Mechatronics ayuda a los fabricantes a reducir costes
Las herramientas de diseño virtual pueden ayudar a construir menos prototipos, a ahorrar energía y a lanzar sus productos al mercado más rápidamente.
Por John Pritchard, Garente de Marketing de Productos, Control de movimiento Kinetix, Rockwell Automation
Los usuarios finales solicitan máquinas que generen menos desechos y que usen de manera óptima los recursos públicos tales como agua y energía para apoyar sus iniciativas de sostenibilidad. A la vez, los fabricantes saben que construir una máquina en menos tiempo resulta en menos costes de ingeniería, un tiempo de lanzamiento al mercado más breve y un mejor resultado neto.
Un nuevo método de diseño está ganando interés y ayudando a los fabricantes a cumplir con sus metas comerciales. Mechatronics — la combinación de ingeniería mecánica y eléctrica — es una estrategia de colaboración e interdisciplinaria de diseño de máquinas.
Ayuda a los fabricantes originales de equipos a acercar los procesos de ingeniería entre sí para lograr un tiempo de lanzamiento al mercado más breve y para reducir los costes de diseño y desarrollo. La misma estrategia ofrece mejoras en las áreas de producción sostenible, lo cual resulta en una situación de beneficio mutuo tanto para los fabricantes originales de equipos como para sus clientes.
El software Motion Analyzer de Rockwell Automation puede ayudar a los constructores de máquinas a seleccionar, dimensionar y optimizar sistemas de control de movimiento de manera más rápida y fácil. Los ingenieros simplemente introducen información acerca de la carga y cómo debe moverse. Mediante un menú desplegable los diseñadores pueden seleccionar un accionador, por ejemplo, sin tener que hacer cálculos complejos o buscar especificaciones en las hojas de datos del fabricante.
El resultado de mechatronics es un diseño de máquina optimizado para controles de alto rendimiento. Usted puede beneficiarse construyendo una máquina de menor coste y que use menos energía. La herramienta de diseño virtual significa que usted requiere construir menos prototipos y eso también ahorra dinero. Por ejemplo, la herramienta de diseño virtual le permite analizar si la máquina operará de manera fiable. Vincula los aspectos mecánicos con los controles para analizar, optimizar, simular y seleccionar en un entorno virtual antes de comprometerse con el diseño final de la máquina.
Mechatronics en funcionamiento
Una compañía que se ha beneficiado del sistema de mechatronics estaba usando termoformado para indexar un producto de plástico a 400 ppm. Deseaba duplicar la producción, lo cual requería un indexado más rápido, y reducir los desechos causados por disparos inconvenientes.
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1. Analizar el sistema.
2. Identificar un transformador accionado por cadena como un área de oportunidad importante.
3. Optimizar el nuevo diseño en función de una caja de cambios con clasificación servo.
4. Simular el diseño para verificar la estabilidad y el rendimiento térmico.
El método de mechatronics ayudó a la compañía a cumplir con sus metas. Se redujeron las pérdidas de transmisión. El tamaño del variador se recortó de 13.5 a 4 kW, se eliminaron los desecho resultantes de los disparos inconvenientes y se aumentó la velocidad de la línea con una mayor producción según las dimensiones de la máquina.
Otra compañía que conoce las capacidades de mechatronics es un fabricante de vidrio que movía hojas de vidrio de 700 libras a través de varias etapas de tratamiento. La compañía deseaba aumentar la producción con una velocidad de línea más rápida, mejorar la calidad con una mejor estabilidad y reducir los diseños usando una separación más precisa. Su antigua estrategia era un motor, variador y panel de equipo de mayor tamaño con un consumo de energía más alto y una reducción marginal de desechos. La transmisión representaba un 82% de las pérdidas de mechatronics. La función principal de la máquina, que era indexar el vidrio, representa sólo un 7%.
La estrategia de mechatronics fue analizar todo el sistema, identificar la transmisión como un área de oportunidad principal, optimizar el diseño en función de una unidad de variador-motor integrada y simular el diseño para verificar los requisitos de precisión. Esta compañía también cumplió con todas sus metas. Después de implementar los principios de diseño de mechatronics se redujeron las pérdidas de transmisión, lo cual resultó en una reducción de la alimentación eléctrica requerida por motor de 905 a 131 W; una reducción total de 15.5 kW para la máquina completa. La velocidad de la línea se aumentó para lograr una mayor producción, y los desechos se redujeron debido a una mayor precisión.
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Las ventajas de mechatronics incluyen:
Mayor valor de la máquina. El valor de una máquina está vinculado estrechamente a su capacidad de producir (ppm x eficacia total del equipo). La optimización de diseño a menudo resulta en un mayor rendimiento efectivo de la máquina sin coste adicional.
Sostenibilidad. Los propietarios y operadores de máquinas se preocupan cada vez más acerca de los problemas de sostenibilidad. El análisis de eficiencia puede ayudar a reducir el consumo de energía y a reducir los desechos.
Mayor agilidad de innovación. Ofrecer un tiempo de proceso más corto también puede ayudar a ganar el orden e incluso obtener una gratificación. El prototipo virtual reduce el tiempo de diseño, desarrollo y entrega.
Mitigación de riesgos. Cualquier cambio de diseño implica un riesgo asociado. La simulación ayuda a reducir el riesgo pronosticando el resultado probable de los cambios de diseño antes de que éstos ocurran.
Estas herramientas de simulación ayudan a reducir el tiempo de diseño y a minimizar errores que de otro modo se descubrirían mucho más tarde en el proceso de desarrollo. Más importante aún, la mayor fiabilidad, el rendimiento y uso de energía optimizados, y el tiempo de lanzamiento al mercado más breve que ofrece Motion Analyzer permite tener clientes más satisfechos y un resultado neto más favorable.
Para obtener más información, envíenos un mensaje de correo electrónico a: info_at@ra.rockwell.com ref: Mechatronics
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