Control por PC y EtherCAT para la clasificación de piezas con inspección al 100%

Dimac srl, con sede en Tortona (Italia), afirma ser una de las pocas empresas del mundo especializadas en la fabricación de máquinas de alta velocidad para la clasificación y el control de calidad al 100% de pequeñas piezas metálicas y elementos de fijación. “Un ritmo rápido supone llegar a las 1.200 piezas por minute”, explica Guido Noce, director general de Dimac. Con una cuota de exportación superior al 70% y más de un millar de máquinas instaladas, la empresa suministra a los principales fabricantes americanos y europeos de elementos de fijación. Destaca el sector de la automoción como uno de sus mercados más importantes. Además de tornillos, tuercas y arandelas, las máquinas Dimac se utilizan para inspeccionar una amplia gama de componentes, desde motores, airbags y otros componentes electromecánicos hasta botones de vaqueros, tornillos diminutos de gafas y eslabones de cadenas.

La amplia variedad de piezas y cantidades requiere una solución de automatización flexible y potente para los sistemas de clasificación e inspección. Esto se debe a que la tecnología de control determina, en última instancia, la velocidad y fiabilidad de las máquinas. Con su concepto La Mille, Dimac inició un ambicioso proyecto con el objetivo de rediseñar por completo la solución de automatización existente, a fin de mejorar aún más el rendimiento y la fiabilidad de las máquinas.

“La fiabilidad de nuestras máquinas es el resultado de un concepto basado en un único software que se actualiza constantemente con variantes y nuevas funciones”, explica Guido Noce. A lo largo de los años, las numerosas ampliaciones de la anterior solución habían provocado limitaciones en el funcionamiento y la gestión del software. Tras 25 años de superposición de capas de software, había llegado el momento de dar un nuevo salto tecnológico. “Al llevar a cabo un análisis de mercado entre los proveedores de automatización, descubrimos que las tecnologías EtherCAT y de control basado en PC de Beckhoff eran las mejores para satisfacer nuestras necesidades”, subraya Enrico Ottaviano, director de ingeniería de Dimac. Guido Noce apostilla: “Con La Mille, queremos probar exhaustivamente lo mejor que, en nuestra opinión, ofrece actualmente el mercado. El objetivo es crear una plataforma de automatización que dé forma a las próximas generaciones de máquinas Dimac”.

“Nos hemos decantado por EtherCAT y la tecnología de control basada en PC de Beckhoff principalmente por su apertura y rendimiento”, subraya Ottaviano. Se trataba de encontrar una solución que no requiriese una topología específica ni atara a la empresa a un proveedor o a un grupo limitado de fabricantes. El protocolo abierto EtherCAT y los numerosos proveedores de los correspondientes maestros, dispositivos, actuadores y soluciones cumplen este requisito. Además, los tiempos de ciclo y los intervalos de actualización de los periféricos descentralizados debían ser bastante más cortos que antes. En lo que respecta a futuros desarrollos, el objetivo es reducir los tiempos de ciclo de 10 ms a aproximadamente 1 ms. Guido Noce comenta: “Incluso durante las primeras pruebas, nos dimos cuenta de que podíamos alcanzar el rendimiento requerido con el protocolo EtherCAT de alto rendimiento”.

Otro aspecto importante era la posibilidad de emplear software y entornos de desarrollo abiertos y normalizados, como IEC 61131-3. “Es precisamente por esas propiedades que nos decidimos por el sistema de software TwinCAT de Beckhoff”, añade Ottaviano. Dimac utiliza un PC embebido CX5240 con un procesador Intel Atom con una frecuencia de reloj de 1,6 GHz (cuatro núcleos) como controlador; actualmente, se utiliza otro PC industrial para la aplicación de procesamiento de imágenes. En la primera fase, el equipo del proyecto quería asegurarse de que el procesamiento de imágenes no estuviese sujeto a influencias externas.

Para el usuario final de la máquina, el concepto de control de La Mille supone una mayor velocidad del sistema de clasificación, además de criterios de inspección adicionales. “Nuestra solución aumenta la productividad, el número de estaciones y el número de inspecciones que nuestra máquina puede realizar en el future”, afirma Noce. Además, el carácter abierto de EtherCAT permite integrar otros componentes. Los usuarios también se benefician de la facilidad de uso significativamente mejorada basada en la HMI de TwinCAT, por ejemplo, para las tareas de diagnóstico y configuración. Además, Dimac integra el software de procesamiento de imágenes en la visualización y, por tanto, puede combinar todas las funciones de la máquina en un panel de control de Beckhoff.

Normalmente, la inspección y clasificación del 100% de las piezas solo tiene lugar después de la producción. En el propio proceso de producción, los parámetros más importantes de un componente se siguen midiendo manualmente y se comprueban al azar en el laboratorio. Sin embargo, las empresas manufactureras están cada vez más interesadas en integrar los datos de las máquinas clasificadoras en los procesos de inspección durante la producción, y en utilizar los datos objetivos y fiables para la mejora continua de la calidad y el mantenimiento predictivo.

Dimac ya está trabajando en la integración de cobots, ejes lineales y sistemas de transporte en su concepto de máquina, a fin de sustituir las inspecciones clásicas que realizan los operarios mediante calibradores de tapones y otros tipos de calibres por comprobaciones puntuales automatizadas. Guido Noce señala: “Consideramos que el control basado en PC y EtherCAT son tecnologías clave para estas aplicaciones, a las que a menudo nos hemos visto obligados a renunciar anteriormente debido a los excesivos costes de Desarrollo”. El control basado en PC ofrece las funciones necesarias en un sistema integrado: control, procesamiento de imágenes, movimiento, seguridad, interfaz hombre-máquina, conectividad e interoperabilidad. Enrico Ottaviano y su equipo cuentan con la ayuda del equipo de asistencia de Beckhoff. “Estamos muy satisfechos con la asistencia técnica en términos de conocimientos técnicos y tiempos de respuesta. El uso de EtherCAT y del control basado en PC como arquitectura de automatización llevará a la nueva generación de máquinas de Dimac a un nuevo nivel en términos de rendimiento, fiabilidad y capacidad de análisis de datos”, subraya Ottaviano.