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Equipamiento para máquinas-herramienta: nuevas tendencias en auge

Aprovechamiento del potencial de las máquinas para mejorar la eficiencia energética

Heiko Schwindt, director de Ventas y Gestión del sector de Máquinas-Herramienta y Automóviles, Bosch Rexroth AG 06/06/2011

6 de junio de 2011

La eficiencia energética es actualmente un tema estrella si se trata de la automatización de máquinas-herramienta. Las tecnologías y soluciones que ayudan a utilizar la energía de forma inteligente y a aumentar la eficiencia de las máquinas-herramienta tienen una gran demanda. Son tanto los clientes finales como los fabricantes de máquinas los que demandan un menor consumo de energía en la producción industrial.

Para los explotadores de máquinas, los costes energéticos de las máquinas de producción suponen en la actualidad un gran bloque de costes. Un aumento de la eficiencia energética con la misma o incluso con una mayor productividad, supone uno de los puntos de partida más importantes para reducir los costes por pieza de forma sostenible. Para Bosch Rexroth en su calidad de empresa de automatización y proveedor de todos los componentes centrales de una máquina-herramienta, los componentes energéticamente eficientes y las soluciones del sistema suponen una característica de diferenciación muy importante. El fabricante se ha enfrentado muy pronto al reto de la eficiencia energética y se encuentra ahora en condiciones de demostrar los primeros éxitos concretos.

La base estratégica global es la estrategia de eficiencia energética Rexroth-4EE (Rexroth for Energy Efficiency). Ésta agrupa, estructura, compara y enfoca un gran número de tecnologías y soluciones que contribuyen todas a utilizar la energía de forma inteligente. En este sentido hay cuatro puntos de partida que resultan ser determinantes: componentes energéticamente eficientes, recuperación de energía, puesta a disposición de la energía conforme al consumo y una óptima configuración del sistema. La base para la reducción del consumo de energía en el área de producción son unos componentes energéticamente eficientes con altos rendimientos para tecnologías de accionamiento hidráulicas y neumáticas, así como la técnica lineal. En este sentido, la libertad de elección y las posibilidades de compensación entre estas tecnologías suponen la base para soluciones energéticamente eficientes.

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Análisis con la herramienta de análisis energético MTX ega de Rexroth. Foto: Bosch Rexroth AG.

El segundo punto es la recuperación de energía: recuperar la energía sobrante, almacenarla y aprovecharla conforme al consumo dentro y entre las diferentes tecnologías de accionamiento, es la clave para las nuevas e innovadoras soluciones energéticamente eficientes.

A todo ello se suma la puesta a disposición de la energía conforme al consumo lo cual significa que a un sistema se suministra en cada momento tan solo el volumen de energía que requiere el correspondiente servicio con el fin de reducir al mínimo las pérdidas totales y optimizar de este modo el rendimiento.

Finalmente también resulta decisiva la configuración del sistema. Ésta puede optimizarse gracias a la utilización de herramientas de software que estén disponibles para la configuración y la definición de los sistemas hasta la simulación compleja y que permiten un dimensionamiento conforme a las tareas de los módulos funcionales que se requieren en cada momento. Puede conseguirse un significativo ahorro energético especialmente cuando se contempla el sistema en su conjunto, todo el ciclo de vida, desde el diseño, pasando por el servicio y hasta la modernización.

Durante los últimos años, Bosch Rexroth ha podido acumular una amplia experiencia con posibles medidas de eficiencia energética, tanto desde el punto de vista de un explotador de máquinas como del de un fabricante de accionamientos y controles. A continuación se muestran a modo de ejemplo algunas de estas medidas.

Desconexión consecuente

En caso de una típica máquina de producción, tan solo la disposición de servicio para la producción consume el 55% de la energía. Si no existe un modo de reposo que permita desconectar todos los consumidores con excepción del control, la máquina permanece en disposición de servicio para la producción durante todas las paradas provocadas por ejemplo, por una falta de piezas. Las posibilidades de ahorro energético no se aprovechan.

Los análisis internos de Bosch han demostrado que una consecuente desconexión manual durante las pausas previstas e imprevistas permite ahorrar en torno al 12 % y la desconexión automática en torno al 25 % de la energía. En este sentido resulta importante que no sólo se apague la máquina en su conjunto sino también los diferentes módulos funcionales si éstos no se necesitan durante un determinado período de tiempo, incluso con la producción en marcha.

Una desconexión manual puede efectuarse en algunos casos prácticamente sin tener que realizar ninguna inversión. Sólo es necesario sensibilizar a los empleados en lo que a los costes energéticos se refiere. A cambio, una desconexión automática de la máquina, así como de algunos módulos funcionales concretos requiere una adaptación por parte del software que habitualmente está prevista dentro del marco de una medida de retrofit y que debe ser de carácter obligatorio en caso de nuevas máquinas.

Lubricante refrigerante hidráulico KST-Booster

En función de la máquina y la tarea de mecanizado, hasta el 60% de las necesidades de energía de una máquina de producción se requiere para la puesta a disposición y la preparación del lubricante refrigerante. En caso del centro de mecanizado observado, el porcentaje del refrigerante ha sido casi del 30%. La preparación del lubricante se realiza fuera de la máquina en una instalación central.

El lubricante refrigerante KST-Booster de Rexroth permite utilizar una generación de alta presión del lubricante refrigerante y del sistema hidráulico energéticamente más eficiente y orientado al proceso con adaptación del caudal y de la presión, completamente sin pérdidas provocadas por derivación, incluso con los diámetros de herramienta más pequeños. En este sentido, el sistema hidráulico se acopla directamente a la técnica de lubricación refrigerante lo que implica la supresión de un completo ramal de accionamiento eléctrico y que puede realizarse óptimamente en una máquina de mecanizado mediante el cambio entre la necesidad de lubricante hidráulico y lubricante refrigerante. En caso de un bajo consumo de lubricante refrigerante, el ahorro energético supera el 50%.

Supervisión del consumo de potencia y energía

Gracias a la mayor transparencia que aportan, las indicaciones del consumo de energía ayudan también en caso de las máquinas de producción a un comportamiento más ecológico por parte de los usuarios. Una pantalla de potencia le permite al usuario observar y supervisar el consumo de potencia de una máquina, así como de los diferentes módulos funcionales (que son accionamientos eléctricos y grupos secundarios como, por ejemplo, la bomba hidráulica o la bomba de lubricante refrigerante).

Utilizando una pantalla de energía puede sumarse y supervisar el consumo de energía de una máquina, así como de los diferentes módulos funcionales a lo largo de unos períodos de tiempo definidos. La solución del sistema Indramotion MTX incluye tanto las herramientas para la monitorización de energía (una pantalla de potencia y una pantalla de energía) para el usuario final como también las herramientas de análisis (el análisis del tiempo de ciclo MTX cta y el análisis de la energía MTX ega) para el técnico de producción o el especialista en energía que se esfuerzan en conseguir una reducción del consumo de energía.

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Soluciones innovadoras como el KST-Booster de Rexroth aumentan la eficiencia energética y la rentabilidad. Foto: Bosch Rexroth AG.

Oferta de servicios

Durante los últimos años, Rexroth ha introducido varios servicios nuevos en relación con el tema de la eficiencia energética. El chequeo energético incluye la comprobación de la máquina in situ y la creación de un reporte energético que se divide en consumidores de energía eléctricos, hidráulicos, neumáticos y de otro tipo.

En base a este chequeo energético, Rexroth elabora un concepto de optimización energética para la máquina que también incluye el proceso mismo. Como servicio clásico, Rexroth ofrece la modernización de la máquina recurriendo a unos módulos preconfeccionados.

Aproximadamente desde hace un año, Bosch Rexroth utiliza asesores energéticos que asesoran a los clientes de forma directa sobre el tema de la eficiencia energética. Su tarea principal consiste en mostrar los puntos débiles en las máquinas existentes y proponer unas medidas de mejora. En caso de máquinas nuevas que aún se encuentran en la fase de desarrollo, ponen a disposición del cliente todos sus conocimientos intratecnológicos y son el nexo de unión entre el cliente y los especialistas de soporte mecatrónico.

Perspectiva

Los ejemplos señalados demuestran lo siguiente: en el área de producción no existe una tecnología que por sí sola pueda alcanzar los objetos de eficiencia a los que se está aspirando sino que es más bien la suma de las diferentes medidas lo que cuenta. Gracias a la inteligente vinculación de las diferentes medidas puede obtenerse un ahorro muy considerable. Bosch Rexroth ofrece en estos momentos productos y soluciones para poder dar una respuesta a las exigencias de los clientes que demandan la máxima eficiencia energética.

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