Fabricación del Audi A8 en Neckarsulm: Identificación continua por RFID

• Jaume Catalán, Industry Manager Automotive, SICK España Portugal

 
Todo comienza con un trozo de metal. En la construcción de la carrocería, la parte trasera del vehículo representa la primera etapa en la creación de un pedido específico del cliente. Paso a paso, el vehículo va tomando forma. Después de haber pasado por el taller de pintura, incluso los profanos en la materia pueden apreciar el toque individual añadido: puede ser un rojo fuego, un negro profundo, o quizás incluso un azul de medianoche. Pero, incluso sin aplicar ninguna pintura llamativa, el nuevo Audi A8 puede hacer realidad los deseos de cualquier cliente mediante su fabricación en numerosos diseños personalizados.

Desde que se construye la carrocería hasta que se realiza el primer viaje en el vehículo nuevo, hay, ciertamente, un largo camino por recorrer. En muchas estaciones es necesario asegurarse de que el vehículo se esté fabricando exactamente como el cliente lo había pedido. En la ciudad alemana de Neckarsulm, Audi resuelve esta tarea con una solución de identificación basada en RFID que cubre todas las tareas de su planta. En la línea de producción del modelo sucesor del Audi A8, presentado en 2017, se usan dispositivos de lectura y escritura RFID (UHF) del fabricante de sensores SICK que identifican con fiabilidad etiquetas pasivas RFID en los vehículos en cada paso del proceso de producción.

Identificación con la máxima disponibilidad…
“Cuando planificamos una nueva línea de producción, naturalmente también tenemos en cuenta la cuestión de cómo se pueden identificar las piezas de trabajo en las distintas estaciones”, afirma Jan-Erik Butt, responsable de tecnología RFID de Audi en Neckarsulm. “Lo que realmente deseábamos era encontrar una solución de identificación que cubriera todas las tareas de la planta, desde las del taller de carrocerías hasta las del taller de pintura y las del área de montaje final. La resistente tecnología RFID resulta particularmente idónea para esta tarea, ya que ofrece múltiples posibilidades de conexión y una gran flexibilidad a la hora de integrarse en el sistema de producción”.

Finalmente, para comparar el rendimiento de los diferentes proveedores, Audi realizó pruebas durante toda una semana en el taller de pintura, lugar en el que la etiqueta RFID del vehículo se somete a la máxima solicitación. “En estas pruebas, SICK nos ha convencido por su fiabilidad. Requerimos una disponibilidad del 100%. En la industria del automóvil no nos conformamos con el 90%”, destaca Thomas Vogel, director técnico de proyectos para la Fabricación Digital de la Serie A8.

…y en entornos exigentes
Durante el proceso de fabricación, los vehículos están expuestos a fuertes influencias externas, tales como las altas temperaturas y los productos químicos. El aire circulante en el taller de pintura alcanza temperaturas de hasta 230 grados y, en el proceso pintura catódica por inmersión, el vehículo se sumerge completamente en un tanque que contiene una mezcla de ácido/base. Allí se aplica una corriente eléctrica y el metal se recubre con un tratamiento anticorrosivo, explica Jan-Erik Butt.

La solución que buscábamos tenía que soportar estas duras condiciones, por lo que el equipo del proyecto decidió utilizar etiquetas RFID pasivas de un solo uso. Estas etiquetas pueden soportar grandes cargas, y son fáciles de fijar en la carrocería y de quitar durante el montaje final. “La fabricación de la carrocería comienza en el momento en el que se etiqueta o individualiza un larguero. Es entonces cuando se asigna el número de pedido y también se incorpora la etiqueta RFID. Se trata del primer momento en el que se produce una variación que utilizamos con fines de identificación. A partir de entonces, la tecnología RFID ya no se separará del vehículo”. La etiqueta RFID tiene aproximadamente el tamaño de una tarjeta de visita y está fabricada con material Nomex, que protege la antena integrada y el chip del calor y otras influencias.

La mayor parte las características de individualización entre los vehículos se introducen durante el montaje, en función del diseño solicitado por el cliente. En esta fase, se da un nivel muy elevado de variaciones, por lo que es decisivo identificar correctamente los vehículos. En definitiva, cada empleado debe saber qué vehículo tiene delante para poder procesarlo como corresponda. Además, Audi ha optado por un concepto específico que confiere mayor importancia a la fiabilidad de la solución RFID. En este concepto, la lectura RFID está vinculada a una parada de la cinta, lo que significa que la línea de producción se paralizará si la identificación RFID de un vehículo falla en un punto concreto. De este modo, Audi se asegura de que ningún vehículo salga de una estación sin haberse identificado. Finalmente, la etiqueta RFID se elimina durante el montaje final, algunas veces a causa de los datos de producción sensibles.

Compendio de datos homogéneo durante todo el proceso
Para Jan-Erik Butt, otra razón para confiar en la tecnología RFID es la calidad uniforme de los datos en las lecturas de todas las estaciones. “Si obtenemos el mismo tipo de datos de todas las áreas, podemos generar, por ejemplo, análisis de tendencias significativos, ya que las situaciones de lectura son comparables. Esto nos proporciona mucha información sobre todo el proceso de producción, lo que no sería posible si usáramos una mezcla de tecnologías. Obviamente, esto nos permite actuar de una manera completamente diferente, es decir, adoptar medidas preventivas en lugar de simplemente reaccionar siempre a las situaciones. Por ejemplo, estamos trabajando en métodos para observar cómo la calidad de la lectura se deteriora gradualmente y cómo intervenir antes de que ocurran los fallos”.

La función apropiada para aplicaciones específicas
La planta de Audi de Neckarsulm utiliza como solución RFID el ecosistema SICK AppSpace, con el que puede programar aplicaciones de sensores personalizadas con facilidad. “Deseamos crear nuevas alternativas de procesamiento de datos que se adapten exactamente a nuestras necesidades. Por ejemplo, utilizamos SICK AppSpace en un punto de lectura para permitir que la antena se comunique directamente con el sistema MES, a través del cual controlamos la producción, y hacerlo de forma apropiada para el receptor. Sin necesidad de middleware adicional, somos capaces de implementar un marco arquitectónico orientado al servicio como OPCUA, que no depende de ninguna plataforma ni de ningún fabricante. Esto significa que no necesitamos cambiar todos los ajustes del sistema con cada nueva programación. En lugar de eso, podemos utilizar una aplicación para indicar a la antena de forma descentralizada cómo tiene que procesar y transmitir los datos. Queremos ser capaces de controlar de forma flexible una amplia gama de funciones dentro de un único dispositivo de lectura, por lo que tiene sentido que la propia antena sea más inteligente”.

RFID como estrategia de identificación integral
La conclusión de Jan-Erik Butt es positiva: “Si comparamos la situación anterior con la actual, podemos ver que, tras implementar las modificaciones correctamente, hemos logrado una mayor disponibilidad e incluso un ahorro de tiempo significativo en muchos casos. A diferencia de los sistemas propietarios originales, la puesta en servicio de las antenas RFID requiere menos tiempo”.

Lo que comenzó como parte de un proyecto de vehículo y se diseñó para un producto derivado de otro se usa desde hace tiempo de forma generalizada. “Los resultados obtenidos de la identificación RFID nos han convencido. En lugar de usar la tecnología RFID como solución de identificación solo en una nave o como parte de un proyecto de vehículo individual, la planta de Neckarsulm la utiliza para fines de identificación en todas las fases de la producción”.

Serán más fáciles de programar y reducirán el tiempo de la puesta en marcha de los robos colaborativos o “cobots”.

Disponibles en España para empresas de cualquier tamaño y sector.

El fabricante danés de robots ligeros y pionero global de la robótica colaborativa, Universal Robots y SICK, especialista en la fabricación de sensores para la automatización de fábricas, procesos y sistemas logísticos, han unido fuerzas para la creación de dos aplicaciones de gran innovación para la robótica colaborativa.

Con esta nueva alianza, ya están disponibles en España soluciones de automatización a medida para mejorar los procesos a las empresas de cualquier tamaño. Los robots colaborativos de Universal Robots han revolucionado la robótica industrial, son flexibles, ligeros y pueden operar en cualquier entorno de producción. Con una interfaz táctil muy intuitiva y una configuración guiada por asistentes.

Por su parte, SICK lleva años fabricando dispositivos orientados a la industria 4.0, desde equipos de visión artificial, identificación automática, SmartSensor o equipos de seguridad.

Las nuevas aplicaciones combinan los beneficios de los cobots de Universal Robots con la eficiencia y la seguridad de los sensores SICK para permitir la automatización de cualquier proceso de fabricación, donde los robots trabajan junto con los trabajadores humanos, minimizando su intervención en tareas repetitivas, peligrosas o de alto esfuerzo físico, dejando las de mayor valor añadido a los operarios.

Lectura de Códigos y Protección del Operario
Esta aplicación utiliza dos sensores SICK conectados a un cobot de Universal Robots para el proceso de identificar y colocación de piezas, ideal para tareas tales como pick-and-place, controles de calidad, embalaje y otros procesos logísticos. El sensor Lector63X de SICK, permite identificar, mediante la lectura del código de barras, productos pasando por una línea de producción e informar al robot para su posterior clasificación.

En estos escenarios, la seguridad del entorno alrededor del robot es más importante que nunca. Los cobots de Universal Robots (UR) incorporan 15 funciones de seguridad, certificadas por TUV-NORD, que permiten su instalación sin necesidad de vallas de protección. Garantizan que en caso de contacto accidental con una persona o un objeto en su camino, el robot se detiene automáticamente.

Además, la alianza entre UR y SICK añade otra capa de protección; la aplicación también incorpora el sensor MicroScan de SICK para detectar la presencia de una persona y reducir la velocidad de funcionamiento del robot cuando se aproxime un operario.

Visión Artificial para el Reconocimiento y Posicionamiento de Piezas
El sensor Inspector PIM60 de SICK es perfecto para las tareas de reconocimiento de posición de piezas e ideal para una gran variedad de tareas de producción, desde pick-and-place hasta procesos de control de calidad. El robot UR es capaz de reconocer la posición y la orientación de piezas gracias a los datos enviados por la cámara SICK.

A través de un plug-in desarrollado por SICK e integrado dentro de la plataforma para desarrolladores Universal Robots+ se consigue una mayor facilidad y menor tiempo en la programación y puesta en marcha.

Desde hace unos años, en el mercado automovilístico se puede detectar una alta demanda de productos personalizados con un plazo de entrega relativamente corto, lo que requiere una producción flexible y rápida a la vez. Este ejemplo de seguimiento y localización deja patente cómo puede implementarse la creciente personalización de productos en el contexto de la Industria 4.0.

Track and trace: las cadenas de producción y logística crecen al unísono
Uno de los pilares de la Industria 4.0 es el concepto “Track and Trace” que nace de la necesidad de controlar los procesos de producción de forma continua. La adquisición de datos completos directamente en el vehículo permite identificar un coche personalizado concreto durante todo el proceso de producción hasta su entrega.

Para un proceso de producción en VW Navarra, SICK conjuntamente con VW diseñó y desarrolló un tag que permite la identificación del vehículo mediante RFID. Debido a los diferentes procesos a los que el vehículo está sometido durante su fabricación, el tag es dotado de un alto nivel de resistencia a las altas temperaturas para superar sin problemas los hornos de pintura. La lectura del tag se efectúa mediante el equipo RFU63x de SICK.

Inteligencia en serie
El RFU63x de SICK marca el inicio de una nueva generación de unidades de lectura y escritura RFID en el canal UHF aptas para la industria. Las funciones integradas como el procesamiento y filtrado de datos se encargan de ofrecer un rendimiento de lectura óptimo y estable. El RFU63x puede integrarse de forma sencilla y económica en todas las principales redes industriales gracias a la tecnología 4Dpro de SICK. Usando el sistema de clonación y copia de seguridad, los parámetros pueden transferirse a otros dispositivos mediante una tarjeta de memoria MicroSD, con ello se reduce notablemente el tiempo necesario para la sustitución y configuración de los equipos. Gracias a la señal LED configurable, los usuarios pueden visualizar información adicional, como resultados de lectura y datos de diagnóstico.

Los sensores detectan, directamente en la carrocería del vehículo, los pasos de montaje que deben aplicarse, por lo que resulta imposible confundir o mezclar pasos. Gracias a estos sensores, se garantiza una transparencia completa hasta la entrega. Los pasos de procesamiento en el objeto se actualizan mediante los mencionados tags RFID con capacidad de reescritura. Para ello, la lectura debe ser totalmente fiable, puesto que cualquier error podría provocar errores de dirección, confusiones o tiempos de inactividad. Es en este ámbito donde las tarjetas de datos RFID, que pueden incorporarse a los componentes o incluso integrarse en ellos de forma invisible, se utilizan cada vez más. En la práctica, ofrecen el máximo grado posible de disponibilidad. Por ejemplo, resisten altas temperaturas en una línea de pintura y pueden identificarse con fiabilidad incluso estando cubiertas de pintura.

RFU65x de SICK, la continuación del lector RFID 63x
SICK ha desarrollado el lector RFID RFU65x el cual nos aporta todas las ventajas del RFU63x y además nos permite conocer la dirección y el ángulo en la que se encuentra el tag. En comparación con otros dispositivos, el RFU65x no necesita antenas externas adicionales. Esto no solo ahorra costes, sino que también simplifica y acelera los procesos de aplicación en la logística y en la industria del automóvil.

Menos riesgo y coste más bajo
El uso de este identificador aporta una serie de ventajas para VW Navarra. Comenta Héctor Moreu, Responsable de Sistemas de Producción, Logística, Calidad y Desarrollo en el departamento de Tecnologías de la información: “La tecnología RFID nos permite reducir los errores de lectura, en un proceso productivo donde cada día tenemos más puntos de identificación. Gracias a la lectura precisa de los equipos RFID de SICK se reduce el riesgo de error en cualquiera de las fases de producción y por lo tanto un ahorro en la gestión de los fallos de lectura.”

Volkswagen Navarra es una de las 119 fábricas que el Grupo Volkswagen tiene en todo el mundo. Situada en Pamplona, la empresa lleva produciendo el modelo Polo para todo el mundo, de manera ininterrumpida, desde 1984. En 2016 VW Pamplona fabricó 296.800 unidades del Polo. El porcentaje de exportación se sitúa en el 91,5%. El Polo es el único coche hecho en España entre los veinte más vendidos del mundo.

Uno de los ingredientes del longevo éxito de VW Navarra es la capacidad de renovar los procesos y de adaptarse a los nuevos retos que presenta el mercado.

En 2014 VW Navarra fue galardonada con el premio Industrial Excellence Award a la Mejor Fábrica Europea. Fue la primera vez que una fábrica de automoción española consiguió este galardón. VW Navarra es una pieza elemental en la estructura del Grupo Volkswagen, líder europeo de la automoción y número dos a escala mundial. La colaboración entre SICK y VW en esta aplicación demuestra que cuando se juntan dos empresas punteras de tecnología, se consiguen excelentes resultados al servicio de la optimización de procesos.

El rápido avance de la tecnología electrónica y de sensores determina en la actualidad el grado de innovación de las máquinas de trabajo móviles. Los fabricantes y usuarios de máquinas agrícolas y forestales, máquinas de construcción y minería, así como vehículos de servicios urbanos y especiales se benefician del potencial de los sensores inteligentes.

La integración de sensores y sistemas de sensores origina soluciones para las tareas cotidianas que satisfacen los deseos de una productividad mayor con menores costes de proceso. Se diseñan procesos más eficientes, precisos y respetuosos con el medio ambiente. Este desarrollo convierte a SICK en un importante socio en su camino para conseguir desde máquinas de trabajo altamente automatizadas hasta máquinas de trabajo móviles autónomas.

No solo la agricultura y, por tanto, la producción de alimentos, también la industria de la construcción, por ejemplo, se enfrenta constantemente a nuevas tareas, ya sean regionales, nacionales o globales. El crecimiento de la población impulsa continuamente la demanda de alimentos, mientras que las superficies de cultivo se reducen. En el sector de la construcción, debe fomentarse el desarrollo de infraestructuras que usen el espacio existente de forma mucho más eficiente. Los requisitos técnicos para la automatización de los vehículos de servicios urbanos, tales como barredoras, esparcidoras o vehículos de extinción de incendios son muy variados. Debido a la variedad de usos posibles, se abre un amplio campo de tareas relacionadas con el uso, el control y la interconexión de las funcionalidades específicas. Para superar estos retos, las tecnologías y soluciones de sistema innovadoras son elementos imprescindibles en la automatización de las máquinas de trabajo móviles.

Automatización eficiente de máquinas y vehículos
Con conocimientos técnicos y experiencia en el ámbito de la automatización industrial y logística SICK cuenta con una amplia gama de tecnologías y una gran experiencia en la automatización de máquinas y vehículos. La gama de soluciones móviles para el flujo de materiales en el interior de las fábricas comprende desde sistemas de transporte celulares, lanzaderas de palés y vehículos de transporte autónomos que navegan libremente hasta carretillas para pasillos estrechos o grúas de nave.

Además, las soluciones para aplicaciones móviles en exteriores, donde imperan principalmente condiciones meteorológicas cambiantes, o para aplicaciones subterráneas, tampoco plantean ningún problema nuevo a los sensores de SICK.

Han demostrado su eficacia desde hace mucho tiempo en puertos, minas y muchos otros entornos exigentes. Miles de instalaciones y aplicaciones realizadas lo demuestran: SICK conoce los sectores y sus procesos. Cada sector tiene procesos especiales. Y, a pesar de ello, los sensores realizan, en principio, las mismas operaciones: miden, detectan, controlan y supervisan, protegen, conectan e integran, identifican y posicionan. Esto permite a los expertos de SICK transmitir soluciones de automatización de éxito de todos los sectores a otras aplicaciones.

No obstante, si es necesario, deben adaptarse los sensores, a los requisitos que precisan las máquinas de trabajo móviles. Los fabricantes y usuarios de máquinas móviles observan las tendencias en la industria del automóvil con mucha atención.

Conectividad sin cableado
Muchos de estos desarrollos pueden aplicarse a las máquinas de trabajo móviles. Esto incluye las soluciones telemáticas como las que se pueden encontrar ya hoy en día en los automóviles, conocidas por el término de «conectividad». Este tipo de sistemas de telecomunicación de datos se puede usar para «servicios inteligentes» como la gestión de flotas o la detección prematura de desgastes.

Dado que, al contrario de lo que ocurre en la automatización industrial, en la móvil no existen edificios ni infraestructura de ningún tipo que permita la conexión cableada de los distintos participantes en el proceso, el establecimiento de una conexión en red basada en la nube, así como una comunicación inalámbrica de máquina a máquina es particularmente importante en este sector.

Como fabricante de sensores, SICK es proveedor de datos para máquinas inteligentes. Ya, hoy en día, SICK ofrece para muchas aplicaciones en este campo productos líderes en el mundo y apuesta por soluciones que se basan en la combinación inteligente de hardware y software. Las soluciones de asistencia al conductor son algunas de las principales tareas de los sensores en la automatización móvil.

Para estas aplicaciones, SICK ofrece una amplia gama de productos que incluye desde sensores estándar y sensores inteligentes con algoritmos de aplicación integrados hasta soluciones de sistema complejas basadas en IoT (Internet de las cosas) y en la nube. SICK usa una amplia gama de tecnologías en el desarrollo de cámaras de streaming 3D, sensores LiDAR o escáneres láser, sensores de ultrasonido, sensores de inclinación, encoders y sensores de proximidad inductivos, así como sistemas de asistencia y soluciones de seguridad inteligentes. Los sensores y los sistemas son la clave para muchos de los grandes mercados de futuro basados en la tecnología. Con «Sensor Intelligence», los productos combinados pueden realizar claramente más tareas que cada uno por sí solo.

Unas máquinas seguras aportan seguridad legal al fabricante y al empresario. Los usuarios de las máquinas exigen que solo se comercialicen máquinas o aparatos seguros. Es así en todo el mundo.

Igualmente, existen regulaciones en todo el mundo que velan por la seguridad de las personas frente a las máquinas. Estas regulaciones han sido acuñadas de modo distinto en función de la región. Sin embargo, existe un amplio consenso sobre el procedimiento presentado en la página anterior para la fabricación y el reequipamiento de máquinas: En la fabricación de sus máquinas, el fabricante debe identificar y valorar todos los peligros y puntos de peligro posibles mediante una evaluación de riesgos (lo que antes se conocía como análisis de peligros).

Basándose en esta evaluación, el fabricante de la máquina debe eliminar o reducir este riesgo con medidas constructivas apropiadas. Si no puede eliminarse el riesgo con estas medidas o no puede tolerarse el riesgo todavía existente, el fabricante de la máquina debe seleccionar y aplicar dispositivos de protección apropiados y, dado el caso, informar sobre los riesgos que todavía puedan existir. Para garantizar que las medidas previstas tengan el efecto deseado, se precisa una validación general. Esta validación debe evaluar tanto las medidas constructivas y técnicas como las organizativas en un mismo contexto.

En tal sentido, SICK como fabricante de sensores destinados al incremento de seguridad para el usuario, desde sus inicios se ha volcado en la formación sobre las normativas vigentes para garantizar que el fabricante se mueva dentro del marco legal y el usuario esté protegido en el desempeño de su labor diaria.

Los días 4, 5 y 6 de octubre la empresa de origen alemán ofrecerá en sus instalaciones en Sant Just Desvern (Barcelona) un curso de formación titulado “Jornada de Seguridad en Máquinas”. Dirigido a técnicos de prevención, técnicos de seguridad, responsables de producción y todo tipo de profesional que debe realizar un marcado CE en sus máquinas o líneas de producción, el curso tiene como objetivo transmitir una base de conocimientos del marco legislativo y técnico actual. El temario se compone de una parte teórica y un amplio apartado práctico enfocado en robots colaborativos, evaluación de riesgos, la aplicación de elementos opto-electrónicos y el diseño de circuitos seguros.

La formación tiene un coste de 500€ por persona y es de 20 horas de duración. Interesados pueden entrar en la página web https://s.sick.com/curso_seguridad o bien contactar por teléfono llamando al 93 480 31 00.

Esta formación forma parte de un plan continuo de formación que para el último trimestre del año también engloba trainings de producto (FlexiSoft, escáner MicoScan, cortinas de seguridad S3000, M4000).

Curso de Seguridad en Máquinas
4-6 de Octubre 2017
SICK Optic-Electronic, S.A.
Calle Frederic Mompou, 4B
08960 Sant Just Desvern

Contenido
Dia 1 - Interpretación legal y jurídica. Directivas europeas.

• Introducción, presentación jornadas.
• Directiva Máquinas 2006/42/CE (RD 1644/08). Marcado CE.
• Directiva equipos de trabajo y RD 1215/97.
• Evaluación de riesgos y diseño seguro ISO12100.
• Preguntas y coloquio.

 
Dia 2 - Interpretación normativa técnica.

• Partes del sistema de mando relativas a seguridad EN ISO13849-1.
• Características de la función de parada de emergencia EN ISO13850.
• Características de los sistemas de enclavamiento asociados a resguardo UNE EN 1088/ISO14119.
• Características de los sistemas de protección opto-electrónicos, y distancias de seguridad EN ISO13855.
• Ejemplos.
• Características de los sistemas de mandos a dos manos UNE EN 574.
• Ejemplos y ejercicios varios.

 
Dia 3 - Interpretación tecnológica, ejercicios prácticos

• Marcado CE
• HRC (Human Robot Collaboration) ISO TS 15066
• Evaluación de riesgos
• Elementos optoelectrónicos funcionando en una máquina
• Demostración diseño circuitos seguros

La rampa es un lugar peligroso, pero gracias a un especialista en desarrollo de sensores, ahora lo será un poco menos.

El lector estará sin duda al tanto de la factura multimillonaria que representan los accidentes durante el servicio en tierra de aeronaves y las consiguientes reclamaciones de seguros. Esto lleva a las aseguradoras a gravar los servicios en tierra con primas más elevadas.

Para evitar daños innecesarios, Lufthansa LEOS ha recurrido a la experiencia de SICK en escáneres láser durante el remolque de aeronaves y en la actualidad está realizando pruebas del sistema de protección de aeronaves (Aircraft Protection System, APS), creado por esta empresa especializada, en su flota de tractores de remolque.

LEOS opera en sus sedes de Frankfurt y Múnich una flota compuesta por un total de 38 tractores de remolque. Cada uno de ellos efectúa una media de ocho a quince remolques al día. Durante estas maniobras, la posibilidad de colisionar con objetos en la pista o en el hangar, o incluso con otras aeronaves, es constante.

En colaboración con LEOS, SICK ha desarrollado un sistema de asistencia al conductor que ayuda a remolcar las aeronaves de forma más segura. Esto reduce en parte la tensión a la que el conductor se ve sometido y reduce el riesgo de colisiones y accidentes, evitando así los elevados costes que suponen las reparaciones, el mantenimiento y el tiempo que pasan los aviones en tierra. En pocas palabras: el APS agiliza y hace más eficientes los procesos de push-back y de mantenimiento.

Cómo funciona
El tractor de remolque (desprovisto de barra de remolque) engancha la rueda delantera y la levanta. Dicha rueda y su peso pasan a descansar sobre el centro del tractor, cuyo conductor toma el control de la aeronave. El escáner láser 2D LMS511 se instala orientado hacia atrás en el tractor y explora toda la zona paralela al suelo situada debajo de la aeronave. “El escáner láser detecta las ruedas del tren de aterrizaje principal del avión; el sistema de asistencia al conductor APS determina el tipo de avión a partir de la geometría del tren de aterrizaje. El APS incorpora una base de datos que almacena diferentes tipos de aviones y muestra todos los modelos que concuerden con la geometría del tren de aterrizaje al conductor del tractor por medio de una lista de selección en pantalla. A continuación, el conductor selecciona el modelo correcto y confirma la selección”, explica Michael Doll, ingeniero de proyectos de Lufthansa LEOS.

El sistema de asistencia al conductor APS vigila el corredor de remolque, señala al conductor cualquier obstáculo y le advierte con antelación de posibles colisiones. Está compuesto por un escáner láser 2D LMS511, una pantalla táctil con una unidad de procesamiento integrada y una aplicación de software. Un asistente de instalación facilita la puesta a punto y la configuración del APS.

“El escáner láser detecta prácticamente todo lo que se encuentre debajo, a la derecha, a la izquierda y detrás del avión. Las zonas de alarma pueden configurarse individualmente. El área de exploración se extiende por debajo del avión como si fuera una alfombra invisible”, añade Thomas Killmaier, director de operaciones de Lufthansa LEOS. “Todo aquello que entre en esta área –la trayectoria que sigue el avión– se indica en rojo en la pantalla. El conductor recibe esta información siguiendo una estrategia de aviso definida para determinar si puede producirse una colisión entre el avión y un objeto”.

El traslado de las aeronaves supone un enorme reto para el conductor de un tractor de remolque. Es posible tirar de ellas o empujarlas, pero en algunas circunstancias la visión del conductor puede verse obstruida durante la operación. A esto se suman los obstáculos relacionados con la climatología, ya que es necesario efectuar estas operaciones en toda clase de condiciones atmosféricas. “La labor de los conductores de los tractores de remolque es muy compleja debido a que han de realizar muchas otras tareas. El sistema de asistencia al conductor proporciona apoyo, pero nunca interviene. Los conductores advierten enseguida que el sistema funciona y que los sensores detectan todos los objetos. Deben ser capaces de afirmar: ‘Hoy me ha sido de gran ayuda’, pero ha de ser manejable para ellos”, recalca Michael Doll. Los desarrolladores de SICK trabajan actualmente con los conductores de los tractores de remolque para configurar una frecuencia acústica adecuada que ayude al conductor y al sistema de asistencia a compenetrarse perfectamente.

Además del ámbito de las operaciones aeroportuarias, los sensores de SICK se utilizan con éxito en un amplio abanico de aplicaciones destinadas a evitar colisiones.

El sistema está compuesto por un escáner láser 2D LMS511 y una pantalla táctil con una unidad de procesamiento integrada y una aplicación de software.

El sistema de asistencia al conductor (APS) vigila el corredor de remolque, señala al conductor cualquier obstáculo y le advierte con antelación de posibles colisiones.

Advertencia de colisión y asistencia al conductor para vehículos de remolque de aviones
Los aviones no disponen de un sistema propio que les permita desplazarse hasta la pista o acceder al hangar para su mantenimiento, por lo que se mueven con la ayuda de vehículos de remolque. Durante el desplazamiento pueden producirse colisiones con objetos en la pista o en el hangar, o incluso con otros aviones, que pueden causar daños muy costosos. SICK ha desarrollado el sistema de protección de aviones APS (Aircraft Protection System) que ayuda a los conductores de vehículos de remolque a desplazar los aviones con seguridad. Esto reduce el estrés de los conductores y el riesgo de colisiones y accidentes, evitando los elevados costes de las reparaciones, el mantenimiento y los periodos de inactividad de los aviones. En resumen, el APS facilita y hace más eficientes las maniobras de push-back, el mantenimiento y los procedimientos de remolque.

Retos que implica la conducción de vehículos de remolque de aviones
Mover aviones con un vehículo de remolque presenta grandes retos para su conductor. Es posible empujar o tirar de los aviones, aunque estas maniobras bloquean la visión del conductor en algunos casos. Y también hay obstáculos relacionados con la climatología, ya que los aviones deben desplazarse en cualquier circunstancia. A veces, puede ser difícil o incluso imposible para los conductores detectar las marcas de la pista. Incluso al introducir el avión en el hangar, no es extraño que las alas choquen con las puertas. El sistema de asistencia al conductor APS supervisa el pasillo de remolque, muestra a los conductores cualquier obstáculo y les avisa de las posibles colisiones con suficiente antelación. El sistema se compone de un escáner láser 2D LMS511 y de una pantalla táctil con una unidad de proceso integrada que incluye software de aplicación. El asistente de instalación integrado facilita la puesta en servicio y la configuración del APS.

Cálculo de las dimensiones y la posición del avión
Después de seleccionar el tipo de avión, se muestra la correspondiente silueta almacenada en la base de datos. El conductor del vehículo de remolque puede usar la pantalla para detectar la envergadura, el tipo, el contorno y la posición del avión con claridad. El APS calcula el ángulo del avión respecto al vehículo de remolque usando la geometría del tren de aterrizaje. Factorizando la información de la envergadura, el sistema determina la trayectoria de desplazamiento del avión y la muestra en la pantalla usando radios de curva a derecha e izquierda a lo largo de las alas.

Visualización de peligros de colisión y aviso al conductor del vehículo de remolque
Si aparece un objeto en la trayectoria de desplazamiento del avión, el lado en peligro del avión se destaca visualmente en la pantalla y, al mismo tiempo, se emite una señal acústica que advierte del peligro al conductor del vehículo de remolque. La señal aumenta la percepción y reduce el tiempo de respuesta del conductor notablemente. El APS distingue entre tres situaciones de colisión diferentes, de manera que el conductor puede detectar rápidamente la ubicación del peligro potencial sin necesidad de tiempo de interpretación ni de búsqueda. La atención del conductor siempre se dirige en primer lugar al lado en peligro del avión y después al objeto con el que va a colisionar.

Identificación del tipo de avión
El vehículo de remolque del avión engancha la rueda delantera y la levanta, sustituyendo el tren de aterrizaje delantero. El avión solo se apoya sobre el tren principal trasero. El escáner láser 2D LMS511 se monta en la parte posterior del vehículo de remolque mirando hacia atrás y escanea toda el área debajo del avión de manera paralela al suelo. El LMS511 mide las ruedas de los aviones; el sistema de asistencia al conductor APS determina el tipo de avión a partir de la geometría del tren de aterrizaje. El APS dispone de una base de datos que almacena varios tipos de avión y sugiere al conductor todos los que coincidan con la geometría del tren de aterrizaje correspondiente mostrando una lista de selección en la pantalla. El conductor selecciona el avión correcto y confirma la selección.

Con casi 60 años de experiencia en el desarrollo de equipos de control numérico, más de 20 millones de productos instalados en todo el mundo y más de 5.200 empleados, FANUC es el fabricante líder mundial en automatización. FANUC produce en sus fábricas de Japón: robots industriales, sistemas CNC, máquinas de corte por electroerosión de hilo, centros de mecanizado, máquinas de inyección de plástico 100% eléctricas y sistemas láser.

No es de extrañar entonces que FANUC también se encuentre en la vanguardia de las nuevas tendencias tecnológicas, como las aplicaciones con robots colaborativos.

Robots colaborativos para ayudar a las personas
El objetivo de los robots colaborativos es ayudar a las personas, no reemplazarlas. El robot se encarga del trabajo duro, las tareas repetitivas, los trabajos que requieren mayor precisión, mover cargas, y mantener unos niveles de calidad y homogeneidad constantes, mientras que el operario asume las tareas analíticas y las que añaden valor al producto final.

FANUC ofrece una gama de robots colaborativos que van de 4 a 35 kg de capacidad de carga siendo este último el de mayor capacidad de carga del mercado con certificación de seguridad.

Desde FANUC afirman que sus robots colaborativos ofrecen una serie de ventajas respecto a los convencionales:

• Ahorran espacio porque después de la evaluación de riesgos, puede ocurrir que no necesiten vallados
• Reducen problemas ergonómicos ya que permiten mover  cargas que para un operario serian dificultosas y que podrían provocar daños o lesiones.
• Alta repetitividad: los robots trabajan de forma precisa ofreciendo una gran  repetitividad lo que conlleva un alto grado de calidad.

 
Las características generales de los colaborativos FANUC son las detalladas a continuación:

• Fiabilidad: los robots están diseñados con la misma fiabilidad que un robot estándar, tecnología conocida y probada, servicio global, disponibilidad de repuestos.
• Ofrecen una amplia gama de opciones disponibles: últimas funciones de visión artificial integrada (iRVision), interfaces I/O Profibus, Profinet, Profisafe, DeviceNet, diagnóstico remoto, y un largo etc…

 
Los robots colaborativos de FANUC se benefician de la potencia y sencillez de la programación TPE, utilizada en los modelos estándar de la gama. Este lenguaje está expresamente ideado para reducir el tiempo de aprendizaje necesario, y está comprobado que, gracias a su estructura intuitiva, una persona sin conocimientos previos de robótica puede aprender a realizar programas en una mañana. Adicionalmente, este lenguaje también da recorrido a aquellos que quieran realizar funciones más complejas o profundizar en aplicaciones con mayores funcionalidades. Las funciones de seguridad se programan fácilmente desde el menú de la consola, que cuenta con la función avanzada de seguridad DCS  (Dual Check Safety) de forma estándar. Esta función permite asegurar que ninguna parte de la geometría del brazo, de la mano del robot, o de la misma pieza transportada, entren en zonas de riesgo definidas por el usuario.

FANUC CR-35iA
Es un robot de seis ejes, con una capacidad de carga de 35 kg y alcance máximo de 1.813mm.

El cuerpo del robot tiene una cubierta blanda e ignífuga, y un diseño constructivo pensado para evitar zonas de atrapamiento (de dedos entre ejes por ejemplo), y total ausencia de cantos vivos o aristas que puedan ocasionar cortes o daño al operario.

La característica principal es la función de paro por contacto, es decir, cuando detecta fuerza externa, se para automáticamente, y con un tiempo de respuesta mínimo, evitando daños.

El CR-35iA cumple con la normativa ISO 10218-1:2011 y la ISO 13849-1:2008. Además cumple con el requisito  de la ISO/TS15066 en la que se recomienda que el robot sea categoría 3, PL=d.

Funciones de Seguridad

• Paro por contacto: El robot se para automáticamente cuando detecta que un operario o un elemento externo toca el robot o la pinza correspondiente (no se necesita hardware adicional para detectar colisiones en la pinza).
• Push to escape: Funcionalidad que permite al operario mover el eje 1 o eje 2 del robot manualmente.
• Retreat motion: Funcionalidad inteligente en la que el robot detecta atrapamientos. Si éste detecta un atrapamiento, automáticamente se retira para liberar la posible fuerza ejercida en un operario.

 
FANUC también ofrece la función de Guiado Manual, lo que permite mover el robot como un ingrávido mediante el uso del útil acoplado en la muñeca del robot. Esta función puede ser empleada para coger y transportar piezas así como para mover y programar trayectorias de robot sin necesidad de conocimientos de programación de robots.

Además del robot colaborativo más fuerte del mercado (CR-35iA) FANUC también ofrece otros modelos más pequeños (CR-4iA, CR-7iA y CR-7iA/L) de 4 a 7 Kg de capacidad de carga. Estos robots tienen un alcance que va desde 550mm a 911mm y tienen la posibilidad de ser montados en suelo, invertidos o en pared.

EL CR-35iA también puede utilizarse en modo “alta velocidad” (750mm/s) lo que requiere sensores de seguridad adicionales como el escáner S300 de SICK. Gracias a estos sensores, el robot cambia de modo “no colaborativo” a colaborativo cuando el operario se acerca y, por tanto, mientras no haya operarios de por medio puede trabajar a alta velocidad.

Económico y fiable al mismo tiempo: escáner láser S300 de SICK
El escáner S300 Mini Standard de SICK tiene un diseño ultracompacto y es especialmente adecuado para aplicaciones sencillas en las que se requiere un campo de protección de libre definición. La función de triple campo permite utilizar al mismo tiempo un campo de protección y dos campos de advertencia. El S300 Mini Standard es idóneo para la protección de zonas de peligro en máquinas pequeñas. Con el software CDS (Configuration & Diagnostic Software) pueden definirse los campos de protección y de advertencia de forma homogénea y cómoda mediante PC o portátil.

La empresa SICK, fundada en 1946, tiene presencia en todo el mundo y cuenta con más de 50 filiales así como numerosas delegaciones con más de 7.500 personas en todo el mundo. SICK se encuentra entre los principales fabricantes de sensores para la automatización de fábricas, procesos y sistemas logísticos. La filial de SICK España y Portugal fue fundada en 1990. Hoy en día, la empresa situada en Sant Just Desvern (Barcelona) consiste en 55 empleados repartidos por toda la geografía española.

Aparte de una amplia gama de productos SICK también ofrece un amplio abanico de servicios relacionados con la seguridad industrial, como por ejemplo el análisis de riesgo, obligatorio para las aplicaciones con robots colaborativos, para definir las medidas de protección necesarias en los diferentes modos de trabajo.

Cuando se trata de cierres de metal en envases, no podemos olvidar ningún detalle: En productos como tarros de mermelada, el sector de bienes de consumo requiere juntas estancas y tarros sellados herméticamente. Cualquiera que prepare su propia mermelada sabrá que una pequeña hendidura en la tapa es la clave para crear el vacío perfecto. Sin embargo, resulta difícil identificar este pequeño detalle a simple vista en entornos de producción industrial con gran cantidad de piezas en movimiento a altas velocidades.

Fynbo Foods A/S, un importante fabricante danés de mermeladas, conservas y confituras, utiliza el sensor de visión TriSpector1000 3D de SICK en sus líneas de producción para comprobar la integridad de los envases sellados. Como fabricante para los mercados orgánico y local, Fynbo Foods apuesta por productos sostenibles y saludables que cumplen unos estándares de calidad superiores.

El TriSpector1000 está disponible con tres campos de visión diferentes para una amplia gama de aplicaciones.

Por ello, la empresa necesitaba encontrar una solución de inspección fiable para realizar inspecciones de calidad en sus tarros sellados. Tras pasteurizar la mermelada, la tapa presenta una pequeña hendidura como resultado del vacío creado en el proceso. Si el proceso de pasteurización no se realiza correctamente, la tapa presentará un pequeño bulto. Solo las tapas estancas pueden evitar la compensación de presión en el envase. La función del TriSpector es identificar cualquier pequeña desviación en la superficie de la tapa.

El TriSpector1000 inspecciona dos tarros por segundo y permite descartar los tarros defectuosos. “Hemos probado numerosas soluciones y el TriSpector es la única solución que puede hacer el trabajo perfectamente. Además, es fácil de usar y permite copiar la configuración al instalar dispositivos adicionales”, explica Jesper Juul Nielsen, un electricista de Fynbo Foods.

Inspección 3D intuitiva
El TriSpector1000 es un sensor autónomo configurable para inspecciones 3D económicas. No importa la forma, el color o la orientación que tenga el producto: el sensor supera todos los retos. Ahora es posible comprobar las condiciones de contenido, integridad y vacío en todas las dimensiones. Es ideal para el control de calidad en la industria de los bienes de consumo y de los embalajes. Gracias a su interfaz de usuario intuitiva, el TriSpector1000 garantiza una puesta en servicio y un manejo sencillos. Gracias a su campo de visión garantizado y a la reutilización de configuraciones almacenadas, permite realizar sin problema incluso un cambio rápido de aparatos.

Lo más destacado

• Inspección 3D de piezas móviles
• Interfaz de usuario intuitiva
• Análisis de imágenes integrado
• Sustitución sencilla
• Imagen 3D con alta resolución y superposición de intensidad
• Datos 3D calibrados de fábrica, valores de mm auténticos en todas las dimensiones
• Carcasa metálica robusta IP67

 
Ventajas para el cliente

• Inspección 3D fiable incluso con color, posición y altura cambiantes de las piezas
• Puesta en servicio y uso sencillos gracias a la interfaz de usuario intuitiva
• Análisis de imágenes integrado para una rápida parametrización
• Sustituciones rápidas gracias al campo de visión garantizado y a la reutilización de configuraciones almacenadas
• Los datos de intensidad mejoran la navegación 3D y permiten comprobar la presencia de una etiqueta, de modelos impresos o el giro del objeto
• Los datos calibrados de fábrica simplifican la instalación y reducen el tiempo y el trabajo
• Resiste entornos duros y las exigentes condiciones del procesamiento de alimentos

 
Ámbitos de aplicación

• Control de calidad de bienes de consumo, medición de volumen y espesor, recuento y posicionamiento de objetos
• Comprobación de la integridad de recipientes, incluyendo la comprobación de contenidos, nivel de llenado y vacío
• Dimensionamiento de productos en el procesamiento de alimentos

 

En la feria de Hannover de 2017, SICK presentará un nuevo paso en el camino hacia la Industria 4.0. Se presentarán características de los sensores que aportan al usuario de las máquinas mayor flexibilidad dentro de un proceso de creación de valor con el que se podrá experimentar la optimización.

SICK, una de las empresas líderes a nivel mundial en la fabricación de sensores y sistemas de sensores para aplicaciones industriales, anuncia su presencia en la feria de Hannover de 2017. Durante la muestra se expondrán algunos de los retos que afronta la industria 4.0 y las soluciones que SICK propone para ellos. Estos retos surgen en las etapas elementales del proceso de creación de valor y se resuelven con los sensores, sistemas y servicios de SICK. Los productos que se exponen presentan una comunicación activa que asegura su conexión con el mundo de los datos. Un proveedor de servicios en la nube se encarga de compilar, evaluar y visualizar debidamente los datos recogidos.

Flexibilidad – Rentabilidad – Transparencia
El Internet de las cosas hace posible que la información esté a disposición de todos en todo momento. Los clientes exigen cada vez mayor velocidad y flexibilidad, por lo que los procesos de fabricación y logística también deben ser lo más flexibles posible y al mismo tiempo ganar en productividad. Esto se logrará usando sensores inteligentes y flexibles, con los que, incluso en tamaños de lote 1, pueda fabricarse con rapidez y rentabilidad. Los sensores inteligentes ofrecen, además, un valor añadido decisivo: permiten la optimización con el sistema en servicio y no se hace necesario interrumpir la producción.

Los sensores de SICK recogen y preevalúan grandes cantidades de datos antes de registrarlos en el mundo de los datos. Sin estos procesos, los retos de la Industria 4.0 no se podrían superar. Los sensores de SICK garantizan la transparencia en cada paso de la creación de valor, además de ser retrocompatibles, es decir, son sensores con capacidad 4.0 que pueden usarse en las arquitecturas de automatización existentes, pero también permiten la comunicación a niveles superiores.

Pabellón 9, stand F18
SICK presentará en la feria de Hannover de 2017 la Industria 4.0 tangible.