Adquisición de posiciones con constante fiabilidad

La seguridad funcional juega un papel cada día más importante en la fabricación de máquinas herramienta. Para los sistemas de medida esto significa no sólo la medición correcta y precisa de datos de posición y su transmisión al control numérico de la máquina. La seguridad funcional incluye también el diagnóstico del sistema de medida y la exclusión de fallo mecánico. Los sistemas de medida de Heidenhain satisfacen a los OEMs con soluciones confortables para el usuario para las más diversas aplicaciones orientadas a la seguridad.

Las máquinas y las plantas son cada día más rápidas, precisas y flexibles, pero también más sofisticadas y costosas. Esto es válido tanto para máquinas herramienta, como para máquinas de pick-and-place en la automatización o para sistemas de moldeo por inyección en el procesamiento de plástico. En vista de los elevados costes de inversión de una máquina de alta tecnología de este tipo, sus propietarios esperan una alta disponibilidad y previsibilidad de sus plantas y procesos. Al mismo tiempo aumentan las prescripciones legales de seguridad para el funcionamiento de los sistemas. El resultado de este desarrollo es la creciente importancia de la seguridad funcional.

Heidenhain ofrece un amplio programa de captadores rotativos y sistemas angulares y lineales de medida para aplicaciones relacionadas con la seguridad. Incorporan todos los requisitos necesarios para, en combinación con un control numérico seguro, alcanzar la clasificación para aplicaciones relacionadas con la seguridad de acuerdo a SIL 2 (según EN 61 508) o nivel de prestaciones ‘d’ (según EN ISO 13849). Además cumplen los elevados requerimientos respecto de dinámica y precisión, suministrando, gracias a su interfaz serie, toda la información necesaria para la puesta en marcha, la monitorización y el diagnóstico. En todas las variantes, el aparato de verificación de uso universal PWM 20, en combinación con el software de evaluación ATS, ayuda al usuario in situ durante el diagnóstico y el montaje.

Un ejemplo para la conexión segura del sistema de medida con el accionamiento son los captadores rotativos de las gamas ECN 400 y EQN 400 en su versión de seguridad funcional. Éstos ofrecen una conexión funcionalmente segura del eje hueco con exclusión de fallo mecánico para sus ejes huecos ciegos con diámetros de 10 y 12 mm. Esta exclusión de fallo mecánico evita fallos que no pueden ser detectados por el control numérico, como por ejemplo el patinado de una conexión por fricción. Para el otro extremo de la escala de diámetros, con diámetros de eje de hasta 512 mm, se dispone, entre otros, de los sistemas angulares modulares absolutos ECA 4000 en su versión de seguridad funcional.

Con estos dos ejemplos y otras numerosas soluciones disponibles para aplicaciones orientadas a la seguridad, tales como los sistemas angulares de medida magnéticos ERM o los sistemas lineales de medida absolutos blindados LC 415 o LC 495, Heidenhain cubre un amplio rango de aplicaciones en máquinas y sistemas. Los sistemas angulares de medida magnéticos y los captadores rotativos inductivos están especialmente indicados para su empleo en máquinas de producción que someten a sus componentes a elevadas cargas mecánicas.

En general, un sistema de medida Heidenhain transmite a través de su protocolo EnDat las siguientes informaciones, que son relevantes para la disponibilidad del sistema:

• El mensaje de error debe conducir a un estado seguro del sistema. Al mismo tiempo, esto significa que se provoca una parada del sistema.
• Una alarma indica que se ha alcanzado un límite interno de funcionamiento. Sirve como un sistema de alarma temprana para mantenimiento preventivo y previsible, sin que se produzca una parada inmediata de la máquina.
• Los datos de diagnóstico suministran información detallada sobre la reserva de funcionamiento del sistema de medida de posición.

En sistemas de medida con protocolo serie puro EnDat 2.2 tiene lugar un completo diagnóstico dentro del aparato, durante el cual se generan alarmas y mensajes de error. Los mensajes de error son transmitidos con alta prioridad a la electrónica subsiguiente con cada transmisión del valor de posición. Para la evaluación de la reserva de funcionamiento en operación en lazo cerrado, los sistemas de medida Heidenhain generan los así llamados números de evaluación. Los números de evaluación, de fácil comprensión, ofrecen información detallada sobre el estado de las señales de captación internas incrementales y absolutas, así como sobre la formación del valor de posición y, con ello, sobre el estado actual del sistema de medida. Con estos datos, los controles numéricos o los inversores pueden extraer conclusiones sobre la reserva de funcionamiento. Su escala y su significado son idénticos para todos los sistemas de medida de Heidenhain, permitiendo así una evaluación universal. Su transmisión se realiza en lazo cerrado y no sobrecarga el tiempo para la transferencia del valor de posición. La carga sobre los recursos de la electrónica subsiguiente es relativamente pequeña, dado que sólo necesita visualizar valores numéricos. La disponibilidad de los números de evaluación y el acceso a ellos dependen del protocolo específico de cada cliente.

Un protocolo digital para datos de posición permite, además, la transmisión de la así llamada etiqueta electrónica, es decir, de los datos para la puesta en marcha del sistema de medida y del regulador. También transmite informaciones adicionales, tales como la temperatura del bobinado del accionamiento o datos de diagnóstico. Los datos transmitidos dependen del protocolo. Por ejemplo, el protocolo EnDat 2.2 permite transmitir durante el funcionamiento, el mantenimiento regular o en una interrupción, de forma rápida y fiable, información sobre el estado de funcionamiento del sistema de medida de posición. Éstos son datos básicos importantes para la monitorización del estado o para extraer conclusiones respecto de la disponibilidad y predictibilidad de sistemas y procesos.

Para el diagnóstico y el ajuste de sistemas de medida de posición Heidenhain están disponibles diferentes aparatos de prueba y verificación. El aparato de verificación con el rango de aplicación más amplio es el PWM 20. En combinación con el software ATS permite analizar prácticamente todos los sistemas de medida Heidenhain con los protocolos indicados en la tabla 3. Por ejemplo, durante la instalación de sistemas de medida modulares, el PWM 20 utiliza el software ATS para verificar si el soporte de la graduación y el cabezal captador se corresponden entre sí. Si se conecta el sistema de medida directamente al PWM 20, es posible un análisis completo de las funciones del sistema de medida. Si el PWM 20 se integra en el lazo cerrado de regulación —utilizando adaptadores adecuados, si ello fuera necesario— es posible un diagnóstico en tiempo real de la máquina o el sistema durante el funcionamiento. Con el PWM 20 pueden, además, lanzarse y verificarse las funciones de seguridad durante la primera puesta en marcha o durante la sustitución de sistemas de medida para aplicaciones orientadas a la seguridad.

La combinación única de medición altamente precisa de la posición, un gran número de protocolos disponibles y un diagnóstico sencillo, hacen a los sistemas de medida de posición de Heidenhain un importante factor de prestaciones y calidad para máquinas y sistemas de dinámica elevada y alta precisión.