Bases de transporte

Las bases sirven como soporte para el transporte del cuerpo del spinner a fabricar; se fabrican con impresión 3D en material PLA y en principio en color negro. Las bases están diseñadas para alojar (en bajo relieve) spinners del mismo modelo, tanto de 2 como de 3 aspas indistintamente. El alojamiento del spinner en la base debe permitir la correcta y fácil alineación de éste.

Las bases incluirán escotaduras laterales a modo de guía, preferiblemente circulares, para amarre fácil y seguro por la pinza de transporte. También disponen de un orificio central para alojar un tag RFID cilíndrico, centrado en su parte frontal, para funciones de trazabilidad del proceso productivo.

Layout de planta

Se han construido un conjunto de estaciones para ensamblado, verificación y almacenamiento de spinners, quedando listos para su expedición. Las estaciones (1) a (5) permite en ensamblado y almacén de spinners con su base, Las estaciones (6) y (7) determinan la calidad del proceso mediante técnicas de visión artificial y análisis de datos de vibración respectivamente. Se está proyectando la estación (8) para empaquetado y etiquetado de spinners (en cajas) según las especificaciones del pedido.

Se requiere un sistema de transporte (0) para compartir recursos y para la organización general de la producción. Este consiste en un eje eléctrico al que se acopla un manipulador neumático que permite tomar/soltar y mover bases entre estaciones de forma precisa y ágil.

Si bien cada estación incluye su controlador, se dispone de equipo PC (11) que soporta una aplicación SCADA para supervisión y control del proceso global… La impresora 3D (12) que ha sido fundamental en todo el trabajo de fabricación de piezas para la construcción de la planta, se está integrando en el proceso productivo de la fabricación de spinners, dando un servicio muy personalizado al “cliente”.

Por último, indicar que se pretende disponer de un robot colaborativo que permita la manipulación de spinners entre las estaciones 5-6-7-8, cubriendo un campo de acción como el representado en la figura, compartiendo tareas de forma segura y flexible con un operador humano.

Arquitectura del sistema de control

• Cada estación de la parte de ensamblado (1) a (5) dispone de un controlador AC500 de ABB.
• Todos estos PLCs están unidos por una red Ethernet, y usando MODBUS TCP como protocolo de comunicación entre todos estos equipos, haciendo el PLC del sistema de transporte (PLC 0) como concentrador de la información para sincronización de todo el sistema.
• El sistema de transporte es especial pues gobierna el eje eléctrico de SMC a través del driver y el manipulador (cilindro-pinza). Ambos disponen de interface PROFINET y por tanto el PLC actúa como maestro de esta red, precisando una CPU de mayor potencia y el módulo de comunicación correspondiente. En el cabezal del sistema de transporte se acopla un antena RFID Oxi Sense para lectura/escritura de datos que permiten la gestión de la trazabilidad del proceso productivo; esta antena se conecta por MODBUS RTU al controlador PLC 0.
• Se ha desarrollado una aplicación SCADA, basada en Panel Builder 600 de ABB para gestión de la información del sistema a alto nivel, pudiendo incluir funciones de operación de planta global, gestión de alarmas, acceso a base de datos, interface con otras aplicaciones como gestión de la producción y mantenimiento, MES, ERP, etc.
• Otros interfaces de usuario como pantallas táctiles CP607 de ABB se han incluido en la instalación al objeto de optimizar el trabajo de operación, ajustes y mantenimiento de la planta.
• Por su parte, los controladores de la parte de control de calidad (visión y análisis dinámico), están basados en PLCnext de Phoenix Contact, admitiendo conexión Ethernet para una sencilla integración con el resto de la instalación.
• Aunque en previsión, la impresora 3D se puede integrar usando PLCnext como interface entre las aplicaciones de cliente y el control de planta. Por el momento se está usando una Raspberry PI para este propósito.
• La salida al exterior y la gestión interna de la red inalámbrica, ambas con las necesarias seguridades, se realiza por un router. También se permite el acceso de otros dispositivos, registrados en la instalación, como por ejemplo, terminales móviles con aplicaciones de interés.

El uso de estándares reconocidos en cuanto a comunicaciones como Ethernet, PROFINET, MODBUS, OPC,… así como las metodologías de diseño, y las herramientas y lenguajes de programación han permitido la creación de un “ecosistema” con garantía de implantación de aplicaciones Industria 4.0 donde la integración horizontal y vertical sea una de las claves del éxito.