Inyectando flexibilidad al diseño de las máquinas

Los requisitos que LWB estableció para su nueva generación de prensas de inyección de caucho fueron tan exigentes como innovadores: funcionamiento similar al de un smartphone, rápido desarrollo de software y fácil gestión de las variantes de la máquina. Gracias a la tecnología mapp de B&R, la empresa ha alcanzado estos objetivos de una forma satisfactoria y sostenible.

Ningún automóvil puede prescindir de ellos: hay cientos de ellos en cada vehículo. Acolchan, aíslan, filtran, dividen, conectan y sellan: piezas moldeadas fabricadas con caucho y elastómeros termoplásticos. Y no solo los automóviles dependen de ellos: prácticamente todas las máquinas los utilizan, desde lavadoras hasta estaciones de bombeo de petróleo crudo. Con el desarrollo constante de nuevos compuestos y unas piezas cada vez más complejas, estos materiales y sus usos potenciales se están generalizando y diversificando.

"Cuanto más variada es la gama de aplicaciones, más especializados son los requisitos que estos componentes elásticos imponen a los sistemas de producción", comenta Peter Radosai, jefe de ventas de LWB para el mercado europeo. "Hemos creado una amplia gama de soluciones estándares y especializadas para sistemas de inyección, unidades de sujeción y máquinas de moldeo por inyección, que nos permiten adaptarnos a cualquier conjunto de necesidades".

En los 50 años transcurridos desde que LWB fabricó su primera prensa de inyección, la gama de productos original de la empresa para variantes horizontales y verticales de caucho se ha ampliado y ahora también incluye sistemas para producir piezas moldeadas a partir de elastómeros termoplásticos. Para satisfacer las diversas necesidades de su principal mercado (proveedores automotrices de todo el mundo), las máquinas de LWB deben cubrir todas las posibilidades, desde las soluciones más asequibles hasta las de gama alta. Durante más de una década, la empresa se las arregló con solo dos variantes de control, ambas basadas en la tecnología probada de B&R.

"A pesar de las continuas mejoras realizadas en el control durante cuatro generaciones, había llegado el momento de atrevernos a dar un salto en la innovación", explica Radosai. Una innovación específica que LWB tenía en mente era modelar el nuevo diseño basándose en el funcionamiento y la facilidad de uso de los modernos smartphones, lo que supondría una auténtica revolución en el sector del moldeo por inyección de caucho.

"Cada vez son más los usuarios que desean navegar igual que lo hacen en sus smartphones, deslizando y pellizcando la pantalla", indica Radosai. "Al mismo tiempo, aumentan las expectativas de tiempos de respuesta más rápidos, nuevos algoritmos de control, una mayor monitorización de los procesos y recopilación de datos, diagnósticos y sistemas de ayuda más detallados y gestión integrada de la energía".

Después de una evaluación exhaustiva e imparcial del mercado, B&R se impuso a un conocido proveedor de soluciones de control específicas para aplicaciones. "Lo que nos convenció fue el conjunto en general", recuerda Radosai.

Y una pieza clave de dicho conjunto fue mapp View. Basada completamente en estándares web como HTML5, CSS y JavaScript, la nueva solución de HMI de B&R ofrece a los desarrolladores todas las ventajas de la conectividad web directamente en el software de automatización, sin necesidad de recibir formación en la tecnología subyacente.

Otra de las ventajas de la solución de HMI de B&R es el hecho de que, con el contenido y el diseño gestionados por separado, los cambios de diseño pueden implementarse con un mínimo esfuerzo y transferirse fácilmente a otras máquinas. mapp View también ofrece la máxima flexibilidad en términos de hardware de la HMI. Cualquier dispositivo que pueda utilizar un navegador web puede usarse como terminal de pantalla. Además, a LWB le resultó muy sencillo integrar interfaces de usuario basadas en la web para componentes de otros fabricantes directamente en su propia aplicación de HMI. "Las piezas de caucho salen del molde a una temperatura de 160 °C y tardan bastante en enfriarse", explica Radosai, "por lo que es muy importante que el terminal sea fácil de usar, incluso con los guantes puestos".

LWB eligió una unidad de pantalla multitáctil HD TFT con una diagonal de 18,5", en combinación con un Panel PC 2100, lo que resulta adecuado tanto para un brazo articulado como para un armario eléctrico. El Panel PC modular permitió a LWB conseguir otro de sus objetivos prioritarios. Todas las prensas de inyección de LWB, incluso las dirigidas a los mercados más sensibles a los costes, utilizan el mismo hardware de control.

En lo que respecta a la arquitectura de software, los cambios fueron aún más importantes. Con la tecnología mapp de B&R, LWB tiene un solo proyecto de software para gestionar. "Anteriormente, 10 máquinas equivalían a 10 proyectos de software distintos. Debido a las diferentes configuraciones del hardware y a las adaptaciones personalizadas, cada vez teníamos que entrar en el código y hacer cambios", comenta el ingeniero de procesos de LWB Markus Zabel, autor principal de las especificaciones de requisitos para el nuevo control.

Gracias a la tecnología mapp de B&R, todos los módulos estándar disponibles para una prensa de inyección de LWB se gestionan en un solo proyecto. Durante la puesta en marcha, el técnico simplemente abre la pantalla de configuración en la aplicación de HMI y habilita los módulos que realmente se están utilizando. Sin escribir una sola línea de código, puede generarse el software necesario con solo pulsar un botón.

"Muchos de nuestros clientes añaden módulos a su máquina con posterioridad. Ahora, adaptar el software a dichas ampliaciones resulta muy sencillo. Basta con abrir la página de configuración, activar con un clic el módulo que acabamos de añadir, reiniciar el control... ¡y listos!", elogia Zabel. "Y ahora también resulta igual de sencillo sincronizar las versiones del software de las máquinas que se han acumulado con el tiempo, o bien realizar actualizaciones de software".

Sin embargo, la adaptabilidad del software de control no se limita a los módulos de la máquina diseñados previamente. mapp CodeBox permite integrar opciones futuras, módulos de máquina específicos para cada cliente, tecnología de seguridad personalizada o sistemas de gestión sin tener que modificar el proyecto principal de la máquina. Esta aplicación HTML5 permite a LWB ofrecer soluciones personalizadas y a medida sin los gastos de software que normalmente implica. Como siempre, los usuarios no necesitan ningún tipo de formación en tecnología web. Toda la programación se realiza en el entorno de desarrollo de HMI utilizando Ladder Diagram (LD) o Structured Text (ST).

LWB pudo incluso aportar una mayor flexibilidad al propio proceso de inyección utilizando la tecnología mapp. Un componente mapp integrado permite integrar controles de secuencia definidos por el usuario en el software de control. En cualquier momento, directamente desde el panel HMI, los usuarios pueden adaptar el proceso a los requisitos específicos del compuesto que se inyecta o de la pieza que se moldea. La secuencia se define a través de la interfaz gráfica y el programa del PLC se actualiza automáticamente en segundo plano.

Tan impresionante como la amplia funcionalidad y las innumerables innovaciones es quizás el hecho de que LWB pudo cumplir con sus ambiciosos plazos. El ingeniero de procesos de LWB no tiene ninguna duda acerca de por qué se obtuvo este éxito. "Gracias a la tecnología mapp, pudimos cumplir con lo programado y tener el nuevo control listo para la producción en serie a tiempo para la feria K 2016. Con un planteamiento convencional, hubiéramos necesitado mucho más personal y recursos económicos".

Algunas de las mayores reducciones en el tiempo de desarrollo fueron debidas a un componente mapp concreto que B&R desarrolló especialmente para la industria del plástico. Condensa todos los elementos estándar de una máquina de moldeo por inyección, incluyendo la unidad de inyección con su tornillo sin fin y la unidad de sujeción con sus cilindros hidráulicos. El desarrollador solo tiene que definir el perfil de movimiento necesario y puede dedicar más tiempo a implementar los procesos exclusivos que diferencian a la máquina de las de la competencia.

"Lo que resulta genial es que podemos simular toda la máquina, incluso antes de que exista físicamente", explica Radosai. "Esto no solo significa que se producen menos errores cuando pasamos a utilizar la máquina real, sino que también nos permite mostrar al cliente lo que podrá hacer su máquina durante el proceso de toma de decisiones".

Lo más destacado de la tecnología mapp es que, además de los innumerables componentes funcionales probados, B&R también ofrece una infraestructura estandarizada para vincular y diagnosticar dichos componentes, así como gestión de alarmas, gestión de recetas y gestión de la energía. Cuando añade un nuevo componente mapp a su proyecto, por ejemplo mapp AlarmX, inmediatamente empieza a gestionar sus alarmas. Gracias a las interfaces estandarizadas entre los módulos, los componentes mapp también pueden copiarse fácilmente de un control al siguiente. Lo mismo se aplica a los bloques desarrollados por el usuario, siempre y cuando cumplan con los requisitos de estandarización.

"Para los fabricantes de máquinas de inyección de plástico, la tecnología mapp ofrece una solución para crear un software de máquina modular y reutilizable mediante una configuración sencilla y una programación mínima, si es que resulta necesaria", concluye Radosai. "Podemos concentrar nuestra atención y nuestros recursos en la propia aplicación".