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Sinumerik One con gemelo digital: un control CNC virtual y real perfectamente integrados

AEI 519 - El CNC Nativo Digital

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Con Sinumerik One, Siemens trae el primer control CNC desarrollado desde cero para la transformación digital. Por primera vez, el gemelo digital es una parte integral del control. Los procesos de mecanizado y comportamiento de las máquinas pueden simularse de manera realista y detallada.


Los controles actuales se crearon antes de la era de la digitalización y se ampliaron con nuevas funciones para cumplir con los nuevos requisitos exigidos por un mundo cada vez más conectado. El resultado fue un progreso lento, con brechas, limitaciones y altos gastos adicionales para proveedores de control numérico, fabricantes de máquinas y usuarios finales. No es de extrañar, porque incluso los controles de gama alta más avanzados, como el Sinumerik 840D sl, se introdujeron hace más de 15 años. Las fábricas inteligentes y la virtualización aún no desempeñaban un papel importante en su desarrollo.


El nuevo Sinumerik One es completamente diferente. Ha sido desarrollado especialmente para la fabricación inteligente: Siemens lo llama "el CNC nativo digital", porque las tendencias fundamentales y los desafíos de la transformación digital ya se tienen en cuenta en el concepto básico. Además del aumento masivo del rendimiento del CNC y la mejora de las habilidades de redes y comunicación de datos, hay un punto que merece una mención especial: con Sinumerik One, el gemelo digital es una parte integral del control CNC ya que el control virtual y el real se fusionan y complementan entre sí.


Perfecta integración en soluciones digitales y flujos de trabajo


La digitalización realmente cambia los desafíos fundamentales tanto en la fabricación como en el uso de máquinas herramienta. Los productos deben ser introducidos cada vez más rápido en el mercado y los procesos de producción deben ser significativamente más flexibles y eficientes. La digitalización y, en particular, la virtualización y la simulación, implementadas de manera recurrente, proporcionan a los fabricantes y operadores de máquinas herramientas muy efectivas para dominar estas tareas. Esto requiere una representación digital, altamente precisa y consistente del control, la máquina y su comportamiento en ambos lados. El gemelo digital es la base para la transformación digital en las empresas, y eso es exactamente lo que Siemens pretende ahora con Sinumerik One.


Sinumerik One ofrece una plataforma moderna de hardware y software que contribuye a aumentar enormemente el rendimiento de la máquina y el mecanizado. Se producen aumentos de productividad de porcentajes de hasta dos dígitos, en particular en el campo de la altamente exigente fabricación de moldes. Las tareas computacionalmente intensivas como la vigilancia de colisiones ahora se llevan a cabo sin restricciones durante el proceso de mecanizado. Con el PLC Simatic S7-1500F perfectamente integrado, Sinumerik One ofrece acceso a las últimas innovaciones en tecnología de automatización. El potente PLC reduce notablemente el tiempo de inactividad de la máquina. El rendimiento y la comunicación mejoran enormemente.
Las mejoras cruciales también aplican a las capacidades de comunicación y redes del nuevo control. La comunicación de datos de PLC y NC a través de OPC UA se simplifica y se acelera significativamente. Al mismo tiempo, muchos mecanismos de seguridad ya se han integrado para proteger las máquinas en red contra el acceso no autorizado.


Este impresionante aumento de rendimiento del CNC es la respuesta lógica a los requisitos de constante aumento de datos de las máquinas herramienta modernas. Lo realmente revolucionario de Sinumerik One es que los procesos de representaciones gráficas virtuales se convierten en la base de la acción de la máquina real. Los desarrollos y la puesta en marcha de la máquina, la planificación de la producción y el mecanizado de la pieza, junto con las ampliaciones y los servicios de la máquina, logran una calidad y precisión completamente nuevas a través del gemelo digital de Sinumerik One. Además, también se pueden crear de manera mucho más conveniente. Esto es posible gracias al portfolio de software Create MyVirtual Machine y Run MyVirtual Machine.


“Digital first” – desde el desarrollo


La consistencia, eficiencia y precisión al usar los gemelos digitales permite a los fabricantes y usuarios finales de máquina implementar por primera vez y de manera consistente una estrategia digital en todos los procesos. Hasta ahora no existía una manera de conocer de manera anticipada el proceso real. Una vez esto se pueda llevar a cabo, la digitalización se convertirá en una ventaja en el desarrollo, la puesta en marcha, la planificación, la producción y el servicio.


“Digital first” se convierte en un motor de eficiencia en la industria de la máquina herramienta. Ya sean conceptos de máquina específicos para el cliente para máquinas especiales o adaptaciones customizadas para máquinas en serie, basadas en el Sinumerik One digital y la amplia gama de herramientas de ingeniería digital de Siemens, el desarrollo virtual alcanza un nuevo nivel de calidad.


A través de TIA Portal se pueden programar y configurar tanto el PLC como el HMI del Sinumerik One con lenguajes de programación de última generación (p.e. SCL). Las máquinas ya no solo se pueden construir virtualmente, sino que con Create MyVirtual Machine también se podrá simular exactamente su comportamiento. Por tanto, las pruebas de sistema y funciones de máquina se pueden virtualizar, lo que minimiza los riesgos en el desarrollo. La puesta en marcha de la máquina se puede realizar de manera anticipada en una plataforma Software-in-the-Loop. Gracias a ello, los tiempos no productivos en la máquina se reducen.


Otro punto a destacar es la posibilidad de utilizar en TIA Portal la funcionalidad Fail-Safe del PLC1500F integrado en Sinumerik One con el concepto Safety Integrated Plus (SI+) para protección del operador de la máquina.


Modelos de negocio completamente nuevos


Si una máquina que ya está en producción necesita la implementación de algún tipo de funcionalidad extendida, el fabricante puede preparar la actualización en el gemelo digital. Esto minimiza considerablemente los tiempos de inactividad de la máquina.


Esta primera forma de trabajo digital también permite modelos y estructuras comerciales completamente nuevos. La adaptación de las máquinas a las variantes específicas del cliente se lleva a cabo de forma más rápida y directa sobre la base de las máquinas virtuales. El desarrollo virtual de las máquinas basadas en gemelos digitales tiene otro efecto colateral importante: los fabricantes de máquinas pueden implementar tareas de servicio y línea directa tan rápido como sea posible basándose en representaciones gráficas idénticas de las máquinas que están en producción. Se posibilita una reacción veloz a través de la evaluación virtual, lo cual es un beneficio inmejorable, especialmente en negocios con clientes en el extranjero.


Manuel Sanchez Gallizo
Responsable de Producto Sinumerik en Siemens


Este artículo aparece publicado en el nº 519 de Automática e Instrumentación, págs. 36 y 42.

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