La industria de automoción se ha convertido en el mayor usuario de sistemas robotizados en el sector de la fabricación. Los grandes brazos robóticos, capaces de manejar cargas pesadas y de cubrir un amplio espacio, se mueven libremente para inspeccionar las piezas de carrocería soldadas, instalar parabrisas o montar ruedas, mientras que los robots más pequeños se emplean para soldar y montar subconjuntos, por ejemplo soportes. Se trata de operaciones habituales en las fábricas de automóviles repartidas por todo el mundo. En este artículo hablamos de la implantación de brazos robóticos gracias al ordenador embebido sin ventilador Advantech ARK-2250. Sigue leyendo para descubrir los beneficios que está reportando la robótica en la industria automovilística y cómo implantarlos con garantías gracias al ARK-2250.
Si bien a muchas personas les preocupa que la producción automatizada elimine empleos, estos robots han protegido a los trabajadores frente a los gases perjudiciales, el moldeo en caliente y otras situaciones peligrosas, y han acabado con los errores humanos provocados por tareas repetitivas y la negligencia derivada del cansancio acumulado al final de cada turno. La velocidad de fabricación cada vez es mayor y, junto con la precisión que ofrecen los avances de la tecnología robótica, los fabricantes de automóviles cuentan con una importante ventaja competitiva para producir vehículos de alta calidad. Seguridad, calidad y prestaciones son las principales razones que explican la adopción de la tecnología robótica.
La gestión de la fabricación automatizada en las líneas de producción es una operación compleja si se tiene en cuenta que hacen falta miles de piezas para construir un coche y que cada día se producen miles de coches en la planta. Por no mencionar que los fabricantes renuevan sus modelos al cabo de pocos años para estar en consonancia con la demanda de los compradores. Los modelos diferentes emplean materiales diferentes y ello exige instalar herramientas diferentes y procesos diferentes. Un sistema de planificación de la producción con procesos precisos controlados por ordenador es imprescindible para implementar procesos de alta calidad, alto rendimiento, con una producción flexible y totalmente integrados.
En este caso práctico se utilizó el ordenador embebido sin ventilador Advantech ARK-2250, un equipo compacto y de alto rendimiento, en la planta de montaje automatizado de última generación perteneciente a un fabricante internacional del sector de automoción. El ARK-2250 se implementó en un sistema de fabricación con control del proceso en red que ofrece información detallada sobre las piezas a instalar y registra datos de producción para el control de calidad del producto.
Requisitos de la aplicación
Además de controlar el proceso y mostrar la información, este proyecto también presentaba requisitos relacionados con adquisición de datos, inteligencia y conectividad, y funciones de control mediante monitorización remota. Por ejemplo, si el controlador detecta un problema potencial a partir de los datos que recoge de sensores y actuadores detendrá el proceso automáticamente, emitirá alertas y alarmas y enviará mensajes a ordenadores remotos, smartphones u otros dispositivos móviles utilizados por los responsables de la planta. Por tanto, el controlador del PC empleado en este caso debe incorporar las capacidades adecuadas en cuanto a procesamiento y almacenamiento de datos, así como una plataforma de software para integrar funciones IoT.
Dado que el ordenador se montará sobre el brazo de un monitor que proporcionará información a los operarios sobre el trabajo realizado por cada estación de trabajo, el sistema deberá ofrecer las pantallas correspondientes. La alimentación, la LAN y todos los cables se han de conectar de forma segura para garantizar un funcionamiento fiable y estable. También se requería una robustez de grado industrial por lo que se refiere al rango de tensión y temperatura necesarios para el entorno adverso que caracteriza a una planta de producción de coches.
Solución
En cada estación de trabajo de la planta de montaje se instaló un Advantech ARK-2250 y sus conexiones correspondientes a alimentación, LAN y HDMI sobre cada brazo robótico y conectado a la alimentación, la red, los sensores y actuadores de monitorización, con cables bloqueables para que no puedan caer y por tanto ocasionar un fallo o interrupción de las operaciones. Para las funciones de adquisición de datos, visualización y control remoto, el ARK-2250 y el servidor de backend se basan en la plataforma de software WISE-PaaS para IoT de Advantech.
Gracias al hardware y el software suministrados por Advantech, el sistema proporcionará información acerca del siguiente elemento a instalar en el proceso de montaje y mostrará la información en el monitor orientado hacia los operarios presentes.
También recogerá y exportará datos a una base de datos SQL Server con el fin de guardar los registros de producción y agregar big data para la mejora y el mantenimiento del sistema en futuros procesos.
El controlador ARK-2250 también detendrá el proceso de inmediato cuando descubra algún problema relacionado con la recogida de datos por parte de los sensores de seguridad para evitar daños y reducir pérdidas económicas. En cuanto a las pantallas, el ARK-2250 dispone de interfaces HDMI, VGA y una tercera opción posible, por lo que aporta flexibilidad para diferentes entornos de aplicación. El ARK-2250, que incorpora el procesador avanzado Intel® Core™ U (i3/i5/i7) de 6ª Generación, un alto rendimiento en un diseño mecánico con unas dimensiones de 260 x 54 x 140.2 mm (10,24″ x 2,13″ x 5,52″) para facilitar su integración en líneas de producción automatizadas de automóviles a alta velocidad.
El sistema ARK admite un módulo de expansión ARK-plus y módulos de E/S i-Door. Se puede ampliar fácilmente para añadirle interfaces de almacenamiento e industriales de forma opcional. Los usuarios industriales, como los fabricantes de automóviles, pueden confiar en los ordenadores ARK para modernizar sus líneas de producción en la fabricación de nuevos modelos ya que podrán ajustar o actualizar la reconfiguración de manera flexible y así introducir cambios en el diseño con una mínima inversión económica adicional. Por lo que respecta al soporte de software, todos los ordenadores ARK de Advantech incorporan la plataforma de software WISE-PaaS de Advantech, que añade e integra los recursos de software que los clientes necesitan para desarrollar sus propias aplicaciones de control industrial, IoT o en la nube.
El software WISE-PaaS de Advantech se utilizó para desarrollar aplicaciones de control de remoto e IoT, proporcionando para ello una herramienta muy fácil de usar para obtener el panel de control y que permitió al integrador del sistema desarrollar su propia plataforma compatible con otras plataformas y dispositivos. Ahora los responsables de la fábrica pueden ver los datos y conocer de inmediato el estado de sus líneas de producción a través de un ordenador, smartphone u otro dispositivo móvil con navegador, desde cualquier lugar y en cualquier momento.
Ventajas
- Cables fiables y bloqueables sin ventilador y con un amplio rango de tensión y temperatura que garantizan su fiabilidad y la estabilidad para aplicaciones industriales
- Interfaces VGA /HDMI/tercera opción para una visualización más versátil
- Alto rendimiento y numerosas E/S compatibles para adaptarse a los requisitos de recogida de y análisis de datos
- Software WISE-PaaS preinstalado para permitir la adquisición de datos y la monitorización remota con una conexión sencilla y una instalación rápida
- Soporte a largo plazo gracias a la disponibilidad de productos y servicios de Advantech
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