¿Dónde se están produciendo los avances en la automatización de la fabricación de material eléctrico?
La fabricación de material eléctrico es una gran industria que exige precisión y altos niveles de productividad. Para cumplir estos requisitos, cada vez más fabricantes avanzan hacia la automatización y confían más en las herramientas de diseño digital para hacer posible esta automatización.
Los avances en la tecnología de automatización de la fabricación eléctrica han producido equipos de automatización con mayores capacidades, mejor eficiencia, más flexibilidad y mayor productividad. En esta publicación, analizaremos cinco áreas en las que se están produciendo avances, junto con ejemplos de cada una de ellas.
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En general, siempre que se produzcan mejoras en la tecnología robótica, habrá los correspondientes avances en automatización. Por ejemplo, empresas como Fraunhofer IPA trabajan en el desarrollo de sistemas avanzados de cableado. Su sistema de cableado automático de armarios de control utiliza la última tecnología de brazos robóticos y control de movimiento para coordinar dos brazos que trabajan en paralelo para tender los cables. Este sistema también permite compensar las tolerancias y la posición de los componentes, garantizando una distribución uniforme de la fuerza cuando se utilizan componentes muy sensibles.
Otro ejemplo es el sistema BraiderBot, un cobot que interactúa con humanos (de ahí el término «cobot» en lugar de «robot») para trenzar el cableado. Sus brazos robóticos tiran del cableado a través de la trenzadora, eliminando un paso de fabricación que lleva mucho tiempo a los técnicos. Al trenzar, el sistema consigue unas trenzas mucho más limpias y uniformes que las humanas; esto es posible gracias a unos sensores que determinan el ángulo del cono de los cables. Además de un trenzado más rápido del arnés, el diseño del cobot permite que un solo operario maneje varias máquinas simultáneamente, lo que aumenta el rendimiento del producto.
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Uno de los problemas que surgieron durante la pandemia de Covid-19 fue la falta de mano de obra debido a la enfermedad y a los requisitos de cuarentena. Por ello, los especialistas en automatización de la fabricación eléctrica están desarrollando soluciones más completas para procesar los hilos de cables y mazos con el fin de utilizar la mano de obra de forma eficiente.
Figura 2 - La automatización del procesamiento de cables para cableados y arneses es un aspecto importante de la fabricación eléctrica moderna.
Las Komax Omega 740/750 son máquinas de ensamblaje de cables que pueden producir cableado (de simple a complejo) e incluir cajas de terminales en uno o ambos lados del cableado. Lo que diferencia a estas máquinas es su capacidad para incluir empalmes además de los terminales habituales, utilizando un módulo de empalme ultrasónico. Este enfoque elimina los costosos errores que se producen de forma natural cuando intervienen seres humanos, incluso en cableados sencillos como el que se muestra en la figura 2.
Muchos fabricantes de productos están evolucionando hacia productos personalizados o tiradas de producción más cortas para algunos de sus productos. El procesamiento y montaje de cables y arneses debe ser tan flexible como los demás componentes del producto; se produciría un cuello de botella problemático si todos los demás aspectos del proyecto pudieran reconfigurarse en una hora, excepto el arnés.
La familia de líneas de transferencia S50 de Schleuniger es un galardonado sistema de transferencia lineal para el procesamiento de cables, cables coaxiales y alambres individuales. El operario puede reconfigurar rápidamente las estaciones para alimentación, bobinado, montaje, pruebas y otras tareas. Esta tecnología responde a dos de los requisitos más acuciantes de la industria: la fabricación flexible y la fabricación JIT (Just In Time). Ambos requisitos ayudan a satisfacer las necesidades rápidamente cambiantes de los clientes. Schleuniger ofrece máquinas y estaciones totalmente automáticas para cortar, pelar, prensar, sellar, retorcer y estañar alambre, y lo hace con una precisión extremadamente alta.
La realidad aumentada tiene numerosas aplicaciones en la automatización de la fabricación eléctrica, desde proporcionar pantallas muy informativas a los técnicos de mantenimiento hasta simplificar el proceso de fabricación de arneses. Por ejemplo, una colaboración entre Zuken y Delta Sigma utiliza la realidad aumentada para eliminar la necesidad de placas de arnés tradicionales mediante la proyección del diseño del arnés y las instrucciones de montaje en una placa en blanco reutilizable, como se muestra en la Figura 3.
Figura 3 - La realidad aumentada simplifica el montaje de látigos.
La productividad y la calidad del cableado aumentan porque el montaje del cableado con realidad aumentada reduce significativamente la probabilidad de error, especialmente con cableados complejos. Este enfoque también tiene la ventaja añadida de apoyar la fabricación JIT, ya que un simple cambio en el ordenador de proyección permite al usuario comenzar inmediatamente a ensamblar un mazo diferente.
Para aprovechar eficazmente los nuevos avances en la automatización de la producción eléctrica, el diseño eléctrico debe realizarse en un entorno digital compatible con la automatización de la producción. El diseño de cables y cableado requiere un enfoque diferente de la automatización, incluida la exportación de archivos en un formato compatible con equipos como Komax y Schleuniger.
Figura 4 - El constructor de arneses E3.series simplifica el proceso de diseño y facilita la fabricación del producto final mediante herramientas de automatización de la fabricación eléctrica.
En el diseño del cableado eléctrico, existen E3.series y Harness Builder. E3.series soporta el cableado, los paneles de control, los interruptores y el diseño de maquinaria en una plataforma digital diseñada para dar soporte a las necesidades cambiantes de la automatización de la fabricación y el diseño eléctrico. El Harness Builder integrado para E3.series, del que se muestra un ejemplo en la Figura 4, admite la documentación de tableros de forma, el montaje digital y la comunicación con máquinas de procesamiento de cables, montaje automatizado y pruebas.
Cada vez más fabricantes de equipos eléctricos recurren a la automatización, en parte por su capacidad de crecer y adaptarse a las necesidades del usuario. Los avances en robótica pueden dar lugar a nuevas funcionalidades de automatización, y los equipos de procesamiento de cables no son una excepción. La escasez de mano de obra durante Covid-19 ha llevado a muchos fabricantes a reevaluar la forma en que utilizan la mano de obra, lo que ha conducido a la adopción de cobots que pueden trabajar junto a los humanos para automatizar las tareas de cableado.
La tecnología en constante evolución de las estaciones de trabajo automatizadas y los flujos de trabajo lineales apoya la demanda de fabricación eléctrica flexible. La realidad aumentada también se está haciendo un hueco en el montaje de cableado. Por último, los ingenieros reconocen que las plataformas de diseño digital son esenciales para utilizar los últimos avances en automatización de la fabricación eléctrica.
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