Automatica - 426

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Productividad y eficiencia del diseño a la producción

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426 / Febrero 2011

Mecánica, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas

MECATRÓNICA

El software, en la base Actualmente nos encontramos con la paradoja de que la “parte” de una máquina que porcentualmente representa el coste más elevado no se mueve, no ocupa lugar, no pesa y no hace ruido: es el programa de software.

Pág. 77 | PC11-36ES |

Automática e Instrumentación

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Automática e Instrumentación

INFORME

Gran potencia, comprimida en el mínimo espacio.

Equipos de visión por ordenador

El C6915 de Beckhoff.

Incluye tabla de oferta Pág. 77

Robótica: los países asiáticos protagonizan las previsiones de aumento de la demanda Aplicaciones modernas de la robótica industrial

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Felipe Pang, de Omron

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PC Industrial Beckhoff serie C69xx: Carcasas de aluminio robustas y compactas Placas base de 3½ pulgadas de Beckhoff con SAI integrada C6915: Intel® Atom™, sin ventilador C6925: Intel® Celeron® M ULV 1 GHz, sin ventilador C6920: Intel® Core™ Duo o Core™2 Duo C6930: Intel® Core™ Duo o Core™2 Duo, Controlador SATA RAID 1 integrado

“Queremos democratizar el mundo de la visión artificial”

Febreroo 2011, n.º 426

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www.beckhoff.es/C69xx

Halle 7, Stand 406

IPC

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SUMARIO

Automática e Instrumentación

LA PORTADA

Febrero 2011 / n.º 426

Mercado mundial de robótica

Beckhoff Automation

SENSORES CROMÁTICOS CONFOCAL

4

- Resolución nanométrica - Diminuto spot de 7μm - Medida en cristal y superficies brillantes - Sensores miniatura - Medición de espesor en materiales transparentes con un solo sensor

8

Gran potencia, comprimida en el mínimo espacio.

Tecnología para la automatización de máquinas

a la automatización de las máquinas industriales mantenga una tendencia alcista hasta el año 2013.

El C6915 de Beckhoff.

SENSORES DE TRIANGULACIÓN LÁSER

- El mayor abanico de posibilidades - Rangos de medida desde 2 hasta 1000mm - Modelos con controlador integrado - Desde low-cost hasta las versiones de mayor precisión del mercado - RTSC: Real-Time Surface Compensation

14

Mes a mes • CDEI-UPC aplica un nuevo concepto de diseño de bienes de equipo • Bombas volumétricas: un mercado que crece • La ISO 26000 ya está en vigor • Colaboración entre Automation ML y PLCopen

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CEA • Convocatorias de proyectos europeos

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Empresas • Rockwell Automation se orienta hacia el escalado y la modularización del sistema de arquitectura integrada • GE Intelligent Plattforms adquiere SmartSignal • Intel finaliza la compra de la actividad WiFi de Infineon

www.beckhoff.es/C69xx PC Industrial Beckhoff serie C69xx: Carcasas de aluminio robustas y compactas Placas base de 3½ pulgadas de Beckhoff con SAI integrada C6915: Intel® Atom™, sin ventilador C6925: Intel® Celeron® M ULV 1 GHz, sin ventilador C6920: Intel® Core™ Duo o Core™2 Duo C6930: Intel® Core™ Duo o Core™2 Duo, Controlador SATA RAID 1 integrado

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Después de la fuerte caída experimentada en el número de nuevos robots incorporados a la industria en el ejercicio de 2009, el sector de la robótica inició una tendencia a la recuperación del ritmo de crecimiento que, según las previsiones de la asociación internacional del sector, en el plazo de tres años alcanzará las 100.000 unidades anuales.

Está previsto que el conjunto de 28 tecnologías y soluciones destinadas

| PC11-36ES |

LÍDERES EN MEDICIÓN SIN CONTACTO

Los PCs Industriales Beckhoff de la serie C69 son equipos compactos que disponen de procesadores Atom hasta Core 2 Duo. Sus prestaciones a nivel de comunicaciones mediante conexiones Ethernet, DVI, SAI integrada, y la particularidad de no incorporarventilador, los convierte en equipos idóneos para instalaciones de control.

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Beckhoff Automation GmbH está representada en España por Beckhoff Automation, S.A. con sede en Sant Cugat del Vallés, y dispone de oficinas en Bilbao y Madrid.

Beckhoff Automation, S.A. Edificio Testa Sant Cugat Avda. Alcalde Barnils, 64-68 Modulo A Planta 3 08174 Sant Cugat (Barcelona) Tel.: 93.5844997 Fax: 93.5844084

SUMARIO

Febrero 2011 / n.º 426

Automática e Instrumentación

MECATRÓNICA

Soluciones para fabricantes de maquinaria

De la mecatrónica a la “enertrónica”

Los fabricantes se ven 64 abocados a aplicar nuevas estrategias de diseño que les faciliten la realización de maquinaria flexible.

El tratamiento integrado del ciclo de vida de su diseño y la explotación de modernas herramientas informáticas se presentan como excelentes aliados.

La evolución de la 49 mecatrónica ha supuesto que nos encontremos con la paradoja de que la “parte” de una máquina que representa el coste más elevado es el programa de software.

Entrevistas

Mecatrónica en aplicaciones industriales

Rainer Stetter, reconocido 54 gurú del software y la

Un ejemplo de uno de los usos 69 más habituales como aplicación

mecatrónica en Alemania

en máquinas de producción en la industria: el plato divisor.

Judit Coll, directora del 58 Cequip, y Carles Riba, director del Cdei

Parking robotizado

Nuevos métodos de desarrollo

5

Diseño basado en modelos, 60 simulación y generación

73 Cómo ahorrar tiempo, espacio y reducir el CO .

2

automática de código.

• Schneider Electric refuerza sus posiciones en la India • Vacon se asocia con F-Secure • NI vuelve a su ritmo normal de crecimiento en 2010 • Un buen año 2010 para Harting 25

26

Eventos • Expoquimia acoge un espacio para la industria farmacéutica

S ELECCIÓN DEL MES 34

44

Calendario de ferias y cursos

P ERSONAS 32 Felipe Pang, responsable de marketing de la división de visión artificial de Omron “Queremos democratizar el mundo de la visión artificial”

Empresas • Carl Source basado en arquitectura nativa de Internet • RS Components: satisfacción asegurada de proveedores y clientes • EcoStruxure, una solución integrada de Schneider Electric Productos • Nueva generación de RTU con prestaciones de PLC e Internet • Nuevo robot scara de techo

INFORME 77

Equipos de visión por ordenador Miquel Casamitjana y Enric X. Martín Rull

El continuo avance tecnológico de los sistemas

de visión por computador hace que estos cada vez sean más simples de implementar y con mucha más capacidad de resolver problemas de mayor complejidad. Cada vez más presente en todos los ámbitos industriales.

APLICACIONES 94 Aplicaciones modernas de la robótica industrial 98

Estaciones de recarga para vehículos eléctricos

SOLUCIONES 100 Medición de temperatura con conformidad SIL

TECNOMARKET 102 Nuevos productos

¡Uau! ¿Cómo puede ser tan fácil?

nto e i m a Lanz ortal n TIA P das e

na s jor s/simatic a l e d e Ruta iemens. s . www

TIA Portal La entrada a un futuro sin límites Eficiente, intuitiva, comprobada, la ingeniería nunca fue tan fácil. Siemens ha desarrollado una nueva generación de software de automatización industrial que reinventa todo el proceso de ingeniería.

Desde marzo a abril de 2011, llevaremos a cabo por toda la geografía nacional la presentación de la nueva plataforma de ingeniería que le abrirá las puertas a la futrua Fábrica Digital. La presentación de Automatización se completará con las nuevas aplicaciones de Comunicaciones que son posibles con Profinet y las novedades SIMATIC. Más información: www.siemens.es/simatic

Answers for industry.

Automática e Instrumentación

A

EDITORIAL

La mecatrónica y el software

pesar de que la mecatrónica como tecnología está presente de una forma continuada en los contenidos de nuestra publicación, no le hemos dedicado una atención más exhaustiva, como lo hacemos en este número, desde mediados del año 2005. En uno de los artículos que incluíamos en aquel número, los autores afirmaban que la teoría de control y su aplicación seguía siendo, a nivel de formación, un tema pendiente. Muy pocos ingenieros utilizaban herramientas de modelación y simulación en sus diseños, las matemáticas no se percibían como una herramienta que formara parte de las habilidades de un ingeniero sino como un obstáculo a evitar y muy pocos ingenieros tenían el equilibrio necesario entre teoría y práctica para alcanzar el éxito en la ingeniería mecatrónica. De este modo, el diálogo interdisciplinario resultaba imposible, tanto en la Universidad como en la industria.

Han pasado casi seis años y algunas de estas afirmaciones parece que siguen siendo ciertas.

Y no es que la mecatrónica sea una tecnología rigurosamente nueva. Ya a principios de los años setenta se hablaba de ella como la combinación sinergética de la ingeniería mecánica de precisión, el control electrónico y el enfoque al sistema en el diseño de productos y procesos de producción.

En realidad, para algunos profesionales la mecatrónica consistía sólo en hacer las cosas bien hechas, es decir, estar al día y aplicar las nuevas potencialidades que brindaban las tecnologías y aplicarlas a los diseños de los productos para que estos mejoren. Para estos profesionales, la mecatrónica no presentaba ninguna novedad por ella misma, sino que se trataba de ir incorporando al diseño los avances que se producían por la evolución de las tecnologías de los sensores, actuadores, control, electrónica de potencia, microelectrónica, informática y comunicaciones. Y para que esto fuera así, se planteaban como muy necesario enseñar

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Febrero 2011 / n.º 426

a los ingenieros mecánicos cómo usar la electrónica, cómo programar los procesadores y cómo diseñar los algoritmos de control.

Pues, bien, parece que, después de tantos años, esto no se ha conseguido. La mayoría de especialistas de la materia coinciden en señalar el poco camino que se ha recorrido en este sentido, y sobre todo señalan las reticencias de los ingenieros mecánicos o eléctricos a entrar mínimamente en las entrañas del software para que las sinergias entre las distintas tecnologías que juegan un papel en la mecatrónica sean de verdad posibles y redunden en una mejora de cualquier proceso de diseño. Y es que el software no se puede contemplar durante más tiempo como un simple añadido a los componentes mecánicos de la máquina, ya que los programas y aplicaciones de software son la base para el movimiento de los componentes mecánicos.

Los procesos de ingeniería mecatrónica sólo pueden optimizarse bajo la condición previa de que los fabricantes de maquinaria comprendan la importancia del software y las necesidades de los procesos de software. Tengo la fuerte convicción de que sólo sobrevivirán aquellas empresas que inviertan en sus procesos de ingeniería mecatrónica con un enfoque especial en el software, afirma el Dr. Rainer Stetter, especialista en mecatrónica, en una entrevista mantenida con él recientemente, y Antoni Sudrià, profesor de la UPC y otro de los especialistas en mecatrónica, señala que actualmente nos encontramos con lo que algunos viven como una paradoja: la parte de una máquina que representa el coste más elevado porcentualmente no se mueve, no ocupa lugar, no pesa y no hace ruido, es decir, el programa de software.

De lo que se trata es de que esto deje de ser una paradoja.

Visión por computador: aumentando la eficiencia de los sistemas productivos

n el contexto económico actual, donde la demanda de los productos tiene una tendencia a la baja, la capacidad de incrementar la productividad es un factor que puede determinar la estabilidad de las compañías de manera más pronunciada que en épocas anteriores. Automatizar todos los procesos productivos posibles es una buena manera de aumentar la productividad, pero la automatización no solo requiere de mecanismos que actúen sobre los productos, sino que también precisa de sistemas que permitan conocer el estado del entorno para saber dónde y cómo actuar.

Actualmente, la visión por computador es una herramienta imprescindible para elevar la competitividad de las

empresas. El crecimiento continuado de las capacidades tecnológicas de la totalidad de los elementos presentes en un sistema de visión (iluminación, cámaras, algoritmos de procesado de la imagen, etc.) posibilita hacer más eficientes tareas ya automatizables anteriormente, logrando mayor calidad en los resultados y un número mayor de inspecciones en un mismo intervalo de tiempo. Además, permite ampliar el conjunto de problemas que la visión por computador puede resolver, aumentando, por lo tanto, la proporción de tareas automatizables.

En este sentido, el incremento de las prestaciones de las tecnologías de la visión por computador se puede ver como una oportunidad para au-

mentar la eficiencia de los sistemas productivos.

El informe que incluimos en este número quiere mostrar el estado actual de los sistemas de visión y sus tendencias futuras. Para ello presenta un texto que refleja las opiniones de diferentes expertos, y además, incluye dos tablas que ejemplifican la amplia gama de productos existentes en el mercado de las cámaras y de las tarjetas de adquisición, mostrando una selección de los elementos más representativos.

Enric X. Martín Autor del informe Equipos de visión por ordenador

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TIEMPO REAL

Febrero 2011 / n.º 426

Panorama

El mercado mundial de robótica inició la recuperación en el pasado ejercicio

Los países asiáticos protagonizan las previsiones de aumento de la demanda  CARLOS GARCÍA

Después de la fuerte caída experimentada en el número de nuevos robots incorporados a la industria en el ejercicio de 2009, el sector de la robótica inició una tendencia a la recuperación del ritmo de crecimiento que en el plazo de tres años, de cumplirse las previsiones de la asociación internacional del sector, alcanzará las 100.000 unidades anuales, gracias a la demanda de los países emergentes de la región Asia-Pacífico.

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L

a incorporación anual de robots a la industria en todo el mundo ha seguido una evolución de tendencia creciente, aunque con ligeras oscilaciones a la baja, desde 1995, con un pico máximo en 2005 y una fuerte reducción en 2009, como consecuencia de la crisis, cuando el número de unidades cayó por debajo de la cifra correspondiente a 1995. En la actual década, el mercado más dinámico en cuanto a la incorporación de robots a la industria es el asiático, con notable diferencia respecto a Europa y América, aunque también experimentó los efectos de la crisis en el ejercicio de 2009, al reducir a

la mitad el número de nuevos robots incorporados (30.000 unidades) respecto al año anterior.

La industria fabricante de vehículos a motor y la industria fabricante de componentes para automoción siguen siendo las principales demandantes del mercado de robótica, aunque las diferencias en el número de incorporaciones en 2009 se redujeron respecto a los sectores de electrónica y de fabricación de plásticos. De hecho, en 2009 el número de nuevos robots instalados en todo el mundo se redujo en un 45%, hasta cifrarse en 62.100 unidades. La disminución de las ventas de robots en 2009 afectó de

forma intensa en todas las regiones del mundo; así, en el mercado norteamericano, las ventas cayeron en torno al 48%, mientras que en Asia y Europa la disminución fue del 47% y 41%, respectivamente. Por su parte, Japón arrojó la mayor disminución en la venta de robots durante 2009 respecto al año anterior, en un 57%. Incluso en un mercado emergente, como el de China, se vendieron un 31% menos de robots que en 2008.

Como quiera que sea, desde la Federación Internacional de Robótica (IFR), las previsiones de crecimiento anual del mercado para el periodo 2011-2013 señalan una cuota del

TIEMPO REAL

Febrero 2011 / n.º 426

Automática e Instrumentación

Panorama 10%, hasta alcanzar en el 2013 una cifra ligeramente superior a las 100.000 nuevas unidades, aunque todavía por debajo de los valores obtenidos entre 2005 y 2008. De todos modos, las previsiones establecen una evolución positiva en las tres principales regiones (Asia, Europa y América). Con ello, el parque mundial de robots operativos, que actualmente se evalúa en una cifra ligeramente por encima del millón de unidades, está previsto que para el ejercicio de 2013 alcance una cifra de 1,12 millones de unidades, según la IFR. A pesar de la fuerte caída de la demanda en 2009, desde la propia asociación mundial se pone de relieve la inflexión hacia la recuperación en los primeros meses de 2010, con una relativa fuerza, ya que en los nueve primeros meses de 2010 se dobló la demanda de nuevos robots respecto al mismo periodo del año anterior, apuntando hacia la superación de la demanda anual registrada en 2007 y 2008.

Aunque con el estallido de la crisis muchas empresas cancelaron las previsiones de inversión durante el ejercicio de 2009, la necesidad de hacer frente a mejoras en la productividad, como de cumplir con las nuevas disposiciones en materia medioambiental, además del despliegue de estrategias hacia mercados emergentes, reanudó el

Aunque la crisis frenó las inversiones durante el ejercicio de 2009, la necesidad de mejorar la productividad y cumplir con las normativas medioambientales, además del despliegue de estrategias hacia mercados emergentes, reanudó el ciclo inversor a finales de 2009.

La recuperación industrial tira del mercado de robótica

Automatización y mejora de la productividad

L

a robótica en España se beneficia del relativo relanzamiento de la actividad industrial, especialmente perceptible en algunos sectores de fabricación (alimentación, productos farmacéuticos) que no han sufrido el impacto de la crisis con la misma intensidad que otros, o bien que se han visto obligados a proceder a mejorar sus procesos productivos, mediante inversiones en automatización, debido a las nuevas oportunidades de negocio que se presentan en los países emergentes, mucho menos afectados por la crisis de 2008 y que, en cualquier caso, demuestran una capacidad de recuperación de la actividad económica (por ejemplo, Brasil) mucho más rápida que los países industrializados. Es así como empresas españolas fabricantes de maquinaria especializada, con canales de comercialización en los países emergentes, ante la caída de la demanda interna y de los mercados preferentes de la Unión Europea, están reorientando sus estrategias exportadoras, lo que comporta igualmente un esfuerzo suplementario en cuanto a la automatización de sus procesos de fabricación, en la cual juegan un papel creciente las nuevas aplicaciones de la robótica. De hecho, las empresas exportadoras fabricantes de maquinaria mantuvieron durante el pasado ejercicio una tendencia sostenida hacia la superación de los valores de 2009, siendo los bienes de equipo los principales bienes exportados y el sector del automóvil el principal contribuyente a este aumento, sobre todo en lo que se refiere a componentes y a vehículos terminados. Por otra parte, la tendencia a la recuperación de la producción industrial también se apreciaba a lo largo del pasado ejercicio, lo que representa un ámbito de oportunidades para las nuevas aplicaciones de la robótica.

ciclo inversor ya a finales de 2009.

Según fuentes del citado organismo internacional, esta tendencia a la recuperación en el mercado mundial de la robótica, debe buena parte de su impulso a la demanda proveniente del segmento de robots de servicios. No obstante, la demanda de robots industriales, después de la caída de 2009, supera las previsiones, al venderse en 2010 más de 100.000 unidades en todo el mundo. Los principales sectores de demanda en todo el mundo son la industria de automoción y el sector de electrónica, aunque el sector

del plástico también ha relanzado las inversiones en robótica, como consecuencia de la demanda de materiales plásticos más ligeros para el sector de automoción, de equipamiento del hogar, y para envase y embalaje.

También se aprecia una tendencia alcista en la demanda de robots por parte de la industria de transformación de metales y de los suministradores de componentes para el sector de automoción. La evolución de la demanda mundial de robots durante la primera mitad de 2010 estuvo marcada por las ventas des-

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Automática e Instrumentación

TIEMPO REAL

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Panorama

Aplicaciones convencionales para nuevos sectores

Software para la cooperación entre operario y robot

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ntre los desarrollos de la robótica, destaca la tendencia a configurar sistemas robotizados que contemplan la colaboración entre operario y robot en la ejecución de sus operaciones, lo que tiene implicaciones directas con la problemática de la seguridad operativa. En este sentido, Pere Homs, director de ventas e ingeniería de la división de robótica de ABB, manifiesta que en la robótica industrial tradicional hemos separado a los operarios de los robots. Las normas establecen barreras físicas o espacios protegidos por sensores o barreras de presencia que delimiten las zonas de trabajo de unos y otros. Sin embargo, actualmente disponemos de herramientas que hacen posible el trabajo cooperativo entre hombres y máquinas mediante la utilización de software específico que limita de forma segura la velocidad y los movimientos del robot cuando es preciso, evitando riesgos innecesarios. Ejemplos de aplicaciones de esta nueva funcionalidad son la carga directa sobre utillajes/pinzas manipuladas por robots o procesos de inspección de calidad por parte de operarios de piezas presentadas por robots. Por lo demás, la industria robótica, en opinión de nuestro interlocutor, continuará extendiendo su ámbito de incorporación a nuevos sectores industriales (alimentación, fabricación de productos de gran consumo, farmacia, etc.) aunque, más que de nuevas aplicaciones, que representan una pequeña cuota

tinadas al sector de automoción; sin embargo, en el tercer trimestre del año también se apreció un considerable aumento de las ventas en otros sectores industriales.

En el caso del aumento de las ventas de robots japoneses durante los nueve primeros meses del pasado año, las razones hay que buscarlas en la demanda procedente de los países asiáticos y, particularmente,

del mercado anual de robots, se trata de aplicaciones convencionales, que siguen un patrón de costes parecidos a los del resto de segmentos. Así, pues, la tendencia de los últimos años en el mercado español a la disminución del número de unidades que se incorporaban al sector de fabricación de automóviles al tiempo que crecía la industrial, en general, se mantendrá en los próximos años, si bien aún estamos lejos de las cifras del año 2001, cuando el mercado alcanzó su máximo volumen con 3.000 unidades anuales.

El abaratamiento de las unidades robóticas juega un importante papel a la hora de facilitar su incorporación a las pyme, un mercado de gran potencial si tenemos en cuenta la estructura del tejido industrial español. Sin embargo, la complejidad operativa de las soluciones robóticas suele esgrimirse como un impedimento a la incorporación de los robots en las pequeñas unidades industriales. En este punto, Pere Homs hace una serie de precisiones en la medida que, si bien la utilización de la robótica industrial ya no es una tecnología compleja solo reservada a especialistas, sí que requiere una cierta capacitación que, si se hacen bien las cosas, está al alcance de las pequeñas y medianas empresas. Las pyme son perfectamente aptas para la incorporación de la robótica en sus procesos industriales como ya está sucediendo desde hace años.

de las exportaciones a China, que igualaron el máximo obtenido previamente a la crisis, así como en la demanda procedente de la industria del automóvil y de la industria electrónica, que mantuvieron una dinámica de crecimiento estable.

En los EE.UU. se registró un fuerte crecimiento en 2010, lo que en opinión de los portavoces del sector viene a avalar el papel que juega en

el marco de la tendencia general a la automatización en diferentes sectores industriales, así como en el mercado de servicios.

La utilización de robots está aumentando en todos los ámbitos industriales y de servicios. La creciente personalización de los productos de consumo comporta la reducción de los tiempos de salida al mercado y, con ello, una mayor flexibilidad

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TIEMPO REAL

Automática e Instrumentación

Panorama en los procesos de automatización.

En este sentido, los robots, una vez que han sido programados para realizar diferentes tareas pueden cambiar fácilmente de un proceso de fabricación a otro. Además, la estandarización de las aplicaciones ha aportado mayor eficiencia a los procesos de producción, gracias a su mayor flexibilidad, precisión y facilidad de programación.

Si bien el grueso de la demanda proviene del sector de automoción, cada vez es mayor el número de pyme de diferentes sectores industriales que incorporan los robots en las soluciones de sus procesos de producción, aunque todavía en unas proporciones modestas. No obstante, el sector de las pyme representa un gran potencial para el mercado de robótica a escala mundial en la medida que las pyme comienzan a adquirir robots, aunque sea en pequeñas proporciones, debido al gran número de pyme que conforman cada sector industrial. En este punto, el reto para los fabricantes de robots pasa por ofrecer soluciones tecnológicas que faciliten su utilización, así como la programación y la integración de los robots dentro de soluciones como, por ejemplo, para la fabricación de series reducidas de productos. Precisamente, la observación de movimientos en este sentido es lo que hace pensar a los analistas en el potencial a corto plazo de la demanda de robots

El reto para los fabricantes de robots pasa por ofrecer soluciones tecnológicas que faciliten su utilización, así como la programación y la integración de los robots dentro de soluciones como, por ejemplo, para la fabricación de series reducidas de productos. procedente del tejido industrial compuesto por las pyme.

Robótica en España La curva de la evolución de la incorporación anual de robots en la industria española 1997 sigue una línea paralela a la del conjunto del sector en el mundo, con una tendencia ascendente desde 1997 y un pico máximo en 2001. Las consecuencias de la crisis se dejaron notar, sin embargo, en la inflexión a la baja en el ritmo de crecimiento que marcó el ejercicio de 2008; año en el que se incorporaron 1.833 unidades, una cifra que retrotrae a los valores de 1998. Como quiera que sea, en 2009 el parque de robots instalados en España ascendía a 29.729 unidades, cifra que quintuplicaba la correspondiente a 1997.

La mayor parte de los robots instalados se encuentran en el sector de automoción, que continúa acaparando la mayor cuota de parque instalado, en torno al 66% en 2008, mientras que la cuota restante se re-

parte entre los otros sectores industriales. Si atendemos a la evolución del parque instalado en el sector de automoción, el número de unidades mantiene una línea de crecimiento continuada desde 1997.

En cuanto a las aplicaciones, la mayor cuota corresponde a las actividades relacionadas con la soldadura, con 13.945 unidades instaladas en 2009, dentro de las cuales destacan las destinadas a la soldadura por puntos (8.881 unidades) y a la soldadura por arco (4.639 unidades). El otro gran segmento de aplicación de los robots corresponde a las actividades de manipulación y carga y descarga de máquinas, cuyo parque instalado en 2009 ascendía a 11.661 unidades, distribuidas entre el moldeo de plástico (2.449 unidades), manipulación en máquinasherrramienta (1.602), estampación, forja y doblado (1.541), paletización (1.446) y carga y descarga de máquinas para otros procesos (1.765), entre otras actividades de manipulación.

El resto del parque instalado se reparte entre las aplicaciones para el trabajo de materiales (pintura y esmaltado, aplicaciones de adhesivos y en sellado, etc.) con 1.190 unidades, y las tareas de montaje y desmontaje (1.021 unidades). El resto de procesos, como las aplicaciones de corte o las salas blancas acumulaban 2.368 unidades en el ejercicio de 2009.

La distribución del parque instalado de robots en España por sectores industriales subraya la importancia del sector del automóvil y de la industria de componentes, con 18.731 unidades instaladas en 2009, seguido a distancia del sector de plásticos y productos químicos (2.477 unidades, excluidas las destinadas a los

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Automática e Instrumentación

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Panorama

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plásticos del automóvil), el sector del metal, que acaparaba en 2009 la cifra de 1.959 unidades, y el sector de alimentación y bebidas, que es uno de los sectores donde se aprecia una creciente incorporación de robots a sus procesos de fabricación.

En lo que llevamos de década, el sector de alimentación y bebidas aparece como un sector emergente en las aplicaciones de robots a sus procesos de fabricación, con una evolución positiva en cuanto al número de unidades incorporadas cada año y un fuerte despegue en el ejercicio de 2008; así pasó de menos de 100 unidades incorporadas en 2002, contra la incorporación de más de 450 en el ejercicio de 2008.

La estructura del mercado español de robots muestra una fuerte concentración en lo que se refiere a las ventas según las marcas, lo que se refleja en el parque instalado. Así, en 2009, sobre un total de 29.729 unidades instaladas, el 87% correspondía a las cinco primeras marcas y el 38,6% del parque instalado a un solo fabricante (ABB).

En la coyuntura que atraviesa el mercado de la robótica juega un papel importante la promoción de nuevas aplicaciones industriales a través de soluciones robotizadas, tarea llevada a cabo desde la asociación y los nuevos desarrollos tecnológicos que aportan continuamente las empresas fabricantes de robots en la integración de la tecnología de sensores, en el

campo de la seguridad y en el del software. Esto significa un constante ritmo de innovación en la oferta de soluciones que significa para las principales marcas inversiones en I+D que giran en torno al 14% de su facturación.

De hecho, en un contexto definido por una tendencia a la expansión de la robotización a todos los segmentos industriales, entre los retos a resolver se encuentran los problemas de integración de los robots en el marco de soluciones robotizadas. Para ello es importante la relación colaborativa que se propugna desde la AER-ATP en el sentido de vincular más estrechamente las relaciones entre las ingenierías integradoras de sistemas y los centros de investigación con el fin de potenciar la transferencia de tecnología a la

Según la Federación Internacional de Robótica, las previsiones de crecimiento anual del mercado para el periodo 2011-2013 señalan una cuota del 10%, hasta alcanzar en el 2013 una cifra ligeramente superior a las 100.000 nuevas unidades, aunque todavía por debajo de los valores obtenidos entre 2005 y 2008.

empresa en tanto beneficiara de los nuevos desarrollos y soluciones de fabricación.

Las razones que avalan las soluciones robotizadas, según la AER-ATP, hay que buscarlas en las posibilidades que ofrecen a la hora de reducir los costes operativos y de capital, en la medida que el tiempo de retorno de la inversión tiende a acortarse, y en las ventajas que se derivan de la flexibilización del proceso de fabricación, sin olvidar el aumento de la cuota de seguridad en la planta de fabricación.

Otro rasgo importante del mercado de la robótica se refiere al proceso de abaratamiento de los robots, que reduce el retorno de la inversión a periodos que rondan los tres años, y la mejora en cuanto a prestaciones, lo que está haciendo que el robot sobrepase los sectores tradicionales de aplicación (automoción y manipulación y paletizado), donde alcanza grados de penetración muy elevados, y se extienda hacia sectores en los que el nivel de penetración de la robótica es muy bajo (alimentación, farmacéutico, aeronáutico, etc.), aunque con grandes posibilidades de futuro.

De ahí que, por ejemplo, los fabricantes vayan prestando mayor atención, por ejemplo, a la oferta de robots capaces de intervenir en procesos que requieren condiciones especiales, como pueden ser tareas de envasado de productos farmacéuticos o las operaciones en la manipulación de congelados. Se da la circunstancia, además, de que algunos de esos sectores emergentes en cuanto a la incorporación de robots son los que han sufrido menor impacto de la crisis económica, como los antes mencionados o el de las energías renovables, lo que explica su capacidad de reacción a la hora de reiniciar el ciclo de inversión y cambio tecnológico que repercute directamente sobre el mercado de la robótica.

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CDEI-UPC aplica un nuevo concepto de diseño de bienes de equipo

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l CDEI-UPC (Centro de Diseño de Equipos Industriales) de la Universidad Politécnica de Catalunya ha abierto una nueva etapa en el diseño de bienes de equipo con la aplicación de una nueva metodología que ha denominado In context.

Se trata de ampliar la visión que hasta ahora se centraba en el bien de equipo y que ahora incorpora un concepto de servicio que incluye el proceso operativo y el bien de equipo enmarcados en el contexto en el cual operan. Todo sin sustituir ningún servicio o planteamiento ya existente en el CDEI, sino añadiendo nuevos puntos de vista.

El nuevo método implantado por el CDEI consiste en estudiar todo el proceso operativo, el contexto geográfico, ambiental y cultural, y el consumo energético desde la fase inicial de definición de las

especificaciones de la máquina. A raíz de este cambio conceptual, el CDEI ha ampliado su cartera de servicios que hasta ahora se centraba en el diseño. Ahora ofrece también asesoramiento a empresas que quieren optimizar las especificaciones en el diseño de cada máquina realizando revisiones y diagnosis de los equipos existentes en las empresas para aplicar correcciones que reduzcan el impacto ambiental, tanto a nivel de emisiones como de consumo energético.

Igualmente permite detectar oportunidades de mejora en los procesos productivos de las empresas.

El nuevo concepto en el diseño de equipos surgió a raíz de múltiples experiencias del CDEI, que les demostraron que podían ser más eficientes si trabajaban desde el inicio analizando el contexto.

Según el director del CDEI,

Carles Riba, el análisis de algunos equipamientos industriales nos ha hecho dar cuenta que la energía consumida y las emisiones de CO2 en la fase de uso pueden ser entre 10 y 50 veces más grandes que en las fases de fabricación de la máquina. Así, todos los criterios considerados hasta ahora, como la ingeniería concurrente, los costes, la fiabilidad, la fabricabilidad y el diseño pensando en el mantenimiento son válidos.

Pero deben complementarse con consideraciones sobre el contexto.

Una base de datos de consumo energético y emisiones El proceso In context incluye el desarrollo y la utilización de una base de datos de consumos energéticos y emisiones elaborada con la información recogida en cada uno de los

El método, denominado In Context, permite obtener mejoras tanto en el proceso operativo como en el equipamiento. proyectos realizados durante los once años de vida del CDEI. La información de esta base de datos permite hacer una evaluación rápida del consumo energético y las emisiones ambientales de la futura máquina en proyecto, ajustando en la fase del diseño los parámetros que inciden en estos aspectos.

El objetivo del CDEI es acompañar a los fabricantes de bienes de equipo en la transformación de su actividad en equipamientos adecuados al nuevo contexto actual, marcado por la escasez de recursos y la implantación de procesos de fabricación y equipamiento en contextos más allá de Europa y de los países desarrollados. ■ AeI

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Bombas volumétricas: un mercado que crece

S

egún la analista americana Frost&Sullivan, el mercado europeo de bombas volumétricas (rotativas, a pistones y peristálticas) deberá experimentar un crecimiento anual de 2,4% hasta 2016.

Según F&R, este crecimiento se deberá a la realización de nuevos proyectos industriales en las regiones que han sufrido la crisis económica mundial pero que han estado sostenidas por los planes de relanzamiento gubernamentales. La parte más importante de los costes de mantenimiento, de explotación y de energía

de las bombas han presionado a los industriales a poner su atención sobre los productos ahorradores de esta última, explica Ram Ravi, analista de esta consultora. A esto hay que añadir el crecimiento en los países del Este de la UE. Ravi opina también que teniendo en cuenta que existe una fuerte competencia, los constructores de bombas se verán obligados a firmar colaboraciones estratégicas y adquisiciones, reforzar sus servicios y desarrollar bombas inteligentes.

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Los países emergentes empujan

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l Boston Consulting Group publica anualmente un ranking mundial de las 100 empresas tendentes a ser líderes internacionales.

Pues bien, este año incluye en su lista 23 nuevos nombres, todos ellos de países emergentes. Cabe señalar que Boston Consulting desde hace cuatro años ha venido incorporando empresas procedentes de estos países.

La conclusión parece obvia: el peso de estas empresas se confirma. Entre las nuevas 23 empresas encontramos la china LDK Solar, Geely Internacional o la India Lupin Pharmaceuticals, entre otras, con un volumen de negocios de 1.300 millones de dólares y una tasa de crecimiento anual promedio tres veces mayor que el de las empresas occidentales. No cabe duda que todas estas cifras pueden ser motivo de alarma para las empresas de los mercados maduros.

Como era de esperar, entre las cien empresas hay una importante presencia china con 22 empresas, pero los nuevos países (Tailandia, Sudáfrica, Turquía ...) están expandiendo la zona históricamente conocida como los BRIC (Brasil,

Rusia, India y China).

Dado el crecimiento de estas nuevas empresas, el informe afirma que la frontera existente entre los líderes mundiales y estos nuevos jugadores pueden desvanecerse rápidamente. En el sector de las telecomunicaciones, la competencia con los líderes del mundo ya ha comenzado: el chino Huawei ya es el número dos mundial de fabricantes de equipamientos. Dentro de cinco años, cincuenta de ellos podrían ser incluidos en la lista Fortune Global 500 empresas más grandes del mundo, afirma el informe.

Sin embargo, la capacidad de las empresas de mercados emergentes para penetrar en los mercados maduros parece más débil de lo esperado.

Cuanto más van creciendo más se interesan por acuerdos con firmas de mercados maduros que deseen desarrollarse en los mercados emergentes. Es así que se van dando colaboraciones entre los nuevos y los líderes.

Es el caso, por ejemplo, de la alianza entre Daimler y BYD en el sector del automóvil.

Ahora también con conexión por soldadura Una característica excepcional de los conectores de señal de la serie RF es su rapidez de montaje hasta en el último detalle: Ya sea encajando lateralmente los contactos crimpados, el limpio sistema de apantallado o el giro para el bloqueo de los soportes de contactos – el conector M23 de 12, 16 y 17 polos ha sido específicamente desarrollado para un ensamblado de cables sencillo y sin errores.

Benefíciese de las ventajas de los conectores de señal RF para ahorrar tiempo en los montajes. Ahora también disponible con conexión por soldadura de 6 a 17 polos.

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La ISO 26000 ya está en vigor

D

esde el primero de noviembre del 2010 está en vigor la norma internacional ISO 26000:2010 sobre las líneas directrices sobre la responsabilidad social y destinadas a empresas del sector privado y organismos públicos.

Previo a la presentación de esta norma, se ha forjado un auténtico consenso entre los diferentes miembros del grupo de trabajo: organismos internacionales de normalización, industria, poderes públicos, el mundo del trabajo, países en desarrollo, etc.

La norma ISO 26000 es una norma de aplicación voluntaria y no está destinada a efectos de certificación. Las

grandes líneas directrices se refieren a: los conceptos, los términos y las definiciones relativas a la responsabilidad social, así como sus orígenes, sus orientaciones y sus características, incluyendo también los principios y prácticas en materia de responsabilidad social. Incluye también las cuestiones centrales y los campos de acción de la responsabilidad social, la integración, la concretización y la promoción de un comportamiento responsable en el conjunto de la organización y otras informaciones relativas a la responsabilidad social.

Mínimo espacio

■ AeI

¿Pequeñas centrales nucleares en el fondo del mar?

C

omo es sabido, Francia es uno de los líderes en el campo de la energía nuclear. Pues bien, desde hace más de dos años, la empresa francesa DCNS, especialista en defensa naval, energía nuclear civil y energías marinas renovables, está trabajando en un concepto de central eléctrica nuclear de pequeña potencia (50 a 250 Mw) cuya

originalidad reside en que estaría destinada a ser sumergida en el mar a lo largo del país con fachadas marítimas para alimentar las poblaciones costeras. DCNS estima que el mercado potencial será de 200 centrales submarinas de menos de 300 Mw en los veinte años próximos.

Conectores Industriales M17, serie P20

■ AeI

Ahorro de espacio, flexible y rápido – éstas son las características de esta serie de conectores. Ahorro de espacio con su diseño extremadamente compacto – flexible gracias a la variedad de diseños de las carcasas para contactos hembra y macho tanto para señal como potencia – rápido gracias al nuevo sistema de cierre SPEEDCON. Conectores industriales M17, serie P20 – una gran cantidad de potencia para su conexión eléctrica.

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Colaboración entre Automation ML y PLCopen

E

n 2009, varias empresas, entre las que se encuentran Siemens, Rockwell, ABB, Kuka o también Daimler, crearon la asociación AutomationML con el objetivo de poner a punto las especificaciones del lenguaje Automation Markup Language. Este lenguaje abierto basado en XML tiene como objetivo facilitar y fiabilizar los intercambios de datos en el caso de aplicaciones industriales. Facilita la intercomunicación entre sistemas heterogéneos, como por ejemplo la unión entre herramientas CAD y robots, pasando por los software de cableado eléctrico o de desarrollo para

máquinas-herramienta. En 2010, AutomationML se ha asociado a PLCopen. El lenguaje PLCopen XML ha sido elegido para asegurar la parte de tratamiento secuencial de Automation Markup Language. Esto ha dado nacimiento a nuevas especificaciones (PLCopen XML versión 2.01).

Más recientemente, los dos organismos han decidido iniciar una nueva etapa de su cooperación de forma que han firmado un contrato de colaboración con la perspectiva de decidir futuros proyectos de desarrollo futuros.

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CEA

Convocatorias de proyectos europeos Intelligent Energy Europe

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l pasado 28 de enero se abrió la convocatoria del programa Intelligent Energy Europe (dentro del CIP, Programa Marco de Innovación y Competitividad), basado en conseguir una energía segura, sostenible y a un precio competitivo para Europa a través de la eficiencia energética y el uso racional de recursos, la promoción de jóvenes fuentes de energía y la promoción del uso de las energías renovables en el transporte.

Las características de la convocatoria son: • Fecha de cierre: 12/05/ 2011, excepto para Building Workforce Training and Qualification Initiative, que será el 15/06/2011.

• Países elegibles: los 27 de la Unión Europea más Noruega, Islandia, Liechtenstein y

Croacia.

• Prioridades temáticas: varias en el campo de la energía inteligente y la eficiencia energética.

• Duración máxima de los proyectos: 36 meses • Financiación: hasta el 75% y hasta el 90% en el caso de la prioridad Building Workforce Trainning and Qualification Initiative.

No existe máximo solicitable, pero se esperan proyectos de entre 500.000 y 2.5 millones de euros.

• Requisitos adicionales: Participación de 3 países de 3 Estados diferentes.

Más información en: http://ec.europa.eu/energy/ intelligent/call_for_ proposals/doc/call_2011_ en.pdf

BREVES • La estadounidense Agilent Technologies, especializada en ciencias de la vida y análisis químicos, acaba de adquirir su compatriota A2 Technologies especializada en espectrocopía por infrarrojos para aplicaciones de laboratorio y análisis en los campos de la petroquímica y medioambientales.

• La empresa de EEUU Brüker, suministradora de instrumentos científicos y soluciones para los análisis aplicados e industriales, acaba de adquirir la alemana Sigma ElectroOptics, que desarrolla y fabrica sistemas de detección y medición a distancia de gases y aparatos de imágenes infrarrojas hiperespectrales.

• Intel y General Electric acaban de crear una sociedad conjunta. El objetivo de la joint-venture Intel-GE Care Innovations es suministrar las herramientas necesarias para futuras aplicaciones para el seguimiento a distancia de pacientes médicos.

• La organización Hart Communications Foundation (HCF), que soporta y promueve los protocolos de comunicación Hart y WirelessHart, acaba de anunciar la disponibilidad de la versión 4.0 del entorno de desarrollo integrado para la descripción de aparatos Hart. La suite DD-IDE 4.0 agrupa igualmente un Smart Device Configuration SDC-625 integrando el soporte UTF-8 Unicode, un simulador de aparato XMTR-DD y un Tokenizer DDL mejorados.

• Dentro de su programa de expansión internacional, el grupo Trescal, uno de los principales actores en los servicios de metrología y mantenimiento, acaba de adquirir la americana Dynamic Technology.

Tecnologías de la información y comunicación

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l pasado 1 de febrero, la Comisión Europea lanzó una nueva convocatoria de Tecnologías de la Información y Comunicación del 7.º Programa Marco. Los principales datos de la convocatoria son: • Fecha de cierre: Propuestas cortas (5 páginas) 28/04/2011, propuestas completas 28/09/2011.

• Presupuesto: 35 millones de euros.

• Temática: Tecnologías para contenidos digitales y

lenguas.

• Requisitos adicionales: los proyectos deberán contar, por lo menos, con dos pymes que representarán un mínimo del 30% del presupuesto. La duración de los proyectos no excederá de 24 meses y la subvención no será superior a los 2 millones de euros.

Más información en: http://cordis.europa. eu/fp7/dc/index. cfm?fuseaction=UserSite.

FP7DetailsCallPage&call_ id=392

COST (Cooperación Europea en Investigación Científica y Técnica

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l pasado 5 de febrero se abrió la convocatoria de la Cooperación Europea en Investigación Científica y Técnica (COST), programa basado en la promoción de acciones de apoyo a la puesta en red de actividades, tales como reuniones, conferencias, intercambios científicos de corta duración y actividades de promoción que contribuyan al desarrollo científico, tecnológico, económico, cultural o social de Europa.

Acoge con especial interés las propuestas que tengan un papel precursor respecto a otros programas europeos y/o sean puestas en marcha por jóvenes investigadores.

Las características de la convocatoria son: • Fe c h a d e c i e r re : 25/03/2011 para las propuestas preliminares (1500 palabras/3 páginas) y 29/07/2011 para las propuestas completas.

• Países elegibles: los 36 países que conforman COST (listado en: www.cost.eu/about_cost/ cost_countries).

• Prioridades temáticas: nueve secciones temáticas

general: biomedicina y biociencia molecular; ciencias y tecnologías químicas y moleculares; ciencias de la tierra y gestión medioambiental; alimentación y agricultura; bosques y sus productos y servicios; individuos, sociedades, culturas y salud; tecnologías de la información y la comunicación; materiales, física y nanociencias; transporte y desarrollo urbano.

• Duración máxima de los proyectos: 48 meses.

• Financiación: hasta 100.000 euros.

• Requisitos adicionales: Un mínimo de 5 investigadores procedentes de 5 países distintos de COST. Más información en: www.cost.eu/participate/ open_call

TIEMPO REAL Empresas

Satel Spain legitima su sistema de gestión de calidad y medioambiental

L

a empresa Satel Spain, especializada en soluciones de monitorización y telecontrol para las áreas de gestión energética, ciclo integral del agua, industria y transporte, ha obtenido para su centro de Las Rozas de Madrid, dedicado a la comercialización, instalación y puesta en marcha de equipos y soluciones para la monitorización y telecontrol, las certificaciones ISO 9001:2008 y 14001:2004,

Sencillo de conectar

otorgadas por Bureau Veritas Certification, primera entidad de certificación en España bajo acreditación ENAC. Este reconocimiento confirma la eficacia del sistema de gestión de calidad y medioambiente y ratifica su compromiso por ofrecer respuestas a las necesidades de sus clientes y reafirmar su orientación profesional.

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Stäubli introduce una nueva generación de robots scara ultrarrápidos en el mercado

L

a empresa Stäubli ha lanzado una nueva gama de robots scara, los TS60, que, según la compañía, representa la culminación de alcanzar nuevas metas en velocidad gracias a superar los 100 picks por minuto.

Las cada vez más exigentes demandas de la industria en términos de reducción de espacio, costes, rapidez y mayor precisión refuerzan la posición del nuevo TS60 en el mercado industrial. El TS60, que se muestra como un equipo extremadamente rápido, mantiene los estándares de Stäubli en términos de repetibilidad, ± 0.01 mm

con una carga nominal de dos kilos, un máximo de ocho kilos y un alcance de radio de 600 mm. El robot ofrece clase de protección IP54 y está disponible en versiones para el montaje en suelo y en pared.

Todos los robots Stäubli, antropomórficos y scara, utilizan la misma plataforma de controladores, los reconocidos CS8, con un sinfín de posibilidades gracias a su arquitectura abierta, multitarea, lenguaje de programación VAL3 y a un hardware preparado para la comunicación gracias a sus diversos puertos digitales.

Conectores M12 con conexión por resorte Realice trabajos sencillos y conecte los cables rígidos o flexibles con o sin puntera sin esfuerzo y con seguridad – usando conectores M12 con conexión por resorte Push-in.

La gama ofrece versiones con diseño recto y acodado, con contactos macho o hembra y en diferente número de polos. Las versiones apantalladas están disponibles para aplicaciones de buses de campo.

■ AeI

MatrikonOPC conecta los parques eólicos

M

atrikonOPC, uno de los principales proveedores de productos industriales para la conectividad industrial, ha estandarizado el acceso a los datos de las instalaciones eólicas empleando la tecnología OPC, que permite a los diferentes usuarios una comunicación inmediata independientemente de la aplicación que utilicen las empresas. Los diferentes centros de control de las instalaciones eólicas

Todos los conectores cumplen con los requerimientos de grado de protección IP65/67.

ofrecen unas necesidades comunes en su arquitectura de comunicación y requieren de la recepción de datos en tiempo real desde instalaciones mal comunicadas y muy alejadas entre sí, por lo que la tecnología OPC les posibilita comunicarse de forma abierta y segura para gestionar el rendimiento en función del viento.

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Rockwell Automation se orienta hacia el escalado y la modularización del sistema de arquitectura integrada Las nuevas capacidades ayudan a los constructores de maquinaria a aprovechar una sola plataforma de control para la gama completa de aplicaciones de control e información.

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ockwell Automation ha presentado en Madrid su estrategia de negocio para los próximos años y algunos de los nuevos productos que se suman al concepto de Aquitectura Integrada, con la que pretende ayudar a las empresas del sector industrial a alcanzar sus objetivos de productividad. Rockwell considera que los tres retos a los que se enfrentan las empresas dentro del campo de la fabricación son la optimización de los procesos, la sostenibilidad y la eficiencia, que debe que-

dar patente en la construcción de la máquinas.

En relación con este triple reto, la compañía se está enfocando en el escalado y en la modularización de su sistema de Arquitectura Integrada para proporcionar control multidisciplinar y de alto rendimiento en un sistema del tamaño adecuado. La compañía ha incorporado recientemente tres controladores programables de automatización (PAC) basados en el factor de forma CompactLogix de Allen-Bradley, que incluye

los controladores Compact GuardLogix, CompactLogix L2 y CompactLogix L4 de Allen-Bradley. Asimismo, en 2011, Rockwell Automation continuará su enfoque en escalado por medio de CompactLogix L1 de Allen-Bradley y de la ampliación de la familia de controladores programables de automatización L3, junto con una suite ampliada de productos complementarios a aplicaciones con menos de 200 puntos de E/S y hasta 16 ejes de movimiento.

Según los directivos de la

compañía, los fabricantes de maquinaria (OEM) y los usuarios finales están construyendo las máquinas más actuales con las metas de mejorar la seguridad, alcanzar niveles más altos de rendimiento y mejorar la integración de la máquina con el resto de las operaciones de fabricación.

Alcanzar estas metas requiere de un sistema de control escalable y modular que cuente con las capacidades de seguridad, rendimiento efectivo y gestión de información que correspondan al diseño de la máquina, aseguró José Paredes, director comercial de la Zona Centro Sur de Rockwell.

Las soluciones de control basadas en Logix de Rockwell Automation aportan funcionalidades de seguridad integrada y control estándar, software con habilitación de información, control de movimiento integrado en la red EtherNet/IP y herramientas de desarrollo reutilizables.

Los responsables de Rockwell anunciaron una nueva versión de su aplicación FactoryTalk Historian Site Edition (SE), que incorpora el software FactoryTalk VantagePoint como su cliente de informes para presentar alarmas y datos de eventos históricos y en tiempo real, y que proporciona a los usuarios herramientas de informe consistente e impactante.

Asimismo, aludieron al reciente lanzamiento al mercado de su nueva interface

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TIEMPO REAL Empresas

■ José Paredes, director comercial de la zona centro-sur mediterránea de Rockwell Automation Iberia.

operador-máquina PanelView Plus 6 de Allen-Bradley y las versiones actualizadas de sus aplicaciones FactoryTalk View y FactoryTalk ViewPoint para optimizar la plataforma de hardware de la interface operador-máquina. Estos nuevos productos de visualización e información han sido diseñados para mejorar el rendimiento en tiempo de ejecución y potenciar el interface gráfico, al tiempo que reducen el tiempo y los costes de puesta en servicio.

Los responsables de Rockwell en España señalaron que gracias a importantes mejoras en su nueva gama de controladores programables

de automatización (PAC), la compañía puede ofrecer control de movimiento integrado mediante EtherNet/IP, lo cual significa que las soluciones de control de movimiento ahora pueden residir dentro de la instalación con el mismo protocolo y arquitectura de control que otros sistemas de automatización. Esta nueva estrategia ayudará a las compañías a aumentar la flexibilidad de diseño de las máquinas, a mejorar el rendimiento de sus sistemas y a reducir el coste total del sistema, aseguran desde la empresa.

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GE Intelligent Platforms adquiere SmartSignal

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martSignal es una editora especializada en software de mantenimiento predictivo que acaba de ser adquirida por GE Intelligent Platforms y cuyo principal software, EPI*Center, es utilizado principalmente por la industria petrolera y los suministradores de energía. Para estos últimos es capaz de modelizar estáticamente todo tipo de instalaciones, desde las centrales de carbón hasta las nuclea-

res pasando por las eólicas.

Esta adquisición nos permite reforzar nuestra actividad Software&Servicios. Gracias a los software de SmartSignal y a su interesante capacidad de anticipación de fallos, nuestros clientes podrán mejorar la disponibilidad de sus instalaciones, afirma Maryrose Sylvester de GE Intelligent Platforms.

Es más rápido y sencillo con la tecnología de conexión rápida QUICKON Para más información llame al 902 150 782 o visite www.phoenixcontact.es

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Intel finaliza la compra de la actividad WiFi de Infineon

Tektronix mejora su oferta de servicio

nunciada ya hace unos meses, la compra por parte de Intel del catálogo de soluciones sin hilos de Infineon ya se ha cerrado.

Por parte del fabricante de microprocesadores, se trata de completar su oferta en el campo de comunicaciones celulares. Esta oferta, que comprende ya soluciones WiFi y WiMAX 4G, se enriquecerá con los módems 2G, 3G y 4GLTE de Infineon.

En el seno del grupo americano se ha creado una nueva división, bautizada IMC por Intel Mobile Communications.

ektronix ha anunciado el lanzamiento de contratos de asistencia Gold Care concebidos para permitir a sus clientes aprovechar sus productos con tranquilidad.

Estos contratos se refieren a los instrumentos de test de alta y media gama como los osciloscopios y los analizadores de espectro. Mejoran la oferta de servicio actual de Tektronix gracias a opciones tales como disponer de productos en préstamo, una calibración certificada y planificada, así como el acceso prioritario a los recursos de asistencia técnica.

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Su objetivo es convertirse en el líder de la conectividad radio, sea cual sea el tipo de equipo (PC portátiles, teléfonos inteligentes y otras terminales móviles) y sobre todo cualquiera que sea la arquitectura del procesador, afirma Hermann Eul, presidente de la división IMC. Es decir, que las plataformas sin hilos podrán estar equipadas indiferentemente de procesadores Intel o ARM. Estos últimos se han convertido en esenciales en el segmento de los PDA y teléfonos inteligentes.

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Schneider Electric refuerza sus posiciones en la India 22

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chneider Electric ha anunciado la firma de un acuerdo para la adquisición de la mayoría de acciones de APW Systems Limited Presidente, una empresa especializada en el diseño y fabricación de armarios y bastidores estándar o personalizado, para usuarios finales de telecomunicaciones y tecnología

T

Los contratos de asistencia Gold Care incluyen, por un precio relativamente bajo, las siguientes opciones: el préstamo de un producto con un rendimiento igual o superior cuando se produce un fracaso de un producto de cualquier tipo; la calibración certificada y previstas; apoyo a la prioridad de todos los productos defectuosos; acceso prioritario a los centros de llamadas y de asistencia técnica Tektronix; y la garantía ininterrumpida por 5 años con renovación automática.

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Vacon se asocia con F-Secure

de la información en la India.

APW Presidente Systems Limited emplea aproximadamente a 380 personas y alcanzó un volumen de negocios que se estima en 1.080 millones de rupias (unos 17 millones de euros).

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os problemas relacionados con la cyber-seguridad preocupan cada vez más a los industriales y en particular a aquellos cuyas aplicaciones están sujetas a limitaciones de disponibilidad. En este contexto, el fabricante de convertidores de frecuencia Vacon se ha asociado con FSecure, editor de soluciones de seguridad informática. El episodio del virus bautizado

Stuxnet ha mostrado cómo los sistemas automatizados pueden ser víctimas de cyberterroristas, explica Mikko Hypponen, director del laboratorio de investigación de F-Secure. El objetivo de esta asociación es, pues, tranquilizar a los usuarios de los convertidores de frecuencia sobre la posibilidad de un ataque a los productos Vacon.

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Rittal – El sistema.

SISTEMAS DE ARMARIOS

DISTRIBUCIÓN DE CORRIENTE

SISTEMAS PARA LA

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NI vuelve a su ritmo normal de crecimiento en 2010

Bureau Veritas adquiere tres sociedades

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n 2009 la cifra de negocio de National Instruments disminuyó notablemente respecto al ejercicio precedente, pasando de 821 millones de dólares a 677 millones de dólares. La actividad de la firma tejana sufrió, como el conjunto de suministradores de test electrónicos y de automatismos industriales, el golpe de una crisis económica sin precedentes. Fue la segunda vez en 32 años que su crecimiento sufría un golpe de freno. La progresión ininterrumpida que ha conocido NI desde 1977 tuvo por primera vez una parada en el 2001, con el hundimiento de la burbuja Internet que, como se recordará, afectó a todas las industrias de comunicaciones.

En todo caso, parece que el nuevo percance forma ya

parte del pasado y el inventor del LabView ha encontrado de nuevo el camino del crecimiento, de forma que ha superado la cifra de negocio realizada en el 2008, que en el 2010 ha sido de 873 millones de dólares. Es decir, un incremento del 29% respecto al año anterior. Sus beneficios netos han sido de 109 millones de dólares.

Estamos muy felices por los resultados de nuestro fin de año 2010, lo que ha incrementado nuestra confianza para invertir en crecimiento a largo término. Para 2011 hemos previsto aumentar en un 19% nuestros efectivos de I+D y en un 24% nuestra fuerza comercial, ha declarado Alex Davern, vicepresidente ejecutivo y director financiero de NI. ■ AeI

ureau Veritas ha anunciado la adquisición de tres empresas situadas en Francia, Brasil y China. Objetivo: reforzar su presencia en mercados de fuerte crecimiento. En el nuclear, con la compra de la francesa Themis Ingenierie, que ofrece prestaciones de auditoría y gestión de riesgos nucleares. En el campo de los vehículos, con la adquisición de la brasileña Auto Reg. En el test y la certificación de equi-

pos eléctricos y electrónicos, con la compra de la china NS Technology. Cabe señalar que con esta última adquisición Bureau Veritas espera completar su plataforma de cámaras de compatibilidad electromagnética en China y reforzar su posición en el campo de la electrónica.

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Un buen año 2010 para Harting

L

a alemana Harting ha cerrado su año fiscal 2010 con una cifra de negocio de 413 millones de euros, lo que representa un crecimiento del 27% respecto al 2009 y más de un 7% respecto al 2008.

Su crecimiento ha sido importante en todas las regiones del mundo y especialmente elevado en el continente americano. Dietmar Harting, presidente e hijo del fundador de esta empresa familiar creada en 1945, señaló durante la

presentación de los resultados que el éxito se debía en gran parte a los esfuerzos y medios que dedican a I+D y que han dado como resultado el lanzamiento en el 2010 de soluciones innovadoras tales como la gama de conectores industriales Han Yellock, los switches Ethernet Tiempo Real Fast Track o también las conexiones para redes Ethernet industrial de 10 Gigab.

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Eventos

Expoquimia acoge Pharma Process, un espacio para la industria farmacéutica

C

omo cita de referencia en el sector, Expoquimia 2011, Salón Internacional de la Química de Fira de Barcelona, impulsará este año su vertiente más científica con un ambicioso programa de congresos, actividades y jornadas, con el objetivo de dar soluciones a mercados emergentes como las energías alternativas, la biotecnología o la farmacia industrial. La muestra se celebrará del 14 al 18 de noviembre en el recinto de Gran Via de Fira de Barcelona.

Este año, además, el sector farmacéutico tendrá por primera vez un espacio propio de exposición comercial, Pharma Process, un salón

internacional específico para la industria farmacéutica. Con la celebración de este evento, Expoquimia 2011 completa su amplia oferta comercial en una edición especialmente importante, ya que se trata del único evento ferial que la industria química mundial celebra en 2011, declarado Año Internacional de la Química por la Organización de las Naciones Unidas.

Las empresas que desarrollan equipos, productos y servicios destinados al sector farmacéutico están convocadas a esta primera edición, que ve la luz tras el acuerdo de colaboración firmado en 2008 por el presidente de su comité organizador, Rafael

JAI 2010

Foguet, y por el presidente de ISPE (International Society for Pharmaceutical Engineering) España, Antonio Buendía. Entre las diferentes propuestas que ofrecerá el salón, cabe destacar la Zona de Innovación, donde se lanzarán productos de última generación que contribuirán a mejorar la calidad de vida; los Seminarios de Innovación, que darán a conocer las características técnicas de cada producto; y los Workshops científicos, donde expertos del sector colaborarán con los visitantes profesionales para la mejora de su gama de productos.

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E

l DVD con todas las presentaciones de las JAI 2010 se suministrará junto con nuestro número de marzo (núm.

427).

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TIEMPO REAL

Febrero 2011 / n.º 426

Eventos

FERIAS Y CONGRESOS Intec

Barcelona

Exposición internacional de tecnología industrial y construcción de máquinas-herramientas Leipziger Messe GmbH info@leipziger-messe.de www.leipziger-messe.de www.messe-intec.de

CeBIT Hannover (Alemania) 1 al 5 de marzo

Gerencia y eficiencia energética. Generación eólica. Instalaciones eléctricas en baja tensión

Marzo

1 al 4 de marzo

Leipzig (Alemania)

CURSOS Y SEMINARIOS

Cursos SITRAIN

Soluciones, productos y servicios en tecnologías de información y comunicación Deutsche Messe Messegelände info@messe.de www.messe.de

Madrid

Energiesparmesse Marzo

Cornellá de Llobregat (Barcelona)

31 de marzo al 3 de abril

Labtech

Marzo

15 al 18 de marzo

Madrid Feria internacional de tecnología para la seguridad Grupo Atenea homsec@homsec.es www.homsec.es

7 al 10 de marzo: Simatic S7: S7 Nivel 1; 7 al 11 de marzo: Control numérico: Manejo y Programación SINUMERIK 840D; 9 al 11 de marzo: Simatic S7: S7 Safety Integrated; 14 al 18 de marzo: Simatic S7: S7 Nivel 2; 21 al 25 de marzo: Simatic NET: Ethernet y Profinet; 21 al 25 de marzo: Simatic HMI: WinCC Nivel 2; 21 al 25 de marzo: Control numérico: Puesta en Marcha y Mantenimiento SINUMERIK 840D SL. Siemens www.siemens.es/sitrain

Cursos SITRAIN

HomSec

7 al 11 de marzo: Simatic NET: Ethernet y Profinet; 14 al 18 de marzo: Control Distribuido: PCS7 Nivel 1; 14 al 25 de marzo: Simatic S7: S7 Nivel 2; 22 al 30 de marzo: Simatic S7: S7 Nivel 1; 28 de marzo al 1 abril: Simatic S7: S7 200; 28 de marzo al 4 abril: Simatic HMI: WinCC Nivel 1.

Siemens www.siemens.es/sitrain

Másters UPC Barcelona

Estambul (Turquía) Feria de tecnologías de laboratorio Tüyap Fairs and Exhibitions arzufirat@tuyap.com.tr www.tuyap.com.tr

Hannover Messe Hannover (Alemania) Feria tecnológica. Incluye los Salones: Industrial Automation. MDA-Motion, Drive & Automation.

Energy. Digital Factory. ComVac. Industrial Supply.

CoilTechnica. SurfaceTechnology. MicroNanoTec. Research & Technology. Global Business&Markets.

Deutsche Messe www.hannovermesse.de Marzo/abril

4 al 8 abril

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4 al 6 de marzo

Wels (Austria) Feria internacional de eficiencia energética y energía sostenible Messe Wels GmbH & Co KG office@messe-wels.at www.messe-wels.at

Del 9 al 23 de marzo: Gerencia y eficiencia energética. Contratación y gestión energética, aplicaciones en la industria de edificación. Del 28 de marzo al 11 de abril: Generación eólica. Del 7 al 21 de marzo: Curso básico en instalaciones eléctricas de alta tensión.

CITCEA www.citcea.upc.edu

Posgrados en: Automatización de sistemas mecánicos. Diseño de componentes metálicos en el equipamiento industrial. Diseño de componentes de plástico y elastómeros en equipamiento industrial.

Cursos de formación continua en: mantenimiento de instalaciones y medios mecánicos, mantenimiento de instalaciones hidráulicas, neumáticas y especiales, mantenimiento de instalaciones de producción de calor, frío industrial, agua caliente sanitaria, contra incendios y tratamiento de aguas.

Curso de formación continua en código técnico: herramientas para el cumplimiento de la limitación de demanda (CTE) y certificación energética de edificios. Curso de formación continua en seguridad hospitalaria. Curso de formación continua en ingeniería clínica. Curso de formación continua en biomecánica. Curso de formación continua en biomecánica.

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TIEMPO REAL

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Febrero 2011 / n.º 426

Mercados

Tecnología para el control de movimiento

Fuerte demanda de la industria mecánica china

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egún concluye el informe elaborado por la consultora IMS Research sobre el mercado de la tecnología para el control del movimiento utilizada en la maquinaria en China, la demanda prevista en el país asiático de tecnología para el control de movimiento de propósito general alcanzará un volumen de negocio de 1.065 M$ en 2014, mientras que el control de movimiento basado en control numérico computerizado (CNC) generará un mercado de 1.239 M$ ese mismo año.

Los sectores industriales de máquina-herramienta, así como los fabricantes de maquinaria textil, de impresión, de envase y embalaje, y para el procesado del plástico, representaban en torno al 80% del volumen de mercado de la tecnología para el control del movimiento en el ejercicio de 2009 y las previsiones apuntan a que continúen teniendo el mismo protagonismo en el futuro inmediato.

Aunque la maquinaria

destinada a la industria de la electrónica y de semiconductores experimentó una considerable caída en 2009, en 2010 se recuperó gracias a la demanda de productos electrónicos y a la industria de semiconductores. Dado que China es uno de los mayores fabricantes mundiales de productos electrónicos, las ventas de soluciones para el control de movimiento en este sector se prevé que sigan manteniendo un fuerte ritmo a largo plazo. Además, otros sectores, como el de alimentación y bebidas y equipamiento médico mantienen el pulso de la demanda, ya que se vieron menos afectados por la crisis.

Por otra parte, la tecnología de control de movimiento está penetrando en sectores no tradicionales, aunque todavía representan una reducida cuota de mercado.

Sin embargo, señala IMS Research, en los últimos dos años algunos suministradores han obtenido considerables éxitos en el sector de la energía eólica.

Tecnología para la automatización de máquinas

Crecimiento en el mercado mundial El conjunto de tecnologías y soluciones destinadas a la automatización de las máquinas industriales está previsto que mantenga una tendencia alcista hasta el año 2013, una vez iniciada la recuperación, después de la inflexión a la baja del ejercicio de 2009.

D

e acuerdo con las previsiones establecidas por la consultora norteamericana ARC, el conjunto de tecnologías utilizadas en la automatización de máquinas (variadores de frecuencia, autómatas programables, dispositivos de control de movimiento, control numérico por ordenador y sistemas de seguridad en máquinas), alcanzará en el mercado mundial un volumen de negocio de 21.200 M$ en el ejercicio de 2013, con una cuota de crecimiento anual del 3,4% en el periodo comprendido entre 2009 y 2013.

Las nuevas aplicaciones

de la maquinaria en los procesos de producción están impulsando las innovaciones tendentes a conseguir mayor velocidad de operación, así como hacia una mayor capacidad en lo que se refiere a la reducción del tiempo necesario para su adaptación a nuevas operaciones, como consecuencia del aumento de la flexibilidad de los equipos de fabricación.

Las economías emergentes están impulsando considerablemente la demanda de maquinaria para producción industrial, lo que ha dado origen a la aparición de fabricantes de maquinaria en las regiones

2009

2010

ALGUNOS INDICADORES DE COYUNTURA Producción eléctrica bruta (millones) (1 enero - 31 diciembre 2010)

179.988 kWh

178.055 kWh (-0,9%)

Demanda total peninsular de electricidad (1 enero - 31 diciembre 2010)

251.418 kWh

260.230 kWh (3,4%)

Consumo de cemento (enero-diciembre 2010)

28,913 MT

24,548 MT (-11,81%)

Importaciones (octubre)

18.827 M€

21.093 M€

Exportaciones (octubre)

14.918 M€

17.392 M€

IPC (diciembre) PIB (3º trimestre 2010) IPRI (Indice precios industriales) (noviembre 2010) IPI (Índice producción industrial (noviembre 2010, base 2005)

3% (variación interanual) 0,2 % (variación interanual) 118,5 5,3 % (variación interanual) 89,7 0,8 % (media de lo que va de año)

IPI Bienes de consumo (noviembre 2010)

96,4

IPI Bienes de equipo (noviembre 2010)

87,8

IPI Bienes intermedios (noviembre 2010)

83,5

Fuentes: INE, Unesa, Oficemen.

TIEMPO REAL Mercados

en vías de industrialización.

Los fabricantes locales de maquinaria, especializados en soluciones verticales, ofrecen ventajas competitivas que van más allá de las que se refieren a la propia capacidad de la máquina. El conocimiento de las especificidades técnicas y culturales de los usuarios finales en esos mercados emergentes es un factor de competitividad para los fabricantes locales de maquinaria.

Por otra parte, los cambios que se están produciendo en esas regiones de nueva industrialización en el sentido

de superar la fase de fabricación industrial de productos de bajo valor añadido hacia productos de mayor valor, también están impulsando la demanda de maquinaria.

Estas tendencias se hacen especialmente ostensibles en China e India, donde la especialización vertical mediante la utilización de maquinaria más avanzada está dando resultados tangibles, aunque ocasione la pérdida de puestos de trabajo en los sectores de aplicación.

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 De acuerdo con el observatorio de enero de la analista de mercado DBK, el volumen de negocio de los fabricantes de ascensores en 2010 alcanzó la cifra de 2.650 M€, lo que supuso una caída del 7% respecto del año 2009. Las previsiones para 2011 señalan una nueva reducción del 1,1% respecto al año 2010, de manera que el mercado de nueva instalación se verá reducido a la mitad en el periodo 2007-2010.  Con una cuota del mercado mundial de 12,4% de or-

denadores portátiles en el tercer trimestre de 2010, gracias al impacto sobre el mercado de iPad, Apple se encaramó al tercer lugar en el mercado mundial de ordenadores portátiles y al primer puesto del mercado norteamericano.  A pesar de la recesión económica mundial y de la lenta

recuperación del ejercicio de 2010, el mercado de las unidades de paneles táctiles en todo el mundo aumentó en un 30% en el año 2009 respecto al año precedente, y las previsiones apuntaban a que esa tendencia se proyectaría hasta el cierre del ejercicio de 2010.

 El mercado sudafricano para el suministro de agua y el tratamiento de aguas residuales en los sectores de minería y energía fue evaluado durante 2009 en unos 17 M$, al tiempo que las previsiones establecidas por la consultora Frost & Sullivan prevén que para el año 2015 el volumen de negocio alcance los 25,1 M$.

Stäubli Española S.A., Tel. + 34 93 720 54 08 Stäubli es una marca registrada de Stäubli International AG, registrada en Suiza y otros países. © Stäubli, 2008

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TIEMPO REAL

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Opinión

La columna de Laura

Principio y fin de una utopía

Laura Tremosa Coordinadora del Consejo de Redacción Automática e Instrumentación

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 Casualmente, empecé a leer la última novela de Vargas Llosa, El sueño del celta, poco después de escribir la columna del pasado número de enero en la que prometía dedicar atención a la aventura amazónica del primer Henry Ford. En ambos casos, una historia común: la recolección del caucho. La aventura del Sr. Ford es la historia de un peculiar y discutible utopismo; en El sueño del celta la confirmación de aquella aseveración borgiana según la cual la historia de la humanidad es la historia de la infamia.

Como es sabido, el caucho natural es la savia de una determinada especie de árboles originarios de la selva amazónica. Sus propiedades ya eran conocidas por los pueblos precolombinos, pero no fue hasta el siglo XVIII que se extendió su conocimiento en Europa.

A principios del siglo XX, cuando se produce una auténtica expansión del transporte terrestre (fabricación de automóviles y bicicletas), la demanda de neumáticos, que habían sido inventados en 1887 por John Dunlop, creció a gran ritmo y el caucho pasó a convertirse en una de las materias primas más valoradas, dando lugar a lo que se llamó «la fiebre del caucho». Compañías mayoritariamente británicas aterrizaron en el norte de la selva amazónica obligando a los nativos a trabajar día y noche, aterrorizándolos y asesinando a mujeres y niños, calcinando aldeas y robando sus cosechas.

Atrocidades de las que tenemos noticias gracias a algunos testigos, como el ingeniero norteamericano Hardenburg, o a informes encargados por el gobierno británico, como el del irlandés Roger Casement, que han servido de documentación para el interesante trabajo del nuevo Premio Nobel que, como peruano que es, es de suponer se interesó por una etapa de la historia de su país en la que Iquitos fue quizás la capital más rica de Sudamérica.

Cuando con el estallido de la Primera Guerra Mundial se incrementó aún más la demanda de caucho, la selva amazónica ya no era el único proveedor. A finales del siglo XIX, los ingleses habían logrado sacar semillas fuera de la zona y plantarlas con éxito en las colonias asiáticas (Malasia) y en la zona subtropical de África (Liberia y Congo). Hacia 1915 se comercializaron las primeras partidas de caucho de estas plantaciones a precios mucho más bajos que las de los caucheros de la Amazonía debido a menores costes de transporte y mayores cosechas, ya que, al contrario de lo que ocurría en la selva amazónica, aquí los árboles raramente eran atacados por plagas.

Parece que Henry Ford no andaba muy bien informado, puesto que fue mucho después, en 1927, cuando se decidió a crear una plantación en Brasil, junto al rio Tapajos, un afluente del Amazonas. Muy lejos de las prácticas de los colonos

anteriores, Ford soñaba con crear una comunidad perfecta, una especie de arcadia industrial a la que se llamó Fordlandia y donde reinaría la armonía y el bienestar.

El objetivo era laudable y los pobladores de las aldeas vecinas acudieron en masa atraídos por los elevados salarios. Pero al diseñar su utópico proyecto olvidó que la selva brasileña (Ford nunca visitó Brasil) no era Michigan y, por ejemplo, hizo transportar viviendas iguales a las que se construían para las familias trabajadoras norteamericanas con sus tejados de hierro, de forma que en aquel clima se convirtieron en auténticos hornos donde los pobres indios prácticamente se derretían. Intentando trasladar en plena selva su peculiar sueño de un mundo mejor llegó a construir un campo de golf y a crear un concurso al mejor jardín hogareño. El problema es que todo ello no siempre era bien comprendido y recibido por los nativos. Tanto era el afán de control de Ford que en los comedores de la plantación estaba prohibida la carne y debía seguirse una dieta basada en la soja, que para Ford era el alimento del futuro. Sus trabajadores parece que no estaban muy conformes con dicha dieta, lo que dio origen a más de una revuelta.

Fordlandia, más que un centro de negocio fue convirtiéndose en una especie de misión que le costaba mucho dinero a la empresa automovilística.

Y es que, además, la producción de caucho nunca llegó a ser la esperada, debido a que las plagas arrasaron los árboles de la plantación cuando estos llegaron a su madurez. Sin tener en cuenta la experiencia de los propios nativos (los árboles de caucho debían plantarse como ejemplares aislados, a cierta distancia unos de otros), los árboles se plantaron en hileras y muy cercanos, las hojas de uno se tocaban con las del otro y el resultado fue un auténtico banquete para las orugas.

Después de casi veinte años de un sueño económicamente ruinoso, en 1945, la propia empresa Ford estaba en horas muy bajas, con Henry Ford I senil y su único hijo, muerto. Al finalizar la Segunda Guerra Mundial, cuando su nieto Henry Ford II regresó de luchar en la Marina, se encontró con una empresa muy desbastada y económicamente al borde de la crisis. No es de extrañar pues que, puestos a hacer limpieza, entre otras acciones decidiera abandonar Fordlandia.

El gobierno brasileño la mantuvo durante un tiempo, pero finalmente también la abandonó.

Los escasos residentes envejecidos que quedan en Fordlandia no han perdido todavía la esperanza de que alguien recupere de algún modo el espíritu de Henry Ford y haga revivir su ciudad, escribe Greg Grandin en su interesante libro Fordlandia: The Rise and Fall of Henry Ford’s Forgotten Jungle City (no me consta que exista traducción al español), cuya lectura les aconsejo.

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PERSONAS

Febrero 2011 / n.º 426

Entrevista con Felipe Pang, responsable de marketing de la división de visión artificial de Omron

“Queremos democratizar el mundo de la visión artificial” Felipe Pang explica las características del nuevo sensor de visión FQ, con el que la compañía quiere abordar el mercado de aplicaciones sencillas.

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mron continúa con su estrategia de innovación, que se ha traducido en los últimos meses en el lanzamiento de nuevos productos. El último en saltar al mercado ha sido el sensor de visión FQ, que posiciona a la compañía dentro del amplio rango de las aplicaciones básicas, pero con prestaciones de grandes sistemas de visión artificial. Felipe Pang, product marketing manager dentro de la división de Sensing & Safety de Omron, explica a Automática e Instrumentación que se trata de un sensor concebido para que su implementación y configuración sea muy fácil para los usuarios. A veces, algunos clientes creen que un sistema de visión artificial es algo muy complejo, al alcance de muy pocas empresas, y hemos querido demostrar con el FQ que esta tecnología está al

alcance de todas aquellas empresas que deseen aportar un plus de calidad a sus productos, explica Pang.

El nuevo sensor FQ está diseñado para emplearse en actividades industriales en las que se exija una inspección de calidad a los productos finales. Por esta razón, como explica Pang, puede utilizarse en mercados como los de embalaje, alimentación, bebidas, farmacia, semiconductores, etc. El espectro de empleo es muy amplio –señala Pang–, y su instalación en las líneas de producción aporta un valor añadido de calidad a los productos.

Desde el punto de vista técnico, el FQ es la evolución de otros productos de la cartera de Omron. En concreto, supone un avance sobre las características y prestaciones de otros equipos que continúan plenamente operativos en el mercado,

como la gama ZFXV. La compañía lleva mucho tiempo operando dentro del mercado de la visión artificial y, efectivamente, el FQ es una evolución de esos equipos, explica Pang.

La idea de Omron ha sido sumar a las prestaciones de esos productos las sugerencias realizadas por clientes a partir de su experiencia de años con sistemas de visión. El FQ aúna potencia, pues aporta funciones de análisis y de inspección que normalmente los clientes asociarían a equipos más complejos, con facilidad de instalación, configuración y operación. Por todas estas razones, el FQ se puede convertir en una puerta de entrada al mundo del control de calidad y del control a través de la visión artificial, afirma el directivo de Omron.

Hasta la aparición del FQ, el concepto imperante en el campo de la visión artificial era disponer de cámara por un lado y de controlador por otro. Y lo que ha ocurrido es que el nuevo sensor supera este esquema por la vía de reunir dentro de una misma carcasa el controlador, el procesador, la iluminación y la óptica.

Hemos intentado unir en una misma pieza todo lo que una empresa necesita para realizar una inspección de producto final, apunta Pang.

El responsable de marketing del área de visión de Omron subraya también entre las características del sensor FQ su potente iluminación. Se trata de una patente de Omron basada en la tecnología led, que homogeniza toda la luz que incide en el objeto y potencia la luminosidad, dando lugar a una gran calidad de imagen. Cuando haces una inspección, el elemento clave es la imagen que se toma, por eso es tan importante que un equipo como el FQ disponga de funciones asociadas a tratamiento de imágenes,

PERSONAS

Febrero 2011 / n.º 426

como HDR o filtro polarizado, que inciden directamente en su calidad sin necesidad de realizar posteriores ajustes, señala.

Asimismo, el hecho de reunir en un mismo equipo el controlador, la óptica y la iluminación facilita su configuración con un simple PC, sin recurrir a consolas externas (disponible como opción) o accesorios, y reduce considerablemente su precio en el mercado, en comparación con otros equipos situados en el mismo rango.

Desde el punto de vista estratégico, Omron quiere avanzar por la línea de proveer al mercado de soluciones más sencillas de visión artificial.

Hasta ahora, teníamos una gama que requería de un cierto grado de conocimientos a la hora de realizar su implementación, mientras que el porcentaje de ventas de equipos pequeños se situaba en el entorno del 20 o del 25%. Con el FQ nos hemos propuesto aumentar esa cuota de mercado, por la vía de cubrir las necesidades en instalaciones sencillas, aclara Pang.

Y añade: queremos democratizar el mundo de la visión artificial. Con este equipo, cualquiera puede ser un experto en visión artificial en aplicaciones sencillas. El objetivo es estandarizar la calidad como un elemento vital en todo proceso productivo.

Felipe Pang cree que la crisis ha puesto de relieve la mayor fortaleza de aquellas empresas que aportan un valor añadido a la calidad de sus procesos productivos, y considera que el FQ puede ser una puerta de acceso para la mejora de la competitividad.

Asimismo, explica que no se trata sólo de un producto de visión artificial, sino de una plataforma para lanzar al mercado nuevas y más evolucionadas versiones. Su arquitectura permite modificaciones y hacer mejoras de cara al futuro. Omron quiere dar mucha importancia al campo de la visión artificial, afirma el directivo.

En relación con la situación económica, señala que Omron encara el 2011 con optimismo. Vemos que hay clientes que van recuperando sus niveles de producción, sobre todo aquellos que han apostado por

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Más sobre el sensor de visión FQ

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os sensores de visión de Omron FQ son los primeros sistemas de su clase en emplear tecnología high dynamic range (HDR). Estos sensores incorporan procesamiento en color real (16 millones de colores), filtros de polarización e iluminación LED de alta intensidad integrada. Estas características permiten inspecciones estables incluso de objetos altamente brillantes y de bajo contraste.

Disponibles en versiones con campo de visión de 7,4 mm a 300 mm, todos los modelos cuentan con grado de protección IP67, por lo que resultan adecuados en entornos adversos.

Por otro lado, el FQ permite al usuario decidir cómo configurar y parametrizar su aplicación. Los sensores se pueden configurar mediante PC o consola TouchFinder, operar de forma local o remota, utilizarse como unidades fijas o portátiles e instalarse de forma temporal o permanente.

Se ofrecen, además, funciones automáticas que guian al usuario paso a paso a través del proceso de configuración y puesta en marcha de los sensores. Existen cuatro formatos diferentes de visualización de los resultados: general, detallado, gráfico de tendencia y distribución.

Esto permite elegir el formato de visualización más adecuado para su aplicación, mostrando los resultados que necesita y facilitando la toma de decisiones en su proceso de producción.

Para facilitar la integración con los modernos sistemas de control industriales, los sensores de visión FQ de Omron incluyen conexiones estándares para comunicación (E/S, Ethernet) y disparo externo (trigger). Para aquellas aplicaciones que requieran de más de un sensor de visión, pueden conectarse en red varias unidades y ser controladas desde un único punto.

diferenciarse del resto de sus competidores. Nuestra estrategia ha sido invertir en muchos productos nuevos para ayudar a clientes cada día más exigentes que desean buscar productos que les aporten un valor añadido.

Avanza Pang que a lo largo del año se producirá el anuncio de nuevos productos en la línea de inspección de códigos de barras y de otro tipo de códigos de inspección, todo ello a partir de la plataforma que constituye el FQ. El objetivo es colaborar con empresas que necesiten incorporar procesos de calidad en sus líneas de producción, y estar más presentes en mercados como el del almacenamiento automático o farmacia, cada día más escrupulosos con la trazabilidad de sus productos.

Pang asegura que el FQ puede

cubrir el 90 por 100 de las aplicaciones sencillas en el mercado, y que su aceptación ha sido muy importante en estos primeros meses de andadura. Siempre ha habido clientes reticentes a la visión artificial, por considerarla una cuestión compleja, y cuando han visto que configurar FQ mediante el fácil interface, exactamente igual en PC o consola opcional Touch Finder, no requiere de altos conocimientos, se han dado cuenta de que es un producto sencillo. Si a eso unimos que los estándares de mercado tienden hacia la normalización y el control de calidad, el éxito del producto está asegurada, concluye.

Enrique Armendáriz

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SELECCIÓN DEL MES

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Empresas

Carl Source basado en arquitectura nativa de Internet

Soluciones adaptadas a necesidades diversas Con ya una larga experiencia en sistemas para la gestión del mantenimiento, Carl Software optó para que fuera uno de sus clientes quien presentara no solo las características de su producto, sino también la metodología de colaboración para implementarlo y el servicio continuado que ofrece.

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■ Cristina Burdino es la responsable comercial y técnica de Carl Software Italia. “El trabajo conjunto con los técnicos de la empresa usuaria es clave desde el principio del proyecto”, nos comentó.

N

adie puede plantearse hoy la optimización de su empresa sin tener en cuenta una buena gestión del mantenimiento de sus equipos e instalaciones. En el mercado existe actualmente una amplia oferta de sistemas GMAO (Gestión del Mantenimiento Asistido por Ordenador) y con características muy diversas, unas específicas para un determinado sector y otras más genéricas. Unas más simples y otras más sofisticadas. Sin embargo, para la implementación de una buena gestión de mantenimiento no basta con disponer de un software por adecuado que este sea, sino que es necesario diseñar toda una nueva estrategia que incluye prácticamente todas las actividades de la empresa.

Es en este sentido que ha sido especialmente interesante la conferencia de prensa organizada por la francesa Carl Software a principios de febrero en Bérgamo (Italia).

Presentaron sus últimos desarrollos de software pero también su metodología, siempre adaptada a las necesidades específicas de cada uno

■ Vladimir Carminati y Marco Elli, responsable de métodos/mantenimiento y responsable administrador del software GMAO de Brembo, respectivamente.

de sus clientes. Y para explicitarlo organizaron la conferencia de prensa en el moderno centro de I+D de uno de sus clientes, el fabricante italiano Brembo de frenos y otros componentes para vehículos y maquinaria.

Las opiniones de representantes de esta última empresa y la visita a sus diversas instalaciones fueron el mejor testimonio de las buenas prestaciones de las soluciones ofrecidas por el editor francés.

Una larga experiencia en mantenimiento Carl Software nació en 1985 con el único objetivo de diseñar soluciones para una buena gestión del mantenimiento. A lo largo de este cuarto de siglo se ha convertido en uno de los líderes europeos en esta actividad, con un gran número de instalaciones en sectores muy diversos.

Como es bien sabido, cuando se trata de desarrollos de software, además de sus características y prestaciones, es muy importante la seguridad sobre el futuro de la inversión, lo que significa tener garantías de continuidad del editor

del software. Pues bien, este editor francés muestra con su historia y estructura que ofrece dichas garantías. Por una parte, por su política de producto –que ha ido evolucionando en función de la tecnología disponible y de las necesidades de las empresas– y, por otra, por la propia estructura de su capital, con un mismo accionariado desde su creación en el que no interviene inversor financiero ni grupo alguno, de forma que el devenir de la empresa no está expuesta a otras exigencias que las de sus clientes y empleados.

Nuestra estrategia está centralizada en nuestros clientes y colaboradores, y tenemos un ritmo de crecimiento controlado y una rentabilidad constante, afirmó Laurent Truscello, responsable del marketing producto de la editora francesa, que ofreció como datos un crecimiento del 6% entre los años 2008 y 2009 con un resultado neto de más del 10% para este último año.

Fue en 2008 cuando iniciaron su expansión internacional con la apertura de una agencia italiana en Turín, a la que ha seguido en 2009

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SELECCIÓN DEL MES

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Empresas la apertura de una agencia española en Barcelona.

Las soluciones de Carl Software están distribuidas en sectores muy diversos, desde los metros de numerosas ciudades (Nueva York, Turín, Argel, Marsella, Madrid, etc.) hasta hospitales, industrias o las instalaciones de la Torre Eiffel.

Más que un producto, una gama de productos Carl Software es un editor generalista pero, consciente de que las necesidades en mantenimiento de una industria pueden ser notablemente diferentes de las de un edificio o de un hospital, presenta cuatro líneas de productos: Carl Facility para el sector inmobiliario, Carl Factory para los sectores industriales, Carl Transport para la gestión de parques móviles e instalaciones fijas y Carl Healthcare, dirigido a los centros hospitalarios.

Por otra parte, para cada una de estas líneas Carl Software ofrece cuatro niveles a fin de adaptarse tanto a las necesidades más simples como a las más complejas: la gama Smart (sencillez de uso, rapidez de implementación y bajo coste de adquisición), la gama Smart Expert (servicios de mantenimiento de mediano tamaño), la gama Enterprise (proyectos orientados a un gran número de usuarios) y la gama Corporate (proyectos de gran alcance que pueden ser plurilingües). Todas las versiones están basadas en un núcleo común, de forma que puede pasarse de una versión a otra sin problemas.

Otra característica importante a señalar es que en todos los casos se trata de soluciones modulares y, por tanto, para cada solución específica podrá disponerse de los módulos que se precisen y sólo de los que se precisen.

Hablemos de la tecnología 25 años en soluciones informáticas es muchísimo tiempo. Han cambiado las herramientas, los sistemas operativos y las aplicaciones. ¿Quién se acuerda del MSDos y de Memsof, sistema operativo y base de datos sobre los que se construyó Carl Pro con el que Carl Software se presentó

Filosofía de Carl Source y... ���������� ��� � ��������

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arl Source integra la herramienta de informes BIRT que el usuario medio puede utilizar sin el soporte del fabricante del software. Sin embargo, Brembo ha optado por softwares como por ejemplo Business Object y Crystal Report con los que ha sido posible mantener contenidos y diseño convencionales.

Por otra parte, este software garantiza libertad total a la hora de elegir la base de datos, se integra con los estándares de la empresa (MS SQL) y permite la integración con herramientas como el calendario de mantenimiento preventivo para máquinas e informes KPI de mantenimiento, desarrolladas en entorno MS Dotnet.

Los entornos de trabajo de Carl Source (aplicación y servidor Web) son objeto de mantenimiento constante y actualización por parte de una amplia comunidad de desarrolladores (no requieren regalías). ��

…razones de Brembo para elegirlo • Es un software desarrollado con tecnología Web de última generación sobre plataformas tecnológicas Open Source.

• Es una plataforma extremadamente flexible y personalizable.

• Buena compatibilidad con el hardware de la empresa.

• Un software “multilenguaje” y “multisitio”.

• Unos costes reducidos de puesta en servicio.

• Adaptable/expansible en función de las exigencias actuales y futuras de las empresas. al mercado?

Once años después de su fundación, en 1997, presentaron Carl Master; el sistema operativo era ya Windows y la base de datos Oracle, constituyendo un auténtico salto cualitativo en la oferta del editor francés. Pero lo evolución siguió y en el 2008 presentaron Carl Source, basado en una arquitectura nativa de Internet, incluyendo las tecnologías de la Web 2.0 y del que en marzo de 2010 se presentó la versión 3.0 (ver AeI nº 425, pag. 33).

En Carl Source, todos los compo-

nentes de su arquitectura pueden ser productos Open Source (base de datos, editor de informes, servidor de aplicaciones, etc.) y, por otra parte, puede funcionar con los principales estándares del mundo informático (BEA, Microsoft, Oracle, etc.). Además, gracias a los Web Services integrados, está abierto de forma natural al resto de aplicaciones informáticas.

Finalmente, un aspecto muy interesante para la empresa que no quiera asumir la inversión derivada de la adquisición del GMAO es que

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Empresas puede explotarse en modo SaaS (Software as a Service), de forma que con una cuota fija anual el usuario puede acceder de forma personalizada a las herramientas que Carl Software dispone en un servidor seguro.

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Cuando el mantenimiento es protagonista La decisión de Carl Software de elegir como lugar para su conferencia de prensa el centro de I+D de la italiana Brembo ha sido sin duda acertada. Esta empresa, uno de los líderes mundiales en el diseño y la producción de sistemas de frenos y componentes de altas prestaciones, incluye en sus instalaciones todo el proceso de fabricación de sus productos, desde la fundición hasta el montaje, constituyendo, por tanto, un buen ejemplo donde mostrar las prestaciones de las soluciones que la editora francesa ofrece.

Trabajando bajo la filosofía de la calidad total, Brembo ha implementado un sistema de producción propio basado fundamentalmente en tres principios: Kaizen, autocalidad y JIT (Just In Time). Después de exponer con detalle la organización de las diversas actividades con la característica común de que los procedimientos implican de una u otra forma a todos los involucrados en los procesos, Vladimir Carminati, responsable de los métodos y del mantenimiento de la Business Auto de Brembo, expuso con detalle la organización del mantenimiento en las dos fábricas que posteriormente visitamos, una dedicada a la fundición y mecanizado y la otra al montaje de los productos.

Desde el mantenimiento correctivo hasta el predictivo, todas las etapas están perfectamente establecidas y documentadas, de forma que tanto las acciones a realizar o los responsables están establecidos con exactitud.

Al margen del correctivo, que cada vez es menos, tienen establecido el llamado automantenimiento, que incluye todas las intervenciones que el responsable de la instalación debe realizar a diario (limpieza e inspección diaria de la maquinaria). Por cierto, que la eficacia en el aspecto

Algunas cifras tras un año de su implementación • 59 usuarios en cuatro departamentos diferentes.

• Más de 500 máquinas o instalaciones codificadas.

• Más de 11.000 pedidos correctivos de trabajo procesados por el sistema.

• 4.469 planes preventivos activos (fundición, taller, montaje).

• 5.138 ciclos de trabajo definidos.

• Elaboración automática de Informes KPI (Key Performance Indicators) de mantenimiento.

• Reducción de un 10% de los costes inmovilizados en existencias. de la limpieza fue evidente cuando visitamos la planta de fundición, con un pavimento tan inmaculado que no podía dejar de sorprender a quienes a lo largo de nuestra vida profesional hemos visitado muchas instalaciones similares.

La auténtica responsabilidad de los técnicos de mantenimiento empieza con el mantenimiento preventivo, que requiere conocimientos específicos y exhaustivos. Se lleva a cabo con intervalos predifinidos en función de las horas de funcionamiento real de la instalación.

Finalmente, Brembo ha establecido también el mantenimiento predictivo y para ello las técnicas utilizadas de modo sistemático son: termografía infrarroja (material refractario de los hornos, componentes de las centralistas hidráulicas y componentes de los cuadros eléctricos), análisis de aceites y análisis de vibraciones.

Carminati expuso con detalle todas las metodologías que se siguen en todas estas diferentes etapas, de forma que constituyó una lección de cómo disponer de un sistema de mantenimiento eficaz.

Integrar el mantenimiento en el sistema de gestión Hace ya un tiempo que detectamos la necesidad de una gestión integrada del mantenimiento que permitiría mejorar la gestión global de la empresa, afirmó el responsable de métodos y mantenimiento de Brembo.

Se trataba también de buscar una solución que les permitiera tener una gestión informatizada de los materiales así como la intercomunicación del GMAO con el ERP de la empresa de

forma que se consiguiera una gestión automática del flujo de reposición de piezas que evitara la ruptura del stock así como la minimización de los costes inmovilizados.

Los responsables de Brembo fueron muy rigurosos en el momento de elegir el sistema más adecuado estableciendo un método multicriterio para analizar las distintas opciones que se les ofrecían. Es después de este análisis que eligieron Carl Source como la solución más idónea.

Se planteó el proyecto en tres fases, una primera de la implementación del sistema, una segunda para incluir la gestión de existencias y una tercera la implantación de la e-Maintenance, que incluye un plan remoto de seguimiento y control, teleservicios y la posibilidad de notificación instantánea de una alarma en el móvil del técnico correspondiente.

Hace un año que se inició el proyecto y los resultados están siendo muy satisfactorios. ¿Razones de este éxito? El paquete de software es bueno pero Marc Elli, responsable administrador del software GMAO en Brembo, afirmó que esto no basta y que en la excelente colaboración entre Brembo y Carl Software hay que buscar también las razones de dicho éxito.

Como decíamos al principio, la conferencia de prensa organizada por Carl Software con las intervenciones de responsables de su cliente Brembo y la visita a las instalaciones de esta última ha permitido que comprobáramos in situ las prestaciones de su solución y la metodología que la editora francesa pone en práctica.

Laura Tremosa

una N s o n PídaSTRACIÓ DEMO

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RS Components

Satisfacción asegurada de proveedores y clientes Uno de los aspectos más destacables de RS Components es que en su actividad ofrece valor tanto a sus proveedores como a sus clientes. A los proveedores les ofrece el acceso a una cantidad nada desdeñable de clientes repartidos por todo el mundo, y a los clientes, además de acceso a 500 mil productos distintos, les ofrece un muy buen servicio de alta fiabilidad. Además, gracias a las sólidas alianzas que RS mantiene con sus proveedores, las últimas tecnologías desarrolladas por éstos llegan a los clientes en un breve espacio de tiempo.

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S Components es el mayor distribuidor del mundo de productos de electrónica y de mantenimiento que cuenta con más de 1,5 millones de clientes.

Opera en 27 países y desde sus 17 almacenes repartidos por todo el mundo distribuye 500 mil productos, que van desde semiconductores y optoelectrónica a herramientas eléctricas y ropa protectora. En el último ejercicio, el Grupo obtuvo unos ingresos de £ 972,600,000 y cotiza en la Bolsa de Valores de Londres. RS Componentes Electrónicos y Afines son las marcas comerciales de Electrocomponents plc.

Europa es una región de importancia estratégica para RS Components, pues en ella se generan más de un cuarto de las ventas y además es aquí donde se identifican oportunidades de crecimiento significativas, especialmente con la expansión en mercados emergentes como Europa del Este. El pasado mes de enero RS Components celebró dos importantes ruedas de prensa a nivel europeo (en Berlín y en París) para mantener a los profesionales de la prensa técnica al día sobre lo que la compañía supone en el mercado de la distribución de componentes electrónicos así como para anunciarnos su estrategia durante los próximos meses.

Una de los objetivos anunciados fue su entrada en el mercado de Europa del Este (Polonia, República Checa y Hungría). En los próximos meses se extenderá también a otros países de esta parte de Europa, expansión que

■ Klaus Göldenbot, Gerente Regional de RS Components EMEA, durante su charla inicial.

será apoyada por varios equipos de marketing que tendrán como objetivo dar a conocer el alto nivel de servicio que RS está ofreciendo ya en el resto de países europeos.

Tal como señaló dijo Klaus Göldenbot, Gerente Regional de RS Components EMEA, en su primera intervención durante la conferencia de prensa, durante todo el año pasado RS Components estuvo reestructurando su organización europea y el paso que estamos dando ahora hacia Europa del Este forma parte de nuestra estrategia de crecimiento regional.

Y la reestructuración de la organización europea, cuyo objetivo es ofrecer una propuesta de valor mejorada para todos los clientes de este continente, pasa por conseguir una presencia más fuerte en el mercado a través de acciones de marketing a nivel más regional, por aumentar la

oferta de equipos electrónicos suministrados, por convertir a RS en un proveedor estratégico comprometido, por llevar a cabo una estrategia de ventas centrada en el mercado europeo, por ofrecer al cliente una mejor experiencia en comercio electrónico, por conseguir una logística de excelencia para la entrega de los pedidos y por estar constantemente inmersos en la cultura de la mejora continua.

Persiguiendo esta nueva organización, en mayo de 2010 todos los mercados europeos se unieron bajo una sola estructura para ofrecer a los clientes una oferta reforzada, posibilitando el acceso a la gama completa de productos.

Uno de los aspectos más destacables de RS Components es que en su actividad ofrece valor tanto a su proveedor como a su cliente. Al proveedor le ofrece el acceso a una

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Recursos en la red

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os ingenieros y los compradores necesitan una navegación rápida y fácil para acceder a la información. El año pasado, RS presentó los primeros desarrollos para apoyar a los ingenieros de diseño electrónico en sus elecciones. Por un lado, se presentó el DesignSpark (www.designspark.com), el nuevo portal de recursos de diseño y soporte on-line que ha alcanzado la cifra de casi 23.000 usuarios registrados.

DesignSpark es la comunidad online de más rápido crecimiento en el sector de la electrónica. Cuenta ya con más de 20.000 miembros y más de 35.000 descargas de DesignSpark PCB, la herramienta gratuita de diseño esquemático y de PCB más potente del mundo. Estas cifras de registro en DesignSpark se han alcanzado sin ningún tipo de registro automático de titulares de cuentas RS y no es requisito indispensable tener una cuenta en RS para poder registrarse. Las cifras de uso del portal demuestran que DesignSpark está acelerando la tendencia entre los ingenieros de ejecutar sus diseños online. Los clientes reconocen su valor como un entorno online fiable que ofrece información, herramientas y servicios que simplifican y agilizan el proceso de diseño. Junto con Component Chooser y los modelos CAD en 3D, DesignSpark proporciona una solución completa de diseño para ingenieros.

DesignSpark proporciona a sus miembros acceso gratuito a una gama de herramientas de diseño en su tienda Spark Store. Dentro de esta tienda se encuentra DesignSpark PCB, la herramienta de diseño PCB gratuita lanzada por RS en julio de 2010, que ha tenido más de 150.000 visualizaciones de los visitantes de DesignSpark. La tienda Spark Store ahora cuenta con más de 200 aplicaciones de descarga gratuita, incluyendo varias seleccionadas por los miembros de la comunidad.

Esta tienda se ha convertido en una completa y diversa fuente de soluciones de diseño gratuitas. cantidad nada desdeñable de clientes repartidos por todo el mundo. Al cliente, que es clasificado por RS en dos grandes grupos: ingenieros de diseño electrónico y encargados mantenimiento, le ofrece un muy buen servicio de alta fiabilidad, además de acceso a 500 mil productos distintos. Por otro lado, gracias a las sólidas alianzas que RS mantiene con sus proveedores, las últimas tecnologías desarrolladas por éstos llegan a los clientes en un breve espacio de tiempo.

Tanto los clientes como los

■ C. Page y L. Wahl dieron detalles sobre los recursos disponibles en la red.

Sus colaboradores van desde proveedores de componentes y desarrolladores de software comercial hasta individuos con una utilidad interesante dispuestos a compartirla. Las herramientas disponibles van desde simples convertidores a herramientas completas de diseño FPGA, kits de desarrollo para microprocesadores, soluciones de optimización de energía e incluso utilidades de diseño LED. A través de la funcionalidad de comentarios de los usuarios, los miembros pueden evaluar el valor de cada descarga potencial.

Las herramientas online de diseño para ingenieros de RS también incluyen Component Chooser y los modelos CAD en 3D. Component Chooser clasifica a los componentes de acuerdo con 5 millones de atributos, cada uno de los cuales se puede buscar.

RS ofrece descargas gratuitas de componentes electromecánicos en 3D CAD y más de 20 formatos de archivo diferentes. Más de 10.000 ingenieros han descargado estos modelos.

proveedores se han beneficiado de esta nueva organización a través de una oferta más amplia, de llegada más rápida al mercado y con una mayor disponibilidad y una mayor flexibilidad. De hecho, según responsables del Grupo, esta nueva estrategia se ha traducido en un incremento en ventas del 23%.

El imparable comercio electrónico A pesar de que RS Components es un distribuor multicanal, es el comercio electrónico el que está

impulsando el crecimiento de las ventas en Europa. En algunos mercados europeos, el comercio on-line llega hasta el 70%, como es el caso de Alemania, donde las ventas por correo electrónico han obtenido un crecimiento muy significativo sobre todo gracias a la utilización de los innovadores servicios online con los que cuenta RS para facilitar y hacer más grata la experiencia de sus clientes (Purchasing Manager, eProcurement, e-Invoicing, Consejos, Ofertas Online, etc.). Pero detrás de las ventas por correo electrónico debe

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■ A.Lewis explicó las características de la cadena de suministro que funciona en Europa.

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existir una impecable cadena de suministro que permite la entrega de los pedidos según el tiempo establecido y en las condiciones pactadas.

RS ha desarrollado una fuerte y sólida cadena de suministro en la que trabajan más de 2.000 personas a nivel mundial. Se gestionan más de 40.000 repartos por día, de 500 mil productos disponibles en stock (con disponibilidad cer-

cana al 98%). Para ello RS cuenta con 17 centros de distribución local desde los que se mantienen los niveles de excelencia en el servicio.

Electrónica y mantenimiento RS ha definido dos áreas prioritarias para apoyar a sus clientes compradores de productos electrónicos: la expansión de la gama de productos y la puesta en marcha de re-

cursos on line de gran alcance. La tecnología electrónica está evolucionando a una gran velocidad y los ingenieros necesitan tener acceso a la más amplia gama de productos más novedosos. Según explican responsables de RS Components, en los últimos 20 meses el grupo ha introducido 68 mil nuevos productos en su gama de electrónica y se propone mantener este impulso. En el caso europeo, las nuevas líneas de productos generan más del 15% de las ventas de productos electrónicos.

En cuanto al sector de mantenimiento, RS tiene la intención de explotarlo al máximo, pues se trata de un mercado al que se le prevén importantes crecimientos. Actualmente el Grupo ha establecido relaciones con los actuales proveedores estratégicos, tales como ABB, Fluke, Siemens, SMC y Phoenix Contact y ya están en marcha planes para desarrollar más estos acuerdos y establecer nuevos acuerdos con otros proveedores.

Cristina Bernabeu

AUTÓMATAS PROGRAMABLES

PANTALLAS TÁCTILES

SERVOACCIONAMIENTOS CONVERTIDORES DE FRECUENCIA

CONTROLADORES DE TEMPERATURA

FUENTES DE ALIMENTACIÓN

MÓDULOS DE COMUNICACIÓN

Calle Àlaba, 60 08005 Barcelona Tel.: (+34) 93 300 03 57 Fax: (+34) 93 309 44 79 mecmod@mecmod.com www.mecmod.com

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Desarrollada por Schneider Electric

EcoStruxure, una solución integrada que permite importantes ahorros energéticos Para dar a conocer al mercado el lanzamiento de este nuevo concepto, recientemente Schneider Electric ha celebrado en Barcelona una importante reunión de clientes, a la que también asistimos la prensa técnica de este país. Se trata de una solución, para cuyo desarrollo han trabajado más de 7.500 ingenieros procedentes de 25 países distintos, que permitirá ahorros que van desde el 20% en el caso de la industria hasta el 40% en el caso de las viviendas privadas.

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a conferencia plelas emisiones de CO2 van a naria del acto fue tener que disminuir para inaugurada por el conseguir la sostenibilidad director general de Energía, ambiental. Y este es un diMinas y Seguridad Induslema que para el directivo trial, Josep Canós, quien de Schneider sólo se podrá destacó la importancia de resolver si se consigue dar poder contar con empresas respuesta a tres tendencias como Schneider, dedicadas específicas: la eficiencia plenamente a la gestión energética, las redes inteeficiente de la energía, en ligentes para gestionar las un país cuya situación enercargas (Smart Grids) y la gética se caracteriza por la economía digitalizada, que gran dependencia exterior lleva a un mayor consumo (de más de 85%), haciendo energético y a una mayor hincapié también en que necesidad de velocidad.

■ Enrique Valer, Country President de Schneider Electric para Esel ahorro y la eficiencia Y la propuesta de Schneipaña, Portugal y Sudamérica en un momento de su intervención. energética son necesarios der en este sentido en el para frenar el cambio climático, que de Schneider Electric para España, EcoStruxure, nacido de la suma del se ve seriamente agudizado por las Portugal y Sudamérica, después de potencial de las tecnologías de la inemisiones de gases que proceden ofrecer algunas cifras sobre esta formación, principalmente Internet de las industrias energéticas (un multinacional, que ha pasado de y protocolos de comunicación, con 80%). Otro de los aspectos señalaser una suministradora de equipos los sistemas tradicionales de gestión dos por J. Canós fue el poco control de distintas marcas a una empresa de la energía y de automatización y la volatilidad de los precios de la que ofrece todo tipo de servicios y industrial. Para Valer, en la interenergía, lo que ejemplificó al indicar soluciones relacionados con la gessección entre estos dos mundos se que entre 2005 y 2010 el coste de la tión energética, indicó que Schneider encuentra la energía “inteligente”. energía eléctrica se ha incrementado Electric, que dedica un 5% de su La solución para gestionar eficienteen un nada despreciable 53%. Dos facturación al I+D+i y que cotiza en mente los recursos energéticos pasa de los proyectos a los que la nuebolsa, disfruta de una posición única por la integración entre los diferentes va Administración catalana piensa en el mundo de la energía, pues no sistemas que forman parte de una apoyar para conseguir la reducción somos ni una empresa fabricante instalación y que todo pueda ser del gasto energético procedente de de equipos para la generación de controlado desde un mismo puesto las energías tradicionales son, por energía ni de equipos y sistemas de control. Y esto es lo que posibilita un lado, el clúster existente ya en consumidores de energía, sino que EcoStruxure. estos momentos, y que es vice-prenuestra actividad se centra en el sidido precisamente por Schneider campo de la gestión de la energía, ¿Qué es el EcoStruxure?

Electric, y la apuesta por el vehículo desde la generación, pasando por la Este nuevo concepto constituye un eléctrico. Parece ser que en el año distribución y acabando en el consuconjunto de arquitecturas de siste2015 ya serán 76.000 los vehículos mo, en palabras de Valer. La gestión mas ya integradas y validadas. En eléctricos que circularán y 91.200 energética es en estos momentos tan palabras de Francesc Juan, director los puntos de recarga que estarán importante porque en el año 2030 el técnico de arquitecturas, Schneider operativos. consumo energético a nivel mundial Electric es la única empresa que pueEnrique Valer, Country President será el doble del actual y, sin embargo, de ofrecer esta herramienta para el

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Empresas control energético integrado La nueva solución proporque es la única empresa puesta por Schneider Elecque ya dispone de sistemas tric permitirá tener un de control para cada una de control a tiempo real de las distintas áreas existentes los consumos energéticos (residencial, centros de proy poder actuar inmediacesos de datos, infraestructamente sobre ellos, deturas, edificios e industria). tectando si hay pérdidas La utilización de las nuevas o fallos en el suministro. tecnologías, que permiten EcoStruxure simplifica los la digitalización de la enersistemas, al trabajar con gía para tener visibilidad de una arquitectura común, lo que está ocurriendo en lo que se traduce en una cualquier momento y en reducción de costes, au■ Francesc Juan, director técnico de arquitectura, fue el encarcualquier instalación, es lo mento de la productividad gado de presentar el EcoStruxure en más detalle. que va a permitir la correcta industrial y una disminugestión de esta energía. La ción de los tiempos de rerespuesta pasa por la creación de sostenibles ya desde la fase de diseño torno de inversión, ya que los ahorros un entorno colaborativo basado en de una instalación. energéticos generados autofinancian infraestructuras de hardware IP y en El sistema permite comunicarse la inversión en pocos años.

Servicios Web. Es decir, es necesario con la red y controlar a distancia el consumo público y privado. Además, utilizar un lenguaje común para que Redes inteligentes optimiza la productividad, minimilos sistemas y subsistemas vayan evoTradicionalmente, las redes de dislucionando. Podríamos denominarlo zando cortes en el suministro, y tribución han sido unidireccionales y como el bus de la energía –apuntó mejora los costes y los procesos de los usuarios se limitaban a contratar F. Juan– que comunica los sistemas fabricación, así como las inversiones energía, sin poder interactuar con de las cinco áreas. La incorporación de capital en nuevas instalaciones la red. La construcción de nuevas de protocolos IP –que actúan como y las de mantenimiento operativo plantas de generación de energía una gran autopista para la informade las mismas. Por otro lado, en su renovable, unido al aumento del ción–permite además actuar sobre el concepción se ha tenido en cuenta número de productores y la futura sistema de forma remota, a través de la necesidad de crear redes de distriincorporación de los puntos de recarcualquier dispositivo con conexión bución inteligentes –Smart Grids–, ga del vehículo eléctrico dan lugar a a Internet. la incorporación del vehículo elécuna nueva realidad que necesitará Para que el EcoStruxure tenga trico y la necesidad de desarrollar de un sistema de gestión mucho éxito en su tarea de gestionar eficienla infraestructura eléctrica para su más complejo. temente la energía tiene que cubrir recarga.

Con EcoStruxure, y gracias a la todas las áreas y formar parte de la La solución resultante logra ahoreciente adquisición por parte de gestión administrativa de la empresa, rros que van desde el 20% en el caso Schneider Electric del negocio de tal como indicó F. Juan, quien siguió de la industria hasta el 40% en el caso distribución de Areva, la empresa ha señalando en su intervención que de las viviendas privadas. Se trata, consolidado su posición en el ámbito para gestionar la energía necesiademás, de una solución abierta que del desarrollo de Smart Grids, como tamos visibilidad y anticiparnos, puede integrar sistemas y productos sistema de gestión de la energía, en es decir, prever que queremos ser de terceros. tiempo real, capaz de adaptar la oferta energética a la demanda existente y aportando una mayor fiabilidad y continuidad en el suministro. Las Smart Grids se basan en la incorporación de elementos inteligentes en las distintas etapas de generación, distribución y consumo de la energía, permitiendo crear un vínculo entre las compañías suministradoras de energía y los abonados a la misma.

La creación de este tipo de redes permitirá a los agentes de la cadena de suministro reducir sus costes de explotación y mejorar la calidad del suministro.

Cristina Bernabeu

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Productos

LKremote

Nueva generación de RTU con prestaciones de PLC e Internet Con LKremote es posible acceder en tiempo real a la información de procesos geográficamente distribuidos, ofreciendo, además, avanzadas funcionalidades para el análisis de la información, ya que integra en un único dispositivo las funcionalidades de RTU, PLC e Internet.

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ogitek amplía su oferta de dispositivos para la gestión distribuida al presentar LKremote, tecnología que integra las funcionalidades de RTU, PLC e Internet en un equipo compacto para garantizar un total control y análisis de procesos remotos con una significativa reducción de costes de despliegue y desarrollo.

De aplicación en sectores como el de gestión de aguas, agricultura, tráfico, redes ferroviarias, medio ambiente, facility management, oil & gas o la industria energética, incluyendo las renovables, el LKremote proporciona conexión tanto en red email, acceso a Internet, sms, enlace con sistemas scada de protocolo estándar, etc. como a nivel de serie, contadores electrónicos, sensores inalámbricos, dispositivos de seguridad o instrumentación. Además, al ofrecer funcionalidades scada y acceso a Internet de manera integrada, el dispositivo se convierte en una eficaz herramienta para el análisis y la realización de informes en relación al funcionamiento de los procesos remotos, reduciendo así los costes asociados a la adquisición de nuevos dispositivos de control y a los desarrollos de ingeniería en torno a ellos.

Además de disponer de

un scada virtual en la RTU, la clave de esta nueva generación de equipos es que son capaces de integrarse en redes Internet con servicios de red que nos permiten disponer de la información en cualquier lugar y de una manera segura, explica Xavier Cardeña, Business Development Manager de Logitek.

Si a esto se añade la completa integración con sistemas scada externos, telemetría con estándares como DNP3 e IEC60870, y otras herramientas de control funcional, LKremote abre a las empresas un amplio abanico de posibilidades de análisis para ofrecer no sólo datos actuales e históricos, sino también informes predefinidos o gestión de alertas y eventos, con datos reales y verificados y con total fiabilidad en la transmisión de datos, concluye.

Tecnología y funcionalidades Además de todas las funcionalidades analíticas, al contar con tecnología web server integrada, la gama LKremote está preparada para enviar mensajes de email, previamente programados, a múltiples receptores. Al no ser necesarias las consultas polling continuas, se reducen al mínimo los costes de tráfico e infraestructura de la red.

De la misma manera, ade-

más de conectarse vía PC, móvil o PDA, los usuarios pueden recibir alertas sms teniendo así un constante control de lo que ocurre en sus instalaciones.

Las capacidades de procesamiento del equipo fueron desarrolladas para responder a las exigencias de solidez y rapidez para el intercambio de información en entornos de automatización multitarea.

Las herramientas de LKremote análisis dinámico, librerías, etc. reducen significativamente las tareas de desarrollo y los programadores disponen de un diagrama editor, de uso familiar e intuitivo, para trabajar tanto en lenguaje ladder como en Basic, lo que facilita el despliegue y los cambios a los que tenga que someterse el sistema.

Asimismo, esta gama de equipos posibilita un sofisticado almacenamiento y pretratamiento de los datos en la misma RTU, aportando múltiples opciones: los valores pueden ser almacenados de forma media, máxima, mínima o a través de muestras instantáneas, las tablas de eventos se pueden estructurar con alarmas, existe la posibilidad de rastrear problemas con una resolución de 1 segundo o de almacenar meses, o incluso años, de datos históricos con total seguridad.

LKremote se conecta di-

rectamente con una amplia gama de dispositivos como control de accesos, analizadores, lectores de código de barras, cromatólogos, caudalímetros, etc. disponiendo de una librería de más de 40 drivers de comunicación de forma gratuita. Cuenta con un chasis robusto, capaz de hacer frente a las condiciones más hostiles, gracias a una caja de aleación que ofrece aislamiento del ruido y resistencia a altas temperaturas, vibraciones o impactos, con opción incluso de tropicalización de las tarjetas. De reducidas dimensiones, se monta en raíl DIN sin necesidad de utilización de herramientas específicas e incluye un cargador de baterías integrado, reduciendo así los costes asociados a componentes externos. www.logitek.es

SENSOR DE VISIÓN FQ Más alla de la simplicidad La nueva gama de sensores de visión FQ, inician una nueva era de simplicidad y rendimiento. Se consiguen las ventajas de una tecnología vanguardista sin la necesidad de utilizar instrucciones complejas o grandes conocimientos técnicos. Se puede acceder a todas las funciones de una manera rápida y sencilla, mediante la configuración desde PC o consola TouchFinder. �� �� �� ��

Control rápido y sencillo: menu basado en iconos Imágenes nítidas Procesamiento en color real (16 millones de colores) Configuración a través de pantalla TouchFinder o PC

Omron Electronics Iberia S.A.U. Tel: +34 913 777 900 omron@omron.es www.industrial.omron.es

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Productos

Una alternativa a los robots spider

Nuevo robot scara de techo Concebido para montar en techo, el nuevo robot scara de alto rendimiento lanzado recientemente al mercado por Mitsubishi Electric combina alta velocidad de funcionamiento y una amplia área de cobertura en un diseño compacto.

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ompacto y fácil de utilizar, el RH-3S tiene un alcance de 350 mm de radio, 150 mm de eje Z y un diámetro de acción que alcanza los 700 mm.

Su diseño para montar en techo permite instalar el robot justo encima del centro de la aplicación, directamente sobre los materiales. Su montaje en techo simplifica la adaptación del robot en aquellas líneas de producción ya existentes, o permite implementar nuevas células de trabajo en espacios muy reducidos.

Presenta un tiempo de ciclo de solo 0.32 segundos, lo que significa que el robot puede realizar tres operaciones de pick and place por segundo, mejorando el rendimiento de los robots spider. La carga máxima es de 3 Kg y ofrece una exactitud de ±0.01mm en repetición de posicionamiento, adaptándose a precisas tareas de posicio-

■ El nuevo robot scara de alto rendimiento concebido para montar en techo representa una alternativa rentable a los robots spider para todo aquel que busque aumentar la productividad en líneas de producción.

namiento.

El robot ha sido diseñado para una fácil integración dentro de la aplicación. Así, por ejemplo, cuando se han de coger componentes de una cinta transportadora, para un funcionamiento normal, lo único que se requiere es un encoder para obtener información sobre la velocidad de la cinta y un

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sistema de visión artificial para la detección de objetos. El robot se suministra con la unidad controladora de serie, aunque también está disponible un pack donde el control del robot queda integrado en una plataforma iQ para la directa integración con los PLC de Mitsubishi. En esta configuración, el con-

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trol del robot tiene acceso directo a todos los demás módulos integrados de la plataforma iQ, dando posibilidades casi ilimitadas de interfaz.

Programación La programación es sencilla a través de Mitsubishi RT Toolbox2, un software basado en PC para la programación, seguimiento y depuración, o por medio de Melfa Works 3D, un software de simulación que ayuda al usuario a depurar el programa completo de posibles errores y/o colisiones antes de ejecutarlo en una aplicación real.

También es posible programar el RH-3S mediante el entorno de Mitsubishi Electric iQ Works, software que engloba un completo juego de herramientas para los equipos de automatización de la compañía, PLC, servos, controladores motion, variadores de velocidad, HMI, controladores basados en PC y CNC. El Product Manager Reiner Hänel comenta: Históricamente, la velocidad ha sido un argumento a favor de los robots spider, pero con este rápido tiempo de ciclo el RH-3S redefine las expectativas de funcionamiento de los robots. Además, en su instalación el RH-3S ofrece grandes ventajas respecto a los robots spider. Por otro lado, es sumamente compacto y consigue un gran rendimiento de sus prestaciones. Estas ventajas combinadas con la facilidad de integrarlo en aplicaciones del sector de la automatización hacen que el RH-3S sea una solución rentable en cualquier línea de producción. www.mitsubishiautomation.com

Las medidas de rendimiento están dentro de su control

NI 9401

NI 9234

NI 9516

NI 9472

DIO 5 V TTL High Speed

AI ±5 V IEPE

Servo Interface Dual Encoder

DO 24 V Source

A la medida que los sistemas industriales aumentan en complejidad, es crítico optimizar su sistema con medidas y control avanzado. El entorno gráfico abierto de desarrollo NI LabVIEW y el hardware NI CompactRIO puede ayudar a reducir los costes con medidas precisas, visión artificial, control de movimiento y la habilidad de conectarse a equipo de automatización existente por medio de la comunicación industrial.

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PLATAFORMA de PRODUCTOS Software – NI LabVIEW Hardware de control – NI CompactRIO Productos de visión artificial de NI Productos de control de movimiento de NI NI Wireless Sensor Network

Vea siete formas para mejorar el rendimiento de sus medidas en ni.com/precision

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Mecatrónica Febrero 2011 / n.º 426

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Sinergias entre las TI y la toma de decisiones complejas

De la mecatrónica a la “enertrónica”

Desde las páginas de esta revista ya hemos hablado en repetidas ocasiones de la mecatrónica. Su primera definición como integración sinérgica de varias disciplinas (mecánica, eléctrica, electrónica, informática y comunicaciones) para obtener productos mejorados ha ido evolucionando a medida que los productos industriales han ido aumentando su complejidad. Actualmente nos encontramos con la paradoja de que la “parte” de una máquina que representa el coste más elevado porcentualmente no se mueve, no ocupa lugar, no pesa y no hace ruido: es el programa de software.

Y

este programa, en cambio, le dará el valor añadido al producto que lo va a hacer más competitivo. ¿Cuál ha sido la evolución de esta temática y hacia dónde va? La evolución sigue las necesidades de la industria y la aparición de nuevas posibilidades tecnológicas. El gran aumento de la capacidad de procesamiento y almacenamiento de información de los actuales microprocesadores y la gran capacidad de conversión de la energía eléctrica que proporcionan los actuales semiconductores de potencia, están determinando sus características actuales. El procesador ya forma parte de la máquina como un “mecanismo” más, el programa de control es su esencia. Por su parte, el procesado de la energía eléctrica está cambiando muchos productos y sistemas.

Las necesidades de la industria llevan a una aplicación intensiva del conocimiento. Hemos llegado ya a la famosa sociedad del conocimiento. La industria necesita el conocimiento para la innovación permanente. Sin innovación no hay futuro. Incorporar los últimos avances tecnológicos parece inicial-

mente caro e injustificado, pero es necesario para no quedarse atrás.

Los precios se reducen rápidamente cuando una innovación se hace estándar. Los productos industriales son cada vez más complejos y con mayores capacidades heterogéneas.

Los mercados son cada vez más globales y competitivos. Los ciclos cortos de diseño obligan a estar a la última. Ante esta panorámica, el diseño en equipo es el único enfoque posible. La mecatrónica debe ofrecer las mejores prácticas para satisfacer estas necesidades.

Actualmente, la mecatrónica se podría definir como la integración sinérgica de distintas tecnologías aglomeradas por la tecnología de la información y la toma de decisiones complejas en el diseño, fabricación y operación de procesos y

productos industriales.

Como tecnologías de la información se deben incluir los PLC o autómatas programables, los ordenadores, los microcontroladores y los DSP, que almacenan y procesan información; las comunicaciones e Internet que transmiten información y los programas de CAD que se utilizan para modelizar y simular. Como toma de decisiones complejas se incluyen metodologías como la teoría de sistemas realimentados, teoría de control, control inteligente, teoría de sistemas híbridos y diagnóstico y detección de fallos. El enfoque mecatrónico no se debe limitar exclusivamente a la fase del diseño del producto o sistema, se debe extender a las fases de fabricación y operación, debe impregnar a toda la empresa para asegurar el éxito.

El enfoque mecatrónico La forma de hacer mecatrónica debe reflejar la sinergia de la interdisciplinaridad: buena formación básica generalista (los fundamentos son fundamentales), motivación y curiosidad por aprender y pensar, conocimiento y experiencia profunda en algunas áreas especializadas

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Dos ejemplos ejemplos de de desarrollos desarrollos mecatrónicos mecatrónicos Dos

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e destacan aquí aquí dos dosproyectos proyectosrealizados realizadosenen el CITel CITCEA CEA-UPC (Centre que presentan d’Innovació todas Tecnològica las características en con- de vertidors estàtics i accionaments)-UPC (Universitat Politècnica de Catalunya) que presentan todas las características de un desarrollo mecatrónico. El primero de ellos fue la trasformación de una pinza de soldadura de puntos para la industria del automóvil, de tecnología de accionamiento neumático a tecnología de accionamiento eléctrico, para la empresa Serra Soldadura. El estudio de necesidades llevó a incluir, a parte del accionamiento principal para abrir y cerrar la pinza, un segundo accionamiento para compensar el peso de la pinza y que esta no deformara la superficie de la chapa a soldar al entrar en contacto. Este con- ■ Esquema bloque de la solución mecatrónica realizada por el CITCEA-UPC de la pinza de soldadura por puntos de la empresa cepto dio lugar a una patente internacional. El prin- Serra Soldadura. cipal reto de este desarrollo consistió en compactar al máximo el equipo de control. Para ello se dispuso de valor añadido de desarrollo teórico, se introdujo un alun DSP que cerraba seis bucles de control (par, velo- goritmo de modelización y compensación de los efeccidad y posición para cada uno de los dos motores). A tos de la histéresis y fricción mecánica que mejoraba la vez, el mismo DSP realizaba la conversión “resolver el comportamiento dinámico de la pinza aumentando to digital” de los dos motores y la modulación espacial su competitividad. vectorial de los dos onduladores que alimentaban los Un segundo ejemplo sería la máquina industrial motores. Un solo procesador efectuaba las funciones de imprimir directamente sobre tejido realizada por que en una solución convencional realizarían cuatro el CITCEA-UPC junto con la empresa Drop Digital procesadores como mínimo. Al mismo tiempo, y como Printing. Esta máquina es un producto genuinamen-

de la tecnología, habilidad para apreciar las posibles contribuciones de otras áreas de la tecnología, capacidad de abstracción y habilidad para entender el mundo físico.

Interpretación de la realidad como sistema y disposición para fusionar nuevos conocimientos a través del aprendizaje a lo largo de toda la vida.

El ingeniero mecatrónico debe ser capaz de “hablar” el lenguaje de un especialista y actuar como “intérprete” para asegurar la correcta comunicación de ideas y conceptos entre distintos especialistas.

La filosofía mecatrónica debe valorar y admirar el conocimiento. En un momento en que los avances tecnológicos permiten que la teoría pueda ser aplicada obteniendo resultados muy exactos, es muy importante no despreciar el conocimiento teórico ni a quien lo desarrolla. En la resolución de problemas las personas utilizan su conocimiento y experiencia para tomar decisiones y pueden ser reluctantes en incorporar conocimiento y soluciones procedentes de otras fuentes. No

se quiere conocer lo que se ignora.

Especialmente cuando los entornos de trabajo son muy competitivos y jerárquicos, incorporar conocimiento ajeno se contempla como conflictivo y retardador de la propia posición.

En los ambientes mecatrónicos se debe compartir todo el conocimiento, se deben admirar los avances y aportaciones de los compañeros.

Los equipos de trabajo deben ser poco jerarquizados y deben estar organizados como agentes activos cooperantes inteligentes que se comunican. El desarrollo profesional en un marco mecatrónico debe animar a profundizar en los conocimientos teóricos, a estudiar de nuevo y a incorporar soluciones externas a la propia experiencia aportando confianza y habilidad para integrar el conocimiento de otras fuentes.

Ante el aumento de la complejidad de los sistemas físicos es necesaria para su estudio e interpretación una metodología de representación. Ya no se pueden resolver los temas por el método de prueba y repito. Existe

la necesidad de crear modelos de la realidad física que permitan su análisis de forma virtual, con lo que serán más baratos y menos consumidores de tiempo que la construcción de un prototipo. Un modelo es la descripción conceptual de ideas, hechos y procesos que conjuntamente representan el comportamiento de un producto en diseño. El modelo permite la simulación del comportamiento del sistema en desarrollo, de forma que posibilita acotar de antemano los niveles que alcanzarán las distintas variables cuando el sistema esté construido, ahorrando tiempo y dinero respecto al clásico prueba y error. Existen herramientas de modelización y simulación que generan automáticamente código ejecutable. La más extendida y que se ha convertido en un estándar en muchas aplicaciones industriales es el Matlab-Simulink. Este programa tiene una gran potencialidad para el diseño de soluciones mecatrónicas, pero requiere que su usuario tenga un buen nivel de conocimiento de

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■ Superposición del flanco de subida simulado y real, del pulso

de disparo de los cabezales de tinta en función de la capacidad añadida a la puerta. Se puede observar que la coincidencia es total.

te mecatrónico. A partir del tratamiento digital de la imagen, elabora los archivos que se han de enviar a los cabezales piezoeléctricos que disparan las gotas de tinta. De concepción modular, puede llegar a incorporar hasta 16 cabezales de impresión que disparan cada uno de ellos 256 gotas de tinta. A parte de la transmisión de gran cantidad de información hacia los cabezales de impresión, la máquina incorpora varios controles de ejes para el avance de la tela y el posicionado de los cabezales, controles de temperatura, nivel y de presión de los depósitos de tinta. El control de automatización funciona con bus CANopen y el de impresión con Ethernet. Los dos controles se efectúan a partir de un PC estándar. Para elaborar las señales de disparo de los

matemáticas, una buena formación teórica básica en las tecnologías involucradas, una buena base en teoría de control y que esté al día en las novedades que van apareciendo en este campo.

Diseño es el proceso de convertir la información que caracteriza las necesidades y requerimientos de un sistema en conocimiento acerca del mismo sistema. La principal función del diseñador mecatrónico en cada etapa del desarrollo del producto es tomar decisiones. Las decisiones ayudan a puentear los espacios entre las ideas y la realidad. Las decisiones en el enfoque mecatrónico son controladas por informaciones de varias fuentes y disciplinas. Hay que aceptar que en muchos casos no toda la información necesaria para llegar a una decisión correcta está disponible.

Alguna información está basada en principios científicos y otra, en cambio, está basada en la opinión y experiencia de los diseñadores.

El principal objetivo del diseño es concebir un producto óptimo, en las

cabezales de impresión se ha realizado una electrónica a medida mediante una FPGA. El control de impresión necesita una electrónica de potencia que genere los pulsos de disparo de alta tensión para que los cabezales lancen una gota de tinta. El volumen de la gota de tinta depende de la pendiente de la tensión de excitación.

Para controlar esta variable se ha utilizado el modelo del transistor de disparo mediante Pspice, que luego se ha exportado a Matlab y ha permitido controlar con precisión la pendiente del pulso, ya que como se puede observar en el gráfico adjunto las formas de onda simuladas y reales coinciden totalmente.

■ Ejemplo de solución mecatrónica para una máquina de im-

primir por chorro de tinta directamente sobre tela realizada por CITCEA-UPC para la empresa Drop Digital Printing.

circunstancias disponibles, en el mínimo tiempo y con el mínimo coste.

Antes de atreverse a modificar un diseño efectuado por otras personas para “mejorarlo” es necesario estar seguro de que se conocen todas las circunstancias en las que se efectuó y no poner en tela de juicio la opinión de otros expertos basándose en el “contra gustos no hay disputas”.

El diseño mecatrónico bien hecho es un equilibrio entre muchas variables y el mínimo desajuste puede conducir al fracaso.

El proceso de desarrollo mecatrónico Una aproximación generalizada al proceso de desarrollo mecatrónico debe incluir seis etapas o fases. La primera de ellas es definir el problema e identificar las necesidades.

Para asegurar el éxito del desarrollo es necesaria una aproximación holística al producto o sistema a desarrollar. No hay que olvidar nada y verificar todas las necesidades de primera mano. Hay que tener en cuenta aspectos que normalmente

no se consideran tecnológicos, como el mercado al que va destinado, la estética, el marketing, el presupuesto disponible orientativo, el tiempo disponible, la propiedad industrial, las herramientas necesarias, aspectos medioambientales, el consumo energético y las comunicaciones con su entorno. Además, es importante una visita al lugar donde deberá funcionar y conocer el comportamiento de otros sistemas con los que deba interactuar. Si el problema o las necesidades a satisfacer no se han entendido el proyecto fracasará.

La segunda fase es confeccionar el estado del arte recolectando toda la información que se considera relevante. Si la temática es novedosa se deberán adquirir mediante el estudio los nuevos conocimientos técnicos y científicos que sean necesarios. Se deberán consultar las patentes existentes. Esta fase debe permitir tener la seguridad de que se dispone de la máxima información y conocimiento disponible para poder tomar decisiones correctas en fases posteriores. Finalmente se de-

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La “enertrónica”

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ormalmente en una solución mecatrónica se establecen tres flujos. Un flujo de materiales, un flujo de energía y un flujo de información. Cuando en el objetivo de la aplicación no es necesario generar movimiento, el flujo de materiales desaparece y solo queda el de procesamiento de la energía y el de la información. Cuando esto sucede, la función del sistema es exclusivamente el procesado de la energía. Proponemos llamar a este tipo de soluciones sistemas “enertrónicos” que pueden aparecer como un subsistema mecatrónico en el que ha desaparecido la función movimiento. Las consideraciones sobre la sinergia entre varias disciplinas se aplica igualmente a los sistemas enertrónicos y en la actualidad las tecnologías dominantes son las de la información con los omnipresentes DSP y la electrónica de potencia.

Algunos equipos o sistemas mecatrónicos se pueden considerar formados modularmente, incluyendo, entre otros, módulos enertrónicos. Este sería el caso de algunos desarrollos en curso en el CITCEA-UPC, como el de un horno de inducción en un sistema mecatrónico de trefilado de alambre y una lanza de plasma de 200 kW que actúa como un lanzallamas para gasificar residuos sólidos urbanos.

Pero donde la enertrónica está adquiriendo su protagonismo es en el campo de las energías renovables, ■ Microred enertrónica experimental desarrollada en el IREC eficiencia energética, cargadores para vehículos eléc- para el proyecto Smartcity de Endesa. tricos y en la gestión de la demanda. En todos estos campos, la electrónica de potencia actúa como tecnología habilitadora. Así, y como ejemplo, las instalaciones fotovoltaicas se pueden considerar enertrónicas y la generación eléctrica eólica como módulos enertrónicos.

Las futuras redes eléctricas inteligentes deberán incorporar muchos equipos enertrónicos como FACTS para dirigir los flujos de energías, priorizadores de cargas para gestionar la demanda y cargadores de vehículos eléctricos. Además, para gestionar la generación renovable distribuida se deberán agregar diversos pequeños generadores en lo que se llama microredes para que desde la red general sean vistos y gestionados como uno solo. Los equipos que permiten gestionar la conexión de microredes a la red son también productos enertrónicos. Recientemente en el IREC (Institut de Recerca en Energia de Catalunya) ha puesto en marcha una microred experimental que forma parte del proyecto Smartcity de la empresa Endesa. Esta microred incluye tres emuladores reales: una generación eólica, una batería estacionaria de almacenamiento y una carga. Los emuladores actúan como enchufes inteligentes (iSocket) y se comunican con el nudo inteligente de agregación (iNode) mediante el protocolo de comunicaciones en infraestructuras eléctricas IEC 61850. El nudo inteligente recibe las consignas de control desde el sistema de gestión de la red a través de TCP/IP.

ben establecer una especificaciones objetivo y redactar un informe con la información recolectada. Los resultados se deben discutir con todo el equipo mecatrónico.

A continuación, en la tercera fase, se deben analizar posibles soluciones alternativas. Se debe producir un fuerte debate entre todos los miembros del equipo. Se deben aportar ideas de forma libre y comentar sus ventajas e inconvenien-

tes para estimular la creatividad. Finalmente, se deben escoger algunas posibles soluciones con sus ventajas e inconvenientes y presentarlas a otras personas relevantes y a otros departamentos como comercial, fabricación y mantenimiento.

En la cuarta fase se debe seleccionar la solución óptima con las posibles aportaciones de otras soluciones desestimadas. Es necesario tener en cuenta todas las opiniones

y factores posibles. Finalmente, hay que asegurar que todos los requerimientos especificados serán satisfechos, incluyendo el coste del desarrollo y el coste estimado de fabricación del producto. Estas cuatro primeras fases también se conocen agrupadas como la fase de diseño conceptual y es la más importante en el desarrollo de un nuevo producto, ya que los parámetros principales, propiedades y coste

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de la solución y, en consecuencia, la mayor parte del éxito dependen de ella. A esta fase se debe dedicar el tiempo y el presupuesto necesarios, ya que se trata de una fase muy intensa mentalmente, de trabajo retador y de acumulación de conocimiento. Es la fase más mecatrónica del proceso de desarrollo y en ella deben participar los ingenieros del equipo con mayor experiencia y perspectiva. La cooperación entre los diversos ingenieros de diseño es de vital importancia. Si al final de la fase no se tiene la seguridad de que los objetivos del proyecto serán alcanzados, lo más aconsejable es abandonarlo y darlo por no viable con el actual estado de la técnica y del conocimiento.

A continuación viene la fase de diseño de detalle y construcción de un prototipo preliminar o experimental. Los pasos a seguir en esta fase son: establecer los módulos constituyentes y su análisis y modelo matemático, seleccionar los distin-

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tos componentes con sus características y modelos matemáticos, simular el sistema completo y analizar los valores que toman las distintas variables verificándolas en lo posible mediante cálculos analíticos, hardware in a loop montando alguno de los módulos sobre los que no se tenga experiencia previa y analizar su comportamiento real, optimizar el diseño tanto en hardware como en software de los distintos módulos y de todo el sistema completo, construir, montar y ensayar el hardware y, en paralelo, generar el programa de control. Finalmente, poner en marcha todo el sistema y verificar el nivel de alcance de los objetivos propuestos.

Y, para finalizar, la sexta y última fase de diseño de detalle definitivo.

Tras el funcionamiento del prototipo experimental se deben efectuar algunas revisiones en el diseño y la mejora de algunas funciones y consideraciones de ajuste de costes futuros de fabricación. Si las revi-

siones efectuadas son importantes, se deberá construir un prototipo funcional como paso previo a la industrialización del producto. Esta fase y el proceso de desarrollo finalizan con la confección detallada de la documentación necesaria para fabricar, verificar, instalar, poner en marcha, mantener y reparar el producto. Es necesario destacar que antes de iniciar la fabricación del producto es necesario efectuar un proceso de industrialización que no está incluido en el proceso de desarrollo y que debe ser efectuado por el departamento de producción.

El enfoque mecatrónico no debe quedar limitado exclusivamente a la etapa de desarrollo de un producto, sino a todas las etapas de su vida útil como fabricación, operación y servicio técnico.

Antoni Sudrià Andreu CITCEA-UPC/IREC Samuel Galceran Arellano CITCEA-UPC

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Entrevista con Rainer Stetter

“El software no es un apéndice de la mecatrónica” Rainer Stetter es un reconocido gurú del software y la mecatrónica en Alemania. Ingeniero mecánico y doctor por el Instituto de MáquinaHerramienta y Dirección Científica, su tesis doctoral consistió en la elaboración de un simulador 3D para robots y máquinas automáticas en planta. Es propietario y director de la compañía ITQ GmbH, cuya actividad principal consiste en asesorar y asistir a sus clientes durante todas las etapas del desarrollo del software (análisis, diseño, verificación y comisionado). Algunas compañías que figuran en su lista de referencias son Trumpf, Krones, Tetra Pak, Voith, B&R o Siemens. Hemos mantenido una entrevista con él para que nos explique en qué estadio se encuentra actualmente la mecatrónica, según su punto de vista.

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Automática e Instrumentación (AeI). ¿Podría describir brevemente el estatus actual de la ingeniería mecatrónica para el fabricante de maquinaria alemán?

Rainer Stetter (RS).

La mecatrónica se ha debatido intensamente en Alemania durante los últimos años, tanto en el ámbito industrial como en el académico. Como consecuencia de sucesivos encuentros entre miembros de la VDMA (Asociación Alemana de Fabricantes de Maquinaria), el Ministerio de I+D alemán y los directivos de las principales compañías industriales en este campo, se detectó claramente que hay una imperiosa necesidad de cambiar los flujos y procedimientos de trabajo en las empresas de fabricación de maquinaria.

El proyecto BESTVOR (Mejor Metodología Mecatrónica para Compañías Fabricantes de Maquinaria) se inició con el fin de proporcionar a

estas empresas unas guías maestras sobre las medidas que tenían que adoptar. Uno de los principales objetivos de BESTVOR era desarrollar un método de evaluación efectivo para analizar la madurez mecatrónica de los procesos de desarrollo dentro de una compañía.

Utilizando este enfoque hacia la evaluación, entrevistamos a unos

500 empleados de más de 70 empresas alemanas y austríacas.

A pesar de que la mayoría de participantes en la entrevista eran líderes de mercado en su correspondiente sector industrial, detectamos que la madurez mecatrónica no era tan sofisticada como habíamos previsto en un principio.

De hecho, más del 90% de estas empresas no llegaron a conseguir ni tan siquiera el segundo nivel (partially mastered) de los cuatro niveles de madurez predefinidos. El nivel partially mastered hace referencia a que, precisamente, los procesos interdisciplinares no trabajan correctamente.

Para describir el típico desarrollo del flujo de trabajo en estas compañías, me gusta recordar una recurrida y célebre frase: la máquina se ha terminado; ahora sólo le hace falta el software.

Desde mi punto de vista, esta afirmación describe muy bien la

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situación que se da en estas compañías. La mayoría de su empleados piensan que la máquina se ha terminado cuando los componentes mecánicos se han ensamblado y el conjunto se ha cableado. El software es una especie de añadido que se ha de realizar de alguna forma al finalizar el proyecto.

AeI. ¿Cuáles son las principales disciplinas y perfiles de ingeniería que se requieren en mecatrónica y cómo han evolucionado hasta ahora?

RS. Hay que considerar dos aspectos principales cuando hablamos de mecatrónica. Primero, hemos de ser conscientes de que la mecatrónica requiere un paralelismo de tres disciplinas de ingeniería (mecánica, electrónica y software); segundo, hemos de afrontar el hecho de que la ingeniería del software actualmente tiene una importancia mucho mayor que la de hace 10 o 20 años, y que incluso irá en aumento en el futuro.

AeI. ¿Cuáles son las tendencias que vislumbra en el futuro?

RS. Todos sabemos de sobras que la industria de fabricantes de maquinaria tiene sus raíces en la mecánica. Por lo tanto, no es una sorpresa que esta disciplina de ingeniería tenga actualmente la mayor influencia en estas empresas. Pero al mismo tiempo, cada vez hay mucha más funcionalidad embedded en el interior de las máquinas o bien canalizada a través del software.

Yo sé que esta afirmación parece increíble, especialmente para los ingenieros mecánicos.

Por lo tanto, me gustaría recordar las partes de la máquina donde el software está más o menos oculto.

Comencemos por el HMI, la parte más visible. Después, los movimientos de la máquina se controlan con el software del PLC y el software de control de movimiento (motion software); por cierto, este último no lo había previsto o anticipado nadie hasta no hace tanto tiempo.

Además de HMI, PLC y motion, aún hay más software alrededor de la máquina. Por ejemplo, quizá sea

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necesario adaptar la máquina a un sistema MES/ERP determinado, o integrarla en las líneas de producción y sistemas de comunicación de que dispone el cliente final. Además, a los clientes les gusta monitorizar la funcionalidad y las estadísticas acerca de la productividad de su máquina. Y, como último ejemplo sobre las tendencias en funcionalidad del software, me gustaría mencionar la necesidad creciente de acceso y mantenimiento remoto de las máquinas. Este constante aumento de software funcional, dentro y alrededor de la máquina, enfatiza la necesidad de implantar procesos de software apropiados en estas empresas.

AeI. Según su experiencia, ¿cuáles son los errores más comunes en que inciden los fabricantes al gestionar la mecatrónica?

RS. El problema más común que he observado durante los últimos 15 años es que a la mayoría de estas empresas no les gusta el software.

Sabemos bien, desde nuestros días en la escuela, que no fuimos buenos en aquellas cosas que no nos gustaban. También sabemos que no invertimos suficiente tiempo en temas en que no somos buenos y que posponemos su inicio, tanto como sea posible. En la escuela esto significa malas notas y en la industria se traduce en que las compañías se enfrentan a una situación en que el software no se ha terminado cuando el resto de la máquina ya está lista para ser suministrada; o bien que los técnicos no regresan de campo cuando estaba previsto hacerlo, ya que la fase de puesta en marcha de la máquina se prolonga más de lo estimado. Estos fallos cuestan dinero y, finalmente, se culpa al software de ello. Pero, desde mi punto de vista, estos problemas no son más que la consecuencia lógica de unos procesos de desarrollo inapropiados.

AeI. ¿Cómo puede estar segura una compañía de que lo está haciendo bien en mecatrónica?

RS. Esta pregunta es el punto de inicio para el desarrollo del mencionado BESTVOR. Para definir el

nivel de madurez en mecatrónica, el consorcio BESTVOR diseñó un cuestionario que considera los 10 pasos más importantes para los procesos de mecatrónica. El cuestionario se puede completar en unos 15 minutos y sus resultados pueden verse en tan sólo 2 minutos, mediante unos gráficos de barras que genera una aplicación de software.

Las preguntas se suelen conducir entablando un diálogo con el director general o con un grupo de trabajo de la empresa. La entrevista con la dirección suele durar una hora, mientras que la del grupo de trabajo se prolonga a unas tres horas. El grupo suele estar compuesto por unos diez empleados que provienen de distintas disciplinas (ingeniería, comercial o servicio).

Los resultados de estas entrevistas, llevadas a cabo con la dirección y/o el grupo, ofrecen una buena perspectiva acerca de las fortalezas y debilidades de los procesos de mecatrónica que estas compañías tienen implantados.

AeI. ¿Cómo puede el fabricante mejorar su proceso de diseño y producción? ¿Cómo se monitoriza?

RS. El primer paso en una empresa para mejorar el proceso de diseño y la productividad es evitar errores.

Tal como he comentado con anterioridad, en Alemania detectamos que incluso las compañías líderes tienen problemas con la complejidad de sus máquinas mecatrónicas más avanzadas. Por lo tanto, evitando errores en la fase de desarrollo se reducirán los excesos en presupuesto y tiempo. En una fase de madurez, las herramientas de monitorización apropiadas detectan los errores que ocurren, especialmente los que son atribuibles al software. Esto significa que las pruebas de verificación de la mecatrónica compleja se tienen que llevar a cabo sistemáticamente.

Después de que se ha conseguido alcanzar un punto en que los proyectos complejos pueden entregarse dentro de los plazos de entrega previstos y conformes al presupuesto, los fabricantes deberían tener más tiempo, y probablemente sentirse

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más relajados, para poder trabajar en el desarrollo de componentes mecatrónicos y flujos de trabajo reutilizables. Para monitorizar si una empresa ya ha alcanzado ese nivel de madurez, creo que ayuda el hecho de disponer de una lista completa con todos los componentes mecatrónicos que pueden llegar a venderse. Según nuestra experiencia, la reusabilidad de los componentes técnicos puede funcionar sólo si los procesos de ventas están intensamente involucrados en todo esto.

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AeI. ¿Hay costes ocultos para estos procesos?

RS. Hay varios tipos de costes ocultos. Muchas compañías que conozco no hacen un seguimiento exacto de cuántos errores están ocurriendo en campo y cuánto cuesta solucionarlos. Además, la mayoría de los fabricantes no miden la eficiencia de sus procesos de desarrollo. Las compañías normales están enfocadas a medir la eficiencia de su producción. Por tanto, previamente es necesario hacer que estos costes sean transparentes para, después,

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poder hablar de costes ocultos en otros campos.

AeI. ¿Qué hace falta cambiar para dominar la mecatrónica y conseguir un Time-To-Market óptimo para el producto?

RS. Tal como ya he comentado, dominar la mecatrónica depende de procesos eficientes y prácticos.

Estos procesos necesitan indudablemente contar con los distintos puntos de vista y experiencias de todos los miembros que integran el equipo. Hace falta una vía o método simple de entender, que permita la buena comunicación y compartir la información entre los implicados.

Esta visión de comprensión debería estar embedded en un proceso de ingeniería integrada. Este proceso también requiere unas herramientas integradas, quizá utilizando herramientas ya establecidas, con formatos intercambiables de datos de ingeniería, o bien desarrollar soluciones completamente nuevas.

Desafortunadamente, las soluciones actuales no integran el software de forma equitativa. Tendrá que

llevarse a cabo más investigación y desarrollo para proporcionar resultados que sean más utilizables por las compañías.

Finalmente, me gustaría destacar que tener un buen conocimiento de las necesidades de los procesos de software y mecatrónica es una tarea de la Dirección. Los procesos de ingeniería mecatrónica sólo pueden optimizarse bajo la condición previa de que los fabricantes de maquinaria comprenden la importancia del software y las necesidades de los procesos de software.

El software no se puede contemplar durante más tiempo como un simple añadido a los componentes mecánicos de la máquina. Los programas y aplicaciones de software son la base para el movimiento de los componentes mecánicos. Por lo tanto, tengo la fuerte convicción de que sólo sobrevivirán aquellas empresas que inviertan en sus procesos de ingeniería mecatrónica, con un enfoque especial en el software.

Entrevista realizada por Xavier Alcober

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Entrevista con Judit Coll, directora del Cequip, y Carles Riba, director del Cdei

“Todavía no existe una cultura de la mecatrónica”

Hace algo menos de un año se presentó un estudio sobre el estado y los usos de la mecatrónica. La primera conclusión a la que se ha llegado después de analizar las respuestas de las empresas es que sigue sin existir una cultura de la mecatrónica, lo que lleva a insistir en la necesidad de mejorar la oferta de los estudios de esta tecnología tanto a nivel universitario como de formación profesional. Hemos tenido la oportunidad de comentar más aspectos de este estudio con Judit Coll, directora del Cequip, y Carles Riba, director de Cdei.

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l Cdei-UPC (Centro de Diseño de Equipos Industriales) ha llevado a cabo un estudio sobre el estado y los usos de la mecatrónica y posibles oportunidades de futuro en 15 empresas del territorio catalán pertenecientes a tres asociaciones de empresas innovadoras (AEI), que son Innovacc (Asociación Catalana de innovación del sector cárnico porcino de Catalunya), AEI-Tecmap (Asociación empresarial innovadora de tecnologías muy avanzadas de la producción) y el Cequip (Centro de Innovación de los fabricantes de bienes de equipos).

En cuanto a la metodología empleada para la elaboración del informe, se ha basado en la realización de entrevistas cualitativas a 15 empresas catalanas, 10 de ellas proveedoras de bienes de equipo.

No nos hemos planteado hacer un estudio cuantitativo sino cualitativo, y lo que pretendíamos era recoger los aspectos cualitativos de la implantación de la mecatrónica y observar hacia dónde se dirigían las tendencias, señala C. Riba. De entre las muchas definiciones que se han hecho de la mecatrónica, los responsables de este estudio han escogido aquella que la describe como la sinergia entre un sistema actuante

y un control inteligente aplicados a la concepción y diseño de productos y al desarrollo de procesos y de sus equipos. La mecatrónica es una materia multidisciplinaria, siendo el resultado más que la suma de las tecnologías que intervienen.

Falta información y formación La primera conclusión a la que se llegó después de analizar las respuestas de las empresas fue que sigue sin existir una cultura de la mecatrónica, en el sentido de que sigue desconociéndose en qué consiste ésta, hasta el punto de que algunas de las empresas consultadas la utilizan pero no son conscientes de ello.

Aunque existe una percepción muy desigual entre los diferentes tipos de empresas. Evidentemente, los

proveedores de equipos y soluciones mecatrónicas son muy conscientes de que hacen mecatrónica y su principal preocupación consiste en difundir su conocimiento entre los potenciales clientes. Por su parte, los fabricantes de bienes de equipo son conscientes de que aplican soluciones mecatrónicas pero señalan la falta generalizada de perfiles profesionales adecuados a sus actividades. Y las empresas de producción son más tendentes a señalar que la mecatrónica no es cosa suya, pero si se analizan más a fondo se percibe que sus procesos y máquinas que incorporan mecatrónica son cada vez más frecuentes y determinantes.

Falta información y formación, las dos cosas al mismo tiempo. La mecatrónica está implantada pero no asumida. Las empresas no tienen información con respecto a lo que engloba la mecátronica y, por otro lado, no se está impartiendo una formación en mecatrónica que permita que se introduzca en el diseño de equipos o sistemas industriales de una forma consciente entre las empresas que quieran utilizarla, sigue declarando Judith Coll.

En este aspecto, recientemente la Universidad de Vic ha dado un

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importante paso adelante al crear un grado en mecatrónica. A nivel de estudios universitarios estamos viviendo una contradicción significativa. Con los recientes cambios de los planes de estudio, hemos pasado a crear grados y post-grados y no se ha contemplado la posibilidad de crear un grado de mecatrónica, afirma C. Riba. Si no se crea un grado en mecatrónica los estudios se dirigen hacia una especialización que no favorece en nada a la mecatrónica, cuando ésta, según la definición que ofrece Bishop en su libro Mechatronics, an introduction, es un estadio natural del proceso de evolución de la moderna ingeniería de diseño, apuntando que no tiene camino de retroceso.

Ante la falta de profesionales especializados en mecatrónica, las empresas disponen de equipos multidisciplinares que suman los conocimientos de la mecatrónica. Para que esto funcione y no aparezca el “espíritu anti-mecatrónico” que señala C. Riba, es necesario que todas las tecnologías que forman parte de un proyecto pongan todos los problemas encima de la mesa en un plan de igualdad y que el objetivo sea encontrar la mejor solución para una determinada necesidad, más que hacer imperar una tecnología sobre otra.

Coll, los suministradores de soluciones mecatrónicas son clave en este aspecto de la asistencia y los usuarios dependen totalmente de ellos, sobre todo porque “andan muy despistados” y necesitan a alguien experto capaz de ofrecer una solución para una máquina que no está funcionando, ya sea in situ o a través de control remoto.

Relación de dependencia entre usuarios y suministradores Otra de las conclusiones a las que ha llegado el estudio es que existe una relación muy estrecha entre suministradores y usuarios de la mecatrónica, caracterizándose esta relación por los servicios que prestan los primeros pero también por los temores de dependencia existentes. En la actualidad, son las propias empresas suministradoras de mecatrónica las que están impartiendo la formación entre todos sus posibles usuarios; y no sólo ofrecen formación, sino también asesoramiento, experimentación, investigación, etc.; de hecho, tal

como señala C. Riba, los suministradores experimentan con sus propios desarrollos en casa de los clientes. Y esta relación puede llegar a convertirse en una relación de dependencia que puede resultar muy poco positiva para el sector y que tal vez podría romperse si las empresas dispusieran de los técnicos adecuados especializados en mecatrónica.

Los usuarios se sienten en la obligación de adquirir las soluciones mecatrónicas de aquellas empresas que les ofrecen el asesoramiento o la formación y echan en falta la libertad de poder escoger cualquier otro suministrador. En este sentido es importante tener en cuenta la aportación que pueden realizar los centros de investigación tecnológica adscritos a la Universidad, pues su imparcialidad puede ser básica a la hora de evaluar la incorporación de una solución mecatrónica en el diseño de un equipo o de un sistema, es decir, que el asesoramiento les llegue a las empresas usuarias desde los centros de investigación que se dedican a la mecatrónica y al diseño de máquinas o procesos, no exclusivamente desde los propios suministradores.

Once de las empresas consultadas valoran la asistencia técnica por encima de la fiabilidad y los costes. La asistencia técnica incluye, como mínimo, el asesoramiento y la formación en la empresa que se provee, y el mantenimiento en la empresa destinataria de bien de equipo. Así, a los fabricantes de bienes de equipo les preocupa ante todo que los proveedores respondan a su mantenimiento en cualquier parte del mundo. Tal como indica J.

Por qué se aplica La motivación de las empresas para incorporar la mecatrónica en sus soluciones es bastante compleja. Las señaladas como más importantes son las siguientes: precisión, posibilidades de conocimiento del sistema, aumentar la secuencia, flexibilidad (combinada con la estandarización), eficiencia energética, seguridad, mayor disponibilidad, aligeramiento y ahorro de costes. Tanto las posibilidades de conocimiento del sistema como la eficiencia energética constituyen motivaciones que se califican de “nuevas”. En palabras de C. Riba, por lo que respecta a la ayuda que puede ser la mecatrónica para mejorar la eficiencia energética de los procesos, se señala por parte de las empresas más como una declaración de intenciones que como una realidad, pero esto indica que ya estamos en el buen camino. Muy interesante es también el hecho de que se señale las posibilidades de conocimiento del sistema entre las más importantes, pues responde a la necesidad de saber todo lo que pasa en nuestras máquinas y sistemas: cuánto producimos, a qué rapidez, cuándo se estropean las máquinas, cuándo necesitarán de un mantenimiento, etc., sigue apostillando J. Coll.

También se reflejó en las entrevistas mantenidas el miedo a “sobre mecatronizar” que indican los propios usuarios, que implicaría un aumento de la complejidad y del coste de forma inútil.

Cristina Bernabeu Fotos: Enric Vernet

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Nuevos métodos de desarrollo

Diseño basado en modelos, simulación y generación automática de código

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os fabricantes de maquinaria parecen apenas afectados por la evolución de los nuevos métodos de desarrollo, ya que su ciclo no ha sufrido grandes cambios desde hace tiempo. Entonces, ¿de dónde viene esta actitud conservadora?, ¿es la presión del mercado menos intensa en este sector que en otros sectores?, ¿o ya tienen la mejor estrategia de desarrollo, con lo que no hay potencial de mejora?

La respuesta a la segunda pregunta puede ser una negación categórica en los tiempos que corren. La presión sobre el precio para los fabricantes de maquinaria es más fuerte que nunca y solo a través de importantes innovaciones junto con ciclos de desarrollo más eficientes pueden sentarse unas buenas bases.

También la tercera pregunta puede responderse claramente. Conceptos como diseño basado en modelos, simulación, generación automática de código, rapid prototyping y hardware-in-the-loop son muy conocidos desde hace años en otros sectores, como en la industria del automóvil o la aeronáutica. Parece que para los fabricantes de maquinaria existe un gran potencial que solo espera ser explotado. ¿Qué momento mejor que este para asegurarse una ventaja competitiva respecto a la competencia? En sectores concretos, por ejemplo la aerogeneración, la innovación ya ha empezado.

Diseño basado en modelos: la base de los desarrollos efectivos Los procesos de diseño basados en modelos sientan las bases de un desarrollo sostenible, continuo y completo. A pesar de todo, predomina a menudo el escepticismo, ya que se necesita un esfuerzo inicial

Estos conceptos, muy conocidos desde hace años en otros sectores, como el de la industria del automóvil, empiezan a ser utilizados por los fabricantes de maquinaria.

importante para la construcción del modelo, lo que hace que muchos profesionales no se decidan a dar el primer paso. Sin embargo, los modelos de simulación de máquinas tienen un papel decisivo. Con ellos se define el éxito o fracaso del proceso de desarrollo. ¿Con qué detalle deben ser descritos los procesos de la instalación?, ¿cuándo se pueden aplicar las simplificaciones del modelo? Para estas preguntas no hay ninguna respuesta global.

Con el diseño del comportamiento de la máquina se completa la tarea más exigente en una fase inicial del desarrollo del proyecto. Y una vez superados estos obstáculos y se tenga un modelo representativo, el

fabricante de maquinaria obtiene de inmediato grandes ventajas.

Aparte de profundizar en el know-how de la máquina gracias al proceso de diseño, se centraliza el conocimiento de varios departamentos en un mismo punto. Al contrario que el código fuente o los datos binarios, los modelos de simulación son normalmente gráficos, siendo fáciles de interpretar y documentar. Una vez diseñado, el modelo permite tener una base para futuros desarrollos y optimizaciones, de manera que la inversión inicial se amortiza rápidamente.

En resumen, los métodos en el proceso de desarrollo como la simulación y generación automática de código son la base para un proceso de diseño de principio a fin basado en modelización.

Simulación: seguridad en el proceso de desarrollo Un modelo completo, que reproduzca los procesos de la máquina con exactitud, es primordial para una simulación fiable. Si se cumplen estos requisitos, en la simulación se pueden detectar y corregir errores en una fase muy preliminar del proyecto, sin el riesgo que podría suponer para la máquina o personas. En el proceso de diseño, cuanto más tarde se descubra un error, más caro le resultará al fabricante de maquinaria. Así pues, los modelos de simulación

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también ayudan indirectamente a ahorrar costes. Adicionalmente, contribuyen a evitar la construcción de caros prototipos físicos y complejos montajes poco eficientes en coste y tiempo. Incluso después de la finalización de la máquina, el modelo de simulación puede seguir resultando verdaderamente útil, ya que posibilita reaccionar de forma rápida y flexible a los cambios de requerimientos del mercado y probar nuevos procedimientos de control o diseño.

Generación automática de código, desde el diseño hasta la máquina La simulación y diseño basados en modelos son una cara de la moneda, pero la transformación de las estructuras desarrolladas a un equipo industrial constituyen otro tema. Casi todo desarrollo, que ha tenido un comportamiento fiable en la simulación, se encuentra con problemas en el proceso de ser transformado a una realidad, sobre todo porque la implementación en un controlador industrial que entienda lenguajes de alto nivel es muy costosa. En consecuencia, todas las ventajas que el desarrollador gana con el diseño basado en modelos y las simulaciones vuelven a frustrarse con la traducción al equipo industrial.

La generación automática de código puede ayudar a llenar los vacíos en este proceso. Como por arte de magia, pulsando un botón aparecen en el sistema unos objetos de software que son transferidos al

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controlador industrial. Cuando la herramienta se ha utilizado correctamente, el salto a la generación automática de código es prácticamente invisible. Unos pocos clicks en un modelo de Simulink, junto con la herramienta de B&R Automation Studio Target for Simulink, son suficientes para implementar completamente los objetos de software al controlador industrial. Es esencial que el código generado se comporte idénticamente como en el modelo de simulación. En el caso de B&R esto se puede asegurar con el trabajo conjunto con MathWorks, fabricante de Matlab y Simulink.

Rapid Prototyping y hardware-in-the-loop Rapid Prototyping y hardware-inthe-loop son dos conceptos que están estrechamente relacionados con el diseño basado en modelos.

Una vez se ha probado con éxito el modelo, debe ser posible trans-

ferirlo rápidamente al controlador industrial, para hacer allí un último test en condiciones reales. Para poder trabajar con el modelo y pasar al controlador y viceversa se habla de Rapid Prototyping. Mientras que la construcción de un prototipo físico implica elevados costes y un largo tiempo de montaje, el Rapid Prototyping posibilita probar rápidamente si se dispone de las herramientas adecuadas sin la intervención del usuario. No obstante, si las estructuras de control desarrolladas con la ayuda de simulaciones y con la generación automática de código pueden transferirse al controlador industrial, ¿por qué no podría ser posible también con el modelo diseñado?

Desde hace tiempo, detrás del concepto de controlador industrial no se encuentra un simple microprocesador, sino un procesador de alto rendimiento capaz de calcular simulaciones de modelos en tiempo

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real. Estas simulaciones hardware-in-theloop permiten convertir este controlador o PC industrial en un equipo capaz de emular el comportamiento de una instalación en tiempo real. Las posibilidades son muy grandes: un sistema hardware-in-theloop puede usarse para formación o para poder probar nuevos controladores sin peligro, pero también puede usarse en paralelo con el equipo físico para ayudar a encontrar errores en menor tiempo.

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Energía eólica, un sector innovador marca el camino a seguir Mientras entre los fabricantes de maquinaria de la mayoría de sectores los conceptos de diseño basado en modelos, simulación

o generación automática de código empiezan a conocerse, en el campo de la energía eólica son ya una práctica habitual. Aunque hay muchos factores que explican que esto sea así, la razón principal es obvia. En el momento de llevar a cabo test con nuevos desarrollos, en el campo de las instalaciones eólicas existe un gran riesgo para

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las personas y para el medio ambiente. Normalmente, las instalaciones de energía eólica se encuentran cerca de lugares habitados, por ello, un error en el control puede tener fatales consecuencias.

Aparte, los test fallidos en la instalación pueden tener unos costes desorbitados, con lo que la posibilidad de trabajar con diseños basados en modelos o simulaciones es muy interesante. Otro punto interesante para la implantación de métodos de desarrollo innovadores es el hecho que el sector de energía eólica es relativamente joven y se ha revolucionado en los últimos años.

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Integración mecatrónica, un factor clave para la flexibilización de maquinaria moderna

Soluciones para fabricantes de maquinaria

Los fabricantes se ven abocados a aplicar, de forma cada vez más acuciante, nuevas estrategias de diseño que les faciliten la realización de maquinaria flexible, con un coste y plazo de ejecución lo más reducido posible.

El tratamiento integrado del ciclo de vida de su diseño mecánico, eléctrico y de control (es decir, mecatrónico) y la explotación de modernas herramientas informáticas que facilitan la reutilización de diseños anteriores se presentan, sin duda, como excelentes aliados de cara a la consecución de estos objetivos.

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entro del programa de las IV Jornadas sobre tecnologías y soluciones para la Automatización Industrial (JAI’2010), Sergio López –consultor para fabricantes de maquinaria en Rockwell Automation– ofreció una ponencia orientada a describir la problemática derivada de la necesidad de diseñar maquinaria cada vez más flexible e integrada con su entorno de operación.

Uno de los sueños de todo fabricante de maquinaria es disponer de una “máquina estándar” que pudiese vender de forma repetitiva a sus clientes. Sin embargo, con frecuencia no es ésta su realidad habitual y tienen que conformarse con disponer de un diseño básico –más o menos estándar– que han de ir modificando, prácticamente, con cada pedido.

Para ellos es un objetivo muy importante que sus diseños sean flexibles y eficientes, pues necesitan poder llevar el concepto de una máquina al mercado en el menor tiempo y con los menores costes de diseño, desarrollo y puesta en marcha.

Además, para poder competir en un mercado tan competitivo como el actual, sus soluciones deben ser innovadoras y disponer de un eleva-

■ Diseño CAD-3D de una máquina encajadora.

do rendimiento productivo.

Entre los sectores en los que más esfuerzos se están haciendo en este sentido se encuentran los de la maquinaria de final de línea (empaquetadoras, envasadoras, encajadoras, almacenes automáticos, etc.) y de impresión (corte de papel, cartón, etc.) sin olvidar otros sectores más específicos (máquinas de corte de piedra, corte de chapa, etc.).

Un aspecto que cobra cada vez más importancia, en especial en la maquinaria de final de línea, está relacionado con la rápida in-

tegración de su información con los sistemas de gestión del cliente.

En particular, los usuarios finales están exigiendo, cada vez más, que dispongan de sistemas eficientes de diagnóstico (uno de sus principales puntos débiles en la actualidad).

Ocurre muy a menudo que el diseño e implantación de las funciones de diagnóstico no se hace como debería y se realiza a última hora, incluso durante la puesta en marcha en casa del cliente. Sin embargo, éstos están insistiendo mucho en el diagnóstico porque, muy a menudo, el

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tiempo de parada de una máquina puede ser tanto o más costoso que su propio valor de compra.

Ayudas al diseño Partiendo de estas premisas, los fabricantes de soluciones de automatización tratan de ofrecer a los fabricantes de maquinaria un número cada vez mayor de herramientas que les permita hacer las cosas de forma más sen■ Esquema conceptual de un motor lineal. cilla, rápida y reutilizable, fabricante de la máquina no disponaprovechándose además ga de información fidedigna en el no solo de sus virtudes y tecnologías sino también de las que disponen momento de proceder con la selecotros proveedores. ción de los motores (son frecuentes A modo de ejemplo, el diseño de respuestas como: “no sé…ponle 50 una máquina comienza a menudo Kg.”) y que ello haga poco menos por su parte eléctrica. Rockwell Auque imposible la determinación de tomation trabaja desde hace algunos los accionamientos más adecuados años en colaboración con la firma en cada proyecto. También es muy Eplan (y su herramienta CAD espeimportante conocer el tipo de motor cializada en el diseño de documen(rotativo, lineal,…) y mecanismo de tación electrotécnica) hacia la intetransmisión (correa, piñón, husigración del diseño eléctrico. Ambas llo,…) que se desea utilizar en cada compañías han realizado un gran eje. No realizar todo este proceso de esfuerzo con objeto de automatizar, forma precisa implicará, en general, de la forma más sencilla posible, la tomar la decisión de seleccionar generación directa del proyecto de accionamientos varias “tallas” suautomatización (controlador, periperiores a los requisitos reales de feria de entrada/salida,…) a partir la aplicación (algo bastante tradidel propio diseño eléctrico. cional en nuestro país) con todo lo Del mismo modo, en otro moque ello implica a nivel de costes y mento de la etapa de diseño se eficiencia. necesitará determinar qué motores Una posibilidad de cara a facilitar se van a utilizar en cada uno de los esta etapa de diseño consiste en la ejes de la máquina. Y resulta que integración de las herramientas de esta tarea no siempre es sencilla; dimensionado de ejes con las herraes más, puede llegar a representar mientas CAD, de modo que las priun problema complejo de resolmeras se nutran de la información disponible en estas últimas como ver para el ingeniero mecánico.

Rockwell Automation dispone de la punto de partida para realizar los herramienta software –denominada cálculos pertinentes. En esta línea Motion Analyzer– que, a partir de de acción, y como novedad recienlas especificaciones funcionales de te, la herramienta software Motion la máquina (masas, velocidades, Analyzer de Rockwell Automation aceleraciones, deceleraciones, etc.), permite acceder a los diseños mepropone la selección del accionacánicos realizados con Solidworks miento (variador y motor) más ade(en el que están disponibles todos cuado en cada caso. los datos mecánicos de cada eje de Conviene hacer notar que la dela máquina). terminación correcta y precisa de los De esta forma, es el diseñador parámetros anteriores es un factor mecánico el que debe suministrar clave en el proceso de diseño. Por toda la información necesaria para desgracia, es muy frecuente que el realizar los cálculos. Ocurre a ve-

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ces que la comunicación entre los responsables de diseño mecánico y el electrónico no es tan fluida como sería deseable, pues cada uno tiene su trabajo y éste tiene –por lo general– pocos puntos de conexión con el otro.

Esta clase de herramientas representan una magnífica oportunidad para disponer de un punto de sincronización común (en este caso, el diseño mecánico en Solidworks de la máquina).

Una vez dimensionados los accionamientos de la máquina, es necesario seleccionar el sistema de control. Y, dentro de este contexto, las comunicaciones industriales juegan un papel determinante en la arquitectura de control. En general, la tendencia actual de todos los fabricantes apunta a la utilización de soluciones basadas en Ethernet, incluso en el apartado dedicado al control de movimiento.

Esto se debe a que ninguna otra red proporciona más funcionalidades, prestaciones y garantías de estandarización que Ethernet. Sin embargo, y pese a todo ello, resulta que para cubrir adecuadamente las prestaciones requeridas para las comunicaciones en el rango de control de movimiento, cada fabricante desarrolla su propia versión específica (lo que las hace, a menudo, funcionalmente incompatibles entre sí). La solución adoptada por Rockwell Automation, Ethernet/IP, conforma un sistema de comunicaciones basado en Ethernet completamente estándar, desde los medios físicos hasta la capa de transporte.

Control de movimiento Un concepto muy utilizado en la jerga técnica de los fabricantes de maquinaria es el de control de movimiento (en inglés, motion control).

En una primera aproximación, se podría decir –hoy en día– que las aplicaciones con control de movimiento utilizan, como accionamientos, servomotores (típicamen-

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te, motores síncronos de imanes permanentes). De una forma más estricta, podemos definir las aplicaciones con control de movimiento como aquellas que se caracterizan por la existencia de un controlador encargado de generar las trayectorias que deben seguir, con cierta precisión, los accionamientos de cada uno de los ejes. Dicho de otro modo, en las aplicaciones con control de movimiento los ejes no se desplazan libremente de un origen a un destino, sino que lo hacen siguiendo un perfil determinado mediante una nube de puntos, velocidades, aceleraciones, etc.

Históricamente, las aplicaciones con control de movimiento se desarrollaban con tecnología eminentemente mecánica: el accionamiento del eje principal se realizaba mediante un motor eléctrico rotativo y las trayectorias de los restantes ejes de la aplicación se coordinaban y sincronizaban mediante mecanismos (engranajes, levas, biela y manivela, etc.). La gradual sustitución del control mecánico de movimientos por un sistema electrónico de control ha dado lugar a una nueva disciplina, comúnmente denominada “mecatrónica”.

La velocidad de proceso de los actuales equipos de control (que permite coordinar un elevado número de ejes con tiempos de ciclo inferiores al milisegundo) junto a las elevadas dinámicas de los motores síncronos disponibles hoy en día permiten resolver aplicaciones más sofisticadas, más precisas y –sobre todo– mucho más flexibles. Sin olvidar, como guinda, que en muchas ocasiones el coste de fabricación de la máquina va a ser claramente inferior al de la solución tradicional. Como es natural, también se presentan inconvenientes ligados intrínsecamente a la introducción de nuevas tecnologías en la máquina. Entre ellas, la necesidad de disponer –tanto en los equipos de ingeniería de los fabricantes como en los equipos de mantenimiento del cliente final– de personal especializado, con conocimientos de electrónica, computadores, programación y teoría de control.

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■ Tabla comparativa de accionamientos.

Accionamientos En el campo de los accionamientos, la tecnología continúa avanzando y los fabricantes de maquinaria ya utilizan los denominados motores lineales. De forma simplificada, un motor lineal puede definirse como un motor eléctrico en el que tanto su rotor como su estator han sido “desenrollados”. La interacción magnética entre los bobinados del módulo que se desplaza (el “rotor”) y una sucesión lineal de imanes con polaridad norte-sur (el “estator”) es la responsable de generar la fuerza lineal que origina el desplazamiento.

Entre las ventajas derivadas de la utilización de motores lineales podemos destacar: • Unas excelentes prestaciones dinámicas, con velocidades y aceleraciones muy superiores a las de los motores rotativos. Esto es debido a su propia simplicidad, que permite reducir la masa desplazada y el rozamiento existente.

• Una precisión y repetibilidad de movimientos en el rango de la micra, gracias a la inexistencia de juegos mecánicos intermedios.

• Un funcionamiento extremadamente silencioso.

Haciendo una comparativa entre los motores lineales y las soluciones rotativas más tradicionales: con los acoplamientos basados en correa o piñón-cremallera se pueden alcanzar velocidades relativamente elevadas con precisiones de movimiento muy pobres, mientras

que con los basados en husillo es posible conseguir precisiones bastante elevadas manteniendo unas prestaciones considerables. Con los motores lineales, tal como se puede comprobar en la tabla superior, se pueden conseguir las mejores prestaciones (en términos de velocidad y posición) posibles.

En la misma senda de la innovación tecnológica nos encontramos con los denominados cilindros eléctricos. Estos dispositivos actuadores pueden actuar, en muchas aplicaciones, como sustitutos de los cilindros neumáticos, contando con que no sólo se va a obtener un movimiento lineal con velocidades similares a las que se obtienen con un cilindro neumático, sino que, además, permiten controlar de forma precisa velocidades, posiciones y fuerzas de actuación.

En el campo de los motores rotativos también se han producido notables avances. Uno de los más significativos está relacionado con la tecnología Direct Drive Motor, que persigue la optimización de su diseño para poder acoplarlo directamente a la carga. Entre las ventajas derivadas de su aplicación destacan: • Una mayor eficiencia, pues se prescinde de elementos intermedios (reductoras, correas, cadenas,…) entre el motor y la carga.

• Una mayor vida útil, pues se reduce el número de componentes del accionamiento.

• Un funcionamiento más silen-

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■ Interfaz de aplicación conforme al estándar PackML.

cioso, pues son menos los componentes susceptibles de generar vibraciones.

• Un posicionamiento más rápido y preciso, gracias a su elevado par, baja inercia y la presencia del sensor de posición en el propio eje del motor.

• Una mayor rigidez del acoplamiento, que evita juegos mecánicos, fenómenos de histéresis y comportamientos elásticos.

Soluciones de seguridad Es éste un campo en el que, pese a la evolución de la tecnología, queda todavía mucho por hacer, pues: • No todas las instalaciones que existen son seguras (y el primer objetivo es que lo sean).

• Las instalaciones que son seguras, muchas veces no son funcionales.

Una mentalidad que todavía predomina en muchas industrias –y que es preciso erradicar– es la de que los dispositivos de seguridad son, más que aquellos que velan por la seguridad de personas y medios, los que impiden que la máquina –o línea de producción– arranque.

Entre las causas que han derivado en esta forma de pensar se puede identificar un mal diagnóstico de las incidencias. Las herramientas de diagnóstico deberían facilitar

una resolución ágil y cómoda de las averías y, como ya se indicó anteriormente, con demasiada frecuencia ocurre todo lo contrario.

Tecnológicamente, se han producido notables avances que persiguen evolucionar en este sentido. A modo de ejemplo: • Se ha incorporado la lógica de seguridad de la instalación en el programa del autómata. Esto implica que, si el personal de mantenimiento está familiarizado –cosa bastante habitual– con el entorno de programación del autómata, siempre dispondrá de la posibilidad de monitorizar el programa de seguridad y comprobar qué está pasando.

• Se ha simplificado el cableado de seguridad en accionamientos. La mayoría de los variadores de velocidad modernos integran una entrada digital de seguridad cuya activación corta la señal de conmutación de los IGBT. Esto evita, por ejemplo, tener que instalar contactores aguas arriba del variador para abrir su línea de alimentación en caso de avería.

• Existen sistemas de control homologados que, en lugar de parar completamente la máquina cuando se activa una seguridad, pueden limitar su velocidad a un valor considerado como “seguro” (de acuerdo con los resultados obtenidos en un análisis de riesgo).

Adaptación a estándares De todas las zonas de una planta de fabricación moderna, quizás sea la de final de línea una de las más “descuidadas” por el cliente final hasta la fecha. Desde hace unos años, éstos están cambiando de mentalidad y exigen, cada vez más, disponer también en esta zona de maquinaria estandarizada, que ofrezca información relacionada con su eficiencia y rendimiento.

En el sector de la maquinaria de producción existen estándares comúnmente utilizados (como el ISA S88, desarrollado específicamente para los procesos continuos de fabricación por lotes). Sin embargo, estos modelos son de difícil aplicación para maquinaria de final de línea.

Con el propósito de solventar esta limitación, algunas empresas y asociaciones han comenzado a desarrollar nuevos estándares. Uno de ellos es el denominado PackML, desarrollado por la división Connect&Pack de OMAC y pensado para que todos aquellos fabricantes que ya disponen de máquinas de final de línea puedan adaptarlas a este estándar de una forma relativamente sencilla. Si la aplicación de control ha sido desarrollada con las soluciones Logix/ControlLogix de Rockwell Automation la tarea se simplifica aún más, pues este fabricante ofrece hechos todos los bloques de código y pantallas de interfaz necesarios para poder realizar la adaptación.

Sergio López Canales Consultor para fabricantes de maquinaria Rockwell Automation José Ignacio Armesto Quiroga Presidente del comité organizador de las Jornadas JAI’2010 Universidad de Vigo

Es posible visualizar los vídeos y presentaciones en las JAI de este artículo en: http://tv.uvigo.es/es/serial/ 859.html

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Accionamientos EtherCAT para tareas de posicionamiento muy dinámicas.

Serie AX5000 de Beckhoff.

www.beckhoff.es/AX5000 Nuevos estándares en la técnica de accionamiento: AX5000 en modelo de un canal o multicanal: AX51xx (1 canal): desde 1,5 A hasta 170 A (en preparación: 315 A) AX51xx (2 canales): 2 x 1,5 A, 2 x 3 A, 2 x 6 A AX-Bridge: sistema rápido de conexión para aplicaciones de ejes múltiples Rango de tensión extendido: 100 V CA -10%…480 V CA +10% Active Current Sensing: adaptación automática de resolución de corriente Selección de diferentes tipos de motores: Síncronos, lineales, asíncronos, etc.

Interfaz de Multi-Feedback: resolver, codificador, BISS, EnDAT etc.

EtherCAT de alta velocidad: tiempo de ciclo corto, sincronismo/simultaneidad Seguridad integrada: bloqueo de rearranque, TwinSAFE

IPC I/O Motion Automation

hasta 12 A

hasta 2x6A

hasta 40 A

hasta 72 A

hasta 170 A

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Mecatrónica en aplicaciones industriales

Plato divisor con accionamiento directo Como ya se ha indicado en otros artículos incluidos en este número, la mecatrónica es la rama de la ingeniería que integra las disciplinas de mecánica, electrónica y control, siendo hoy en día de aplicación habitual en sectores como el naval, automoción y aeroespacial, entre otros. En este caso, y como aplicación en máquinas de producción en la industria, se ilustra uno de sus usos más habituales: el plato divisor.

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l uso de la mecatrónica en las máquinas de producción industriales sirve para seleccionar el tipo de motor (inducción, síncrono, torque, lineal, etc.), así como su dimensionamiento, para determinar y abolir los sistemas mecánicos hiperestáticos, para seleccionar los encoders, acoplamientos, reductoras mecánicas y los bobinados más óptimos de los motores, así como los rodamientos y el tipo de eje, y para optimizar el control y los lazos de regulación en la puesta en marcha.

Si para todo ello se utiliza la simulación como herramienta de diseño, se consiguen diseños más rápidos, disminuyendo a su vez los costes de desarrollo al no ser necesario construir prototipos reales.

Un ejemplo: el plato divisor El plato divisor es una mesa giratoria cuyo uso más común es mover piezas en un cierto ángulo para desplazarlas, posicionarlas y fijarlas en diferentes estaciones, las cuales pueden realizar trabajos de montaje, arranque de viruta, control de calidad, etc.

Como accionamiento para las mesas giratorias se puede optar por diferentes soluciones, desde motores directos o con reducción hasta elementos mecánicos tales como las unidades UGI (unidad de giro intermitente). Estos elementos son uno de los más utilizados en la industria para el accionamiento de platos divisores. Consisten en ingenios me-

cánicos que a través de trasmisiones con leva mecánica transforman un movimiento rotativo continuo en un giro intermitente.

Unos de los proyectos en los que Siemens ha trabajado para el diseño de platos divisores ha sido con la empresa GKN Driveline, proveedor líder en el sector de la automoción.

GKN Driveline, además de suministrar componentes a la industria del automóvil, realiza el diseño y montaje de máquinas para sus propios procesos. En concreto, en este caso, nos referiremos a la máquina de montaje de juntas fijas de bolas para trasmisiones del automóvil.

La máquina se compone de un plato divisor que mueve las piezas para situarlas en cuatro estaciones que realizan el montaje de la pieza y los controles de calidad. En las primeras máquinas que GKN Driveline construyó, el accionamiento del plato divisor estaba basado en una unidad UGI, realizando un giro de 90 grados en 1,2 s y moviendo una

■ Pieza montada por la máquina.

inercia total de 32,32 Kg m2, con una precisión de 70 µm a un radio de 300 mm. Una vez realizado el giro, el plato quedaba bloqueado para dar rigidez, mientras se realizaban las distintas operaciones de las estaciones asociadas a la mesa.

Un nuevo reto A GKN se le planteaba ahora un doble reto. Por un lado, necesitaba fabricar un rango de diferentes piezas más amplio y, por otro, bajar los tiempos de producción a la mitad.

Para las nuevas piezas se requerían precisiones más altas y flexibilidad en las posiciones. Además, las estaciones de trabajo, que se mueven solidarias con la mesa, pasaban a tener pesos mayores, lo que aumentaba la inercia de la mecánica del plato divisor. Todo esto se resumía en pasar a realizar el posicionado de la mesa en 0,6 s y aumentar la precisión a 30 µm a un radio de 300 mm, y todo esto con un aumento de inercia, que ahora llegaba a 38,06 Kg m2.

Estos objetivos ambiciosos suponían que no era posible usar una unidad UGI estándar, teniendo que buscar una nueva solución basada en tecnologías de servomotores.

La primera idea fue utilizar un servomotor estándar con una reductora de muy bajo juego (< 0,2 arcmin). Para validar este sistema se utilizaron técnicas de simulación para asegurar el correcto funcionamiento antes de la fabricación.

En la simulación se pueden anali-

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■ Modelo simplificado de la mecánica de dos masas (motor y carga) y de sus lazos de control de velocidad y posición.

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■ Simulación de un modelo de dos masas en el dominio de la frecuencia.

zar los elementos mecánicos (motor, carga, acoplamientos, reductoras, etc.) y su interacción con los componentes electrónicos, para así prever el funcionamiento del sistema real.

Los resultados de la simulación concluyeron que, si bien era posible realizar el posicionamiento dentro de los objetivos de tiempo y precisión, el conjunto global no era suficientemente rígido como para mantener al sistema dentro de los límites de precisión, mientras se procedía a realizar las tareas en las diferentes estaciones.

Esto supone que, debido a la baja rigidez torsional de los elementos (fundamentalmente reductora y acoplamientos), no se podría conseguir una regulación del motor suficientemente alta y mantener la estabilidad. En este caso era necesa-

rio un sistema de bloque mecánico, con el consiguiente coste adicional, además de añadir un tiempo de bloqueo que podría subir de los 100 ms, penalizando el tiempo de ciclo.

Otra opción que se barajó fue la utilización de dos servomotores con reductora trabajando en oposición, esto es, en modo maestro-esclavo de par pero con un “offset” entre ellos para generar un par de precarga.

Los resultados eran muy positivos, pero los costes se disparaban muy por encima del objetivo.

La solución: uso del motor directo Por último se procedió al estudio del uso de un motor directo, en concreto de la serie de motores torque 1FW3 de Siemens. Estos motores se caracterizan por tener pares muy elevados a revoluciones muy bajas,

■ Motor Torque Siemens 1FW3.

por lo que son especialmente idóneos, entre otras aplicaciones, para mover sistemas sin la necesidad de reductoras e incluso de acoplamientos.

Los rodamientos estándar de este motor aguantan fuerzas axiales de hasta 1.000 Kgf. El peso total del plato divisor es de 260 Kg, por lo que es posible atornillar todo el conjunto directamente al rotor del motor sin la necesidad de utilizar acoplamientos, lo que da una altísima rigidez torsional al conjunto. Este sistema hace que esta solución sea económicamente competitiva frente a otras aplicaciones convencionales.

Esta solución requiere menos piezas, lo que se traduce en un montaje más sencillo. Adicionalmente se consigue la ventaja de no necesitar un segundo encoder directo para ganar precisión, pues con el enco-

■ Montaje del motor 1FW3 de Siemens (en verde) en la máquina.

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■ Familia de convertidores Sinamics S120 de Siemens.

■ Selección del motor con el programa Sizer de Siemens.

der del motor es suficiente, ya que el juego mecánico que existe entre motor y carga es nulo.

Utilizando el programa de Siemens Sizer, se ha dimensionado correctamente el motor, en función del ciclo de trabajo que se necesitaba en la máquina. Este programa además calcula las intensidades y potencias de trabajo y de pérdidas, por lo que con su ayuda es muy fácil dimensionar el sistema completo de potencia.

Las simulaciones dieron como válida la solución, cumpliéndose todos los objetivos, sin necesidad de bloqueos adicionales. Además, presentaba varias ventajas sobre las soluciones más tradicionales: • Muy bajo mantenimiento: la vida útil de los rodamientos estándar del motor Siemens tipo1FW3 es superior a las 20.000 horas de funcionamiento, no existiendo más

elementos que requieran mantenimiento.

• Precio muy competitivo: el motor es el propio soporte de la mesa, incluyendo también el encoder, con lo que se necesitan pocos elementos y se consiguen unos costes de montaje muy bajos.

• Muy alta dinámica y rigidez: se consiguen valores de rigidez torsional > 107 Nm/rad.

• Uso de un motor de catálogo, sin necesidad de ejecuciones especiales.

• Ahorro energético: la eficiencia de una solución basada en motor torque supera el 90%, frente a soluciones más tradicionales, que difícilmente superan el 80%.

Validación del modelo En la puesta en marcha se pudo verificar la correspondencia entre el modelo calculado y el modelo real,

■ Programa Starter de Siemens: Herramientas de análisis en el dominio de la frecuencia.

con una coincidencia prácticamente exacta.

La familia de convertidores Sinamics S120 de Siemens, junto con su software de puesta en marcha, Starter, tiene todos los elementos necesarios para poder realizar mediciones y análisis, tanto en el dominio de la frecuencia como en el dominio del tiempo, para así validar el modelo al sistema real, además de facilitar el calculo de los diferentes elementos de los lazos de control (reguladores, precontroles, modelo de referencia, filtros…).

Otras aplicaciones Siemens lleva ya más de diez años aplicando con éxito en España la disciplina de la mecatrónica en todo tipo de accionamientos de velocidad variable y en diferentes sectores de su industria.

Ejemplos de aplicación con éxito en España, además de la máquina herramienta (puntera en esta disciplina) han sido máquinas de bobinado y desbobinado, máquinas de impresión (flexo y hueco grabado), cizallas rotativas de alta velocidad, tanto en los sectores de papel como de chapa, servoprensas, sistemas de pick and place (cartesianos, delta3D, scara…), trefiladoras, grúas, etc., entre otras muchas.

Roberto Pascual Torrijo Sector IndustryDrive Technologies Siemens, S.A. www.siemens.es/accionamientos

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Eficiencia en análisis de líquidos.

Liquiline M + Memosens El equipo perfecto que abre nuevas dimensiones Transmisor Liquiline: fácil funcionamiento y mantenimiento • Controlador a 2 hilos o 4 hilos único para todos los parámetros pH, redox, conductividad, oxígeno disuelto, cloro, nitratos y turbidez.

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Parking robotizado

Cómo ahorrar tiempo, espacio y reducir el CO2 Para la modernización del parking robotizado más grande de Europa, que se encuentra en Barcelona, se han utilizado las herramientas más actuales del campo de la mecatrónica: electrónica de potencia, electrónica de control, automatización industrial, buses de comunicación industrial, informática industrial, informática de gestión y teorías de control automático. La automatización de los aparcamientos públicos y privados supondrá para las grandes ciudades una reducción importante de emisiones de CO2 y una mejora en la movilidad.

L

os garajes robotizados son una solución eficiente para los problemas de movilidad generados por el aumento del parque automovilístico en las ciudades y su impacto medioambiental, ya que minimizan el espacio destinado a los aparcamientos, optimizan los recorridos innecesarios y, en consecuencia, se reducen las emisiones de CO2.

Los edificios destinados a aparcamiento robotizado pueden llegar a albergar hasta un 50% más de plazas respecto los edificios de parking convencionales, gracias a que se reducen los espacios de circulación internos de coches y usuarios.

La ubicación estratégica de este tipo de edificios permite gestionar de manera eficiente la movilidad en zonas sometidas a una alta rotación de usuarios, como áreas comerciales, turísticas o culturales.

La reducción en CO2 se consigue de un modo directo al reducir el tiempo en aparcar, tanto del destinado a encontrar plaza como del tiempo de maniobra, ya que el proceso de almacenaje del vehículo se realiza con el motor apagado.

De un modo indirecto también se consigue un ahorro debido a la propia tipología del edificio, ya que no requiere de las mismas prestaciones de confort térmico ni acústico que un edificio accesible al público.

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Esta disminución de emisiones de CO2 posibilita compensar la polución de zonas muy congestionadas y generar áreas de baja contaminación en el interior de las ciudades.

Cómo funciona un parking robotizado Un parking robotizado funciona mediante un sistema inteligente de gestión integral, que controla los procesos de entrega y recogida del vehículo, el posicionamiento del vehículo en la zona de aparcamiento y los sistemas de pago, así como la gestión eficiente de los elementos electromecánicos que intervienen en el proceso de aparcamiento.

El funcionamiento para el usuario es muy sencillo. Al entrar en el parking recoge el tiquet y se desplaza hasta el elevador que le indican las señales lumínicas donde depositará el vehículo. Tras realizar las comprobaciones de seguridad correspondientes por parte del sistema, el vehículo vacío se envía mediante plataformas deslizantes hasta la plaza asignada. En la recogida, el

usuario realiza el pago y se le indica el elevador por el que se entregará el vehículo.

Una eficiente gestión del posicionamiento de los vehículos permite reducir los tiempos de espera para el usuario y facilita la fluidez del tráfico de entrada y salida. Todo el proceso está supervisado por personal cualificado que garantiza su funcionamiento 24 horas al día.

Parking Palau Nou de la Rambla: singularidad e innovación desde 1991 En Barcelona, en el corazón del barrio gótico y frente al Mercat de la Boqueria, se encuentra el parking robotizado más grande de Europa. El Palau Nou de la Rambla se inauguró a finales de 1991 y fue concebido bajo un enfoque arquitectónico y constructivo de edificación inteligente. Con 11 plantas de aparcamiento y una capacidad para 800 plazas, el proyecto fue innovador en todos los aspectos.

El sistema robotizado del parking lo constituyen seis elevadores con

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plataformas giratorias que trasladan el vehículo hasta su plaza de aparcamiento sin intervención del usuario.

El corazón de todo el sistema es un software desarrollado específicamente para la gestión y optimización del sistema de automatización.

La empresa catalana Geek Group, a través de su división de ingeniería (especialistas en automatización) y la división de tecnología (especialistas en integración de sistemas), ha realizado un proyecto de mejoras en la automatización y ha desarrollado un software de control inteligente de parkings robotizados.

La división de ingeniería también realiza el mantenimiento de la instalación, por lo que, en palabras de su General Manager, Jordi Farré, el conocimiento funcional de una instalación de estas características, junto con nuestros conocimientos en las áreas de ingeniería y tecnología, nos permiten ofrecer soluciones integrales que queremos aplicar en otras ciudades.

Mecatrónica en el parking Los mecanismos y los sistemas de control en su origen se diseñaron de forma parecida a los utilizados en el sector del automóvil, garantizando una robustez muy elevada tanto por lo que se refiere a la parte mecánica como la de control. Sin embargo, en su concepción se usaron una serie de equipos hechos a medida y que se dejaron de fabricar hace años.

De esta forma, el mantenimiento del sistema resultó muy complejo, cosa que provocó que en algunos momentos el sistema no funcionase como debiera.

Es en este punto donde se ha planteado la reforma del sistema de control del parking. Para ello se han utilizado las herramientas más actuales del campo de la mecatrónica: electrónica de potencia, electrónica de control, automatización industrial, buses de comunicación industrial, informática industrial, informática de gestión y teorías de control automático.

La principal aportación tecnológica en la reforma del aparcamiento se basa en la distribución del control por todo el parking, permitiendo

tratar cada una de las partes de una forma modular, simplificando la puesta en marcha y el mantenimiento una vez el sistema está en producción.

En cada una de las plantas donde se almacenan los vehículos hay un gestor que controla todos los mecanismos de una forma local. De igual forma, cada uno de los elevadores dispone de un control local que gestiona el correcto funcionamiento de los sistemas que lo componen.

Cada control local se comunica con los sensores y accionamientos mediante un bus de comunicaciones industrial dependiendo de la cantidad de información necesaria (AS-i i Profibus).

Entre los mecanismos utilizados en el parking, se pueden encontrar accionamientos que requieren el control de corriente, de velocidad y de posición.

Todos los controles locales se comunican, mediante un bus indus-

trial estándar, con un autómata principal que va a gestionar y a sincronizar las diferentes operaciones necesarias para el almacenamiento de los vehículos. Una característica importante es que todos los elementos hardware utilizados son estándar, igual que todos los buses de comunicación. De esta forma, no se van a producir problemas de suministro de material mientras el parking esté en funcionamiento.

El autómata se comunica con una base de datos mediante un sistema de comunicaciones que está extendido en el entorno industrial que es el OPC (OLE for Process Control).

De esta base de datos se alimenta el sistema de supervisión y control del párking (Scada), y también el algoritmo que permite calcular y gestionar las plazas de párking.

Josep Rafecas (CITCEA-Cinergia) Jordi Ingerto (Geek-Group)

A menudo copiado, nunca igualado.

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INFORME

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Equipos de visión por ordenador El continuo avance tecnológico en todos los aspectos de los sistemas de visión por computador hace que estos cada vez sean más simples de implementar y con mucha más capacidad de resolver problemas de mayor complejidad. En este contexto los sistemas de visión por computador son una herramienta cada vez más presente en todos los ámbitos industriales.

E

n el presente artículo se quiere plasmar el estado actual y las tendencias de las tecnologías utilizables para la implementación de sistemas de visión, haciendo especial hincapié en los sistemas destinados a la industria.

Para hacer una fotografía de las tecnologías usadas en los sistemas de visión y conocer cuáles son las principales tendencias futuras, como es habitual ■ Fuente: Omron. desde esta revista, se ha utilizado una metodología basada en realizar encuestas a La estructura de un sistema de visión depende de la finalidad de diferentes segmentos de empresas, este, aunque en general el sistema desde empresas proveedoras hasta consta de un sistema de iluminación, empresas. Los resultados se plasman un sistema de captura y un sistema en las tablas de oferta que acompade procesado. ñan a este texto.

La finalidad de los sistemas de Los usos de un sistema de visión iluminación es emitir luz sobre la en la industria pueden ser muy escena, de manera que la luz reflevariados, dando soporte a un gran jada por los elementos de la escena rango de tareas, como la producción, el control de calidad o el embalaje. pueda ser utilizada por el sistema de En general, dentro de la industria captura para obtener las imágenes dicho sistema debe proporcionar la deseadas. Suelen constar de una información necesaria a los sistemas fuente de luz y, eventualmente, de actuadores, gestores, etc. para que un elemento que permita dirigir la estos puedan desarrollar su tarea luz hacia el lugar requerido. correctamente. Aunque la visión Los sistemas de captura tienen por computador también puede la tarea de obtener imágenes de tener otros usos, como por ejemplo la escena. Habitualmente constan la videovigilancia, donde su prinde uno o diversos pares de óptica y cipal tarea es almacenar y mostrar cámara. La óptica focaliza la imagen imágenes al usuario. En este caso, en el sensor de captura de la cámara. para simplificar la labor del usuario, El sensor de captura es el elemenel sistema puede mostrar sólo las to principal de la cámara, ya que imágenes en las que se detectan transforma los impulsos luminosos situaciones anómalas. en señales eléctricas.

Los sistemas de procesado incluyen todos los elementos que permiten extraer de una o varias imágenes la información requerida, como por ejemplo las medidas de una pieza, determinar si una pieza está correctamente fabricada o la posición de un determinado objeto dentro de un proceso de paletización. Un sistema de procesado incluye tanto los elementos hardware como los elementos software. Dentro de los sistemas de procesado también se pueden incluir los dispositivos necesarios para almacenar las imágenes en caso de que esta sea la finalidad del sistema de visión. Se ha detectado una tendencia creciente en incluir el sistema de procesado dentro de la propia cámara (cámaras inteligentes), lo que permite simplificar la estructura del sistema de visión reduciendo tanto el coste de montaje y mantenimiento como la probabilidad de fallo del sistema al disminuir el número de elementos y las comunicaciones entre ellos.

Iluminación La iluminación es un aspecto muy importante en la visión por computador, ya que la utilización de la iluminación adecuada puede hacer fácil un problema difícil y la iluminación inadecuada puede hacer irresoluble un problema fácil. Cuando se quiere definir la iluminación de una escena, los dos aspectos más importantes a considerar son la fuente de luz que

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se utiliza y la dirección o la manera como la luz incide en la escena.

De las distintas fuentes de luz, actualmente las predominantes son las basadas en la tecnología LED. El LED es un dispositivo semiconductor que emite luz basándose en el fenómeno de la electroluminiscencia. La luz generada con LED tiene un componente frecuencial ■ Fuente: Infaimon. relativamente estrecho, lo que puede ser ventajoso para algunas aplicaciones donde El principal inconveniente del láser se requieren imágenes monocroes el ruido de moteado (speckle), inmas. Pero puede generar problemas herente a la naturaleza de esta fuente cuando se quiera obtener imágenes de luz. El moteado se genera por la en color o multiespectrales, ya que interferencia mutua entre frentes en realidad, los LED de luz blanca de ondas coherentes, como la que no cubren todo el espectro de luz genera la luz láser. Este fenómeno visible sino unas mínimas porciones produce que la zona iluminada con de este. Además, conseguir potencias un láser aparezca con puntos de lumínicas elevadas con sistemas LED diferente intensidad. Aunque tames relativamente complicado. bién se pueden crear patrones de luz estructurada con otras fuentes Aun así, la mayoría de proveedode iluminación, habitualmente estas res coinciden en afirmar que es la fuente de luz más utilizada. Esta es fuentes de iluminación no tienen la una tendencia que empezó hace intensidad de la luz láser. algunos años y que actualmente está Respecto a la manera de iluminar plenamente extendida. Los LED la escena, en el mercado se pueden presentan varias ventajas, como encontrar sistemas de iluminación por ejemplo el coste económico, el con diferentes configuraciones. Los rendimiento y la durabilidad respecto sistemas de iluminación para la iluminación frontal sitúan la fuente a otras fuentes de luz, dejando las de luz en una posición muy cercana alternativas para los casos específicos en que los LED no son aptos. Los a la cámara. Los sistemas basados sistemas incandescentes permiten en la iluminación difusa intentan obtener una luz de potencia elevada crear grandes superficies de ilumiy que cubra todo el rango frecuencial, nación para iluminar completamente posibilitando generar luz blanca real. la escena desde múltiples puntos Los sistemas fluorescentes también distintos, intentando eliminar las facilitan la generación de potencias reflexiones que producen los sistede luz elevadas, aunque cada vez sus mas de iluminación puntuales. Otros ventajas respecto a los sistemas LED sistemas de iluminación generan luz son menores. colimada desde un ángulo específico Se prevé que la llegada de LED para resaltar las imperfecciones en con más potencia lumínica y con la superficie iluminada. También menor consumo permita seguir se pueden utilizar sistemas de reextendiendo el uso de este tipo de troiluminación, donde la fuente de fuentes de luz. luz se coloca detrás de la muestra, Otro tipo de fuente de luz es el para analizar objetos transparentes o basado en diodos láser. Estos tipos de translucidos. En general, los sistemas fuente de luz son ideales para generar de iluminación más utilizados se basan en las iluminaciones frontal, patrones de luz estructurada, como difusa y, en menor medida, en la por ejemplo puntos, líneas rectas, retroiluminación. circunferencias, cuadrados u otros.

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Ópticas Las ópticas enfocan la luz proveniente de la escena para que se focalice en el sensor de captura de la cámara. Existen diversos parámetros que definen una óptica estándar. La distancia focal (junto con la medida física del sensor) determina el ángulo de visión. Las ópticas pueden tener distancia focal fija o variable para posibilitar el zoom. En el mundo industrial las ópticas con zoom son poco utilizadas, ya que habitualmente se quiere tener controlada la escena. En general, los requerimientos de las distancias focales son muy heterogéneos, variando desde los 3,5 milímetros hasta los 200 milímetros.

La apertura máxima del diafragma determina la luminosidad de la óptica. A mayor abertura del diafragma, mayor será la cantidad de luz captada. Existen ópticas especiales, con aberturas del diafragma máximas muy grandes, diseñadas para trabajar en entornos donde se requiere de ópticas muy luminosas.

La calidad de la óptica viene dada por diversos factores: la aberración cromática es la capacidad de la óptica para enfocar con igual precisión las distintas frecuencias de luz, la distorsión radial es la capacidad de la óptica para no deformar la imagen que se desea capturar, la función de transferencia de la modulación (MTF) es la capacidad de la óptica para enfocar correctamente la imagen en situaciones donde la densidad de píxel del sensor es elevada.

Las encuestas realizadas han permitido detectar que las ópticas estándar son las más utilizadas, aunque el aumento continuo de las capacidades de las cámaras también requiere el uso de ópticas de mejor calidad, con mejor MTF, requerida por los sensores.

Los requerimientos concretos en la calidad de la óptica dependen mucho del tipo de aplicación que se quiera realizar, por ejemplo, para detectar los patrones de luz generados con un dispositivo láser es importante

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una baja distorsión radial, pero en cambio no es crítica la aberración cromática, ya que se trabaja con luz monofrecuencial.

También existen ópticas especiales que tienen características particulares, estas ópticas son relativamente poco utilizadas pero tienen su campo de aplicación, y por lo tanto, su nicho de mercado. Por ejemplo, las ópticas telecéntricas son útiles para realizar mediciones de los objetos, ya que eliminan la distorsión de perspectiva permitiendo una magnificación del objeto independiente de la distancia.

Esto se consigue haciendo que la luz incida completamente perpendicular (colimada) al sensor.

Otros ejemplos de ópticas con características particulares son las ópticas pericéntricas, que permiten una visión 3D periférica de objetos sin la ayuda de espejos, o las ópticas Hole Inspection diseñadas específicamente para realizar inspecciones del interior de tubos u orificios, posibilitando la vista de las paredes laterales interiores.

Cabe destacar que si se desea que la cámara adquiera imágenes utilizando luz ultravioleta, es necesario utilizar ópticas especiales para poder capturar este tipo de luz. Además, si se quiere trabajar con frecuencias infrarrojas y con luz visible al mismo tiempo conviene utilizar ópticas especiales para esta finalidad, pues las ópticas normales pueden presentar aberración cromática a las frecuencias del infrarrojo. En general, el uso de ópticas para trabajar con frecuencias no convencionales (ultravioleta o infrarrojo) está aumentando debido al incremento de aplicaciones que requieren este tipo de luz.

La montura de una óptica es el tipo de anclaje y/o rosca que usa para acoplarse a la cámara. La montura es un aspecto que influye tanto en la cámara como en la óptica, ya que los dos elementos deben tener la misma montura, o monturas compatibles mediante adaptadores.

Tradicionalmente en la visión por computador ha sido muy utilizada la montura C. Este tipo de montura define un diámetro de la rosca de 25 milímetros y una distancia del borde al sensor (FFD) de 17,5 milímetros.

INFORME

Estos parámetros son adecuados para la mayoría de aplicaciones y, por lo tanto, la montura C continúa siendo la más utilizada.

Sin embargo, durante la realización de las encuestas para la elaboración de las tablas de oferta adjuntas a este informe, se ha detectado un aumento en el uso de otras monturas, como por ejemplo las monturas K, F, M42 y M72 de mayores diámetro de rosca y mayor valor de FFD, útiles para aplicaciones donde se requiere una óptica de calidad extrema (por ejemplo, gran resolución, con distancias focales y aperturas del diafragma altas). También se ha detectado un aumento en el uso de ópticas con montura S (también llamada M12), más económicas que las ópticas con montura C, pero de menores prestaciones, y por lo tanto, sólo utilizables en los casos donde no se requiera una gran óptica.

Los filtros son unos elementos que se acoplan a las ópticas y permiten filtrar los tipos de luz que no aportan información relevante al problema de visión que se esté tratando. Por ejemplo, los filtros polarizadores permiten eliminar en gran medida los molestos reflejos de luz de la escena. Con los filtros de corte se filtran las frecuencias de la luz que están por encima o por debajo del valor de corte. Los filtros pasabanda dejan pasar solo las frecuencias de luz que se encuentran en un determinado intervalo. En general, la utilización de los filtros adecuados puede simplificar mucho las labores posteriores de procesado de la imagen. Sin embargo, por lo que han demostrado las encuestas realizadas, los filtros son un elemento injustamente poco utilizado.

Cámaras Existen muchos tipos distintos de cámaras, cada tipo tiene sus características particulares que la hacen más

■ Efecto del modo de escaneo en la imagen.

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adecuada para un uso concreto.

Las cámaras matriciales son las cámaras convencionales y las más utilizadas habitualmente. Debido a los avances en el procesado de imágenes, el número de aplicaciones donde se pueden utilizar este tipo de cámaras es cada vez mayor.

Estas cámaras tienen un sensor de captura rectangular y proporcionan las imágenes que se proyectan en dicho sensor. La resolución es la medida en píxeles del sensor y, por lo tanto, la medida máxima de la imagen que proporciona la cámara.

La medida en píxeles de la imagen puede ser menor si está recortada o si está interpolada, esto es, si se coge sólo un subconjunto de los píxeles del sensor o si la imagen se escala digitalmente para ajustarla a una medida concreta.

La resolución de una imagen tiene implicaciones en la calidad del procesado, a mayor resolución más información contenida en la imagen, y por lo tanto, en general, de mayor calidad será el resultado del procesado, pero también implica mayores tiempos de cálculo, ya que el número de píxeles a tratar aumenta. Las resoluciones se pueden medir dando el ancho y alto del sensor en píxeles, o dando el producto de estos dos valores: por ejemplo 640 x 480 píxeles o 0,3 Mpx (con la equivalencia 1 Mpx  1.000.000 píxeles).

La frecuencia de cuadro máxima es el número de imágenes que puede proporcionar la cámara en un segundo. Variar la frecuencia de cuadro tiene distintas implicaciones en distintos campos. Por ejemplo, en una cadena de montaje, la frecuencia de cuadro puede limitar el número de unidades producidas, o en un sistema de video vigilancia, aumentar la velocidad de cuadro permite obtener secuencias más fluidas y, por lo tanto, mejor interpretables

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¿Qué son las cámaras time of flight?

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neidad de dispositivos que as cámaras time-of-flight, o cámaras ToF, son un utilizan el tiempo de vuelo tipo de cámaras que permiten obtener de la luz (visible o infrarroja una imagen de profundidad de la habitualmente) para deterescena mediante el principio del minar la distancia a la que tiempo de vuelo.

El término tiempo de vuelo se encuentran un punto o un engloba una variedad de métodos conjunto de estos. Por ejemplo, que miden el tiempo que requieestos dispositivos pueden medir re un pulso de luz, de sonido, etc., un único punto, mediante un para ir del dispositivo de captura láser, pueden utilizar un espejo a un punto de la escena y volver rotatorio para medir con el láser otra vez al dispositivo. Conocidas la una línea de puntos, o, incluso, ■ Fuente: PMDTechnologies GmbH. velocidad y dirección del pulso, inferir pueden utilizar un conjunto de la posición relativa del punto de reflexión respecto láseres, con diferentes ángulos de ataque, para medir el dispositivo es trivial. En función de la cantidad y un conjunto de líneas. disposición de estos puntos, y de su tamaño, se puede En este contexto, se puede entender que las cámaras obtener desde una medida de la distancia del entorno ToF son un subconjunto de los dispositivos tipo LIDAR. hasta una imagen de profundidad.

Las cámaras ToF también son llamadas flash LIDAR, o Existen multitud de dispositivos que utilizan el prin- flash LADAR y se diferencian de los dispositivos LIDAR cipio del “tiempo de vuelo”, como por ejemplo el sonar, descritos en el párrafo anterior, en que mientras que el el radar o el LIDAR. El sonar utiliza el tiempo de vuelo LIDAR convencional utiliza uno o diversos pulsos láser del sonido, habitualmente debajo del agua. En cambio, y un sistema rotatorio para barrer la escena completa, el radar y el LIDAR utilizan el tiempo de vuelo de las las cámaras ToF utilizan un sistema matricial sin partes radiaciones electromagnéticas, de las ondas de radio móviles. Esto permite que en las cámaras ToF la imagen de profundidad capturada sea de un mismo instante para el radar y de infrarrojos para el LIDAR. A su vez, el acrónimo LIDAR (LIght Detection And de tiempo, hecho no posible con los sistemas LIDAR Ranging), y su sinónimo LADAR (LAser Detection And convencionales.

En contrapartida, la concepción de las cámaras ToF Ranging), se utilizan para describir a una heterogepara el usuario.

Aunque se ha detectado una gran variedad en los requerimientos con extremos en las resoluciones superiores a la decena de Mpx o en las frecuencias de cuadro de varios centenares o incluso millares de imágenes por segundo, actualmente la demanda media en la resolución y frecuencia de cuadro está alrededor de los 1,3 Mpx y con una frecuencia alrededor de las 30–60 imágenes por segundo, con una tendencia al aumento en ambos valores.

Los sensores pueden utilizar dos tipos de tecnología distinta para transformar la luz en impulsos eléctricos. Por un lado, están los sensores de tipo CCD (charge coupled device) y por otro los sensores basados en CMOS (complementary metal oxide semiconductor).

En un sensor de tipo CCD cada píxel actúa como un condensador fotoeléctrico que acumula una carga

eléctrica que es función de la luz capturada durante el tiempo de adquisición de la imagen. Al finalizar la adquisición de la luz, se desplazan las filas enteras en sentido vertical hasta un registro de desplazamiento horizontal analógico. Este registro permite que las cargas se desplacen hasta un conversor analógico/digital que es el que finalmente transforma la carga de cada píxel en un valor digital. Esta manera de obtener la imagen provoca un fenómeno conocido como smear. Este fenómeno

consiste en que los píxeles donde la incidencia de luz satura el píxel, las cargas de este inunden a los otros píxeles de la columna provocando unas líneas blancas verticales en la imagen.

Por el contrario, en los sensores de tipo CMOS cada píxel genera su propia salida digital, de manera que se puede acceder directamente al valor de este píxel. En algunos sensores CMOS de gama media-baja esto genera que la lectura de los píxeles se realice con intervalos de tiempo

■ Configuración típica de un filtro de matriz Bayer.

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genera limitaciones en la resolución de las imágenes y en el rango de distancias que permiten capturar.

En general, las cámaras ToF son parecidas a las cámaras convencionales, con algunos elementos adicionales.

Simplificando, las cámaras ToF tienen un sistema de iluminación que genera unos pulsos de luz, una óptica que focaliza la escena en una matriz de elementos de captura fotosensible y un componente que sincroniza la iluminación con la matriz de elementos de captura.

Las cámaras ToF son capaces de dar una medida de la profundidad con una precisión del orden de los pocos milímetros. Para obtener esta precisión se requiere medir el tiempo de vuelo de la luz con técnicas realmente muy precisas: un desplazamiento de un centímetro en el objeto se corresponde a un intervalo de tiempo de sólo 6.6*10−11 segundos.

Para medir el tiempo de vuelo, las cámaras ToF actuales utilizan diferentes tecnologías, aunque todas tienen en común la utilización de la luz infrarroja para modular una onda a una frecuencia menor, generalmente en torno de los 15-30 MHz. La idea es medir el desfase entre la onda modulada enviada y la onda modulada recibida. Para obtener una medida de la distancia, los dispositivos de captura deben poder realizar una lectura del píxel varias veces en el tiempo de ciclo de la onda modulada, y durante varios ciclos de onda. De esta manera, si la serie de lecturas del píxel es suficientemente larga (tiempo de captura), se puede calcular cuál es el desfase entre la onda modulada enviada y la onda modulada recibida. Como cada una de las lecturas del píxel es muy ruidosa, a mayor tiempo de captura, menor apreciables entre las diferentes filas del sensor. Esta manera de escanear el sensor se conoce como rollingshutter y genera distorsiones en las imágenes en movimiento, como se puede apreciar en la figura.

Tradicionalmente, los sensores CMOS han sido más ruidosos y han tenido menos capacidad para capturar la luz que los sensores CCD, aunque también consumen menos energía y son más económicos de producir. Aunque actualmente los sensores CMOS están acercando su rendimiento a los CCD, superándolos en algunas ocasiones.

En consonancia, las encuestas realizadas han permitido contrastar que actualmente la tecnología CCD continúa siendo la más utilizada, aunque la tendencia claramente es utilizar los sensores CMOS a medio plazo.

El rango dinámico de un sensor es la diferencia entre las intensidades

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■ Desfase entre la onda modulada enviada y recibida.

error tiene el píxel, y por lo tanto, menos ruidosa es la imagen de profundidades.]

Este modo de calcular el “tiempo de vuelo” tiene varias ventajas. En primer lugar, además de permitir el cálculo del desfase de la onda modulada, también permite obtener una imagen de intensidades en el rango espectral de la onda portadora.

Asimismo, utilizando los tratamientos de la señal adecuados, se pueden filtrar los efectos de la luz ambiente, permitiendo, en algunos casos, obtener imágenes de profundidad incluso con la presencia de luz solar.

Estos mismos tratamientos permiten filtrar las señales moduladas que estuvieran en una frecuencia distinta de la elegida, de este modo se pueden configurar diversas cámaras para trabajar con distintas frecuencias y que no interfieran entre ellas si trabajan en la misma escena.

El principal inconveniente de este método de obtención del tiempo de vuelo es el asociado a las múltiples

■ Prisma para dividir un haz de luz en sus colores primarios.

de luz mínima y máximas que puede capturar una cámara: a mayor rango dinámico mayor es la diferencia de intensidades. Los sensores tienen un rango dinámico muy inferior al del ojo humano, por lo tanto es importante acondicionar bien la iluminación de la escena. Sin embargo hay aplicaciones, como por ejemplo los relacionados con la utilización de patrones de luz láser, en las que el rango dinámico de los sensores

�Continua en página siguiente.

convencionales es insuficiente, en estos casos es habitual trabajar con sensores CMOS tipo linlog, que tienen un mayor rango dinámico.

Tanto los sensores CCD como los sensores CMOS permiten capturar un rango de frecuencias de luz que incluyen el infrarrojo cercano, la luz visible y el ultravioleta cercano. Si se quieren tomar imágenes en escala de grises realistas, se debe poner un filtro pasabanda que deje pasar la luz visible pero no la luz infrarroja ni ultravioleta. Para poder capturar imágenes en color es necesario que cada píxel tenga información de la cantidad de luz que recibe para cada uno de los tres colores primarios.

Para poder capturar imágenes en color existen diversas estrategias distintas.

Las dos más comunes son la utilización de una matriz Bayer, y la utilización de tres CCD. La matriz Bayer es un filtro de colores que se pone

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■ Ejemplo de múltiples reflexiones en la iluminación de un punto determinado de la escena.

�Viene de página anterior.

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reflexiones. Para poder obtener la imagen de profundidades es imprescindible iluminar con luz modulada la escena por completo. Dentro de la escena se producen reflexiones y un punto determinado de la escena puede estar iluminado por la luz directa de la cámara, pero también, por la luz de la cámara reflejada en la pared.

Cómo la distancia recorrida por la luz reflejada es superior a la distancia recorrida por la luz directa, las fases de las ondas moduladas son diferentes. De hecho, las dos ondas moduladas se suman y si la intensidad de la luz reflejada es suficiente, distorsionará el resultado esperado de la fase en el píxel, y por lo tanto en el cálculo de la distancia.

Los factores que determinan cuales son los rangos de distancia en el que puede operar la cámara ToF son, la delante del sensor de captura. Este filtro permite que cada píxel capture solo un color, y que cada conjunto de 4 píxeles (en disposición 2 x 2) tengan los tres colores primarios.

Existen distintas formas de disponer los filtros en la cuadricula de 2 x 2, la opción más habitual es duplicar el filtro verde.

De esta manera cada píxel tiene sólo el valor de un color y no el de los tres, pero se puede obtener una aproximación de los valores de los colores primarios restantes mediante la interpolación de los valores existentes en los píxeles de su alrededor.

En general, la matriz Bayer no es adecuada para aplicaciones que requieren de mucha calidad en la captura del color. En estos casos es habitual el uso de cámaras con un sensor de captura basado en tres CCD/CMOS. En un sensor de captura con tres

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potencia de la iluminación ya que debe llegar suficiente luz de vuelta a la cámara, y la frecuencia de modulación.

La técnica de obtención del tiempo de vuelo mediante la medida de desfase de la onda modulada no permite resolver la ambigüedad asociada al número de ondas desfasadas. Por ejemplo: una onda modulada a 30 MHz permite determinar a qué distancia se encuentra un objeto dentro de un rango de unos 5 metros, pero genera ambigüedades fuera de este rango, es decir, no se puede determinar si un objeto se encuentra a 1 metro o a 6 metros. Las cámaras actuales trabajan en ondas moduladas a frecuencias que permiten rangos de trabajo máximos de entre 3 y 10 metros. No obstante, algunos fabricantes (PMD Technologies) están trabajando en cámaras que tendrán suficiente potencia de iluminación y frecuencias de onda moduladas adecuadas para permitir rangos de trabajo de hasta 40 metros.

La dificultad técnica asociada a la construcción de los dispositivos de captación de la imagen es el motivo que genera que las resoluciones de estas cámaras sean reducidas. Aunque existe en el mercado una cámara ToF con una resolución de 648x488, y posiblemente la tendencia futura de estos dispositivos sea aumentar la resolución, actualmente, las cámaras ToF tienen resoluciones inferiores, por ejemplo 160x120, con frecuencias de cuadro máximas próximas a los 100 Hz. Sin embargo, trabajar a frecuencias menores, permite mayores tiempos de integración y una disminución del ruido presente en la imagen de profundidad, especialmente en las zonas poco reflectantes.

Las cámaras pueden tener una óptica fija, y por lo tanto un ángulo de visión pre-determinado (habitualmente

CCD/CMOS se utiliza un prisma para dividir los tres colores primarios de las imágenes. La luz se divide en tres haces (con cada uno de los colores) que inciden sobre un CCD/ CMOS distinto, de esta forma cada CCD/CMOS obtiene solo uno de los valores de color del píxel. Las CCD tienen que estar muy bien alineadas para que no se den aberraciones en el color. En la actualidad, se observa un mayor uso de las cámaras con matriz Bayer, aunque se ha detectado un aumento en la utilización de cámaras con tres CCD. En algunos casos, puede ser interesante trabajar en las frecuencias diferentes de la luz visible a las que las cámaras son sensibles.

Por ejemplo, en el ámbito de la video-vigilancia, es especialmente interesante la capacidad de capturar imágenes en el rango del infrarrojo, ya que de esta manera las cámaras

pueden capturar imágenes en zonas oscuras iluminadas con una fuente de luz IR. En cambio, para realizar la inspección de cristales y plásticos es habitual trabajar con luz ultravioleta.

En estos casos, se deben poner los filtros de corte de IR, de luz-visible o de infrarrojo necesarios para permitir sólo la captura de las frecuencias que se deseen.

En el mercado también se pueden encontrar cámaras que permiten trabajar con frecuencias de luz diferentes a las de las cámaras convencionales. Estas cámaras tienen un uso creciente, aunque aún minoritario. Son útiles para afrontar problemas muy específicos, a veces no relacionados directamente con la industria sino también con la ciencia o incluso con la video-vigilancia. Por ejemplo, existen cámaras capaces de capturar la luz con frecuencias situadas en el infrarrojo medio, también

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■ Fuente: Rinkgbeck.

entre los 30º-70º), o tener ópticas intercambiables, que permiten variar el ángulo de visión, en este caso, conviene que el sistema de iluminación se pueda adaptar a la apertura de la óptica para iluminar la totalidad de la escena visible por la cámara.

Cabe señalar que existen alternativas a las cámaras ToF para obtener imágenes de profundidad. Los sistemas de estereovisión utilizan pares de cámaras para triangular los puntos de la escena vistas por las dos cámaras y así poder calcular una imagen de profundidad.

Estos sistemas tienen problemas en generar el mapa de profundidades en las zonas poco texturizadas, o para encontrar y separar los objetos de colores parecidos al del fondo donde se encuentran, en general, la calidad de la imagen de profundidades generada por estos sistemas se puede considerar de peor calidad que la obtenida mediante las cámaras ToF, aunque en determinados casos y con escenas muy controladas son una opción que puede aportar mayor resolución.

Otra alternativa a las cámaras ToF son los dispositivos basados en las técnicas de proyección patrones codificados de luz. Estos dispositivos suelen tener un llamadas cámaras térmicas ya que permiten inferir, en cierto grado, las temperaturas de los elementos que enfoca.

De manera relacionada, existen las cámaras multiespectrales e hiperespectrales, que posibilitan obtener imágenes donde cada píxel tiene información de la intensidad de múltiples frecuencias. Se puede imaginar que una imagen en escala de grises tiene un canal, una imagen a color tiene tres canales (un canal para cada color primario), una imagen multiespectral o hiperespectral tiene n canales.

El número de canales y su disposición en el espectro electromagnético varía según el tipo de cámara, aunque es habitual que estas cámaras puedan cubrir el mismo rango de frecuencias que las cámaras convencionales, ya que, de hecho, suelen usar el mismo tipo de sensor o sensores basados en

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elemento proyector de patrones luz (visible o infrarroja) y una cámara. En estos dispositivos se proyectan patrones de luz sobre la escena. De manera similar a los sistemas de estereovisión, el elemento proyector de luz y la cámara se encuentran separadas a una distancia determinada. Esto permite que, al identificar el patrón en la imagen capturada por la cámara sea posible triangular en el espació la posición del patrón. Si la densidad de patrones es suficientemente grande, se puede construir una imagen de profundidad. Ejemplos de estos tipos de sistemas son el utilizado por el dispositivo Kinect de Microsoft. Estos sistemas permiten evitar el problema de los dispositivos estereoscópicos en las regiones de la escena donde no hay texturas. También permiten evitar el problema de las cámaras ToF de las múltiples reflexiones. Pero las imágenes de profundidades que generan son en general más ruidosas que los de las cámaras ToF. En resumen, las cámaras ToF son un buen dispositivo para la obtención de imágenes de profundidad, aunque con algunas limitaciones en la resolución y las distancias de trabajo. Si la escena se adapta a los requerimientos de la cámara, proporcionan una imagen de mayor calidad que la mayoría de alternativas.

Además, aunque es una tecnología que se empieza a desarrollar a mediados de los años 90 del siglo pasado, en los últimos años ha sufrido un gran aumento y se esperan importantes mejoras que van a permitir mayor flexibilidad y mayor resolución.

tecnologías similares. El número de canales que se capturan puede variar desde cuatro hasta varios centenares, y depende del método que utiliza la cámara para obtener los canales espectrales. Las cámaras pueden usar sistemas multi-sensores basados en prismas con mecanismos similares a los de las tres CCD/CMOS de las cámaras a color, también pueden usar sensores multicapa que son capaces de proporcionar varios canales frecuenciales con un solo sensor, o usar espectrógrafos de imagen. Las cámaras basadas en espectrógrafos tienen la mejor resolución frecuencial, pero presentan el inconveniente de poder capturar solo una línea de la imagen (de manera similar a las cámaras lineales). Esta línea de la imagen se descompone en sus frecuencias y se proyecta sobre la CCD/CMOS de manera que cada fila del sensor tiene los valores de

intensidad de la línea de la imagen para una frecuencia concreta.

Otra opción es usar ruedas de filtros que permiten capturar con una misma cámara imágenes con distintas componentes frecuenciales, de manera que en escenas estáticas se puede obtener imágenes multiespectrales con una cámara convencional. Las cámaras basadas en espectrógrafos tienen la mejor resolución frecuencial, pero presentan el inconveniente de poder capturar solo una línea de la imagen (de manera similar a la cámaras lineales). Esta línea de la imagen se descompone en sus frecuencias y se proyecta sobre la CCD/CMOS de manera que cada fila del sensor tiene los valores de intensidad de la línea de la imagen para una frecuencia concreta.

Las cámaras multiespectrales e hiperespectrales tienen aplicaciones muy concretas. Es una tecnología

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que se utiliza mayoritariamente en entornos científicos. Las investigaciones en estos entornos están dando sus frutos y están apareciendo aplicaciones industriales que se pueden resolver con estas tecnologías.

Las cámaras lineales son unas cámaras que a diferencia de las cámaras convencionales no capturan una imagen rectangular sino una única línea, que fácilmente puede tener ■ Fuente: AdeptSight. resoluciones superiores a cesario tener en cuenta otros factores los 4.096 píxeles. En estas cámaras, no relacionados directamente con las la adquisición de la línea es muy características de las imágenes. El rápida, del orden de las decenas de millares de líneas por segundo. Si la bus de comunicaciones es el medio escena que se está capturando se está que utiliza la cámara para transmitir desplazando en sentido ortogonal al las imágenes capturadas al sistema de la línea de captura, la consecución de procesado de la imagen. La transde las diferentes líneas capturadas misión de imágenes es una acción que consume un alto ancho de banpermite obtener una imagen de da, la capacidad del bus determina la toda la escena. En los sistemas de visión basados en cámaras lineales resolución y la frecuencia de cuadro es habitual sincronizar la adquisición máximas de las imágenes. de cada línea de la imagen con el Tradicionalmente, los buses se han movimiento del elemento que se clasificado en analógicos y digitales. quiere inspeccionar. Estas cámaras Los buses analógicos transmiten una actualmente son muy utilizadas imagen utilizando señales analógicas para la inspección de procesos de que posteriormente el sistema de fabricación en continuo, como por procesado debe digitalizar. En cambio ejemplo la inspección del papel o en los buses digitales la imagen se la madera. transmite directamente en formato Las cámaras 3D son cámaras que digital. Los buses analógicos típicos permiten obtener el modelo tridise han basado en el formato PAL y NTSC. Estos formatos, que también mensional de la escena, o de una se han utilizado hasta muy recienteparte de esta. En el despiece “¿Qué mente para transmitir las imágenes son las cámaras time of flight?” se explican algunas de estas cámaras de televisión, definen una resolución y su funcionamiento. Estas cámaras de imagen y una frecuencia de cuason de relativamente reciente aparidro fijos, por ejemplo para PAL 576 x 768 píxeles a 25 cuadros por segundo. ción en el mundo industrial ya que las prestaciones que ofrecen no han Los buses analógicos se consideran permitido, hasta hace poco, su uso obsoletos, de bajas prestaciones en muchos de los procesos indusy están en desuso, aunque cabe triales. De hecho, es una tecnología señalar que en el mercado existen de la que aún se está en proceso de múltiples dispositivos para soportar conocimiento de sus posibilidades. estos buses y que permiten asegurar Es muy incipiente pero con muchas la compatibilidad con sistemas ya posibilidades futuras. Actualmente se existentes. están utilizando en aspectos relacioEn los buses digitales suele existir nados con la logística, la agricultura más flexibilidad para transmitir las y la ganadería. imágenes. Tanto la resolución de Para definir completamente las la imagen como la frecuencia de características de una cámara es necuadro pueden variar siempre que

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se mantengan por debajo del ancho de banda del bus. Por ejemplo, en una cámara típica de 1.3 Mpx, tres canales por píxel y ocho bits por canal (24 bits por píxel) y una frecuencia de cuadro de 30 imágenes por segundo, se tiene un flujo de datos de 936 Mb/s, por lo tanto, se requeriría de un bus con un ancho de banda superior a dicho valor para que la cámara pueda transmitir las imágenes al sistema de procesado.

Actualmente, los buses digitales más usados son los siguientes: • FireWire: 400 Mbit/s en su primera versión, en la actual 800 Mbit/s • USB2: 480 Mbit/s • GigE Vision: 1.000 Mbit/s • CameraLink: 5.440 Mbit/s en su configuración completa, aunque existen configuraciones del bus con menores anchos de banda.

Los anchos de banda mencionados son límites teóricos, pues durante una transmisión real no se alcanzan estos flujos de datos, no solamente por la aparición de errores durante la transmisión, sino porque también se debe contar con los datos adicionales que se deben transmitir para asegurar una transmisión correcta de los datos (payload).

A la luz de los resultados de la encuesta realiza se hace difícil establecer cuáles son los más utilizados, ya que los cuatro buses principales tienen su nicho de mercado, aunque sí parece que actualmente predominan los sistemas basados en USB2, FireWire y GigeVision sobre los sistemas basados en CameraLink. Esto se debe, posiblemente, a que los buses basados en CameraLink implican un mayor coste, no solo en la cámara, sino también en el sistema de procesado, y se utiliza sólo en los casos en los que se demanda un canal con un gran ancho de banda.

Actualmente, el ancho de banda es un problema real para aplicaciones donde se requieren imágenes de mucha resolución y con frecuencias de cuadro altas. De hecho, en algunos

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INFORME

packaging y el guiado de robots.

La tercera categoría contiene el software específico, esto es, las soluciones finales para el usuario.

Las soluciones pueden ser aplicaciones hechas a medida para un cliente concreto utilizando librerías de desarrollo, o pueden ser aplicaciones relativamente genéricas pero altamente configurables que posibilitan adaptarse a un conjunto de situaciones. En determinados casos, la frontera entre las librerías de desarrollo muy específicas y el software específico muy configurable es relativamente difusa.

El software se debe ejecutar sobre un hardware. La opción más simple, es el uso de cámaras inteligentes.

Las cámaras inteligentes poseen, aparte de la electrónica de captura de la imagen, un procesador con el cual tratar la imagen capturada sin necesidad de una CPU externa.

Son muy adecuadas cuando el objetivo que se busca es la facilidad de integración y comunicación.

Además, estas cámaras suelen tener un software estándar polivalente que puede resolver, sin necesidad de programación, determinados tipos Sistema de procesado de tareas. Por ejemplo, las cámaras El sistema de procesado de la imaiVu (Banner), que pueden realizar gen incluye tanto los algoritmos autónomamente tareas como la informáticos que permiten extraer inspección del correcto alineamiento de las etiquetas de un producto, o información útil de las imágenes la verificación de determinados elecomo el hardware que ejecuta estos mentos en la línea de montaje. algoritmos. La aparición de nuevos algoritmos provenientes de Actualmente se está increlos centros de investigación mentando la utilización de las (privados o públicos) es un cámaras inteligentes, ya que hecho habitual. Es por dicho el aumento de la potencia de motivo que los paquetes de cálculo de los procesadores software de visión por comque incluyen las cámaras putador están en constante inteligentes hace que cada evolución. Los paquetes de vez se puedan solucionar más software se pueden clasificar aplicaciones con este tipo de en tres categorías. equipos.

La primera categoría comLas alternativas, en general, prende las librerías para acincluyen el uso de un ordenaceder a los comandos de la dor. Para utilizar un ordenacámara y que permiten tanto dor en un sistema de visión, configurar la cámara como este debe disponer de placas acceder a las imágenes. La de captura (frame grabbers) intención de estas librerías que tengan implementado es poder desacoplar el desael mismo bus de comunicarrollo de las aplicaciones de ciones que la cámara. Estas visión artificial del control de placas de captura reciben las ■ Cámara inteligente para la inspección del correcto alineala cámara. De este modo, el imágenes de las cámaras y las do de las etiquetas. Fuente: Elion.

casos incluso el bus CameraLink puede ser insuficiente. Sin embargo, cabe señalar que se espera que en los próximos 5 años vayan llegando nuevos buses o nuevas versiones de los buses ya existentes que proporcionarán mayores velocidades. Así, se espera la llegada de cámaras con buses USB3 (4800 Mbit/s), 10GigE Vision (10.000 Mbit/s), CameraLink HS (hasta 48000 Mbit/s), CoaXPress (hasta 25000 Mbit/s).

Otros factores que determinan las características de una cámara son la presencia de puertos de entrada/salida de datos de control. Estos puertos pueden proporcionar la capacidad de sincronizar la cámara con otros elementos para que se capture la imagen justo cuando el objeto que se quiere analizar se encuentra delante de la cámara (trigger), o para sincronizar la captura de los datos con un sistema estroboscópico que ilumine la escena justo en los instantes en que se captura la imagen. Actualmente es muy frecuente que las cámaras proporcionen estas funcionalidades, que en general son bastante utilizadas en la industria.

programador no debe conocer los detalles de programación concretos de cada cámara, ya que accede a distintas cámaras mediante unas mismas instrucciones. Existen distintas librerías que dependen del fabricante de la cámara o del tipo de bus de comunicaciones que se quiere utilizar. Por ejemplo, en las cámaras con buses GigE Vision y Camera Link está muy extendido el uso GenICam; en cambio, para acceder a las cámaras con buses de transmisión fire-wire es más habitual el uso de IIDC-DCAM. La segunda categoría incluye las librerías de desarrollo de software.

Estas librerías agrupan conjuntos de funciones propias de la visión por computador, como pueden ser la detección de líneas, la clasificación de patrones, la obtención de datos estadísticos de la imagen, entre muchos otros. Existen multitud de librerías de desarrollo, que pueden ser genéricas y aptas para todo tipo de aplicaciones, como por ejemplo el software Halcon o el software Sapera, o pueden ser específicas para una tarea concreta, como por ejemplo el software SAL3D, que incorpora multitud de funciones relacionadas con la obtención de perfiles 3D mediante métodos de luz estructurada, así como funciones para tratar estos datos tridimensionales, o el software AdeptSight, útil para el desarrollo de aplicaciones relacionadas con el

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copian a la memoria interna del ordenador.

Existen distintos tipos de placas de captura. Las placas de captura analógica, actualmente en desuso, pueden recibir y digitalizar imágenes de un bus PAL o NTSC. Para leer los datos de las cámaras mediante buses digitales, el ordenador debe disponer de placas de captura para dichos buses. Como algunos de los buses digitales se sustentan en buses genéricos, como mínimo a nivel físico, es habitual que los ordenadores dispongan de placas de captura o de placas madre aptas para ■ Fuente: Infaimon. leer estos buses: USB, Firelos tridimensionales. Sin embargo, el Wire y GigE Vision. Sin embargo, suele ser posible añadir placas de aumento de los requerimientos en el captura adicionales de estos buses realismo del renderizado de modelos para no ocupar los buses originales tridimensionales ha hecho que estas o para permitir conectar más de un tarjetas sean cada vez más potentes, ordenador. y más programables. Actualmente, Una vez enviada la imagen a la las GPU se pueden utilizar para memoria del ordenador, este debe ejecutar una gran diversidad de ejecutar los algoritmos requeridos. algoritmos decenas y centenares de El ordenador debe disponer de sufiveces más rápido que en una CPU. ciente potencia de cálculo para poder Sin embargo, la programación en ejecutar los algoritmos en el tiempo GPU es muy compleja y aun resersolicitado, hecho siempre crítico, ya vada a “gurús”. que mayor capacidad de cálculo imCabe señalar que la mayoría de plica poder afrontar problemas más librerías de visión por computador complejos, poder tratar imágenes genéricas, actualmente ya incorpode más resolución u obtener mayor ran una porción de sus algoritmos número de imágenes tratadas por setraducidos y optimizados para ser gundo. Habitualmente el ordenador utilizados en CPU con varias uniejecuta los algoritmos en la unidad dades de proceso, con operaciones central de procesamiento (CPU). vectoriales e incluso para GPU. Sin La tendencia en la evolución de embargo, en algunos casos, si se las CPU es aumentar el número de quiere aprovechar la totalidad de núcleos de ejecución. Actualmente la potencia de cálculo es necesario es habitual que las CPU contengan 4 adaptar las soluciones específicas o más núcleos. Otra tendencia en la a estos nuevos paradigmas, tarea evolución de las CPU es proporcionar que puede ser realmente ardua, operaciones con capacidad de operar especialmente en la programación sobre múltiples datos en una única de GPU. operación (operaciones vectoriales).

La alta velocidad de transferencia Aprovechar totalmente la potencia de de algunos de los buses y/o el coste cálculo de la CPU ofrecidas por este computacional de algunos algoritmos tipo de prestaciones requiere de cierde procesado puede hacer que algutas habilidades en la programación de nas veces sea imposible alcanzar la los algoritmos. Las tarjetas gráficas potencia de cálculo requerida aun de los ordenadores (GPU) están utilizando todos los recursos disponipensadas para realizar los cálculos bles en el ordenador. En este sentido, intensivos del renderizado de modela llegada de los nuevos puertos de

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comunicación que permitirán mayores tasas de frecuencia de cuadro y resoluciones de imágenes mayores, requerirán sustentarse en mayores potencias de cálculo, empeorando la situación.

Para los casos en que se requiere más potencia de cálculo que la proporcionada por un ordenador existen distintas alternativas. Una primera solución es aumentar el número de PC a utilizar, pero tiene el inconveniente de tener que reprogramar los algoritmos para poder distribuirlos entre los distintos ordenadores, tarea que puede no ser trivial. Otra alternativa es el uso de placas de captura con procesador incorporado para realizar partes del procesado de la imagen y dejar la CPU del ordenador libre para otras tareas. Actualmente existen placas de captura con procesador para los buses GigE Vision y Camera Link.

El uso de placas de captura con procesador es poco frecuente, ya que requieren la adaptación de los algoritmos a los recursos hardware de la tarjeta, pero permite resolver problemas que de otra manera serian difícilmente abordables.

Conclusiones En general se puede decir que el mercado está muy abierto, con gran variedad de soluciones que se pueden aplicar a una gran variedad de aplicaciones. Esto es síntoma del gran crecimiento que sigue teniendo la visión por computador en la industria. La continua aparición de tecnologías más potentes y de procedimientos más refinados permite extender la visión por computador a una gran variedad de aplicaciones.

Actualmente se pueden encontrar soluciones de visión por computador no solo en las líneas de montaje sino prácticamente en todos los puntos de la cadena productiva, desde la gestión de las materias primas, hasta la distribución del producto.

Miquel Casamitjana, Enric X. Martín

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Digital Firewire B

Serie Prosilica GE Artray/Infaimon/ Serie www.infaimon.com Artcam

Gigabit Ethernet USB2

C/M

Sí Visible

C/F

Sí

_

CCD

Progre- 3,3 a 205 C/M sivo

Sí Visible

C/F

Sí

_

Microbolómetro

Progre- 25 sivo

_ _

Rango de precios

Montura lente

Frame rate

Tipo de sensor/ tamaño

CCD 90º: 55.6 x 66.8 x 124.5 mm a 180º: 34.3 x 66.8 x 147.3 mm Presence Ethernet / 1280 x 1024 CMOS pixels 90º: 55.6 x Plus P4 RS232 66.8 x 124.5 OMNI 1.3 Video: PC o NTSC mm a 180º: 34.3 x 66.8 x 147.3 mm 752 x 480 3 CCD Presence Ethernet pixels 90º: 55.6 x Plus P4 /RS232 66.8 x 124.5 Color Video: PC o NTSC mm a 180º: 34.3 x 66.8 x 147.3 mm Gigabi1312x1082 _ BCB Informática y PhotonControl/ Focus de tEthernet alto rango (GigE) www.bcb.es dinámico (LinLog) Flir A615 Ethernet 640x480 _ Presence Plus P4 OMNI

48 fps

M

No Infrarro- Inte- Sí jo 8~14 grada µm No No C Sí

26,8 fps

M

No No

C

Sí

_

17 fps

C

No No

C

Sí

_

_

_

M

_

Visible

C

Sí

_

_

_

_

_

Infrarrojo lejano.

LWIR (8-12 micra)

_

640 x 480 Etherne/ pixels RS232 Video: PC o NTSC

I

Control exposición

Progre- 3 a 208 sivo

Espectro

CCD

Resolución 640 a 4872 x 480 a 3248 640 a 4872 x 480 a 3248 320 a 640 x 240 a 480

Modo de escaneo

Sincronización

Allied/Infaimon/ Serie www.infaimon.com Pike

Banner/Elion/ www.elion.es

88

Modelo

Fabricante/ Suministrador/ Web

Interface

En esta relación sólo aparecen aquellas empresas conocidas por esta redacción que han respondido a nuestra demanda de información.

C:color I: infrarrojo M: monocromo

Equipos de visión. Cámaras suministradas en España

CMOS

Progre- 75 a 300 sivo

M

Sí Visible

CameraLink

640 a 1400 x 480 a 1024 8192 a 12288 x 1

Op_ tica zoom de incorporada C Sí

CCD lineal

_

M

Sí Visible

M72

Sí

_

IDS/Infaimon/ Serie SE www.infaimon.com

Gigabit Ethernet o USB

640 A 3840 x 480 a 2748

CCD o CMOS

C/M

Sí Visible

C

Sí

_

Ikusmen/ Insight www.ikusmen.com 5100

_

640 x 480

1/3”

Rolling shutter/ global shutter _ 60 fps

M

_

_

C

_

_

Insight 5403 Insight 5605 Insight 5400C Micro Insight 1100 Micro Insight 1100C Micro Insight 1100

_

1600 x1200 1/1.8”

_

15 fps

M

_

_

C

_

_

_

2448 x 2048 1/1.8”

_

_

M

_

_

C

_

_

_

640 x 480

1/3”

_

60 fps

C

_

_

C

_

_

_

640 x 480

1/3”

_

60 fps

M

_

_

C

_

_

_

640 x 480

1/3”

_

60 fps

C

_

_

C

-

-

_

640x480

1/3”

_

60 fps

M

_

_

C

_

_

Dalsa/Infaimon/ Serie Gewww.infaimon.com nie HM

Gigabit Ethernet

Serie Piranha3

23000 a 33000 lineas 3 a 75

_

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Equipos de visión. Cámaras suministradas en España

Keyence/ Bitmakers/ www.bitmakers. com

C

Sí

_

Lineal

C/I

Sí Visible e infrarrojo

F, M42

Sí

_

Serie C3 basic BM/BB Serie CV

Gigabit Ethernet

Progre- 15 a 30 sivo

M/C

Sí Visible

C

Sí

_

Sí Visible

C

Sí

_

CVH035M

Keyence

640 x 480

C/M Progre- 25 a 60 sivo y entrelazado Progre- 200 img/s M/C sivo

Sí Visible

C

Sí

_

Keyence

1600 x 1200 CCD, 1/1,8

Progre- 34 img/s sivo

M/C

Sí Visible

C

Sí

_

Keyence

2432 x 2050 CCD, 2/3

Progre- 16 img/s sivo

M/C

Sí Visible

C

Sí

_

M

CVH200M/ CVH200C CVH500M/ CVH500C Mesa Imaging/ Serie Infaimon/ SR4000 www.infaimon.com - 3D Mikrotron/ Serie Infaimon/ Motion www.infaimon.com Blitz Omron/ Cámaras http://industrial. sistema omron.es de visión Xpectia

Cámaras sistema de visión ZFX

Photonfocus/ Infaimon/ www.infaimon.com Qimaging/ Infaimon/ www.infaimon.com SAT/Infaimon/ www.infaimon.com

Ranger

176 x 144

TOF

3D

Gigabit Ethernet

512 a 1696 x 512 a 1710 Desde VGA hasta 5Mpixeles

CMOS

Progre- 118 a sivo 5000

Diferentes modelos de CCD, desde 1/3inch hasta 2/3 inch

_

_

659 x 494 pix

54

Rango de precios

Espectro

Frame rate

Resolución

CCD, 1/3

USB 2.0 y ethernet

Serie MV- Cameralink 1024 a 2048 3D y Gigabit x 1024 a ethernet 1088 1392 a 2048 Serie Digital Retiga Firewire B x 1024 a 2048 Serie HO- USB 2.0 160 a 384 x TFIND 120 a 288

Satir/Infaimon/ Serie www.infaimon.com Hotfind Sick/ www.sick.es

1392 a 2456 CCD x 1040 a 2058 Analógica o 640 a 2048 CCD Cameralink x 480 a 2048

19049 lineas

Control exposición

Sí Visible

Montura lente

M

Modo de escaneo

Progre- 10 a 30 sivo

Serie LQ 4CCD

1280 a 2560 CMOS x 1024 a 1920 Cameralink 2048 x 4 4 CCD lineal

Tipo de sensor/ tamaño

Serie iQe- Digital ye Pro 7 Ethernet

Interface

Sincronización

IQinVision/ Infaimon/ www.infaimon.com JAI/Infaimon/ www.infaimon.com

Modelo

Fabricante/ Suministrador/ Web

C:color I: infrarrojo M: monocromo

En esta relación sólo aparecen aquellas empresas conocidas por esta redacción que han respondido a nuestra demanda de información.

89 3D

_

Sí

_

Sí Visible

C

Sí

_

ElecDiferC/M tronic entes shutter modelos, desde 16fps a 80fps

Sí _

11003500

1/3inch

90 fps Electronic shutter

Sí _

CMOS

Progre- 150 a 340 M sivo

Sí Visible

Mon- _ taje tipo Co lente integrada Mon- _ taje tipo Co lente integrada C Sí

CCD

Progre- 4 a 11 sivo

M/C

Sí Visible

C

Sí

_

Microbolómetro

Progre- 50Hz sivo

I

Inte- Sí grada

_

I

Sí Infrarrojo 8~14µm No Infrarrojo 8~14µm _ Visible

Inte- Sí grada

_

USB 2.0

160 a 384 x Microbolómetro 120 a 288

Progre- 50/60Hz sivo

GigE

Upto 3072x1

Rolling

CMOS

M/C

C/M

Up 35000 M/C

Sí

9002000

_

CSof2500Mount tware 10000 configurator

INFORME

Automática e Instrumentación

Febrero 2011 / n.º 426

Unitronics/ www.unitronics www.unitronicsvisionip.com

90

Vision Components/ Infaimon/ www.infaimon.com Xenics/Infaimon/ www.infaimon.com

1200/ 2100

Ethernet, RS232, Profibus, configuración web

640 x 480/1024 x 768

CCD1/3”

M

Sí Visible

Pentax minilents

Sí

2200/ 4500

Software y externo Software y externo Software y externo Software y externo Sí

500/ 2200

Full25 fps frame shutter

Scout

GigE Vision VGA-2Mpiy 1394b xels

CCD y CMOS- Progre- Hasta ¼’’ a 2/3’’ sivo 120fps

C/M

Sí Visible y C y NIR CS

Pilot

GigE Vision VGA-5Mpixels

CCD – ½’’ a 1’’ Progre- Hasta sivo 210 fps

C/M

Sí Visible y C NIR

Aviador

GigE Vision 1 a 4Mpixels CCD – ½’’ a 1’’ Progre- Hasta sivo 120fps y Camera Link

C/M

Sí Visible y C NIR

ACE

GigE Vision VGA-2Mpixels

Serie VC RS232/ Optimum Ethernet

640 a 1600 x 480 a 1200

CCD/CMOS¼’’ a 1/1.8’’

Progre- Hasta sivo 100fps

C/M

Sí Visible y C NIR

CCD

Progre- 10 a 242 sivo

M/C

Sí Visible

Sí InfraC Sí rrojo 0.9~1.7 µm y 1.1~2.5 µm Sí InfraInte- Sí rrojo grada 0.9~1.7 µm y 8~14 µm

Serie Xeva

USB 2.0 y 320 a 640 X InGaAs Cameralink 256 a 512

Progre- 25 a 350 sivo

I

Serie Meerkat Fix

Ethernet

Progre- 50 sivo

I

320 a 384 X Microbolóme256 a 288 tro e InGaAs

C

Rango de precios

Control exposición

Inte- Sí grada

Montura lente

Sí Visible

Espectro

M

Frame rate

CMOS, WVGA Full25 fps frame shutter

Modo de escaneo

752 x 480

Tipo de sensor/ tamaño

Ethernet, RS232, Profibus, configuración web

Resolución

Sincronización

Siemens S.A. MV420 www.automation. siemens.com/ mcms/automation/ es/identificationsystems/Pages/ Default.aspx MV440

Interface

Fabricante/ Suministrador/ Web

Modelo

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C:color I: infrarrojo M: monocromo

Equipos de visión. Cámaras suministradas en España

1500/ 2500

1800/ 2500

300/ 800

_

_

_

INFORME

Febrero 2011 / n.º 426

Automática e Instrumentación

Dalsa/Infaimon/ www.infaimon.com

IDS/Infaimon/ www.infaimon.com

PCMCIA

Procesador integrado

Número bits

Color: C Monocromo: M

E3000104 PCMCIA 1394b, 1x6, 2x9 pol

Frame rate

Modelo

Allied/Infaimon/ www.infaimon.com

Nº cámaras

Fabricante/ Distribuidor/Web

Interface PC

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Formato video

Dispositivos de adquisición de video para PC: Frame Grabber suministrados en España

Digital firewire

3

64 MByte/s

C/M

_

_

E3000119 Express Card1394b, PCI Ex1x9 pol press

Digital firewire B

1

64 MByte/s

C/M

_

_

K0000206 Placa FireWire(a) 2 Bus OHCI, 2 conectores

PCI

Digital firewire

2

64 MByte/s

C/M

_

_

K0000207 Placa FireWire(a) 2 Bus OHCI, 4 conectores

PCI

Digital firewire

4

64 MByte/s

C/M

_

_

K0000348 Placa PCI 1394B con conexión Fibra óptica

PCI

Fibra óptica

2

64 MByte/s

C/M

_

_

K0000349 Placa PCI Express 1394B con conexión Fibra óptica

PCI Express

Fibra óptica

2

64 MByte/s

C/M

_

_

PC2 Comp Express PCIe x1

PCI Express

Analógico progresivo

8

_

C/M

8-bit/pixel o 16-bit YUV

_

PC2-Camlink Frame Grabber

PCI-32

Digital cameralink

2

_

C/M

8, 10, 12, 14 & 16 bits/pixel

_

PC2Vision Express FrameGrabber PCIe x1

PCI express

Analógico progresivo

6

_

C/M

8-bit/pixel

_

PC2-Vision Frame Grabber

PCI-32

Analógico progresivo

6

_

M

8-bit/pixel

_

X64 XCelera-CL DUAL

PCI Expre- Digital cameralink ss (x4)

2

_

C/M

8, 10, 12, 14 & 16 bits/pixel

_

X64 XCelera-CL Full

PCI Expre- Digital cameralink ss (x4) full

1

_

C/M

8, 10, 12, 14 & 16 bits/pixel

_

X64-Analogo QUAD 4 canales independientes

PCI-64/ PCI-X 66

Analógico progresivo

4

_

C/M

8-bit pixel

_

X64-CL Dual- 66/85MHz32MB/2GB

PCI-64/ PCI-X 66

Digital Cameralink

2

_

C/M

8, 10, 12, 14 & 16 bits/pixel

_

X64-CL Express 85MHz32MB Ram 2 canales CameraLink Base

PCI Express

Digital cameralink

2

_

C/M

8, 10, 12, 14 & 16 bits/pixel

_

X64-CL Full66/85MHz 32MB/2GB

PCI-64/ PCI-X 66

Digital cameralink full

1

_

C/M

8, 10, 12, 14 & 16 bits/pixel

_

X64-CL iPro con 32MB, 85MHz con Shading Correction y Bayer

PCI-64/ PCI-X 66

Digital cameralink

2

_

C/M

8, 10, 12, 14 & 16 bits/pixel

_

X64-CL iProLite 32MB, 85MHz

PCI-64/ PCI-X 66

Digital cameralink

2

_

C/M

8, 10, 12, 14 & 16 bits/pixel

_

X64-LVDS 32MB

PCI-64/ PCI-X 66

Digital LVDS

2

_

M

8, 10, 12, 14 & 16 bits/pixel

_

XCelera-AN LX1 Quad 4 entradas analógias -128MB memoria

PCI Express

Analógico progresivo

4

_

C/M

8 bit/pixel

_

XCelera-CL LX1 Base PCIex1, PoCL, 85Mhz

PCI Express

Digital cameralink

1

_

C/M

8, 10, 12, 14 & 16 bits/pixel

_

XCelera-CL PX4 SE Full special edition

PCI Expre- Digital cameralink ss (x4) full

1

_

C/M

8, 10, 12, 14 & 16 bits/pixel

_

XCelera-CL PX8 Full

PCI Expre- Digital cameralink ss (x8)

1

1Gbyte/s

C/M

Hasta 16bits/pixel

_

XCelera-HS PX8

PCI Expre- HSLink ss (x8)

1

1,5Gbytes/s

C/M

Hasta 8bits/pixel

_

XRI-1600 CL -Placa de Proceso especial aplicaciones rayos X

PCIe x4

Digital Cameralink

1

_

C/M

10, 12, 14 & 16 bits/pixel

_

Falcon color/M 3 entradas video

_

Analógico PAL

3

_

_

_

_

Falcon Express 3 video inputs

_

Analógico PAL

3

_

_

_

_

91

INFORME

Automática e Instrumentación

Febrero 2011 / n.º 426

IDS (cont.)

IO Industries/ Infaimon/ www.infaimon.com

National Instruments Spain/ www.ni.com/es

92

Omron/ http://industrial. omron.es

Pleora/Infaimon/ www.infaimon.com

Silicon Software/ Infaimon/ www.infaimon.com Unitronics/ www.unitronics

Procesador integrado

Número bits

Color: C Monocromo: M

Frame rate

Modelo

Nº cámaras

Fabricante/ Distribuidor/ Web

Interface PC

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Formato video

Dispositivos de adquisición de video para PC: Frame Grabber suministrados en España

Falcon plus Frame Grabber color/M 4 video inputs

_

Analógico PAL

4

_

_

_

_

Falcon quattro 16CVB inputs, 4 trig inputs 768x576

_

Analógico PAL

4

_

_

_

_

Falcon quattro Express 4-16 video inputs

_

Analógico PAL

16

120 fps

_

_

_

CLFC-Dual DVR Express tarje- PCI ta de grabación cameralink full a FibCHD

Digital cameralink full

1

_

C/M

Color 24/30/48 y M 8 a 16 bits

FPGA

CLFC-Full DVR Express tarjeta PCI de grabación cameralink Full a FibCHD

Digital cameralink full

1

_

C/M

Color 24/30/48 y M 8 a 16 bits

FPGA

NI PXIe-8234

PXIe

GigE

2

_

_

_

No

NI PCIe-1433

PCIe

CameraLink

2

_

_

_

No

NI-1483 + NI FlexRIO

PXIe

CameraLink

4

_

_

_

Sí

PCI-8254

PCI

IEEE 1394a y IEEE 1394b

2

_

_

_

No

NI EVS-1464RT

Ethernet

GigE y IEEE 1394 4

_

_

_

Sí

NI 1764 Smart Camera

Ethernet

Camara Integrada _

_

_

_

Xpectia

Controlador Analógico industrial.

Comunicaciones Ethernet, E/S y serie con PC

Hasta 1/10 a 4 1/50000

Desde _ VGA a5 Mpixel

_

ZFX

Idem

VGA

_

_

FQ

Analógico Camara y controlador todo en uno (sistema industrial)

Hasta 1/170 a 4 1/20000 1 1/250 a 1/30000

VGA

_

_

PT1000ANL-1-6V2E6 analog multiplexed to Gige enclosed unit -1 canalx6mux

_

Analógico PAL

6

_

_

_

_

PT1000ANL-2-12V2-board 12 analog multiplexed to Gige, 2 canalesx6mux

_

Analógico PAL

12

_

_

_

_

PT1000ANL-2-6V2E board 6 _ analog multiplexed to Gige enclosed unit - 2 canalesx3mux

Analógico PAL

6

_

_

_

_

MicroEnable IV Serie A

PCIe x1 / PCIe x4

Cameralink/ Gigabit Ethernet

2

900MBy- C/M te/s

_

FPGA

MicroEnable IV Serie V Morphis

PCIe x1 / PCIe x4 PCI/PCIe

Cameralink/ Gigabit Ethernet Analógico estándar

2

900MBy- C/M te/s Hasta 25 por PAL/ 16 canal EIA

_

FPGA

_

Solios

PCI/PCIe

Radient

PCIe

Analógico, cameralink y GigE Cameralink

VIO

PCIe

Hasta 4 Hasta 4 Hasta 2

Compresor Jpeg 2000 opc.

FPGA opc.

FPGA opc. _

Analógico

Analógico HD y SDI

Hasta _ 85MHz Hasta _ 85MHz Hasta 60 _ fps

_ _ _

Sí

SIDE

Aplicaciones

 ROBÓTICA

Automática e Instrumentación

Febrero 2011 / n.º 426

Soluciones innovadoras en soldadura guiada y encajonado multiformato

Aplicaciones modernas de la robótica industrial Los fabricantes de robots industriales viven tiempos de nuevas oportunidades. Casi agotadas sus posibilidades de crecimiento en los caladeros más tradicionales (con la automoción como máximo exponente), han pasado a dedicar buena parte de sus esfuerzos al desarrollo de soluciones innovadoras que les permitan introducirse en nuevos sectores industriales. En este artículo se presentan dos casos de éxito desarrollados con productos del fabricante Fanuc Robotics por un integrador especializado.

94

E

n el marco de las IV Jornadas sobre tecnologías y soluciones para la Automatización Industrial (JAI’2010), Óscar Rodríguez –responsable de la zona norte de Fanuc Robotics– y Germán Artuso –comercial de TIER1 y soldadura de Fanuc Robotics– compartieron su ponencia con Ramón González López, gerente de la empresa Simaupro, que describió dos innovadoras aplicaciones industriales de la robótica, relacionadas con procesos de soldadura guiada y encajonado automático. En las siguientes páginas se describen, brevemente, las características más relevantes de cada una.

Soldadura guiada entre mallas de metal desplegado y estructuras metálicas Uno de los usos actuales de la malla de metal desplegado –o malla de metal deployé– se localiza en el sector de la automoción. En concreto, con ella se realiza hoy en día la barrera anti-intrusión de la carga hacia el habitáculo en furgonetas de uso industrial, desplazando a la más tradicional malla electro-soldada.

El proceso de fabricación de esta malla consiste en la transformación de un laminado plano en una malla que, manteniendo el espesor del laminado, por medio de cortes

■ Malla de metal desplegado con forma romboidal.

y estiramientos, se transforma en una malla nervada, con multitud de formas (por ejemplo, romboidal), que se muestra en la figura superior.

Gracias al bajo coste del proceso de fabricación y del material, su uso se extiende en el mercado de manera imparable y –cómo no– en un mercado tan competitivo como el de la automoción, en el que permite reducir los costes de las barreras antiintrusión. Sin embargo, los cortes periféricos de cada pieza de malla para su unión a la barrera se realizan mediante troquelado, de manera que en función del punto en el que coincidan las aristas de corte del troquel con la que presente la malla en ese punto en el momento del golpe, la forma de los extremos es completa-

mente aleatoria y singular.

La unión de la malla a la estructura tubular de la barrera se realiza en la mayor parte de los casos mediante soldadura con arco eléctrico (en lugar de soldadura por resistencia) con el objetivo de fundir las puntas y aristas cortantes de la malla y evitar, así, un caro proceso posterior en la fabricación de estas barreras antiintrusión. De modo que esta unión soldada requiere de un número muy considerable de pequeños puntos y cordones de soldadura. Cuando este proceso de soldadura es manual, los costes (mano de obra, hilo de la máquina de soldar, control de calidad y derivados de la deficiente ergonomía del puesto) son tan elevados que, en ocasiones, el uso de esta malla de bajo coste convierte el proceso en caro y, por tanto, no competitivo.

Es necesario, por tanto, plantear la robotización del proceso de soldadura para reducir estos costes.

Sin embargo, y atendiendo a esa aleatoriedad de formas en la línea perimetral de la malla troquelada, no existen condiciones suficientes para permitir una robotización simple del proceso. Con una mera programación de coordenadas, como si de cualquier otra con repetibilidad de posición se tratara, no es posible generar la unión de la malla con la

ROBÓTICA  Febrero 2011 / n.º 426

estructura tubular de la barrera. El robot no tiene forma de identificar el punto en el que debe situarse para efectuar el cordón.

Una solución posible es dotar al robot de “vista” para que pueda primero identificar los puntos que deberá unir. Dicho de otro modo, una solución puede encontrarse en la integración de la robótica con la visión artificial 3D. Si se puede obtener una imagen tridimensional de la malla colocada sobre la estructura a la que ha de ir unida, podrán entonces generarse las trayectorias que el robot debe realizar para situar la antorcha de soldadura en la posición exacta que permita obtener una unión con arco eléctrico.

Simaupro, como empresa especializada en visión artificial y robótica, se planteó este reto poniendo en marcha un proyecto de investigación para integrar estas dos tecnologías y materializarlo en un prototipo, desarrollado en estos últimos años. Este prototipo, ya concluido en este momento, ha demostrado la viabilidad de esta integración y por consiguiente la industrialización del proceso, con un coste realmente bajo.

Los elementos que componen este prototipo son (figura inferior): • Un robot Fanuc de 6 ejes, utilizado habitualmente en soldadura.

• Una cámara de visión artificial 3D, que permite obtener imágenes tridimensionales.

• Una iluminación láser de línea,

Aplicaciones Automática e Instrumentación

■ Fotografías de la malla sobre la estructura tubular. Pueden apreciarse las puntas y aristas cortantes, además de la variedad y aleatoriedad de los extremos de la malla.

en combinación con la cámara.

• Un PC industrial, para procesar la imagen y generar las trayectorias del robot.

• Un equipo de soldadura MAG. En la citada figura puede verse el robot y, en la muñeca del mismo, la antorcha y el equipo de visión 3D. Con esta configuración, es el mismo robot el que desplaza la cámara sobre la pieza para obtener la imagen 3D y, posteriormente, lleva a cabo la unión de la malla al tubo. Se trata de la configuración más simple que puede hacerse y es aplicable a procesos donde el tiempo de ciclo no sea una prioridad. Dependiendo de la precisión que se requiera (con un límite en el rango de la décima de milímetro) el tiempo necesario para la obtención de la imagen variará, pudiendo llegar a ser muy rápido cuando no sea necesaria mucha precisión. Evidentemente, a mayor precisión mayor será el tiempo necesario para la adquisición.

Sin embargo, es posible diseñar otras configuraciones que permiten

■ Robot Fanuc de 6 ejes con antorcha y equipo de visión 3D.

reducir considerablemente el tiempo de ciclo de la operación. Para ello, será necesario aumentar el número de robots, dedicando uno de ellos a la operación de escaneo y haciendo que los otros se encarguen de la soldadura. En la figura de la página siguiente se muestra una configuración con dos robots, en la que uno de ellos realiza ambas operaciones (escaneo y soldadura), mientras que el segundo se dedica íntegramente a soldadura, optimizándose así el tiempo de ciclo.

Además de generar las trayectorias para el robot, el sistema de visión puede cambiar el conjunto de parámetros de la máquina de soldar para adaptarlo a la cantidad de masa férrea que se va a fundir. O, si fuera el caso, no ejecutar la soldadura si la distancia entre un extremo de la malla y el tubo fuese demasiado elevada y no hubiese garantía de obtener una unión dentro de los niveles de calidad exigidos. En la web www.simaupro.com puede verse un vídeo demostrativo de esta aplicación (en el que no se presta atención al tiempo de ciclo sino a la precisión).

El éxito de esta integración abre nuevas posibilidades para todos aquellos procesos en los que exista aleatoriedad de posición y que no permita una robotización simple, o donde los sistemas de guiado o de corrección de la posición integrados en la gama de productos del fabricante del robot no sean suficientes para garantizar la calidad de la operación.

También, es posible utilizar el sistema como equipo de medida en una línea de producción para hacer un control dimensional unitario. En resumen, cualquier necesidad de dotar de vista a un robot para realizar operaciones es hoy en día posible gracias al avance

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Aplicaciones

 ROBÓTICA

Automática e Instrumentación

Febrero 2011 / n.º 426

■ Configuración con dos robots.

de estas tecnologías y a la reducción de costes de los componentes, por su cada vez mayor popularidad y su masiva fabricación.

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productos de mayor precio o desean darse algunos lujos.

En definitiva, el mercado de las marcas blancas ha aumentado considerablemente y, como respuesta, las grandes superficies comerciales o cadenas de supermercados han entrado en una competencia de precios sin igual. Dentro de sus estrategias de ahorro de costes está la de optimizar el tiempo de reposición de los productos en las estanterías de los supermercados o la de variar la oferta del mismo producto en función de la temporada del año o de fechas señaladas.

Esto obliga a los fabricantes de conservas a evolucionar y mejorar su

Encajonadoras multiformato Uno de los crecientes mercados de la automatización de procesos industriales es la robotización del sector de la alimentación, y en concreto del sector conservero. Con la necesidad de abrirse al mercado mundial y competir con mano de obra más barata, sólo hay un camino para no verse abocado al cierre de una fábrica de conservas: la automatización de todos los procesos productivos y la mejora constante para hacer estos procesos más económicos, ■ Robot Fanuc, celrápidos y eficientes. dilla y transportador Por otro lado, las grande banda. des superficies comerciales conviven también en un mercado muy competitivo en el que precio y calidad juegan un papel de suma importancia en la actualidad. Es obvio, ya hoy en día, que las costumbres de consumo han cambiado y siguen cambiando debido a la crisis actual. El ahorro en la cesta de la compra es una necesidad en las personas más afectadas y cautiva la atención de las familias que todavía pueden comprar algunos

proceso de packaging y de package, el primero referido al envoltorio del producto, y el segundo al embalaje donde se agrupan estos productos para su transporte y manipulación, es decir, la caja. De un mismo tamaño de lata de conserva se ofertan en estas superficies comerciales diferentes packs con dos, tres, cuatro o seis latas y con diferentes serigrafías (incluyendo las promociones).

Por otro lado, estos packs de conservas están contenidos en una caja serigrafiada con la marca del fabricante, o de la comercializadora, directamente sobre la estantería: es la caja expositora. Esto produce como resultado un ahorro de costes en el personal de reposición del producto en las estanterías, pero obliga a una colocación concreta de los packs en el interior de la caja para que la marca comercial sea visible, de manera diferente a cómo se colocan en la caja cuando los packs se reponen uno a uno en las estanterías. Por este motivo, los fabricantes se ven obligados a hacer cambios y mejoras en sus sistemas productivos finales de embalaje. Sus necesidades se concretan en: • Velocidad de proceso (packs/ min).

• Cambio rápido de referencia. Series más cortas y más referencias.

• Capacidad para nuevos formatos.

• Bajo coste del proceso.

Simaupro ha iniciado su andadura en el mercado de la maquinaria para package diseñando una encajonadora totalmente innovadora que cubre a la perfección estas necesidades. Se trata de una máquina encajonadora multiformato, con cambio rápido de referencia, capacidad para multitud de formatos y bajo coste, sin olvidar por ello la alta velocidad de encajonado.

Su diseño (figura inferior) se encuentra protegido por patente y se basa en la utilización de un robot Fanuc de brazo articulado, un transportador de banda y un útil de cambio para

ROBÓTICA  Febrero 2011 / n.º 426

cada referencia como herramienta del robot. El concepto es tan simple que hace que el precio del sistema sea inferior a cualquier otra máquina multiformato, pero enormemente versátil (para adaptarse a cualquier referencia).

El funcionamiento del sistema se basa en encestar los packs en la garra del robot. Una vez que el transportador de banda está cargado y se pone en marcha, los packs salen ■ Máquina encajonadora con optimización de espacio. despedidos y se introducen en el útil situado en la muñeca del robot (que llamaremos portador de salida que cierra la caja al paso y la entrega al sistema de celdilla). El robot de 6 ejes aporta una paletizado. En otras tipologías, con gran ventaja respecto a la maquinadiferentes prestaciones, se descargan ria tradicional: un simple juego de parámetros hace posible adaptar, con los packs sobre planchas de cartón para luego formar la caja (embalaje mucha precisión, las posiciones de wrap around) o en una caja ya la celdilla para cualquier referencia. conformada.

Esta celdilla, que es el útil de cambio, Además, la disposición espacial es simplemente una caja de acero con del robot, el transportador de banda algunos dispositivos neumáticos que y el útil de apertura o formación de retienen los packs cuando entran y la caja puede adaptarse al espacio que luego desbloquean el paso en el disponible. Esta flexibilidad permomento de la descarga.

En función de la tipología de mámite colocar toda esta maquinaria quina, la caja expositora puede estar en espacios realmente reducidos. ya colocada en la parte trasera de la Prácticamente sólo existe una liceldilla, con lo cual la descarga se mitación de espacio que viene dada haría directamente sobre un transpor la longitud del transportador, ya

Aplicaciones Automática e Instrumentación

que ha de contener todos los packs que se vayan a introducir en la caja más un desviador para formar las filas. Por ejemplo, si se desea formar un paquete de cuadripack RO-100 (300 mm de longitud), en una formación de 6 columnas y cuatro filas, será necesario disponer de una longitud de 1.200 mm (4x300 mm) más 600 mm de longitud de desviador, con un total de 1.800 mm. Como el robot puede estar delante del transportador o a un lado, se podrá elegir aumentar el ancho o el largo a partir de esos 1.800mm. La formación de la caja puede también estar a uno u otro lado, delante o incluso encima del transportador, optimizándose de este modo el espacio necesario. En la figura superior se muestra una posible disposición para espacios reducidos.

Y en la parte inferior se muestran varias imágenes de una instalación con dicha disposición, donde puede verse además el transportador de salida (en el que las cajas se cierran al paso de las mismas). En esta configuración, el robot obtiene primero la caja expositora de la formadora para, posteriormente, depositarla con los packs ya en su interior en el transportador de salida. En la web www. simaupro.com puede verse un vídeo de este sistema en funcionamiento (en este caso, la caja expositora es capturada por la celdilla antes de iniciar la carga) Ramón González López Gerente de Simaupro José Ignacio Armesto Quiroga Presidente del comité organizador de las Jornadas JAI’2010 Universidad de Vigo Es posible visualizar los vídeos y presentaciones en las JAI de este artículo en: http://tv.uvigo.es/es/serial/ 859.html

97

Aplicaciones

 VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

Automática e Instrumentación

Febrero 2011 / n.º 426

Con tecnología ABB

Estaciones de recarga para vehículos eléctricos Para la implementación de este tipo de vehículos es necesaria la distribución de puntos de recarga por todo el territorio, y es por eso que las administraciones públicas han unido esfuerzos y están incentivando la implantación de infraestructuras para apostar por un modelo de movilidad sostenible mediante el vehículo eléctrico. Algunos proyectos, que ofrecen escalabilidad y fiabilidad gracias a la tecnología que utilizan, ya están viendo la luz.

D

98

esde finales del año 2008 Initzia Renovables está trabajando en el campo de la movilidad sostenible elaborando diferentes soluciones para la recarga energética de vehículos eléctricos, diseñando y fabricando Estaciones de Recarga para Vehículos Eléctricos (ERVE) basadas en la tecnología ABB (partner tecnológico de Initzia) que garantizan escalabilidad y flexibilidad, además de ofrecer una robustez contrastada así como una telegestión simple y eficiente.

Para la implementación de este nuevo modelo de transporte sostenible es necesaria la distribución de puntos de recarga por todo el territorio, y es por eso que las administraciones públicas han unido esfuerzos y están incentivando la implantación de infraestructuras para apostar por

■ Initzia ha desarrollado un nuevo modelo pensado para instalación mura ERVEBOX.

un modelo de movilidad sostenible mediante el vehículo eléctrico. Por otra parte, entidades privadas también se están posicionando en este mercado, y ya son muchas las que

Instalaciones ejecutadas o de próxima ejecución • 2 estaciones de recarga en la estación de servicio de Valldoreix de los Túneles de Vallvidrera (Tabasa).

• 1 estación de recarga en el Park & Ride de la estación de FFCC de Vullpalleres-St.Cugat (Tabasa).

• 1 estación de recarga a Sant Cugat del Vallés (Ayuntamiento de Sant Cugat) • 12 estaciones de recarga distribuidas en 4 municipios diferentes (pendientes de confirmar).

• 1 estación en Madrid (Cobra).

■ Presentación de ERVE S en Feria del Ram (Tordera).

tienen iniciativas de poner puntos de recarga para vehículos eléctricos en sus sedes.

Initzia Renovables dispone de una amplia gama puntos de recarga para vehículos eléctricos que se adaptan fácilmente a cualquier necesidad y entorno, permitiendo su funcionamiento de forma autónoma o formando parte de una red monitorizada desde un punto central que permite controlar el estado y el consumo energético de cada estación de recarga para vehículos eléctricos a través de un sistema de información accesible vía web.

La solución de Estaciones de Recarga para Vehículos Eléctricos de Initzia ha sido diseñada para dar

VEHÍCULOS ELÉCTRICOS  Febrero 2011 / n.º 426

Aplicaciones Automática e Instrumentación

Equipos ABB utilizados

E

stas estaciones incorporan los terminales de operador CP400 de ABB, una gama de terminales de operador HMI que ofrece una multitud de características y funcionalidades. Se distinguen por su facilidad de programación, integración y uso en campo.

Por otro lado, trabajan con la gama de PLC AC500 también de ABB, entre cuyas características, destacan: • Plataforma escalable y flexible.

• Permite una multitud de combinaciones con un número mínimo de referencias.

• PLC robusto para entornos difíciles (temperatura, humedad).

• Programación basada en el estándar internacional IEC 61131-3.

• Fácil montaje y cableado.

• Diagnóstico rápido y avanzado mediante pantalla LCD integrada en la CPU. • Módulos con canales digitales configurables como entrada o salida de forma individual.

• Tarjeta SD opcional y estándar para la descarga del programa de usuario sin necesidad de conectar el software de programación, actualización del firmware y datalogger (guardar datos).

Protección y reconexión automática Estas ERVE también incorporan interruptores diferenciales de 30 mA de sensibilidad, siendo especialmente indicados para la protección de personas y equipos, asegurando la desconexión de la alimentación en caso de producirse accidentales contactos indirectos o contactos directos De cara a mantener la continuidad de suministro, el interruptor diferencial lleva acoplado un dispositivo de reconexión automática de ABB. Esta unidad de reconexión automática incorpora una unidad interna de control, la cual, después de detectar que no existe una falta a tierra debido a un fallo de aislamiento, acciona la reconexión del interruptor diferencial. Este hecho permite garantizar la seguridad de las personas y al mismo tiempo la continuidad de suministro ante posibles desconexiones no deseadas.

Envolvente La envolvente tiene unas dimensiones máximas de 160 x 30 x 24 cm y está construida en aluminio, proporcionando un grado de IP44 e IK10 para ofrecer máxima robustez en instalaciones destinadas a la vía pública y al aire libre. El módulo de conexión incorpora unas puertas independientes para cada conector que bloquean los mismos cuando los vehículos eléctricos están cargando y por motivos de seguridad evitan que tengan tensión siempre que estén abiertas las puertas. Dispone de un panel frontal mecanizable que permite integrar distintos elementos de activación e información del equipo.

Su interior se divide en cuatro partes fundamentales fácilmente accesibles para tareas de mantenimiento, la de conexión con los elementos de enlace, la de protecciones eléctricas y conectores de energía, la de conexión que permite distintos tipos de conexiones eléctricas y la parte inteligente de control y comunicaciones.

Con estos equipos es posible la supervisión de un parque instalado a través de una red local o Internet de manera segura e intuitiva. Se pueden supervisar y controlar las estaciones de recarga en cualquier momento y desde cualquier lugar mediante la utilización de un navegador Web estándar. Además, el sistema de supervisión comunica con un número ilimitado de PLC AC500 y de variables, evitando así costosas ampliaciones de licencias scada debido al incremento de variables con las que comunicar. respuesta desde la configuración más simple a la más compleja, tanto en lo referente a los elementos de conexión y protección como a las necesidades de gestión y comunicación, ofreciendo máxima escalabilidad y fiabilidad gracias a

la tecnología que utilizan, así como facilidad de integración de todos sus elementos y componentes.

La familia de Estaciones de Recarga para Vehículos Eléctricos está destinada a la recarga de vehículos eléctricos de dos y cuatro ruedas en

la vía pública (ERVE S), en parkings y zonas de equipamiento (ERVE P) o para motocicletas y bicicletas (ERVE M).

Initzia Renovables www.initzia.com

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Soluciones

 MEDICIÓN DE TEMPERATURA

Automática e Instrumentación

Febrero 2011 / n.º 426

Instrumentación para aplicaciones criticas

Medición de temperatura con conformidad SIL La temperatura como valor de medición más importante sirve a menudo para detectar situaciones de peligro en una instalación y para tomar medidas correctoras a tiempo. Si no existen medidas constructivas y logísticas para prevenir peligros, el punto de medición debe diseñarse según las reglas de la seguridad funcional en los procesos. esta normativa. De hecho, un sensor en realidad consiste sólo en un trozo de hilo (la termorresistencia es un hilo de platino y el termopar son dos hilos de materiales distintos) que no puede generar una evaluación. Por lo tanto, la evaluación de un punto de medición requiere un sistema de conjunto entre sensor y unidad electrónica.

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E

l SIL (Safety Integrity Level) está descrito en la normativa IEC 61508/IEC61511 y es el marco de referencia para la evaluación de sistemas eléctricos/ electrónicos/programables desde la perspectiva de la seguridad funcional. Para conseguir una clasificación a un nivel determinado, el dispositivo debe cumplir principios de construcción para reducir la probabilidad de un defecto a un mínimo.

La normativa IEC 61505 detalla en profundidad los principios para: • Evitar errores del dispositivo.

• Detectar errores inevitables.

• Señalizar errores detectados.

Para conseguir una clasificación según la normativa EN/IEC 615084, el dispositivo debe realizar una evaluación sobre estos estados. Sin embargo, un sensor sin transmisor no está capacitado para evaluarse a sí mismo y, por lo tanto, no cumple

Posibles errores de sensores El análisis de la seguridad funcional muestra 4 tipos de errores.

• (s=safe) Errores seguros. No tienen consecuencias directas en el resultado de medición.

• (d=dangerous) Errores inseguros. Distorsionan el resultado y provocan una avería inmediata.

• (d=detectable) Errores detectables. Pueden registrarse mediante la unidad electrónica conectada.

• (u=undetectable) Errores no detectables mediante el dispositivo o sólo con accesorios externos.

Una sobrecarga puede provocar una rotura del conductor y/o estropear el sensor. En este caso, el transmisor puede detectar fácilmente el error y, por lo tanto, se trata de un error del tipo peligroso pero detectable. Para esta categoría se utiliza el símbolo ldd. Las modificaciones del sensor que se producen de manera lenta y a largo plazo también son a

menudo resultado de una sobrecarga mecánica, térmica o química. En este caso, el transmisor no puede detectar si el origen de la modificación está ocasionado por un cambio de temperatura o por un error de medición. Este caso, simbolizado por ldu, es de mayor importancia para el concepto SIL y para la seguridad de la instalación, ya que se trata de un error peligroso y no detectable.

Errores específicos en termorresistencias Un cortocircuito del sensor, del cable de conexión o en la conexión es fácilmente detectable por el transmisor.

Este tipo de errores se clasifica como error peligroso pero detectable ldd.

Los errores suelen aparecer en los bornes, cables de conexión y conectores y pueden afectar el resultado de medición. El efecto depende del

MEDICIÓN DE TEMPERATURA  Febrero 2011 / n.º 426

conexionado de la termorresistencia.

Si la resistencia aumenta en una versión de dos hilos, el valor de medición aumenta de forma proporcional. Por eso se trata de un error del tipo ldu (error peligroso, no detectable). Lo mismo tratándose de una versión de 3 hilos si se modifica tan sólo una resistencia del conductor, ya que también en este caso se falsifica el valor de medición.

En caso de un conexionado de 4 hilos, se compensan los efectos de cable de conexión, bornes y conectores. Por lo tanto, las modificaciones de resistencia en alguna ubicación resultan inofensivas y se trata de un error inofensivo pero no detectable lsu. Esta versión constituye la solución preferible desde el punto de vista de la seguridad.

Errores específicos en termopares Un cortocircuito en el conductor y el estado instalación desactivada, igualdad de temperaturas exteriores e interiores presentan las mismas consecuencias. Por lo tanto, en principio se trata del escenario más peligroso ldu, ya que es un error que no se puede detectar. Sin embargo,

Soluciones Automática e Instrumentación

en el caso de los termopares este error se convierte en un error del tipo inofensivo pero no detecable (ldu ), ya que esta versión compensa los efectos inducidos por cambios de resistencias en el conductor, en los bornes y en los conectores.

Tasas de error de sondas de temperatura Las sondas de temperatura conforme SIL se aplican preferiblemente en condiciones adversas, por ejemplo, a elevadas temperaturas, en medios agresivos, tóxicos, inflamables o vibraciones. La indicación estadística de la tasa de error se mide con la unidad FIT (FIT = Failure in Time, l=10-9 h-1). Un FIT significa un error esperado en un periodo de mil millones de horas de servicio de todos los instrumentos aplicados de una forma constructiva. La

práctica demuestra que el causante primordial para errores son las vibraciones, habituales en instalaciones de proceso, provocadas por bombas, compresores o equipos de ventilación. En la literatura técnica a estas condiciones se las denomina high stress environment.

Recientemente se han realizado investigaciones exhaustivas sobre varios miles de sondas PT100 del conexionado de 3 hilos. El resultado mostraba una tasa inferior de ldu=60 FIT. La aplicación de termorresistencias de 4 hilos permite la reducción de la tasa de errores no detectables a un mínimo.

Clasificación SIL de sondas de temperatura con transmisor Para determinar la clasificación SIL de sondas y transmisores se calcula la probabilidad PFD (Probability of Failure on Demand) y la cuota de los errores seguros SFF (Safe Failure Fraction). En las fórmulas especificadas en la normativa entran la suma de las probabilidades de transmisor y sonda: por ejemplo, para 3 hilos Wika Pt100 real stress ldu = 60 FIT + para T321S (sin sensor) ldu = 14 FIT = 74 FIT (T32.1S + Pt100).

Para un periodo de calibración de 2 años se calcula la clasificación SIL indicada en la tabla anexa.

Dietmar Saecker Wika

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tecnoMarket

NUEVOS PRODUCTOS PARA LA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

Lapp España presenta su nueva web  Lapp España presenta una nueva página web con mayores contenidos y servicios para los usuarios: www.lappkabel.es. La web ofrece un nuevo diseño basado en los colores corporativos de la empresa y nace con la intención de proporcionar información actualizada con una estructura mejorada y con la incorporación de una nuevo instrumento, el catálogo online, herramienta de búsqueda de diferentes productos.

En la página principal se han incluido accesos rápidos a los contenidos comúnmente más solicitados, así como informaciones destacadas. A través de menús desplegables, el usuario puede consultar todo tipo de información sobre la empresa a nivel nacional e internacional, navegar por las distintas categorías de productos, conocer las últimas noticias de la marca y su repercusión en los medios de comunicación www.lappkabel.es

Nueva gama de distribuidores de campo

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 La gama de distribuidores de campo activos (AFD) para bus Profibus PA y FF que comercializa Siemens se ha visto ampliada con un nuevo modelo AFD de 8 canales. Además, la firma también comercializa el nuevo AFDiS, que incluye certificación ATEX. Esta nueva caja de distribución AFDiS es instalable directamente en Zona 1 y sus 6 canales pueden conectar instrumentación desde Zona 0 permitiendo, además, crear topologías en anillo, característica común a todos los componentes de la familia, para aumentar la disponibilidad. Así, pues, Siemens completa con estos equipos su portfolio en buses de campo de proceso para satisfacer los requerimientos más exigentes de la industria. www.siemens.com

Convertidor de señales analógicas

 La nueva gama de convertidores ACT20M que presenta Weidmüller integra una tecnología innovadora y una máxima funcionalidad en una carcasa para componentes electrónicos de solo 6 mm de ancho. Los modelos de esta nueva gama de equipos cuentan con dos canales por módulo que permiten ahorrar espacio en el armario de distribución.Ofrecen una elevada separación galvánica de 2,5 kV y una precisión de hasta 0,05%. La gama de productos incluye aisladores pasivos (1 o 2 canales), un convertidor universal de temperatura, un convertidor DC y un divisor de señales, con ocho conexiones añadidas que ofrecen reparto de señales con alimentación del sensor. La configuración se lleva a cabo a través del microswitch o del software FDT/DTM, y la alimentación a los módulos ACT20M se realiza con cableado directo o a través de un bus de carril DIN. www.weidmueller.com

Soluciones para la mejora de la calidad en edificios e instalaciones  El nuevo Catálogo Tarifa 2011 que Temper ha editado recientemente incluye los precios actualizados de las últimas novedades que comercializa la firma, incluyendo soluciones para el control y seguridad en la distribución eléctrica y soluciones para la mejora en la calidad y eficiencia energética de edificios e instalaciones. En el catálogo se presentan los cuadros de baja tensión de alta seguridad CBT-HS homologados por Endesa e Iberdrola, la gama de cajas para alumbrado público serie Dylux, los interruptores de corte en carga y mejoras en la gama de fusibles y bases portafusibles de la marca Crady.

Asimismo, Temper ofrece novedades en cuanto a la calidad y la eficiencia energética que abarcan desde las nuevas soluciones en detectores KNX, detectores dimmer y balastos electrónicos, hasta el economizador de potencia EcoWatt, las nuevas soluciones en calidad de la energía y la nueva gama de analizadores trifásicos de Koban. www.temper.es

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tecnoMarket

Automática e Instrumentación

Escáner láser de seguridad

Soluciones en software para el mercado robótico

 Omron mejora sus sensores de seguridad industrial con el lanzamiento del nuevo escáner láser de seguridad OS32C, un equipo compacto y versátil de fácil instalación y reducido consumo eléctrico (modo standby de 3,75W). Ofrece seguridad de categoría 3 en áreas peligrosas con bordes no uniformes o irregulares y puede ser utilizado como alternativa a cerramientos metálicos o barreras perimetrales.

Por otro lado, incluye un intuitivo software en el que el usuario puede configurar y monitorizar fácilmente las zonas de seguridad y alarma, ofreciendo facilidades en su mantenimiento con una base sensora independiente. www.omron.es

 Con el objetivo de dar respuesta al mercado robótico, Stäubli presenta sus soluciones VALproducts, una nueva línea de programas listos para usar y orientados al usuario. Entre sus características destaca su breve puesta en marcha, no requieren de conocimientos previos de programación y ofrecen menús interactivos e intuitivos. Se trata de soluciones modulares y evolutivas, entre las que destacan los productos VALplast, software para aplicaciones de carga/descarga de máquinas de inyección de plástico y operaciones a pie de máquina; VALtending, software para aplicaciones de carga/descarga y pick & place; y PaintiXen, software de pintura diseñado para simplificar el uso y programación de aplicaciones convencionales, electrostáticas, en polvo o disueltas. www.staublirobotics.com

Nuevo sistema de entrada de cables  Rittal presenta un nuevo sistema de entrada de cables de diseño modular y flexible que permite pasar cables preconfeccionados reduciendo, así, los costes de instalación. Por otro lado, la firma ha lanzado recientemente al mercado una nueva generación de ventiladores con filtro, denominados TopTherm, que actúan contra los focos de calor, y una nueva gama de resistencias calefactores para armarios, diseñadas para la climatización de cajas pequeñas y de mando. www.rittal.es

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Automática e Instrumentación

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B&R ........................................................................31 Beckhoff Automation, S.A. .....................Portada y 68 Couth ......................................................................37 Emerson Process Management, S.L. ........................3 EMVA .....................................................................16 Endress y Hauser, S.A. ................................... 27 y 72 Festo Pneumatic, S.A. ............................................57 Genera ....................................................................48 Igus, GMBH. ...........................................................20 Industrial Vima .......................................................14 Infaimon .................................................................87 Instrumentos Testo, S.A. ........................................53 Instrumentos Wika, S.A. ........ Interior contraportada Lapp Kabel España, S.L.U. ....................................75 Mecánica Moderna .................................................41 Mesurex, S.L. ...........................................................4 Misubishi Electric Europe, B.V. .......... Contraportada National Instruments Spain, S.L. ...........................47 Omron Electronics Iberia, S.A. ..............................45 Phoenix Contact, S.A. ......... Interior portada, 15, 17, 19, 21 Rittal Disprel, S.A. .......................................... 22 y 23 RS Amidata, S.A. ..................................................103 Sick Optic-Electronic, S.A. .....................................25 Side ........................................................................93

Automática e Instrumentación Director general Antonio Piqué Editora jefe Patricia Rial Directora Cristina Bernabeu (bernabeu@cetisa.com) Redacción permanente Carlos García, Eva Montero, Marta Álvarez Nuria Calle (Madrid), Consejo de Redacción Xavier Alcober, Jordi Ayza, Antoni Sudriá, Francesc J. Suelves, Laura Tremosa CEA (Comité Español de Automática) Miguel Ángel Salichs (Presidente), Guillermo Ojea (Vicepresidente), Alberto Sanfeliú (Secretario), Alfonso García Cerezo (Vocal) Coordinadora de cierre Eva Montero (montero@cetisa.com) Maquetación Elisabet Ramos Director de Informática Adriano García

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Anunciante

Página

Siemens ....................................................................6 Stäubli ....................................................................29 Vega Instrumentos, S.A. .........................................63 Weidmüller, S.A. ........................................... 24 y 105 Wonderware Spain .................................................13

EN EL PRÓXIMO NÚMERO Propiedad intelectual y patentes: Mesa redonda Panorama

Industria del plástico

Informe

Dispositivos de seguridad (Se incluye tabla de oferta)

Agencia sectorial de noticias Automática e Instrumentación Digital Directora Delegación en Catalunya Mari Cruz Álvarez Publicidad Catalunya Joan Antòn Soria (soria@cetisa.com) Víctor Bernabeu (vbernabeu@cetisa.com) Publicidad Madrid Francisco Márquez (fmarquez@cetisa.com) Depósito legal: B-23.106-1968 ISSN: 0213-3113 Edita

Oficinas Avda. Manoteras, 44 28050 Madrid Tel.: 912 972 000 - Fax: 912 972 154 Enric Granados, 7 08007 Barcelona Tel.: 932 431 040 - Fax 933 492 350 Lendakari Aguirre, 11 - 5º Dpto. 8B 48014 Bilbao www.tecnipublicaciones.com

Atención al suscriptor Ingrid Torné, Elisabeth Díez Tel.: 902 999 829 suscripciones@tecnipublicaciones.com Precio del ejemplar España: 19€ Extranjero: 27 € Precio de la suscripción (11 ejemplares/año + 4 Tecnomarket) España: 160 € Extranjero: 168 € Todos los precios incluyen IVA y gastos de envío Publicación mensual.

Se editan 11 números al año.

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