Los sistemas de control de movimiento que usan menos energía y pueden ser alimentados por recursos renovables son clave para los equipos de eficiencia energética y son parte de una estrategia corporativa sostenible.

Transformación digital

Los fabricantes de hoy interactúan con la automatización digital y las interfaces de usuarios detalladas en su vida diaria y esperan la misma capacidad digital de los sistemas industriales. A medida que las empresas transforman digitalmente sus operaciones, están viendo beneficios reales y confiables.

Sensores integrados en dispositivos rastrean continuamente la temperatura, la posición, la carga y el desgaste en tiempo real. El monitoreo, la configuración automática y el diagnóstico y los datos de procesos recopilados presentados en los paneles brindan a los operadores la información que necesitan para tomar decisiones seguras e informadas. Los sistemas de control de movimiento conectados permiten a los operadores analizar el rendimiento de producción, el uso de energía y la confiabilidad.

El acceso a estas ideas a través de paneles permite a los fabricantes controlar mejor y mejorar continuamente sus operaciones y, en última instancia, su producción.

Competencia de mercado

Entre la escasez de mano de obra y los problemas de la cadena de suministro, nunca ha sido más desafiante para las empresas mantener una ventaja competitiva. Además, la transformación digital de la fabricación industrial y las tecnologías avanzadas que lo impulsan han hecho posible que las empresas que invierten en ellas optimizar significativamente sus operaciones.

Hay una mayor necesidad que nunca permanecer ágil al responder a las necesidades cambiantes del mercado y satisfacer de manera confiable la demanda de los clientes para mantenerse a la vanguardia del mercado. Los fabricantes deben minimizar el tiempo de inactividad de la máquina y maximizar la producción, e incorporar soluciones de automatización híbridas conectadas puede ayudar a mejorar la confiabilidad y el tiempo de actividad de la máquina.

Para optimizar el uso de energía, mejorar las operaciones y mantenerse a la vanguardia en sus industrias, las empresas están buscando un paquete de control de movimiento completo. Los principales proveedores de tecnología entienden esto y han desarrollado una gama de soluciones avanzadas e integradas que combinan servo unidades, motores y actuadores eléctricos, así como neumáticos.

Los OEM tienen una oportunidad significativa de incorporar sistemas de automatización híbridos en diseños de máquinas que se alineen mejor y aborden las mayores necesidades y preocupaciones de sus clientes.

Automatización y diseño de máquinas contemporáneas

Una forma en que las empresas están superando los desafíos y el aumento de la producción es integrando máquinas más pequeñas y más sofisticadas en sus líneas de producción. Las huellas más pequeñas permiten que más máquinas se ajusten en el mismo espacio de producción, y la tecnología avanzada de control de movimiento puede permitir automatizar tareas de mayor precisión desde el ensamblaje hasta la inspección final del producto.

Los fabricantes también buscan tecnología de control de movimiento con: mejor precisión para prevenir el desperdicio; tiempos de ciclo más cortos para aumentar la salida; y una mayor flexibilidad de posición para permitir a los operadores cambiar los programas de máquinas en la presentación de un botón. El uso de máquinas con estas características puede dar como resultado una mayor producción en menos tiempo, mejorar la sostenibilidad y reducir los costos.

Cómo seleccionar control de movimiento neumático, eléctrico o híbrido

Hay muchas ofertas de control de movimiento disponibles, y puede ser confuso saber cómo elegir entre ellas. ¿Cuándo usan los OEM eléctricos, cuándo usan neumático y cuándo usan ambos?

Hay muchos factores y preocupaciones a considerar al seleccionar soluciones de movimiento:

1. ¿Conocen los requisitos de rendimiento, flexibilidad y precisión de la aplicación?
2. ¿Cuáles son los costos iniciales de operación y mantenimiento continuo?
3. ¿Cómo afectan la eficiencia energética de la máquina?
4. ¿Cómo se integrarán los productos de movimiento con otros dispositivos?
5. ¿Pueden recopilar datos y analizar la salud del dispositivo?
6. ¿Harán que sea más fácil y más rápido diseñar una máquina?
7. ¿Cuál es la curva de aprendizaje para la nueva tecnología?

El control de movimiento neumático y eléctrico tiene ventajas distintas, dependiendo de las necesidades de una aplicación, y una aplicación puede beneficiarse de cualquiera o ambas. Para algunas aplicaciones, está bastante claro cuál es el mejor ajuste. Para que un mecanismo simple empuje las cajas de un transportador, un cilindro neumático tiene más sentido. Sin embargo, si estas cajas deben clasificarse en diferentes líneas o posiciones en el transportador, se requiere un actuador eléctrico con múltiples posiciones.

En aplicaciones más complejas, la elección puede no estar clara. Esta es una señal de que las aplicaciones pueden recibir el mayor beneficio al usar ambos. Los cilindros electromecánicos pueden usar aire comprimido a través de un conector neumático para sellar el aire en aplicaciones de llenado. En los sistemas de ensamblaje, un sistema de eje múltiple lineal eléctrico puede usar una pinza neumática. Y un eje lineal eléctrico que funciona en una dirección vertical puede usar un cilindro neumático para la compensación de peso.

La automatización de tecnología cruzada permite a los OEM aprovechar las fortalezas complementarias de la tecnología de control de movimiento neumático y eléctrico en la misma aplicación y pasar los beneficios a sus clientes.

Veamos las fortalezas de cada tecnología para comprender mejor cómo pueden trabajar juntos:

Control de movimiento neumático

El movimiento neumático se logra mediante el uso de un gas comprimido para actuar físicamente sobre un mecanismo para producir el movimiento requerido. Se ha demostrado que las soluciones neumáticas proporcionan una operación robusta para el hardware, el diseño y la instalación, y generalmente hay menos componentes para cambiar o reemplazar al actualizar un sistema neumático en comparación con un sistema servo.

El ejemplo más familiar del control de movimiento neumático es un cilindro con pistón interno, que produce movimiento lineal. Esta puede ser la razón por la cual la neumática a menudo se considera una tecnología de movimiento discreta, solo buena para extender o retraer completamente un mecanismo.

Sin embargo, la innovación continua impulsada por los proveedores de tecnología de control de movimiento ha ampliado lo que es posible. Por ejemplo, el movimiento de rotación continuo se puede lograr utilizando actuadores de cuartos de cambio.

Los sensores y los controles de flujo también están disponibles para monitorear y optimizar la operación, mientras que el control de presión diferencial hace posible que el equipo alcance el posicionamiento neumático continuo. Utilizando válvulas solenoides electricneumáticas relativamente pequeñas o válvulas de posicionamiento de modulación, se aplica presión controlada contra una presión posterior constante.

Los operadores pueden controlar la posición manualmente utilizando botones e interruptores o automáticamente utilizando un controlador lógico programable (PLC) o controlador de bucle.

Control de movimiento eléctrico

Los actuadores eléctricos combinados con servomotores son conocidos por su alta velocidad, precisión y eficiencia y logran el movimiento al convertir la electricidad en movimiento rotacional o lineal. Estos sistemas de circuito cerrado generalmente incluyen componentes más complejos, como un controlador de movimiento, accionamiento de servomoto, sensor de motor y retroalimentación y prácticas de diseño que las soluciones de movimiento neumático.

Cada servomotor está asociado con una unidad que sigue las señales comandadas que proporcionan la función deseada y pueden ofrecer una posición precisa, velocidades angulares precisas y perfiles de aceleración variable. Con tal rango, los sistemas de servo pueden proporcionar control de movimiento posicional para varias aplicaciones, desde un brazo robot hasta transportadores giratorios continuos.

Dado que las unidades y controladores de servo son dispositivos de microprocesadores, tienen un nivel alto e innato de funcionalidad a bordo y pueden ofrecer directamente las funciones de diagnóstico y registro de datos locales y remotos para paneles.

La conexión de los PLC y otros controladores a los sistemas de servo de movimiento puede ayudar a los OEM a lograr un control de movimiento y sincronización de movimiento aún más avanzados. Las funciones especializadas incluyen posicionamiento altamente preciso con repetibilidad submicrónica, cajas electrónicos y engranajes electrónicos y pueden beneficiar las aplicaciones más complejas, como el mecanizado, la robótica y los equipos de fabricación.

Por ejemplo, una línea de empaque puede actualizar desde discos de leva mecánica a un sistema de servomotion con discos de leva eléctrica. Mientras que cambiar el formato con discos mecánicos es complejo, lleva mucho tiempo y sujeto a errores, la conversión de la máquina utilizando discos de leva eléctrica ocurre con solo tocar un botón. Esto ahorra tiempo, mejora la precisión, minimiza el chatarra y reduce los costos.

Control de movimiento híbrido

Un sistema de automatización híbrida electrozumática puede ayudar a los fabricantes a aplicar las tecnologías apropiadas para cada función específica. Cuando la sostenibilidad, la flexibilidad de posición, la precisión, la estabilidad, la operación tranquila, la conectividad y el monitoreo son la mayoría, el movimiento eléctrico tiene grandes ventajas. Cuando las aplicaciones tienen limitaciones de espacio, demandan una operación sólida o requieren un diseño rápido, instalación y puesta en marcha, el control de movimiento neumático es la mejor opción.

Las líneas de producción en la mayoría de las instalaciones de fabricación incluyen varios tipos de equipos OEM, con productos que se mueven entre máquinas a lo largo de transportadores de transporte y acumulación. Estas líneas ofrecen muchas oportunidades para integrar el movimiento lineal neumático y eléctrico.

Por ejemplo, una línea de producción de envasado de bebidas típica incluye las siguientes funciones: botellas de moldeo de soplado elástica, botellas de relleno y tapa, transmitir y acumular, etiquetar botellas, inspeccionar el relleno y la etiqueta, las botellas de empacadas en cajas y paletizar y encoger las cajas. Moldado de soplado estirado, cajas plegables y aplicando pegamento se benefician del movimiento neumático, mientras transmite y colocan botellas dentro de los equipos de relleno y etiquetado se beneficia de servo movimiento.

Los transportes de transporte simples y los sistemas de paletización se benefician de ambas formas de movimiento: los transportadores pueden ser impulsados ​​por motores eléctricos, y las paradas del producto y las puertas pueden operar utilizando la actuación neumática. El manejo de casos a granel se puede lograr con neumática, mientras que la interpolación y los ajustes de posición fina pueden controlarse utilizando servo movimiento.

Ventajas de los sistemas de automatización híbridos

Los proveedores de tecnología de control de movimiento líder ahora ofrecen paquetes integrados de solución completa que incluyen control de movimiento eléctrico, neumático o híbrido. Estas soluciones integrales cuentan con dispositivos inteligentes en el nivel de campo, control de movimiento, control de la máquina y análisis.

Las opciones neumáticas implican un cilindro neumático, sistema de válvulas, controlador, análisis y tablero de control a través de la puerta de enlace, mientras que la electricidad incluye un actuador lineal eléctrico, servomotor y accionamiento, controlador y tablero a través de la puerta de enlace. Si bien ambas tecnologías ofrecen paneles, los datos están disponibles directamente desde la unidad de servicio y los sistemas neumáticos requieren la adición de sensores.

Soluciones completas e integradas como esta tienen muchos beneficios tanto para los OEM como para sus clientes. Como ya están diseñados y ensamblados, los sistemas de automatización híbridos pueden agilizar la adquisición, el desarrollo y la puesta en marcha. De lo contrario, los OEM deben obtener componentes por separado y coincidir e diseñarlos ellos mismos. Esto no solo lleva más tiempo y agrega complejidad a la cadena de suministro, sino que puede introducir problemas de tamaño.

Los sistemas de automatización híbridos también ofrecen flexibilidad que hace posible que los OEM diseñen máquinas que puedan producir una variedad de tipos de productos, minimizar el tiempo de cambio y cumplir con los requisitos cambiantes a lo largo del tiempo. Como muchas compañías enfrentan una presión continua para aumentar el rendimiento al reducir los costos operativos, esto puede acortar las ejecuciones de producción, aumentar la utilización de la máquina y extender la vida útil del equipo.

Con la reconfiguración electrónica de control de movimiento, los operadores pueden cambiar los perfiles de movimiento en la mosca, y algunos sistemas ofrecen un diseño a prueba de futuro y están equipados con características que se pueden implementar ahora o en generaciones futuras de máquinas. Para ofrecer a los clientes el más alto nivel de flexibilidad, busque sistemas con actuadores eléctricos extremadamente versátiles que cubran una amplia gama de requisitos de aplicación.

Además de permanecer competitivos, los sistemas de automatización híbridos pueden mejorar la sostenibilidad del fabricante. Estos sistemas pueden proporcionar una mejor eficiencia de la máquina y reducir la chatarra, lo que a su vez reduce el consumo y los costos de los recursos. La eficiencia energética puede hacer posible alcanzar mejor los objetivos de sostenibilidad, mientras que los ahorros de costos pueden reducir el costo total de propiedad. Para una mayor repetibilidad y uniformidad, es importante buscar un sistema con movimiento lineal eléctrico que proporcione los niveles más altos de confiabilidad y precisión.

Mayor flexibilidad, eficiencia y rendimiento

Los OEM pueden determinar si un sistema de automatización híbrido beneficiará a una aplicación evaluando factores clave de la aplicación, que incluyen:

1. Consumo de energía,
2. Costos operativos,
3. Posición de flexibilidad,
4. Precisión,
5. Vibración y ruido,
6. Cap-EX,
7. Conectividad,
8. Tamaño,
9. Instalación y
10. Tiempo de puesta en servicio y durabilidad.

Para seleccionar las soluciones más apropiadas que logren los resultados deseados, es fundamental trabajar con un socio experto en control de movimiento y transformación digital con una cartera integral de tecnologías y opciones de dimensionamiento. Un socio como este puede ayudar a OEMS Commission Solutions y ofrecer apoyo a largo plazo.

Con los sistemas de automatización híbrida, las empresas no tienen que elegir entre rendimiento, flexibilidad, sostenibilidad, conectividad y costo. Pueden tenerlo todo: precisión y poderoso movimiento lineal, la flexibilidad para cumplir con los requisitos de producción cambiantes, los datos y las ideas para maximizar la producción, el consumo de energía optimizado y el menor costo total de propiedad.