ENTREVISTA BIEMH: Máquina Herramienta y Fabricación Avanzada
PROYECTO Tecnología para la verificación automática de máquinas herramienta
CIENCIA, TECNOLOGÍA Y CONOCIMIENTO
El sector de Máquina Herramienta y Fabricación Avanzada
ESPECIALISTA La máquina herramienta y la cuarta revolución industrial
JUNIO 2018 EKAINA | Nº 108
Gaur egun, “Industria dustria 4.0” 4.0” iraultza deritzonak onak proproduktuen eta prozesuen rozesu uen goranzko digitalizaziolizaziiotik eratorritako ask askokotariko aukerak eskainskainntzen ditu, eta, ha hain h in n zuzen ere, iraultza aul ultz tza a horren barruan man m akina-erremintaren a re ren n sektoreak bere k kokaokaok alekua zehaztu nahi du. hi d u. Ikuspuntu teknologinol olog ogiikotik begiratuta,, aukeauke au ke-rak ugariak dira, a, baina bain ba ina a makina horien erosle porosle ep otentzialek eta kontsum kontsumiumiitzaileek galdera hau egi egiten gite ten n diote beren buruari: uari: nola aproap pro ro-betxa ditzaket? Newtek honet honetan, tan an, Industry 4.0 teknologia makinaeknologia makina naerremintaren sektorean aplikatzeko ko o gako batzuk ematen aten ditugu, BIEMH erakustazokaren 30. edizioan dizioan ere aurkeztuko ditugunak.
AURKEZPENA Hoy en día el sector de la máquina herramienta se plantea su posicionamiento en relación a la denominada revolución “Industria 4.0”, que ofrece múltiples oportunidades derivadas de la creciente digitalización de productos y procesos. Desde el punto de vista tecnológico, las posibilidades son muchas, pero la pregunta que se hacen los potenciales compradores y usuarios de estas máquinas es ¿cómo pueden aprovecharse de ellas? En este newtek damos algunas de las claves para aplicar tecnología Industry 4.0 en el sector de la máquina herramienta, que además aprovechamos para mostrar en la edición 30 de la BIEMH.
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AURKIBIDEA
ESPEZIALISTA / ESPECIALISTA
C04 La máquina herramienta y la cuarta revolución industrial
ELKARRIZKETA / ENTREVISTA
ALBISTEAK / NOTICIAS
C06 BIEHM: Máquina Herramienta y Fabricación Avanzada
C08 Onak 4.0 Industriako teknologiak ezarri ditu bere prozesuetan C10 Industry 4.0: Tecnologías posibilitadoras para máquinas inteligentes
PROIEKTUAK / PROYECTOS
C12 Tecnología para la verificación automática de máquinas herramienta
C14 IK4-TEKNIKERek laserraren alde egiten du, fabrikazio aurreratuaren bektorea izan dadin
JUNIO 2018 EKAINA
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ESPECIALISTA
La máquina herramienta y la cuarta revolución industrial LA VISIÓN DEL ESPECIALISTA Aitor Alzaga. Coordinador de Industry 4.0 de IK4-TEKNIKER.
Javier Arzamendi.
JAVIER ARZAMENDI Y AITOR ALZAGA
Coordinador del sector de Máquina Herramienta de IK4-TEKNIKER.
MAKINA-ERREMINTA ETA LAUGARREN INDUSTRIA-IRAULTZA
En estos momentos vivimos en una época de cierta expectación ante las promesas de las tecnologías asociadas a la denominada cuarta revolución industrial.
Produktuen eta prozesuen goranzko digitalizazioak ekarri dituen askotariko aukeretatik eratorri da “4.0 Industria” iraultza deritzona, eta horren inguruan kokatzea da makina-erremintaren sektoreak daukan erronka nagusia.
Un aspecto que no se ha tenido en cuenta hasta hace pocos años, es el de la eficiencia energética de las máquinas. Las máquinas deben estar diseñadas y dimensionadas para reducir al máximo el coste de ciclo de vida, siendo lo más amigable posible con el medio ambiente.
Beste alde batetik, prozesua optimizatzen lagunduko duen irtenbideren bat edukitzea alderdi diferentziala izango da lehiakortasunari begira.
Este modelo es una particularización al caso de máquina herramienta del modelo general de Industry 4.0 utilizado por IK4-TEKNIKER en el diagnóstico e identificación de oportunidades en el ámbito de Industry 4.0.
Modelo de referencia Industry 4.0 aplicado a máquina herramienta El reto que se plantea ahora el sector de la máquina herramienta es posicionarse en relación a la denominada revolución “Industria 4.0”, que se derivada de las múltiples oportunidades, en general, de la creciente digitalización de productos y procesos. Desde el punto de vista tecnológico las posibilidades son muchas, pero la pregunta que se hacen los potenciales compradores y usuarios de estas máquinas es ¿cómo pueden aprovecharse de ellas? La respuesta no es fácil y, seguro, dependerá de cada caso. Para estructurar el análisis de “qué puede hacer más competitiva mi empresa y qué prestaciones le tengo que pedir a la máquina”, es bueno tener un modelo de referencia, tal y como el que se representa en la siguiente figura. PERSONALIZACIÓN PRODUCTOS
COSTE CICLO DE VIDA MEDIOS PRODUCCIÓN
OPERARIOS MÁQUINA
SERVICIOS FABRICANTES
MODELO PRODUCTIVO | USUARIO MÁQUINA FLEXIBLE RECONFIGURABLE
MULTIFUNCIÓN / INTEGRACIÓN
AUTONOMÍA DISPONIBILIDAD
INTEROPERABLE / ABIERTO
TECNOLOGÍAS POSIBILITADORAS
AUTOMATIZACIÓN FLEXIBLE
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CICLOS DE VIDA MÁS CORTOS
EFICIENTE
Abiapuntu gisa, enpresa lehiatzen den negozioko driver-ak, joerak edo faktoreak hartuko dira kontuan, baita, besteak beste, produktuen pertsonalizazioa, bizitza-zikloaren kostua edo langileen erabilgarritasuna eta ahalmena ere.
Para ello, se ha avanzado en el uso de nuevos materiales, disminución de refrigerantes, reciclaje, utilización de componentes con mayores rendimientos, reducción del espacio en planta, etc.
CENTRADO EN LAS PERSONAS
Enpresa batek lehiakorragoa izateko egin ditzakeen gauzen inguruan eta makinari eskatu behar zaizkion prestazioen gainean azterketa bat egituratzeko, ezinbestekoa da makinaren eroslea eta erabiltzailea gidatu nahi dituen erreferentziazko eredu bat izatea, kasuaren arabera interesgarriagoak izan daitezkeen alderdi teknologikoak ebaluatze aldera.
En los últimos años se ha avanzado en la producción de máquinas multifuncionales que integran diferentes procesos, de forma que pueda realizarse el mayor número de operaciones en una sola atada sin necesidad de manipular la pieza.
MÁQUINA VIRTUAL
HEALTH ASSESMENT
OPTIMIZACIÓN PROCESO
GESTIÓN PARQUE MÁQUINAS
Este modelo de referencia pretende guiar al comprador y usuario de la máquina a evaluar qué aspectos tecnológicos pueden ser más interesantes según los casos. Los criterios de compra no son homogéneos, variarán en función de la estrategia de negocio de cada caso y el modelo productivo que da respuesta a dicha estrategia.
Podemos realizar un análisis de cómo contribuyen estas tecnologías a los atributos del modelo productivo y, en defi nitiva, su alineamiento con los drivers de mi negocio. Se observa que no todas impactan del mismo modo.
AUTOMATIZACIÓN MÁQUINA FLEXIBLE VIRTUAL
En relación a las tecnologías en las que nos podemos apoyar, las más relevantes podrían ser: • Automatización flexible y fácilmente reconfigurable que permite, por ejemplo, la carga y descarga de piezas en máquina en contextos de producción de cambio frecuente de piezas o de piezas que llegan a máquina en contenedores. • “Máquina virtual” que permite el modelizado y simulación de máquina-proceso que permite reducir drásticamente la puesta a punto de nuevos procesos. • “Health assesment” de la máquina, que a partir de una serie de test de caracterización permite de una manera casi continua y en tiempo real, disponer de información sobre el estado de los diferentes componentes críticos de la máquina. Se puede complementar con mecanismos de autocalibración de máquina herramienta, que permite en sólo unos minutos y de manera autónoma realizar una verificación de los errores de la máquina y en caso de que estén fuera de tolerancias, autocalibrar la máquina para que ésta pueda seguir mecanizando con la mayor precisión. • Optimización del proceso en base a modelos de simulación que se integran con el control de máquina y tomar de manera autónoma e inteligente decisiones sobre los parámetros del proceso y sobre las condiciones dinámicas de los diferentes componentes mecánicos. Incluirá la capacidad de monitorizar el OEE (“Overall Equipment Efficiency”) de la máquina en tiempo real de manera que mantenga al operario/encargado informado en todo momento de posibles tendencias que alerten de potenciales incidencias. Por otra parte, tendrá la capacidad de ayudar al usuario a buscar causas raíz en las perdidas de la eficiencia mediante la búsqueda de correlaciones entre el OEE y las distintas variables que puedan tener relación con sus componentes (eficiencia, disponibilidad y calidad) mediante herramientas de estadística y minería de datos. • El estado de salud que se monitoriza localmente y los datos asociados que pueden intercambiarse con el fabricante de la máquina, para de esta manera, ofrecer servicios de valor añadido como servicios de mantenimiento predictivo.
HEALTH ASSESMENT
OPTIMIZACIÓN PROCESO
GESTIÓN PARQUE MÁQUINAS
FLEXIBLE RECONFIGURABLE AUTÓNOMO DISPONIBILIDAD EFICIENTE INTEROPERABLE ABIERTO CENTRADO EN PERSONAS
Así, por ejemplo, si mi negocio se desarrolla en el sector de automoción primará la autonomía y eficiencia, con lo que las máquinas deberían equiparse con la sensorización adecuada que me de autonomía y alta disponibilidad. Por otra parte, el disponer de alguna solución que me ayude a optimizar el proceso será un aspecto diferencial en relación a mi competencia. Si mi negocio está en el sector aeronáutico, necesitaré soluciones de producción que me permitan lanzar y hacer bien a la primera nuevas piezas. Conceptos como “máquina virtual” pueden ser de gran ayuda. Por otra parte, conceptos como “automatización flexible” pueden hacer que automatizaciones que en el pasado no eran planteables hoy en día sean más factibles. Hay que indicar que hay dos características: “Interoperable/ Abierto” y “Centrado en las personas” que de alguna manera se deben tener en cuenta en cualquier solución tecnológica. Por último, habría que considerar también otro concepto, el de la madurez tecnológica, ya que afecta tanto a la oferta tecnológica como la demanda. En estos momentos, y ante las potenciales oportunidades que parece que existen, se está produciendo la entrada de múltiples agentes que complementan la oferta más tradicional, pero hay que tener en cuenta que no todos sobrevivirán. Por otra parte, y desde el punto de vista del comprador, usuario de máquina, la organización tiene que estar preparada para sacarle rendimiento a algunas o muchas de las tecnologías ofertadas. JUNIO 2018 EKAINA
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ENTREVISTA Mª CARMEN GOROSTIZA
BIEHM: Máquina Herramienta y Fabricación Avanzada Mª CARMEN GOROSTIZA Directora de la Bienal de Máquina Herramienta (BIEMH)
Mª Carmen Gorostiza lleva más de 25 años trabajando en Bilbao Exhibition Centre (BEC). Desde el principio, su actividad ha estado vinculada a las ferias industriales de fabricación metalmecánica (subcontratación, soldadura, fundición, máquina herramienta, etc.) y desde 2012 es directora de la Bienal de Máquina Herramienta (BIEMH). En esta entrevista, Mari Carmen Gorostiza desvela algunas de las novedades que los visitantes encontrarán en la feria.
La Bienal Española de Máquina Herramienta alcanza su trigésima edición. ¿Cuál ha sido la contribución de este evento en el posicionamiento de Euskadi como polo de desarrollo del sector de la máquina herramienta y la fabricación industrial? Bilbao Exhibition Centre es una entidad ferial con un gran arraigo en Euskadi, comprometida con sus empresas y con la dinamización económica del entorno desde la construcción de sus primeras instalaciones hace ya más de 60 años. Por ello, no es casual que nuestras principales ferias estén relacionadas con la industria y que se hayan posicionado entre las primeras de Europa, apoyadas por un tejido empresarial y asociativo fuerte, con una clara vocación exportadora y de innovación en servicios y productos.
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En este contexto destaca, por su larga trayectoria y prestigio, la Bienal Internacional de Máquina Herramienta, que se remonta a 1961. Fue en aquel año cuando nació como primera feria monográfica del sector de máquina herramienta en España. Y si bien las ferias, como todos sabemos, son una herramienta fundamental en la estrategia comercial y de internacionalización de las empresas, y ayudan a visibilizar y contextualizar cualquier sector, el efecto es recíproco. También el propio sector da fuerza a cada convocatoria y como decimos nosotros en el caso de BIEMH, la “hace grande”. En este sentido, nuestro “You make it big” es un claro guiño a la fortaleza de nuestros expositores, buena parte de los cuales procede de Euskadi. Nosotros siempre argumentamos, en nuestros viajes de promoción al exterior, que visitar BIEMH es mucho más que visitar una feria, porque los principales fabricantes del sector se en-
cuentran ubicados en una nuestra área de influencia, en un radio de unos 100 kilómetros. Y precisamente por ellos, por todas estas empresas, decimos que la próxima edición de BIEMH será muy especial, y no sólo porque estemos ante la número 30: será una feria de auténtica celebración por cómo las empresas han superado la crisis y adaptado sus procesos a los nuevos tiempos. Nuestros expositores se han posicionado con mucha fuerza en el mercado, aportando avances tecnológicos sorprendentes que, un año más, podremos ver en Bilbao Exhibition Centre a partir del próximo día 28 de mayo. Como directora del certamen desde 2012 (aunque mi implicación y trabajo en ferias industriales data de mucho antes) debo decir que siento un gran orgullo por este sector, que ha demostrado una enorme fortaleza, capaz de resistir coyunturas muy complicadas, y una visión de futuro asombrosa.
“BIEMH: MAKINA-ERREMINTA ETA FABRIKAZIO AURRERATUA” Elkarrizketa Mari Carmen Gorostiza, Makinaerremintaren Biurteko Azokaren (BIEMH) zuzendariarekin Ikerketa-zentroak erabakigarriak dira makina-erremintari eta fabrikazio industrialari aplikaturiko berrikuntza eta lehiakortasuna sustatzeko orduan. Makina-erremintaren Biurteko Azokako (BIEMH) zuzendari Mari Carmen Gorostizak adierazi duenez, 4.0 Industriak enpresa berritzaileenen lehia-kokalekua indartu du, eta, eszenatoki horretan, IKTen sektorearen garapen eta bultzada hobea lortzeko toki estrategiko gisa finkatu dira zentro teknologikoak. Berrikuntza izango da Biurteko Azokaren protagonista nagusietako bat. Enpresa aitzindariek ordezkatuko dituzte eremu guztiak. Are gehiago, beren teknologia eta zerbitzurik puntakoenak prestatzen
IK4-TEKNIKER acude puntualmente a la cita y es una de las entidades históricas de la BIEMH por su número de participaciones. ¿Qué valoración hace de la trayectoria del centro tecnológico en la feria? Los centros de investigación tienen una importancia decisiva en el impulso de la innovación y la competitividad aplicada a la máquina herramienta y la fabricación industrial. En el caso de IK4-TEKNIKER, su participación está considerada –tanto por nosotros, los propios organizadores, como por los expositores y visitantes del certamencomo un elemento de alto valor y de aporte tecnológico fundamental. La Industria 4.0 ha reforzado la posición competitiva de las empresas más innovadoras, y en este escenario, los centros tecnológicos se consolidan como lugares estratégicos para conseguir un mejor desarrollo e impulso del sector TIC. Su condición de elemento tractor para la transferencia de conocimiento lo convierten en pieza angular para el crecimiento y progreso de la economía moderna. ¿Cuáles son las principales novedades que se podrán ver en la presente edición? La Bienal es una “feria de fabricación para la fabricación”, en la que la innovación, como verdadero motor de la Industria 4.0, será una de las principales protagonistas. Todos los ámbitos estarán representados por empresas líderes, que
di jada, j d milaka il k profesionalei f i l i hurbilagoak h bil k eta irisgarriagoak ii i k arii dira egite aldera. Azken urteotan, azoka kontzeptu horiekin guztiekin eraldatu da, eta, gaur, Espainian fabrikazio aurreratuari buruz dagoen plataformarik handiena dela ziurta dezakegu. BIEMH azoka bisitatzea azoka bat bisitatzea baino askoz ere gehiago da, gure eragin-eremuan baitaude kokatuta sektoreko fabrikatzaile nagusiak, 100 kilometro inguruko erradioan. Azokaren hurrengo edizioa oso berezia izango da, eta ez 30 zenbakiaren aurrean gaudelako bakarrik; izan ere, enpresek krisiari aurre egin diotela eta beren prozesuak garai berrietara egokitu dituztela ospatuko baita.
preparan ya su tecnología y servicios más punteros para hacerlos cercanos y accesibles a miles de profesionales de más de 50 países, que la visitarán a partir del día 28 interesados en obtener el máximo aprovechamiento de la llamada “Cuarta Revolución Industrial”. Así, este año podremos ver en funcionamiento soluciones en componentes y accesorios (26%), maquinaria por arranque (22%), herramientas (15%), maquinaria por deformación (14%), robótica y automatización (9%), metrología y control de calidad (9%) y otras máquinas (5%). Además, el pabellón 4 se convertirá en el “Pabellón 4.0”. Y lo hemos denominado así porque en él se concentrarán las nuevas formas de fabricación y los nuevos planteamientos en espacios diferenciados. Uno de ellos será BeDIGITAL, un evento nuevo que dedicamos a la transformación digital en la industria. En los últimos tiempos, la digitalización ya había estado presente en BIEMH, pero a partir de ahora, todas las preguntas que suscita esta herramienta transversal podrán responderse de forma monográfica, en un foro que combinará exposición, conferencias y charlas comerciales. En este mismo espacio se ubicará, también, ADDIT3D. La 3ª edición de la Feria Internacional de Fabricación Aditiva y 3D tendrá mayor oferta de equipos y máquinas de fabricación aditiva de pieza final, además de novedades muy interesantes en nuevos desarrollos de aplicaciones industriales y un programa propio de conferencias. Por su parte, IMIC-Industrial Maintenance Innovation Conference también recogerá
los principios de la Industria 4.0 con sesiones centradas en su aplicación al mantenimiento predictivo y avanzado. ¿Qué papel jugará la digitalización y la Industria 4.0 en el marco de la feria? En los últimos años, la propia Bienal de Máquina Herramienta se ha ido transformando con todos estos conceptos, y hoy podemos asegurar que se ha posicionado como la mayor plataforma en España dedicada a la fabricación avanzada. Los efectos de la Industria 4.0 ya se habían ido introduciendo en BIEMH en años anteriores, en los que ya habíamos ido dando pasos en nuestro compromiso con este nuevo escenario de fabricación inteligente. Y aunque no es la primera vez que acompañamos a las empresas en sus grandes procesos de cambio y somos testigos -y parte activa- de transformaciones considerables en el mundo industrial, no creo equivocarme al decir que la próxima BIEMH se presenta, probablemente, como una de las más ambiciosas de su trayectoria. La industria 4.0 está revolucionando la manera de producir y ofrecer servicios, y plantea a las empresas perspectivas de crecimiento y mejora competitiva muy interesantes. En ese contexto, confío en que durante las cinco jornadas de celebración de BIEMH, BeDIGITAL, ADDIT3D, IMIC y WORKINN, Foro de Empleo y Formación Industrial, aportemos claves relevantes para gestionar, con éxito, la nueva “fábrica conectada”. JUNIO 2018 EKAINA
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Onak 4.0 Industriako teknologiak ezarri ditu bere prozesuetan Adimendun sentsoreetan oinarritutako kontrol-sistema ari da garatzen IK4-TEKNIKER, ONA euskal fabrikatzailearen makina-familia berri baten prozesuen egonkortasuna areagotze aldera. Nazioarteko merkatuen lehia biziaren ondorioz, fabrikazio-sistema adimendunak, malguak eta zehatzak diseinatu behar dira, produktibitatea handitzeko eta kostuak murrizteko gaitasuna dutenak.
Makinan sartutako sentsoreek ematen dituzten datuetatik abiatuta, makinaren jokaera modu birtualean eta denbora errealean birsortzeko eta simulatzeko gai izango da informazio-sistema hori.
Zentzu horretan, kontrol-sistema automatikoak diseinatzeko orduan, ONA elektrohigadura bidezko ekipoen fabrikatzailearekin batera ari da lanean IK4-TEKNIKER zentro teknologikoa, zehaztasun handiko emaitzak bermatuko dituen makineria-sorta berri eta egonkorragoa garatzeko xedez.
“Sistema berri hori ezarrita, prozesuaren egonkortasuna bermatuko da, eta fabrikatutako piezen kostuak murriztu ahalko dira, bazterketa-tasa gutxituko baita”, zehaztu du ikertzaileak.
Zehazki, emaitzak optimizatuko dituen prozesuaren egonkortasuna kontrolatzeko sistema automatiko berri bat sortu nahi du zentro teknologikoak, makinen funtzionamenduari buruzko informazio fidagarria eskuratzea ahalbidetuko duten sentsoreak erabilita. “Askotariko sentsoreak eta autokalibrazioko algoritmo bat erabiltzean egongo da oinarrituta sistema, elektrohigadura bidezko prozesu zehatza, egonkorra eta malgua lortzeko. Prozesu hori efizientea izango da energiakontsumoaren arloan, eta ingurumena errespetatuko du. Irtenbidearen ezaugarri nagusietako bat izango da fabrikazio-prozesuen optimizazioa, eta, horren eraginez, bazterketen kopurua murriztuko da”, ziurtatu du IK4-TEKNIKERen proiektuaren arduraduna den Eneko Gómez-Acedok. Hori lortzeko, irtenbide baten garapenean ari dira lanean zentro teknologikoko ikertzaileak. Irtenbidea 4.0 Industriako kontzeptuetan dago oinarrituta, eta bitarteko automatikoak edukiko ditu, bai prozesua berrelikatzeko, bai informa-zioa trukatzeko, sentsore ugarik emango dituzten seinaleei esker.
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Kalitatea hobetzeaz gain, fabrikazioan informazio baliagarria eskuratzea ahalbidetuko du prozesuan askotariko datuak jasotzeak, bai eta ondorioak ateratzea, joerak hautematea eta trazabilitatea hobetzea ere. Proiektuaren emaitzekin, 4.0 Industriaren paradigma berria hartu ahalko du ONAk, produktibitatea areagotzeari begira. Zehaztasun handiko piezak behar dituzten industriasektoreetan ezarri ahalko da proiektuari esker garatuko den makina-sorta berria; hala nola, aeronautikan, energia berriztagarrien sorkuntzan, ontzi-eraikuntzan edo obra zibileko makinerian.
ALBISTEAK
Ona implementa tecnologías Industry 4.0 en sus procesos IK4-TEKNIKER está desarrollando un sistema de control basado en sensórica a inteligente int para aumentar la estabilidad de proceso de una nueva familia de máquinas del fabricante ante vasco ONA. La intensa competencia de los mercados internacionales exige el diseño de sistemas de fabricación inteligentes, flexibles y precisos, con capacidad de aumentar la productividad y de reducir los costes.
Este sistema de información estará concebido para n esta recrear y simular de manera virtual y en tiempo real a virt el comportamiento de la máquina áquin a partir de los datos proporcionados por los sensores sores integrados en la misma.
En este escenario, el centro tecnológico IK4-TEKNIKER trabaja junto al fabricante de equipos de electroerosión ONA en el diseño de sistemas de control automáticos para el desarrollo de una nueva gama de maquinaria más estable que garantice resultados de ultraprecisión.
“La implementación de este e nuevo nue sistema garantizará la estabilidad del proceso y hará posible la reducción de los costes de las piezas fabricadas ricada debido a la minimización de la tasa de rechazo”, precisa precis el investigador.
En concreto, el centro tecnológico busca crear un nuevo sistema automático de control de la estabilidad del proceso que optimice los resultados, a través de la utilización de sensores que permitan obtener información fiable del funcionamiento de las máquinas. “Este sistema estará basado en el uso de múltiples sensores y de un algoritmo de autocalibración para lograr un proceso de electroerosión preciso, estable, flexible, eficiente en el consumo de energía y respetuoso con el medio ambiente. Una de las principales características de esta solución será la optimización de procesos durante la fabricación, con la consiguiente reducción de rechazos”, asegura el responsable del proyecto en IK4-TEKNIKER, Eneko Gómez-Acedo.
Además de la mejora en la calidad, la captura de múltiples datos durante el pro proceso permitirá obtener información valiosa durante rante la fabricación, extraer conclusiones, identificar tendencias y mejorar la trazabilidad. tende Los resultados de e este proyecto permitirán a ONA adoptar el nuevo de la Industria 4.0, con la vo paradigma pa misión de aumentar mentar su productividad. La nueva gama ma de máquinas desarrollada gracias a este proyecto podrá en sectores industriales en los odrá aplicarse a que la demanda manda de piezas de elevada precisión resulte clave, como la generación de energías renomo la aeronáutica, ae vables, la construcción naval o la maquinaria de obra civil. a const
Para conseguirlo, los investigadores del centro tecnológico están trabajando en el desarrollo de una solución, basada en los conceptos de la Industria 4.0, que constará de medios automáticos para realimentar el proceso e intercambiar información gracias a la adquisición de señales procedentes de múltiples sensores.
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NOTICIAS
INDUSTRY 4.0
Tecnologías posibilitadoras para máquinas inteligentes La automatización flexible, el modelizado y simulación de máquina-proceso, el conocimiento del estado de la máquina (health assesment), la optimización del proceso y la gestión del parque de máquinas son las tecnologías posibilitadoras que IK4-TEKNIKER propone integrar en máquinas. La Industria 4.0 ha llegado para incorporarse en los procesos de fa-bricación tanto en pequeñas como en medianas y grandes empresas. El reto que se plantea ahora el sector de la máquina herramienta es su posicionamiento en relación a la denominada revolución “Industria 4.0”, que se derivada de las múltiples oportunidades, en general, de la creciente digitalización de productos y procesos. Desde el punto de vista tecnológico las posibilidades son muchas, pero la pregunta que se hacen los potenciales compradores y usuarios de estas máquinas es ¿cómo pueden aprovecharse de ellas? La respuesta dependerá de cada caso. Para estructurar el análisis de “qué puede hacer más competitiva mi empresa y qué prestaciones le tengo que pedir a la máquina”, es bueno tener un modelo de referencia. A continuación, se describen las tecnologías posibilitadoras más relevantes en las que el usuario de máquina herramienta se puede apoyar. PRODUKTUEN PERTSONALIZAZIOA
BIZI-ZIKLO LABURRAGOAK
BIZI-ZIKLOAREN KOSTUA EKOIZPEN-BIDEAK
MAKINAREN LANGILEAK
FABRIKATZAILEEN ZERBITZUAK
MALGUA BIRKONFIGURAGARRIA
FUNTZIO ANIZTASUNA
AUTONOMIA ESKURAGARRITASUNA
ELKARRERAGINGARRITASUNA / IREKIA
INTEGRAZIOA
EFIZIENTEA
PERTSONENGAN ZENTRATUA
EKOIZPEN-EREDUA | MAKINAREN ERABILTZAILEA
TEKNOLOGIA AHALBIDETZAILEAK
AUTOMATIZAZIO MALGUA
MAKINA BIRTUALA
HEALTH ASSESMENT
PROZESUAREN OPTIMIZAZIOA
IK4-TEKNIKERek Industry 4.0ren eremuan aukerak diagnostikatzeko eta identifikatzeko erabiltzen duen 4.0 Industriaren eredu orokorraren makina-erremintaren zehaztapen bat da eredu hori. 10 | NEWTEK JUNIO 2018 EKAINA
MAKINA-PARKEAREN KUDEAKETA
Flexibilidad y re-configurabilidad: Robótica flexible La primera operación que se realiza en un proceso de mecanizado es la carga de la pieza sobre un utillaje predeterminado. Esta operación suele ser manual y en los casos en los que se automatiza, se construyen sistemas especiales, muy predefi nidos por las características de las piezas. Por estos motivos los sistemas de carga son muy poco flexibles y muy difícilmente reconfigurables. IK4-TEKNIKER puede ofrecer la solución completa (bin picking, visión artificial, generación de trayectorias, control de fuerza, etc.) que permite a las empresas
aumentar la productividad de sus máquinas y reducir el coste de estas operaciones de carga y descarga, habitualmente realizada de forma manual. La solución está orientada a empresas que mecanizan piezas en centros de mecanizado y células de fabricación flexible. Máquina virtual: Modelizado y simulación de máquina-proceso El objetivo es investigar de manera integral en las tecnologías de simulación (de máquinas y procesos), monitorización y análisis de datos para configurar una plataforma de modelización híbrida y actuación ágil que permita a empresas fabricantes de máquinas y, en especial a sus usuarios, optimizar (en tiempo y coste) drásticamente sus procesos de diseño, ramp-up, ciclo de vida de producción y adaptación a nuevos requisitos, incrementando, además, sus ratios de calidad y fiabilidad. Health assesment Sensorizar las máquinas de manera eficiente, distribuida y global mediante dispositivos de monitorización multivariable permite que se tenga de manera continua y en tiempo real, información del estado de los dife-rentes componentes de la máquina, del estado de los procesos productivos, de los parámetros de calidad de las piezas fabricadas y del entorno variable que rodea a la producción. A esta medida de los sensores, tanto internos como externos, desde IK4-TEKNIKER se propone la realización de una serie de test de máquina, muy sencillos y rápidos, que permitan conocer el estado de la misma, mediante la evolución temporal de diferentes parámetros. g p Es lo q que IK4-TEKNIKER denomina “Fingerprint”.
Señales del uso de la máquina Recoge, por ejemplo, datos de velocidad, potencia y temperatura de cabezales y guías Makinaren erabileraren seinaleak Adibidez, buruen eta giden abiadurari, potentziari eta tenperaturari buruzko datuak jasotzen ditu
FINGERPRINT 0 FINGERPRINT 1 FINGERPRINT 2 FINGERPRINT N De este modo, se puede comprobar cómo funcionan las máquinas y hacer un seguimiento de la salud de los equipos de forma controlada.
Este sistema permite conocer el estado de salud de la máquina a la hora de la toma de decisiones para la operación y el mantenimiento. Asimismo, permite adelantarse a la aparición de errores geométricos en las piezas, avanzando hacia la fabricación “cero defectos”, fundamental sobre todo en el caso de piezas de alto valor económico. Optimización del proceso Hasta ahora, los modelos teóricos de simulación analizaban la máquina herramienta y el proceso de mecanizado de forma independiente, sin ninguna interacción entre sí. Actualmente, se están desarrollando plataformas en las que se integran diferentes modelos de simulación para analizar el funcionamiento de la máquina y sus procesos de mecanizado de manera global. Esta tecnología supone un nuevo concepto de simulación que engloba proceso y máquina. Por otra parte, los modelos de simulación se utilizaban en la fase de diseño como modelos predictivos para obtener información antes de realizar la operación real. Sin embargo, en la actualidad se ha dado un salto, de forma que sea posible utilizar los resultados para efectuar un control online durante el mecanizado. Se han desarrollado estrategias de optimización multiobjetivo para que a partir de la información recopilada en tiempo real y en base a los modelos y patrones establecidos, los propios medios productivos sean capaces de tomar de manera autónoma e inteligente decisiones sobre los parámetros del proceso y sobre las condiciones dinámicas de los diferentes componentes mecánicos, que aseguren, en cada caso, la consecución de los objetivos productivos marcados (costes, producción, consumo energético, estados de máquina, etc.). Este proceso redundará en una optimización de los procesos de fabricación. Fleet management: Pasar de una máquina a la gestión de flotas El primer paso es sensorizar y monitorizar las máquinas con los diferentes modelos de simulación, tanto de máquina como de proceso, trabajando todos de forma coordinada (en bucle cerrado) y enriquecidos con los ensayos “Fingerprint”. Estos nos permiten optimizar los procesos y conocer el estado de salud de los diferentes componentes de la máquina. Una vez dado ese importante paso, el siguiente es conocer el estado de toda la flota de máquinas de un fabricante.
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PROYECTOS
Tecnología para la
verificación automática de máquinas herramienta Una solución con patente propia para la verificación automática sistemas mecatrónicos de gran tamaño
IK4-TEKNIKER desarrolla una solución con patente propia para la verificación automática e integrada en máquinas herramienta de tamaño medio y grande.
mienta más grandes y con mayor precisión en todo su volumen de trabajo. Sin embargo, a medida que el volumen de la máquina herramienta aumenta, la verificación de la geometría de estos sistemas se complica cada vez más.
En algunos sectores como el de la energía eólica y el de la aeronáutica la tendencia es producir piezas de mayor tamaño manteniendo la precisión de sus predecesoras. Es por eso, que cada vez se requieren máquinas herra-
Las tecnologías tradicionales de verificación como la interferometría, los niveles electrónicos o las escuadras de perpendicularidad dejan de ser ágiles en estos tamaños de máquina y es ahí donde IK4-TEKNIKER detectó la necesidad de desarrollar una herramienta de verificación para máquinas herramienta de tamaño v medio y gran m grande. C el objetivo Con objetiv de dar solución a la problemática de estas eempresas, es decir, a garantizar la geometría y funcionalidad de sus n s máquinas herramienta, IK4-TEKNIKER decidió apostar d apos por la técnica de multilateración para desarrollar u d un procedimiento que permitiese medir la g geom geometría de una máquina herramienta en todo s v su volumen de trabajo en un plazo de tiempo m má más corto y con mayor precisión que las tecn no nologías actuales. E Em Empleando un Láser Tracker y procesando l medidas con la técnica de multilateralas c ció ción, IK4-TEKNIKER dispone en la actualidad d una solución propia para la verificación de de m má máquinas herramienta de gran tamaño. A Ad Además, como entidad colaboradora de la e em empresa alemana ETALON AG, IK4-TEKNIKER
también dispone spone de la solución ión ccomercial d dee ET ETAL ETALON ALON AL ON A AG G para la verifi ificación cación y compensación ació volumétrica ac volumétrri rica icaa de mámá má quinas herramienta, conocida como mo L Láser Tracer. mplean tanto la soLos procedimientos de medida que emplean lución de IK4-TEKNIKER, como la solución de ETA ETALON AG ar el pr exigen la intervención de personas para ejecutar procedimiento de medición en su totalidad. Este detalle, excluye ambas soluciones como recurso para la verificación automática de sistemas mecatrónicos de gran tamaño. Precisamente por este motivo, IK4-TEKNIKER ha dado un paso más, desarrollando una solución con patente propia (“Integrated multilateration for machine tool automatic verification”) que consiste en la verificación automática de la geometría de una máquina herramienta en todo su volumen de trabajo, integrando un sistema Láser Tracker en la propia máquina como si de una herramienta más se tratase.
Usuarios de esta tecnología Los usuarios de esta solución son fabricantes y usuarios de sistemas mecatrónicos de volumen medio y grande, en concreto del sector de máquina herramienta. La solución resuelve la verificación de máquinas de volumen medio y grande que deban garantizar una precisión por debajo de 0,1 mm en todo su volumen de trabajo y en todo momento de forma automática. Ofrece, además, la posibilidad de integrarse como una funcionalidad adicional de la máquina.
MAKINA-ERRAMINTAK M AUTOMATIKOKI EGIAZTATZEKO TEKNOLOGIA Egiaztapen-teknologia tradizionalek (hala nola, interferometriak, maila elektronikoek edo elkarzutasuneskuairek) arinak izateari uzten diote makinak neurri ertaina eta handia duenean, eta hortxe hauteman zuen IK4-TEKNIKERek egiaztapen-tresna bat garatzeko premia. Makina-erreminten geometria eta funtzionaltasuna bermatzeko asmoz, multilaterazioaren teknikaren alde egitea erabaki zen, makina-erreminta baten geometria lan-bolumen osoan, epe laburragoan eta gaur egungo teknologiekin baino zehaztasun handiagoarekin neurtzea ahalbidetuko duen prozedura garatzeko. Are gehiago, IK4-TEKNIKERek beste urrats bat eman du, eta patente propioa duen irtenbidea (“Integrated multilateration for machine tool automatic verification”) garatu du. Makina-erraminta baten geometria lan-bolumen osoan automatikoki egiaztatzea da irtenbidearen helburua, eta, horretarako, Tracker laser-sistema sartu du makinan bertan, tresna bat balitz bezala. Sistema mekatroniko ertain eta handien fabrikatzaileak eta erabiltzaileak dira irtenbidearen erabiltzaileak; zehazki, makina-erremintaren sektorekoak.
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PROIEKTUAK
IK4-TEKNIKERek
laserraren alde egiten du, fabrikazio aurreratuaren bektorea izan dadin Laser for Manufacturing Lab bitartekoak laser-teknologiari eta horren
ezarpenari buruzko 360º-ko ikuspegia ematen du
LA APUESTA DE IK4-TEKNIKER POR EL LÁSER COMO VECTOR DE LA FABRICACIÓN AVANZADA La fabricación avanzada está evolucionando en paralelo a sectores estratégicos para el desarrollo tecnológico como la biomedicina o los sectores de automoción y aeronáutico entre otros, ámbitos que demandan componentes de alto valor añadido, con capacidad para ofrecer prestaciones de elevada precisión y que cumplan estándares de seguridad estrictos. Para dar respuesta a estas exigencias, IK4-TEKNIKER ha desarrollado una solución global basada en tecnología láser y aplicada desde una perspectiva integral a la fabricación avanzada: procesos de fabricación; diseño y fabricación de equipos y componentes; fabricación aditiva e inspección y medida.
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La iniciativa ha culminado en el “Laser for Manufacturing Lab”, una oferta enfocada a proporcionar soluciones completas basadas en un conocimiento especializado e integral de esta tecnología. Laser for Manufacturing Lab es un medio para llegar más y mejor a la industria y resolver necesidades concretas de producción avanzada mediante las posibilidades que aporta la tecnología láser, ya que proporciona una visión 360º sobre tecnología láser y su aplicación. Esta iniciativa constituye una oferta conjunta y coordinada de todas las soluciones desarrolladas en IK4-TEKNIKER en este campo.
Laser-teknologietan oinarritzen den irtenbide orokor bat garatu du IK4-TEKNIKERek, non fabrikazio aurreratuari aplikatzen zaizkion teknologia horiek, ikuspegi integral batetik. Teknologia garatzeko estrategikoak diren sektoreekin (besteak beste, biomedikuntzarekin, automobilgintzarekin edo aeronautikarekin) paralelo ari da aurrera egiten fabrikazio aurreratua. Sektore horiek ere balio erantsi handiko osagaiak eskatzen dituzte; zehaztasun handiko prestazioak eskaintzeko gai diren eta segurtasun-estandar zorrotzak betetzen dituzten osagaiak, alegia. Eskakizun horiei erantzute aldera, laser-teknologietan oinarritzen den irtenbide orokor bat garatu du IK4-TEKNIKERek, non fabrikazio aurreratuari aplikatzen zaizkion teknologia horiek, ikuspegi integral batetik: fabrikazio-prozesuak, ekipoen eta osagaien diseinua eta fabrikazioa, fabrikazio gehigarria, ikuskapena eta neurketa. “Laser for Manufacturing Lab” deiturikoarekin amaitu da ekimena; teknologia horren ezagutza espezializatu eta osoan oinarritzen diren irtenbide osoak ematera zuzendutako eskaintzarekin, hain zuzen ere. Industriara gehiago eta hobeto iristeko bitartekoa da “Laser for Manufacturing Lab”, bai eta ekoizpen aurreratuaren premia zehatzak laser-teknologiak ematen dituen aukeren bidez konpontzeko bitartekoa izan ere, laser-teknologiari eta horren ezarpenari buruzko 360º-ko ikuspegia ematen baitu. Azken batean, IK4-TEKNIKERek eremu horretan garatu dituen irtenbide guztien eskaintza bateratu eta koordinatua da. Bada, honela sailka daitezke irtenbide guzti horiek:
MACRO
Simulación
Diseño y fabricación de componentes optomecánicos
Simulación óptica Simulación termomecánica (FEM)
Modificación de haz Boquillas Monturas Cabezales
CORTE
SOLDADURA DE METALES
TEMPLE / REVENIDO
LASER CLADDING
TÉCNICAS
DISPOSITIVOS / EQUIPAMIENTOS
Fusión asistido con gas Remoto
Conducción “Keyhole” Remota
Óptica fija Haz oscilante
Aporte por polvo Aporte por hilo
APLICACIONES
PROCESADO DE MATERIALES
• Rebarbado de componentes
• Aleaciones idénticas
• Endurecimiento
• Refuerzo superficial
• Micro-corte de precisión
• Materiales disímiles
• Revenido
• Recuperación y reparación
• Corte 3D
• Reblandecimiento • Asistencia procesos de
de moldes • Recubrimientos
arranque y conformado
Integración de fuentes en soluciones completas
Soluciones completas de alta productividad
Sistemas de monitorización y control de procesos
FABRICACIÓN ADITIVA
SOLDADURA POLÍMEROS
UNIÓN MATERIALES DISÍMILES
TÉCNICAS
Combustión Ablación Ondas de choque
Casi-simultáneo (Escáner) Contorno Simultáneo
Casi-simultáneo (Escáner) Contorno Simultáneo
APLICACIONES
Procesos LIMPIEZA / DECAPADO
• Decapado de pinturas,
• Termoplásticos similares
• Termoplástico-metal
recubrimientos, etc. • Limpieza de óxido, grasas, sustancias contaminantes, etc.
• Termoplásticos disimilares
• Metales disimilares
LMD POLVO LMD HILO
INSPECCIÓN Y MEDIDA Tecnologías de larga escala (Tracker, interferometría, tracer)
APLICACIONES
TÉCNICAS
MICRO TEXTURIZADO
MICROMECANIZADO
MICROPERFORADO
MARCADO
Casi-simultáneo (Escáner)
Casi-simultáneo (Escáner)
Single pulse Percussion Trepanning Helical
Casi-simultáneo (Escáner)
• Micro-moldes
• Filtros
• Decoración
• Perforado herramientas
• Válvulas
• Trazabilidad
• Mejora propiedades
tribológicas • Replicado • Superficies
superhidrofóbicas
Boquillas/cabezales láser para LMD en polvo e hilo Soluciones completas para al fabricación aditiva por LMD de grandes estructuras Hibridación de procesos LMD con otras tecnologías de fabricación
• Rompevirutas
Tecnologías de rango corto (Triangulación, luz estructurada, confocal, tiempo de vuelo)
Sistemas láser para la monitorización y control de procesos
OTROS CONSULTORÍA
FORMACIÓN
Implantación industrial de sistemas láser
Curso “Aplicaciones Industriales del Láser” Cursos específicos a demanda Training “Hands-on” en IK4-TEKNIKER o en cliente
Diagnóstico de haces láser Caracterización / Seguridad Puesta a punto de procesos industriales
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PARKE TEKNOLOGIKOA CALLE IÑAKI GOENAGA, 5 20600 EIBAR · GIPUZKOA · SPAIN TEL: +34 943 206 744
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