El fabricante belga Calvet confía en Beckhoff para la producción de ventanas y puertas

Gracias a un concepto de máquina innovador, los fabricantes belgas CNC Solutions y Calvet están automatizando procesos que antes se realizaban manualmente en la producción de ventanas y puertas de aluminio. La tecnología de accionamiento de alto rendimiento, el control de movimiento y los cilindros eléctricos AA3000 de Beckhoff fueron clave para dotar a la máquina de la precisión y delicadeza necesarias al prensar los marcos de las ventanas.

El fabricante de maquinaria Calvet N.V., con sede en la localidad belga Zellik, se propuso automatizar ampliamente varios procesos de la producción de ventanas y puertas con un nuevo concepto de máquina. “Junto con CNC Solutions, un fabricante de maquinaria especializado en sistemas personalizados como Calvet, y los especialistas de Beckhoff, pudimos dar vida a este sofisticado concepto”, explica Stefan Nees, director general de Calvet. “Estamos encantados de aportar nuestra experiencia en el ámbito de las aplicaciones CNC y robóticas”, añade Lander Debruyne, director general de CNC Solutions BV en Menen (Bélgica).

Hasta ahora, el método de unión de los perfiles de aluminio de las ventanas consistía en prensar las esquinas. Aún se requieren varios pasos manuales previos, que exigen a los equipos de producción un gran cuidado para garantizar la calidad final del marco de la ventana o puerta. “Hemos combinado y automatizado estos pasos manuales, a saber, montaje, encolado, prensado, comprobación y pulido, en una estación de trabajo central”, señala Stefan Nees.

Se prevé que, en el futuro, el operario pueda colocar los perfiles del marco de la ventana en un mover. A continuación, los sensores comprueban si se han introducido las piezas correctas y que encajan entre sí. Una vez aprobados, los perfiles se colocan en posición, se sujetan con abrazaderas y se presionan con la fuerza necesaria. “Este proceso automatizado nos permite subir el listón en términos de calidad y aumentar realmente la eficacia de nuestra producción de ventanas”.

Además de la calidad y la productividad, la flexibilidad era otra de las principales prioridades de las especificaciones de la máquina. Al fin y al cabo, hay que tener en cuenta varios tipos de perfil, posiciones de prensado y técnicas de adhesión. Por ello, el núcleo de la instalación se compone de dos robots de 6 ejes. En función del tamaño de la ventana que se esté fabricando, que oscila entre 300 y 4500 mm, los robots se colocan y preparan para recoger automáticamente la herramienta correspondiente a cada paso de la producción. “Lo que realmente distingue a nuestro proceso es la pinza especial para prensar las esquinas”, afirma entusiasmado Lander Debruyne. Tres cilindros eléctricos AA3000 con accionamientos de husillo conforman la base de la pinza. “Evaluando las corrientes y los pares de estos accionamientos, pudimos dar a la máquina una idea de la fuerza de prensado y controlarla dinámicamente”, aclara Stefan Nees.

No es casualidad que CNC Solutions utilice para la máquina un control basado en PC y otros componentes de Beckhoff. Lander Debruyne explica: “Cambiamos a la plataforma Beckhoff y a los PC embebidos CX2043 como controles estándar hace unos dos años, porque teníamos constantes problemas de disponibilidad con nuestro proveedor de entonces”. CNC Solutions también utiliza robots Stäubli de serie, que pueden integrarse y controlarse eficazmente mediante EtherCAT y uniVAL drive. “Cambiar la tecnología de control no es algo que pueda hacerse de la noche a la mañana”, afirma Lander Debruyne, “pero con el ingeniero de aplicaciones Maarten Knevels a nuestro lado, siempre tuvimos a mano a un auténtico experto”. En la actualidad, los clientes utilizan hasta siete máquinas con control basado en PC. “Nuestros ingenieros de aplicaciones ofrecen asistencia durante el periodo de transición para garantizar un lanzamiento sin problemas, e incluso ayudan a los clientes existentes a implantar la nueva tecnología”, añade Cédric Sabbe, responsable de cuentas de Beckhoff Bélgica.

Además de los robots, 15 ejes CNC (servomotores AM8000 y cilindros eléctricos AA3000) se controlan mediante TwinCAT 3 y el servosistema multieje AX8000. Calvet y CNC Solutions también utilizan terminales EtherCAT junto con numerosos módulos EtherCAT Box con un grado de protección IP67 para leer las señales y controlar los actuadores, que se montan directamente en los movers. Cédric Sabbe señala: “El sistema de accionamiento compacto, junto con la tecnología de conexión OCT de los servomotores, ha facilitado una instalación rápida que ocupa muy poco espacio”.

“El mayor reto de este proyecto era garantizar que hasta el último proceso estuviera perfectamente coordinado”, afirma Stefan Nees. Es precisamente en este punto donde TwinCAT 3 NC PTP, NC I y CNC entraron en juego para gestionar la exigente coordinación de todos los ejes. El operario recibe instrucciones para la preparación de pedidos a través del panel de control CP2918, que también puede utilizar para efectuar un seguimiento de las operaciones de la máquina. Los datos del pedido se cargan desde el sistema central de gestión de pedidos a través de un código de barras en los perfiles de las ventanas. Calvet consigue la conectividad necesaria con el escáner de código de barras y las funciones informáticas de TwinCAT 3 Serial Communication (TF6340) y TwinCAT 3 Database Server (TF6420). “Para que el manejo sea lo más sencillo posible, solo hay dos botones que permiten al operador de la máquina pasar al paso siguiente o anterior”, explica Stefan Nees. No podría ser más sencillo.

El primer sistema se ha instalado para un fabricante de ventanas de Bruselas, que está probando la máquina en condiciones de uso real. “La información práctica que recibamos nos ayudará a continuar desarrollando el prototipo hasta convertirlo en una máquina estándar de alto rendimiento”, concluye Stefan Nees.

CNC Solutions lleva dos años utilizando el control basado en PC y los PC embebidos CX2043 para controlar una amplia variedad de proyectos. Foto: Philippe van Gelooven.