El camino inteligente hacia la máxima flexibilidad de las máquinas

No es ningún secreto: los fabricantes de máquinas están sometidos a una considerable presión para suministrar equipos que satisfagan la demanda de la fabricación flexible. Por ejemplo, quienes abastecen a empresas de artículos de consumo (CPG) se ven obligados a ofrecer diseños que reduzcan al máximo el tiempo de cambio entre productos y que, además, en el futuro puedan escalarse con rapidez para incorporar nuevos productos que ni siquiera existen todavía.

Hasta hace poco tiempo, los fabricantes de máquinas no tenían muchas opciones para entregar su equipo a la planta de fabricación. Lo habitual era que cualquier aplicación de packaging o de fabricación de CPG constara de varias máquinas diferentes, básicamente independientes, que se integraban en la línea existente.

Este legado continúa presente en muchas plantas actualmente. Se trata de plantas que a menudo presentan líneas con piezas mecánicas estáticas, con cintas transportadoras basadas en la fricción y una plétora de equipos auxiliares diversos. Estas plantas pueden alcanzar un rendimiento extraordinario si funcionan sobre un producto uniforme basado en variables fijas.

Sin embargo, este enfoque suele funcionar a costa de la flexibilidad de las máquinas. Las complejas configuraciones mecánicas y la sincronización de los equipos llevan su tiempo, un parámetro que no abunda en ninguna planta, especialmente cuando está en juego el lanzamiento de un producto.

La tecnología avanzadaque cambia las reglas

Gracias a los avances tecnológicos, ahora los OEM pueden satisfacer con mayor facilidad las exigencias de los fabricantes de aumentar la flexibilidad. En concreto, ya existen tres tecnologías mecatrónicas clave que están cambiando las reglas tanto para los OEM como para los clientes a los que dan servicio.

En primer lugar, la robótica está cada vez más presente en las aplicaciones de CPG. Los robots son inherentemente flexibles, gracias a su capacidad de funcionar totalmente en tres dimensiones, a la posibilidad de determinar las rutas apropiadas sin necesidad de encaminar de nuevo los productos de forma mecánica y a su capacidad de manejar cualquier producto, independientemente de su forma y tamaño.

En segundo lugar, la tecnología de motores lineales y, en particular, la tecnología de transporte independiente (ICT) que refuerza la respuesta de las máquinas frente a productos diversos. A diferencia de las cintas transportadoras convencionales, que distribuyen los productos por una ruta predeterminada a una velocidad fija, la ICT traslada los productos de forma inteligente a medida que finalizan las operaciones de fabricación.

Y, por último, el cambio de producto automatizado, que minimiza la necesidad de intervención manual y que permite, desde el propio terminal del operador, ajustar las máquinas para nuevas configuraciones de packaging o de producto. Además, gracias a la funcionalidad de los nuevos servovariadores, esta opción cada vez es más eficaz en cuanto a costes.

Además de mejorar la flexibilidad de las máquinas, estas avanzadas tecnologías permiten a los OEM ofrecer más funcionalidades con menos equipo y en menos espacio. De hecho, hay fabricantes de maquinaria con soluciones compactas que, con un solo equipo, ofrecen operaciones que antes realizaban máquinas diferentes, como, por ejemplo, el llenado y el encartonado.

Sin embargo, si no disponemos de una cuidadosa planificación, el éxito de estos diseños puede verse limitado debido a la existencia de varios sistemas de control.

Todo en uno: control unificado de las máquinas

Para los OEM, la cuestión fundamental no es solo qué tecnologías resultan más apropiadas para sus aplicaciones, sino también cómo integrar esas tecnologías en la arquitectura de la planta y con las máquinas ya presentes.

No hace tanto tiempo, los fabricantes de máquinas no tenían muchas opciones. Las tecnologías avanzadas de proveedores externos venían equipadas con sistemas de control de propiedad exclusiva. En consecuencia, la coordinación entre máquinas dependía de una complicada integración entre sistemas dispares.

Para los fabricantes, se trataba de un escenario que añadía complejidad a todas las etapas del ciclo de vida de las máquinas. No solo era difícil conseguir un diseño eficiente, sino que también se complicaba la asistencia técnica a los clientes, puesto que el personal debía dominar varios sistemas. Además, las ganancias en rendimiento no eran tan obvias debido a los retrasos de comunicación y a los problemas de sincronización que estos sistemas conllevaban.

Afortunadamente, gracias a los avances en los controladores de automatización programables (PAC), hoy en día hay un mejor modo de hacerlo. Los últimos PAC ya disponen de procesadores con características mejoradas, con mayor velocidad y mejor rendimiento, lo que permite a los fabricantes de maquinaria adoptar un enfoque unificado en el control de las máquinas.

De ese modo, estas tecnologías avanzadas, como la robótica, los ICT o los sistemas de cambio de producto automatizados pueden integrarse en los PAC estándar que ya funcionan para el resto de la máquina. Un solo controlador. Un solo entorno de diseño.

Este control unificado de las máquinas permite a los OEM integrar, controlar y coordinar más fácilmente estas tecnologías avanzadas. Y también simplifica la operación y el mantenimiento de las máquinas por parte del usuario final, quien solo debe entender un solo sistema, lo que facilita la asistencia técnica.

Integración de datos robusta. Información significativa

Pero eso no es todo. Las plataformas de control unificado también ofrecen una fuente unificada de información para cualquier máquina desplegada bajo su paraguas, lo que sitúa a los OEM en mucha mejor posición a la hora de ofrecer información significativa.

De este modo, el control unificado de las máquinas es una base excelente para desplegar soluciones de visualización, de generación de informes y de analítica que ayuden a monitorizar los factores clave que afectan el rendimiento, la eficiencia y la calidad.

En pocas palabras, el control unificado de las máquinas permite que los OEM desarrollen equipos más inteligentes que se adapten con más facilidad a las instalaciones ya existentes y que ofrezcan la información que necesiten los usuarios finales para dar mejor respuesta a las cambiantes exigencias del mercado.

Steve Mulder

Packaging Segment Lead, Rockwell Automation

Este artículo aparece publicado en el nº 538 de Automática e  Instrumentación págs. 68 a 69.