una planeación previa y precisa, los materiales necesarios tienen que llegar a la línea en cantidades suficientes y, lo más importante, en el orden correcto.

Sistemas de Vehículos Guiados Automático (AGV) pueden conectar directamente a los procesos de planeación de la producción a través de interfaces digitales, de modo que siempre saben que componentes deben estar disponibles, en que área de producción y cuándo. En un escenario ideal, el personal de almacén también recibe su lista de carga en un formato totalmente digital en una tableta o computadora. Un código de barras o una interfase similar enlazaría esta lista con un carro de suministro de material en el almacén en el que se colocan los componentes más relevantes.

Como la lista de carga está vinculada a un carro de suministro de material, lo único que le queda al personal es asegurarse que todo ha sido cargado para el transporte.

A medida que se desplazan, los AGV son guiados por un camino de varios niveles. Un plano de la planta de producción se almacena en su memoria y utilizan puntos de referencia para trabajar desde su posición actual. Estos puntos de referencia pueden incluir columnas de carga en la instalación marcada especialmente para ese fin. En la planta de Audi en Neckarsulm, los planeadores del proyecto optaron por macetas rojas con plantas artificiales.

Para mantener la zona segura requerida y, por tanto, la probabilidad de paradas imprevistas del sistema VGA de intralogística a un mínimo absoluto, los carros de suministro de material deben tener un diseño excepcionalmente compacto y ser lo más estable posible. Esto también es importante porque muchos carros de suministro deben ser movidos juntos en un elevador a la zona de producción, que está ubicada en un piso diferente. Además, al asegurar que los carros tengan un peso bajo, se maximiza la carga que se puede llevar en cada operación de transporte. Debido a la gran variedad de componentes utilizados en el equipamiento del interior de los modernos vehículos de alta gama, fue necesario desarrollar una serie de variantes de carro de suministro de material para los AGV utilizados en la producción del Audi A8.

Es por eso por lo que Audi en Neckarsulm optó por trabajar con item para poner estos carros de suministro de material en su lugar. Además de la calidad ofrecida por el Sistema de Construcción MB y el Sistema de Perfiles Tubulares D30, fue principalmente la estrecha consulta e implementación de los prototipos que convenció a la empresa. Junto con un asesor al cliente allí mismo, los carros individuales fueron planeados y construidos en item, y entregados a Audi listos para su uso. Mediante la combinación de los componentes más adecuados de item para cada tarea de transporte como parte de un enfoque de diseño de módulos, cada carro de suministro de material logra la densidad de embalaje óptima. Además, Los sistemas de giro y cajones mejoran la ergonomía durante cada carga y colecta. Por último, pero no menos importante, las conexiones estables de tornillos garantizan que cada carro puede ser fácilmente adaptado a un perfil con diferentes requisitos cuando la producción cambia de un modelo de vehículo a otro. La planta de Audi en Neckarsulm se beneficia de un sistema global modular, versátil y con futuro para reducir los costes de intralogística.

¡Descarga el Libro blanco de la Intralogística en la industria automotriz!

Item

Item es la empresa pionera en sistemas de construcción modular para aplicaciones industriales y líder en el mercado global. Lleva diseñando y comercializando soluciones de construcción para maquinaria, accesorios y plantas desde 1976. En la actualidad, la cartera de productos de item consta de más de 3.000 componentes de alta calidad, diseñados para uso en bases de máquinas, bancos de trabajo, soluciones de automatización y aplicaciones de producción lean.

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Beneficios de las aplicaciones Karakuri

La Automatización de Bajo Costo (Inteligente) (LCIA) típicamente cuesta alrededor de 80 a 90 por ciento menos que la automatización integral de los procesos de producción – pero ofrece un nivel similar de eficiencia.

La Automatización de Bajo Costo (Inteligente) (LCIA) puede ayudar a hacer más flexibles los flujos de trabajo en el ensamblaje, el proceso mecánico y la intralogística. Esto ayuda a reducir la tensión de los usuarios y a simplificar e incluso acelerar los procesos. La ventaja de la LCIA en comparación con la automatización total es que las mesas de trabajo y el equipo de producción pueden adaptarse más rápida y fácilmente a los flujos de trabajo cambiantes.

Ejemplo de aplicaciones Karakuri

Infografía

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