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Una solución IoT sin cable para medir en tiempo real la fuerza de sujeción durante el mecanizado

Röhm presenta la mordaza de medición iJaw

Redacción Interempresas29/11/2021

El especialista en tecnología de sujeción Röhm presenta la mordaza de sujeción iJaw, una solución que permite medir la fuerza de sujeción en tiempo real durante el mecanizado. Röhm resuelve así un problema para el que hasta ahora no había ninguna solución industrial aceptada: la fuerza de sujeción la suele fijar el operario de la máquina herramienta y es una cuestión de experiencia. Por tanto, los errores durante el mecanizado debidos a una fuerza de sujeción incorrecta o a la pérdida de la pieza están preprogramados.

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Figura 1: Mordaza de medición iJaw como mordaza de consola con insertos de sujeción intercambiables y dos etapas de sujeción.

La iJaw presentada por Röhm integra la tecnología de sensores para la medición de la fuerza de sujeción, así como la transmisión inalámbrica de datos en una mordaza de sujeción completa. La medición tiene lugar directamente en el punto de sujeción a la pieza de trabajo; la transmisión de datos a una pasarela utiliza el próximo estándar industrial IO-Link Wireless. La pasarela puede conectarse al sistema de control de la máquina a través de la interfaz Profinet integrada y/o envía los datos a una nube a través de la interfaz LAN integrada.

Incluso en las máquinas-herramienta más modernas, las piezas se sujetan hoy en día de la misma forma que hace cien años: el operario sujeta ‘por tacto’. Debido a la falta de sensores, la máquina herramienta sólo puede ayudar al operario de forma limitada. Y para asegurarse de que las piezas se sujetan realmente de forma “segura” -nadie quiere arriesgarse a que salgan despedidas-, la fuerza de sujeción suele ser demasiado alta. Especialmente en el caso de componentes de paredes finas o superficies sensibles, esto conduce rápidamente a la deformación y al aplastamiento.

Con la iJaw, el especialista en sujeción Röhm presenta una mordaza con tecnología de sensores integrada para medir la fuerza de sujeción directamente en el punto de sujeción. Entre el sensor y la pieza de trabajo sólo hay un inserto de sujeción de pocos milímetros de grosor. De este modo, Röhm elimina casi todos los factores de influencia falsos y la iJaw puede proporcionar información sobre la fuerza de sujeción real aplicada a la pieza de trabajo.

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Figura 2: Tecnología de sensores para la medición de la fuerza de sujeción y electrónica para la transmisión inalámbrica de datos a través de IO-Link Wireless, así como una batería recargable dentro de la iJaw.

La iJaw transmite los datos medidos de forma inalámbrica a una pasarela a través del robusto protocolo IO-Link Wireless con una alta frecuencia de muestreo de 100 Hz. Esto significa que el iJaw mide en tiempo real durante el mecanizado. Para ello, cuenta con un diseño adecuadamente robusto de acero endurecido y resistente al agua (IP 68). La antena transmisora tiene una cubierta de plástico de alta temperatura para protegerla de las virutas incandescentes. La iJaw puede montarse y utilizarse en todos los platos de torno con una interfaz de mordaza adecuada (estándar) como cualquier otra mordaza de sujeción. Para el lanzamiento al mercado, la iJaw está disponible como mordaza escalonada para platos de torno con dentado recto o helicoidal en los tamaños 215, 260 y 315. Los portaherramientas adecuados de Röhm son los portaherramientas eléctricos Duro-A RC, Duro-NCSE y Duro-NC con el sistema de cambio rápido de mordazas, así como su homólogo de la gama convencional, el Duro-T. Para adaptar las mordazas a las diferentes geometrías de las piezas de trabajo, existen varios insertos de sujeción duros y blandos intercambiables que se fijan a la mordaza con tornillos.

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Figura 3: Componentes de la iJaw.

Pasarela como centro de datos

La pasarela con el receptor IO-Link Wireless se utiliza para recibir los datos y transmitirlos. La pasarela ofrece una interfaz Profinet para la conexión con la máquina. A través de esta interfaz, los datos están disponibles en el sistema de control de la máquina y pueden visualizarse en la HMI de la máquina herramienta y/o ser procesados posteriormente por el sistema de control de la máquina. La iJaw puede conectarse a Internet a través de una interfaz LAN en la pasarela, lo que la convierte en una verdadera solución IoT. Los datos pueden enviarse a través de ella a una nube donde pueden archivarse y procesarse posteriormente.

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Figura 4: Existen diferentes insertos de sujeción intercambiables para las dos etapas de sujeción que permiten adaptarse a diferentes piezas de trabajo.

Siete escenarios de aplicación identificados

“Hemos identificado siete escenarios muy diferentes en los que la iJaw ofrece un importante valor añadido”, afirma Claus Faber, director de Gestión de Productos y Marketing de Röhm. Los tres primeros escenarios se refieren a la ‘sensación’ antes y durante el mecanizado. Antes del mecanizado, la iJaw ayuda a alimentar las piezas y a configurar el sistema de sujeción. Si se producen errores, las fuerzas de sujeción medidas se desvían de los valores objetivo y se puede iniciar una reacción manual o automatizada. Durante el mecanizado, se pueden detectar las fuerzas de sujeción demasiado elevadas (riesgo de daños en la pieza) y las fuerzas de sujeción demasiado bajas (fuerzas de sujeción insuficientes hasta la expulsión de la pieza). Otros tres escenarios ofrecen soluciones para la evaluación de las mediciones en serie. Aquí, las fuerzas de sujeción cambiantes pueden utilizarse para detectar tendencias en una fase temprana. Esto incluye la detección temprana de un próximo mantenimiento para mantener la fuerza de sujeción o el desgaste de las herramientas. Los rechazos pueden identificarse ya en el proceso de mecanizado, es decir, durante su fabricación.

“En el último escenario, vemos principalmente la documentación”, explica Claus Faber: “Por un lado, esto es muy interesante para los componentes que requieren documentación —como en la tecnología aeroespacial—, pero también para las tareas de optimización de productos y procesos. Si quiero volver a saber después de un período de tiempo más largo cómo se fabricó un componente, puedo investigar la situación de la fabricación en los datos en la nube”. El iJaw archiva la huella digital del mecanizado, por así decirlo".

Claus Faber añade: “Pero estamos seguros de que habrá multitud de otras aplicaciones por parte de nuestros clientes. Ni siquiera concebimos la mayoría de ellas en las sesiones de brainstorming más entusiastas”.

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Figura 5: La pasarela recibe los datos de la iJaw a través del protocolo IO-Link Wireless. A través de Profinet, los datos están disponibles directamente en el sistema de control de la máquina para su visualización en la HMI o para su posterior procesamiento para el control del proceso. Los datos pueden enviarse a través de la LAN a una nube y utilizarse para su visualización, documentación o análisis.

Socios de desarrollo fabricantes de máquinas-herramienta DMG Mori, WFL Millturn y EMCO

Desde finales de 2020, Röhm tiene una asociación de desarrollo exclusiva con los fabricantes de máquinas herramienta DMG Mori, WFL y EMCO. Estos probaron la iJaw en sus máquinas en la fase final de desarrollo y acompañaron a Röhm hasta la fase de producción en serie. DMG Mori presentó la iJaw a los invitados en una CTX beta 1250 TC 4A en la Pre-EMO de Pfronten del 20 al 25 de septiembre. Y WFL la presentó en una M50-G en la feria EMO 2021 de Milán.

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Figura 6: La iJaw se adapta a cualquier plato de torno con una interfaz estándar adecuada. La imagen muestra la iJaw en el plato motorizado Duro-A RC de Röhm con el sistema de cambio rápido de mordazas.

IO-Link Wireless como próximo estándar industrial

Röhm considera que el protocolo IO-Link Wireless es el próximo estándar de comunicación inalámbrica en el entorno industrial. En comparación con Bluetooth, ampliamente utilizado en la actualidad, IO-Link Wireless es mucho más robusto y estable. Röhm está convencido de que IO-Link Wireless será cada vez más frecuente en los próximos productos IoT. Por ello, Röhm se ha asegurado el uso exclusivo para aplicaciones en tecnología de sujeción del especialista en IO-Link Wireless, CoreTigo, durante el periodo de desarrollo de la tecnología iJaw. CoreTigo es un socio de desarrollo para los componentes de hardware para la transmisión inalámbrica.

La iJaw estará disponible a partir de febrero de 2022.

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Figura 7: Fabricación de placas de arrastre de caras. El iJaw mide la fuerza de sujeción a 100 Hz durante el mecanizado en tiempo real. Los datos se envían a la pasarela y de ahí al sistema de control de la máquina y/o a una nube.

Empresas o entidades relacionadas

Röhm Ibérica, S.A.

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