Soluciones de detección avanzadas para la fabricación rentable de máquinas

La tecnología de detección tiene una presencia importante en la fabricación de maquinaria. Proporciona las bases para mantener una calidad uniforme y detectar cualquier falla en el rendimiento de la máquina. Si los cambios sutiles en las propiedades físicas de una máquina pueden hacer que esta falle, los sensores responsables de detectar estos cambios pueden evitar tiempos de inactividad prolongados y costos de reparación a los fabricantes.

Además de ayudar a reducir los costos de mantenimiento, los sensores también presentan una oportunidad para que las máquinas sean más rentables. Los sensores correctos pueden marcar una gran diferencia, ya sea a través de su resistencia a las sustancias químicas agresivas o su capacidad para reducir el espacio total de la máquina. En este artículo, analizaremos varias maneras en que los sensores diseñados de manera inteligente pueden hacer que el diseño de la máquina sea más rentable.

1. Los sensores con bloques de E/S remotos minimizan la complejidad del cableado y de la máquina

Incluir varios sensores en las máquinas ayuda a recopilar la mayor cantidad posible de datos sobre la calidad de los trabajos en curso y el nivel de funcionalidad de la máquina. Sin embargo, esto supone un nuevo desafío, ya que tener más sensores implica tener más cables y un aumento en los cables lleva a un diseño de máquina más costoso. El exceso de cables también aumenta la complejidad, lo que significa que tardará más en poner en servicio una nueva máquina y solucionar cualquier problema que surja.

Los clientes esperan que las máquinas ofrezcan un mayor rendimiento en un diseño más compacto y quieren que esas máquinas se entreguen más rápido a precios atractivos. Los sensores con redes integradas o bloques de E/S remotos ayudan a regular el tamaño del gabinete y reducen la complejidad de la máquina gracias a la consiguiente reducción del cableado. Con los sensores convencionales, es necesario llevar los cables completamente de vuelta al PLC

2. Los sensores con clasificación IP garantizan una mayor duración en entornos difíciles

En industrias como la fabricación de automóviles y la producción de alimentos y bebidas, los sensores se enfrentan a todo tipo de sustancias químicas y procesos potencialmente destructivos. La producción de lácteos, el procesamiento de carne de aves, el procesamiento de carne de res y aplicaciones similares utilizan tratamientos de lavado intensos para eliminar el crecimiento de bacterias y hongos. Estos lavados incorporan sustancias químicas fuertes, alto calentamiento y rociado a alta presión.

Los sensores que se utilizan en estas industrias deben tener calificación IP69K de lavados, para su durabilidad y rentabilidad generales y también porque se deben limpiar regularmente (como todo lo demás en la línea de producción) para evitar niveles peligrosos de crecimiento bacteriano. Si los sensores son demasiado delicados para lavarse, es más probable que se dañen en el proceso de limpieza, fallen prematuramente y ocasionen que los fabricantes experimenten un tiempo de inactividad no planificado que, por lo demás, podría evitarse.

En aplicaciones automotoras y de corte de tubos metálicos, una causa común de falla del sensor es el aceite de corte. Los sensores resistentes al aceite con clasificación IP67G proporcionan durabilidad resistente para entornos difíciles, de modo que los fabricantes que utilizan fluidos de corte pueden eliminar el ingreso de aceite por cualquier trayectoria, lo que, a su vez, minimiza el tiempo de inactividad inesperado de la máquina y el costo de propiedad de sus equipos. Estos sensores evitan el ingreso del aceite eficazmente gracias al revestimiento de fluoresina de los cables, que proporciona una resistencia sumamente alta al deterioro y mejoran la protección en las uniones y en las secciones móviles.

3. Los sensores inteligentes mejoran el mantenimiento predictivo y minimizan el tiempo de inactividad

Si una máquina está comenzando a tener problemas de funcionamiento, los sensores serán los primeros en saberlo. Es decir, serán los primeros en reunir datos anormales que puedan indicar problemas con la máquina. Sin embargo, si estos datos no se comunican y analizan correctamente, el deterioro del funcionamiento de la máquina podría pasar fácilmente desapercibido.

Los sensores inteligentes, considerados como un componente importante de la Internet de las cosas industrial (IIoT, por sus siglas en inglés) o la industria 4.0, pueden ayudar a los usuarios finales a monitorear el rendimiento de la máquina en tiempo real. Debido a que no necesitan enviar datos a través de un punto de E/S como lo hacen los sensores convencionales, pueden comunicar datos más complejos que un simple estado de encendido/apagado. Pueden entregar información de tiempo de ejecución, la temperatura aproximada y los datos de salida a través del tiempo. Estos datos pueden ofrecer información sobre si una parte de la máquina podría fallar en el futuro cercano.

Mediante una perspectiva más clara y más detallada del funcionamiento del sistema, los sensores inteligentes pueden hacer un mantenimiento predictivo de manera mucho más fácil y eficaz. Los fabricantes pueden detectar problemas mientras aún son relativamente fáciles de reparar y, por lo tanto, evitar largos períodos de inactividad. En industrias como la fabricación de automóviles, en la que el tiempo de inactividad puede costar entre $10,000 y $12,000 por minuto, los sensores inteligentes pueden ser una solución extremadamente rentable.

4. Los sensores listos para IIoT mejoran la comunicación entre máquinas

Los beneficios de los sensores inteligentes van mucho más allá del mantenimiento predictivo. Con la adopción de las tecnologías IIoT en aumento en todo el mundo, las máquinas requieren un mayor ancho de banda. Ethernet es el nuevo estándar para la comunicación entre máquinas gracias a sus numerosas ventajas, que incluyen una fácil escalabilidad, velocidades más rápidas y simplificación de la red.

La base de la IIoT son los datos, específicamente, datos a nivel de máquina que se recopilan a nivel de sensor. El análisis de mayor nivel y los beneficios de una solución IIoT dependen de la calidad y la versatilidad de los datos que se recopilan a nivel de máquina. Los sensores inteligentes pueden ayudar a los fabricantes a aprovechar los beneficios de una solución IIoT, lo que incluye costos más bajos y reducción del tiempo de inactividad, ya que entregan más datos generales al sistema de ejecución de fabricación.

Para ofrecer algunos ejemplos de datos proporcionados por los sensores habilitados para IIoT más recientes de Omron, la familia E2E NEXT de sensores de proximidad puede comunicar cuando un objeto u objetivo se está acercando demasiado al sensor y podrían dañarlo. Además, el sensor fotoeléctrico de tiempo de vuelo más reciente de Omron, el E3AS-F, puede proporcionar datos de medición a través de IO-Link.

En conclusión

Los esfuerzos para hacer que la fabricación de máquinas sea más rentable nunca deben pasar por alto los sensores. Cuando los fabricantes de máquinas eligen los sensores adecuados para las necesidades de sus clientes, pueden garantizar que dichas máquinas tendrán una mayor duración, un menor tamaño y un mantenimiento predictivo más eficaz. Los sensores desempeñan un papel importante en todos los aspectos de la funcionalidad de la máquina y la resistencia al deterioro por uso.

En resumen, los fabricantes de máquinas pueden emplear las siguientes estrategias para mantenerlas rentables y confiables:

• Utilice sensores inteligentes o sensores con bloques de E/S remotos para eliminar los cables y reducir la complejidad de la máquina mientras recopila la mayor cantidad posible de datos sobre el funcionamiento de la máquina y el estado de trabajo en curso.
• Si es necesario, seleccione sensores resistentes al medioambiente para evitar fallas prematuras de la máquina y un tiempo de inactividad no planificado. Elegir el sensor equivocado por adelantado puede costar mucho a largo plazo.
• Mejore el mantenimiento predictivo mediante el uso de sensores inteligentes con el fin de dar al sistema la abundancia de datos que necesita para el análisis.
• Tome decisiones conectadas. El futuro de la fabricación está en los datos, por lo que es importante seleccionar sensores que proporcionen los datos que los clientes podrían necesitar en el futuro.

Los fabricantes de máquinas que aprovechan las estrategias mencionadas anteriormente y consideran que la tecnología de detección es un enfoque importante para la rentabilidad a largo plazo recibirán una satisfacción del cliente mucho mayor gracias a las drásticas mejoras en la facilidad de uso, flexibilidad y productividad general.

Este artículo fue escrito por Michael Hamoy, gerente de productos de Sensores y Félix Klebe, gerente de marketing de Sensor y detección avanzada, en Omron Automation América, Hoffman Estates, IL. Lo publicó originalmente Tech Briefs en junio del 2020.