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Sistemas adaptativos para la mejora de la calidad

Inteligencia en los equipos de fabricación. Proyecto Harco

Redacción Interempresas17/10/2014
Desde hace años estamos asistiendo a un proceso imparable hacia la incorporación de ‘inteligencia’ en los procesos de fabricación. En la década de los años 50, la incorporación de los controles numéricos, posteriormente computerizados, CNC, en el MIT supusieron un avance fundamental en el proceso de automatización de las máquinas herramienta. 60 años después, el objetivo de aumento de la calidad final de las piezas fabricadas y de productividad de las instalaciones sigue exigiendo un esfuerzo constante en la mejora de la tecnología de fabricación. Especialmente críticos son los efectos de las vibraciones producidas durante el proceso de mecanizado en la zona de contacto de la herramienta con la superficie de la pieza. La precisión y la calidad final de la superficie dependen en gran parte de estas vibraciones.
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Harco, ‘Hierarchical and adaptive smart components for precision production systems application’ es un proyecto dentro del FP7, recientemente finalizado y subvencionado por la UE, en el que participa Tecnalia junto con 9 empresas, centros y universidades de Italia, Alemania, Reino Unido, Bélgica y Reino Unido, que aborda el desafío de la fabricación desde el punto de vista de la aplicación de conceptos completamente nuevos en las máquinas herramienta y en las reglas de diseño utilizadas. El objetivo es desarrollar estructuras muy rígidas, pero al mismo tiempo ligeras, con una buena amortiguación en funcionamiento. En el proyecto se han integrado nuevas capacidades funcionales, incluyendo un control de vibraciones activo, un interfaz adaptrónico de unión del cabezal al carnero, fijaciones adaptativas y un control de estabilidad térmica, todo ello integrado en una máquina competitiva y económicamente viable.

Tanto el interfaz adaptrónico como las fijaciones adaptativas integran sensores y actuadores inteligentes que permiten medir el nivel de vibración y actuar para incrementar el amortiguamiento y reducir así las vibraciones. La elección de los sensores y actuadores y su integración junto con el algoritmo de control son los puntos críticos del sistema global.

Los actuadores inteligentes y los sensores incorporados se integran en dispositivos modulares fácilmente conectables, denominados Adaptive Smart Components, ASC. Estos sistemas admiten la nueva lógica de proceso y pueden modificar el comportamiento de la máquina según los cambios en el entorno de la operación. La eficiencia energética también aumenta en paralelo con la productividad de la instalación y la calidad final de la pieza. Los sensores recogen las vibraciones que pueden afectar la calidad final de la pieza. La plataforma inteligente fija una estrategia de control activo que anula los efectos perjudiciales, y un modelo adaptrónico incorporado valora las actuaciones realizadas y, a partir de este momento, es capaz de predecir las necesidades de amortiguación del proceso. Todo el sistema activo es coherente con el diseño de la máquina y con los análisis dinámicos realizados en la simulación previa.

El resultado final es un proceso sin vibraciones en una máquina mejor diseñada para su función. La vida útil de las herramientas es también mayor, lo que mejora aún más la productividad de la instalación. Los dispositivos adaptrónicos pueden ser empleados en una gran cantidad de instalaciones y máquinas.

La tecnología desarrollada permitirá a Tecnalia profundizar en la línea de la ‘Fábrica del Futuro’ promoviendo la inteligencia y la flexibilidad en los nuevos conceptos de producción.

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