DriveWorld La revista técnica del grupo SEW-EURODRIVE Edición española 1/2006 Tema destacado Automatización de accionamientos: ¿una nueva moda o una necesidad real? Investigación y ciencia Observadores contra sensores: el potencial innovador de la moderna tecnología de accionamientos Innovación y práctica Alimentos de primera calidad 75 años de ingeniería de accionamientos han transformado el mundo Contenido 3 Editorial 75 años de ingeniería de accionamientos mueven el mundo 4-9 Noticias del mundo de la práctica 4-5 6-7 8-9 Logística: Túneles subterráneos en la región del Ruhr Materiales aislantes: Un revólver potente Tecnología de transporte: Innovación flexible 10-13 Tema destacado Automatización de accionamientos: ¿una nueva moda o una necesidad real? 14-19 Noticias del mundo de la práctica 14-15 16-17 18-19 Bebidas: Cómo poner fin al caos Complejos deportivos: Magnolia de acero Plásticos: Mayor eficacia con el servocontrol 20-23 Investigación y ciencia Observadores contra sensores 24-27 Noticias del mundo de la práctica 24-25 26-27 Tecnología en aeropuertos: Aparcamiento inteligente Alimentos: Alimentos de primera calidad 28-29 Historia Contenido Contenido 75 años de ingeniería de accionamientos han transformado el mundo 30-43 Noticias del mundo de la práctica 30-31 32-33 34-35 36-37 38-39 40-41 42-43 Industria proveedora: Bobinado perfecto Embalaje: Embalaje a alta velocidad Construcción aeronáutica: Accionamientos para estabilizador Plásticos: Una curva perfecta Industria maderera: Picos de tensión Bebidas: Fajos de botellas bien atados Tecnología de transportes: Sin dejar de rodar 44-51 Técnica innovadora 44-45 46-47 48-49 50-51 Servomotores: La nueva serie CMP de servomotores altamente dinámicos Cilindros eléctricos: La nueva serie CMS de cilindros eléctricos Software: Nuevas macros para EPLAN MOVIFIT®: Nuevos sistemas de accionamientos descentralizados 52-53 Internacional EE.UU.: En el país de las oportunidades ilimitadas 54-55 Contactos y puntos de encuentro 54 Cómodamente por fax Ferias Direcciones Pie de imprenta 55 Editorial El movimiento, el cambio y la renovación son características esenciales del mundo en el que vivimos. La inmovilidad no existe o, en cualquier caso, sólo es un concepto que está en nuestras cabezas. SEW-EURODRIVE ha hecho suyo este principio dinámico de la naturaleza y con él ha contribuido de forma decisiva al desarrollo de la ingeniería de accionamientos de los últimos 75 años, le ha otorgado un nuevo aspecto y sus innovadores productos han sentado las bases de unos progresos que han hecho posible el paso de la época industrial a la moderna era de la automatización. Si observamos los inicios de la cultura industrial, nos daremos cuenta de que unos pocos inventos y descubrimientos han tenido una gran influencia en el mundo de la producción. A pesar de que en la antigüedad ya se poseían procesos eficaces para la fabricación en masa de objetos de uso diario como jarras de barro, tejidos y herramientas, normalmente se aplicaban en pequeñas manufacturas y se basaban – como el mismo nombre indica – en el puro trabajo manual. No fue hasta principios del siglo XIX, al inventarse la máquina de vapor y desarrollarse simples accionamientos de transmisión, que el movimiento se introdujo en la tecnología de la fabricación industrial en el más amplio sentido de la palabra. A partir de ese momento, la mecanización permitió diseñar los procesos repetitivos de modo que prácticamente no se necesitaba personal para llevarlos a cabo y las máquinas podían realizarlos sin interrupciones. De esta manera se había introducido un proceso que ha alcanzado un primer punto culminante en la moderna tecnología de automatización y que en el futuro continuará teniendo una influencia decisiva en la tecnología de la producción. Sin embargo, el mundo de la tecnología de accionamientos no está nunca quieto. Como en el resto de los campos de la ingeniería mecánica moderna, la innovación de hoy es el estándar de mañana, hasta que se convierte en un método tradicional en el futuro. En consecuencia, los conceptos de accionamiento actuales se ven sometidos a una evolución permanente. Este proceso dinámico se manifiesta en el uso de soluciones de control cada vez más inteligentes en casi todos los ámbitos de la tecnología de accionamientos. Hoy en día se consolida la tendencia de integrar los accionamientos en el proceso de automatización y crear sistemas de «ingeniería de accionamientos» integrales e «inteligentes». Esta tendencia se denomina automatización de accionamientos. La automatización de accionamientos implica diseñar soluciones completas para generar movimientos controlados (rotatorios, lineales, continuos, cíclicos, etc.). Los clientes ya no demandan únicamente ingeniería de accionamientos sino una solución completa, empezando por el panel de mando, la inteligencia de control en el variador (p.ej., sobre la base de IEC 61131), el software, la descentralización de las funciones según la solución, la comunicación basada en los sistemas de bus de campo más comunes, el suministro de energía a elementos consumidores móviles en caso necesario y acabando por el control de los movimientos utilizando una amplia gama de motorreductores, servomotores o motores lineales. Pero la automatización de accionamientos también incluye soluciones que combinan las funciones mencionadas «en un sistema», como demostramos en la feria de Hannover de 2005 con MOVIGEAR®, un concepto de accionamiento mecatrónico. El término automatización de accionamientos se utiliza para definir un sistema (sistema de accionamiento). Sin embargo, la automatización de accionamientos también describe la transformación experimentada por los fabricantes de accionamientos, que dejan de ser proveedores de componentes para convertirse en proveedores de sistemas. Rainer Blickle Socio directivo SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG Editorial 75 años de ingeniería de accionamientos mueven el mundo [3] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica La Ruhr-Universität en Bochum está desarrollando un concepto innovador mediante el cual se podrán transportar mercancías a través de túneles subterráneos en las zonas de aglomeración urbana. Actualmente se está comprobando la técnica de accionamientos, el control y la fiabilidad del sistema en una ruta de prueba a escala 1:2. Túneles subterráneos en la región del Ruhr En Alemania, las carreteras han alcanzado su capacidad máxima. Un número cada vez más alto de atascos y retrasos están transformando la red alemana de autopistas en un aparcamiento. Según el ADAC (Automóvil Club Alemán), diariamente hay retenciones en el 10% de los 11.000 km que abarca dicha red y los costes que ello supone alcanzan ya unos 100 mil millones de € al año. Esta situación seguirá agravándose en los próximos años. En comparación con datos de 1997, la cantidad de mercancías transportadas por las carreteras alemanas casi se duplicará en el año 2020. La creciente importancia de la división interempresarial del trabajo y la europeización de la economía han convertido el transporte de mercancías por carretera en un factor de riesgo para muchas empresas ya que en la actualidad apenas se puede estimar el tiempo de entrega de los bienes, los materiales de producción y los semiproductos. Asimismo, el transporte masivo de bienes y mercancías por carretera tiene enormes consecuencias para el medio ambiente, puesto que el volumen de circulación rebasa los límites de tolerancia aceptables. Rapidez, fiabilidad y exactitud Un equipo de investigación interdisciplinar de la Ruhr-Universität en Bochum, dirigido por el doctor en ingeniería Dietrich Stein, está trabajando actualmente en el proyecto CargoCap, un sistema de transporte de mercancías subterráneo que pretende ser una so- [4] lución al problema. En el futuro, unos vehículos controlados por ordenador transportarán los bienes a través de túneles de 1,6 metros de ancho en áreas de población densa, por ejemplo, entre distintas ubicaciones de una empresa, de un banco de trabajo a otro o entre el almacén central y los puntos de venta y distribución. Estos «Caps» pueden transportar hasta dos europalets a una velocidad media de 36 km/h. La limitación de la carga a sólo dos europalets por Cap garantiza una gran flexibilidad de carga y distribución de las mercancías. Si se necesita suministrar más mercancías a un destino, se desplazan simplemente más Caps en grupo a una distancia controlada entre uno y otro. Los planes prevén una ruta inicial de 80 km de longitud entre el puerto de Duisburg y el aeropuerto de Dortmund, uniendo 24 estaciones con importantes centros logísticos, como por ejemplo centros urbanos y polígonos industriales. Una alternativa económica al transporte con camiones En un dictamen conjunto que la Ruhr-Universität en Bochum y la empresa Projekt Ruhr GmbH encargaron a la sociedad empresarial IndustrieanlagenBetriebsgesellschaft (IABG), de Berlín, a la empresa Zentrum für Logistik und Unternehmensplanung GmbH (ZLU) y al Ruhr-Forschungsinstitut für Innovations- und Strukturpolitik e.V. (RUFIS), se confirma que, gracias los costes de producción claramente más bajos que conlleva el sistema CargoCap, resulta Noticias del mundo de la práctica Transferencia de energía sin contacto igual de rentable el transporte de mercancías por una ruta de estas características que el transporte mediante camiones. Y esto sin que el informe tenga en cuenta una ventaja especial que ofrece CargoCap: los bajos «costes externos». Porque en el sistema desarrollado bajo la supervisión del profesor Dietrich Stein, de la facultad de ingeniería civil, no se producen los costes ocasionados por los accidentes, el ruido o la contaminación del aire, característicos del transporte de mercancías por carretera. El sistema a prueba Un gran paso hacia la realización del sistema de transporte es la construcción de una ruta modelo a escala 1:2. Esta ruta permite investigar los aspectos de ingeniería mecánica y eléctrica, que sólo se pueden simular en un funcionamiento de prueba parecido al real, y da una idea de cómo el sistema Cargo- Cap se adapta a su entorno logístico. «En un sistema de transporte subterráneo debe garantizarse la seguridad de funcionamiento y la fiabilidad de los vehículos» dice el doctor en ingeniería Jan Scholten, que coordina el proyecto como profesor asistente y director del departamento de elementos mecánicos y técnica de transporte. «En la ruta modelo podemos comprobar de forma exhaustiva todos los componentes del sistema». Los investigadores de la RuhrUniversität instalarán además un sistema de vías de 160 metros de largo, con los correspondientes dispositivos de control y de suministro de energía, por el que podrán viajar hasta tres vehículos controlados de forma completamente automática. Desde una sala de control se puede supervisar permanentemente el movimiento de los vehículos. Para permitir el acceso directo a los prototipos en cualquier momento, durante la fase de puesta en marcha se construirá la ruta modelo en el exterior y sin túneles. Control de accionamiento MOVIPRO Módulos de SEW-EURODRIVE en el sistema de pruebas Vehículo de prueba Motor síncrono CFM71S Vista frontal [5] Cabezal plano MOVITRANS Cable de línea MOVITRANS «Puesto que queremos evitar, en la medida de lo posible, el desgaste de los túneles instalados bajo tierra, la energía e informaciones se transferirán sin contacto», declara Scholten. «El sistema MOVITRANS® de SEW-EURODRIVE representa una tecnología innovadora y acreditada en la práctica.» SEW-EURODRIVE ha suministrado todo el sistema de accionamientos como una solución completa lista para utilizarse en la ruta modelo de CargoCap. «De esta forma tenemos una solución compacta y un único proveedor responsable de todo el sistema de accionamiento», así describe el profesor asistente las ventajas de colaborar con SEW-EURODRIVE y añade: «SEW provee el sistema de accionamiento de forma gratuita, con lo que contribuye de forma decisiva a la investigación en la ruta modelo.» MOVITRANS® es un sistema que no necesita mantenimiento. No se requieren contactos por rozamiento ni cables móviles ya que la transferencia de energía se lleva a cabo según el principio de transformador. Los tres vehículos de prueba de la ruta modelo reciben la energía necesaria a través de dos cabezales repetidores que suministran hasta 4 kW. Dos servomotores SEW modelo CM, tamaño 71, accionan cada uno de los Caps. Los vehículos, con un peso máximo de 350 kg, alcanzan una velocidad de 10 m/s. El control descentralizado de los accionamientos se lleva a cabo mediante una unidad MOVIPRO®, la cual recibe asimismo la información sin contacto desde el controlador de segmento estacionario, a través de una guía de hondas no hermética. «La tecnología que se aplica y se desarrolla en la ruta de prueba también deberá utilizarse posteriormente en el sistema real», subraya el doctor en ingeniería Jan Scholten, y añade: «El proyecto demuestra que CargoCap sólo se puede investigar y desarrollar de forma rápida y eficaz en colaboración con la industria.» ■ Transferencia de energía según el principio de transformador Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Un revólver potente El sistema desarrollado por Kaibel & Sieber para producir fibra de vidrio para el aislamiento térmico de cables combina la innovadora implementación de la transferencia de energía sin contacto a un movimiento rotatorio, la utilización de una moderna servotecnología y la comunicación a través de MODBUS®. Cuando Johns Manville, especialista en lana de vidrio, perdió en un incendio sus equipos fabricados en los años sesenta para la producción de aislamientos de tubos, comprendió que era el momento de iniciar un innovador proyecto de accionamiento. La empresa estadounidense encargó recambios para las antiguas máquinas a Kaibel & Sieber GmbH, con sede en Worms, Alemania. Sus objetivos eran mejorar la calidad del producto y reducir los tiempos de ciclo y la necesidad de espacio. [6] Mecánica obsoleta Kaibel & Sieber es especialista en equipos para la fabricación de lana de vidrio que pueden llevar a cabo el proceso completo de producción, es decir, transportar, enfriar, serrar, laminar, cortar en sentido transversal, comprimir, bobinar y embalar los productos de lana de vidrio. Los fabricantes más importantes de la industria de la lana de vidrio – por ejemplo Saint-Gobain, Knauf, Ursa y Johns Manville – son clientes de Kaibel & Sieber. Las antiguas ins- Noticias del mundo de la práctica talaciones de la empresa estaban menos automatizadas y requerían muchos pasos de trabajo y estaciones. Como cada uno de los procesos de producción se realizaba uniendo distintas estaciones de procesamiento , era necesario transferir frecuentemente los núcleos de acero en los que se bobina la lana de vidrio y colocarlos de nuevo en la estación correspondiente. Este proceso secuencial requería mucho espacio en la nave de producción y, además, la tecnología de accionamientos mecánica requería tiempos de preparación elevados cada vez que era necesario cambiar el producto, resultando difícil mantener la calidad. Cinco estaciones en un revólver Todo ello debía mejorarse en la nueva instalación. La base del innovador concepto es un revólver que lleva a cabo cinco pasos de trabajo simultáneamente: una vez finalizado cada uno de estos cinco procesos, el revólver rota y se desplaza una estación para recibir y procesar un nuevo núcleo. «Gracias al principio del revólver, necesitamos una cantidad notablemente menor de núcleos», explica Walter Siegel, uno de los dos gerentes de Kaibel & Sieber GmbH. También se ha reducido en gran medida el espacio necesario para la instalación. «Además, el núcleo sólo se fija una vez y no se vuelve a extraer en ninguna de las cinco estaciones de trabajo, lo que supone una reducción de los tiempos de ciclo y un menor desgaste.» Control individual del huso Esto también ha sido posible gracias a la aplicación de la servotecnología descentralizada, ya que cada uno de los núcleos y estaciones de trabajo son accionados por su propio servovariador, modelo MOVIMOT® MD. Según Siegel: «Con la servotecnología hemos eliminado todos los enlaces mecánicos de los accionamientos y movimientos. Este control individual de los distintos accionamientos constituye el principal avance tecnológico de nuestro equipo.» Porque para conseguir una calidad óptima, cada uno de los husos debe realizar una secuencia de movimientos distinta. Se requieren distintas velocidades de bobinado y curvas de velocidad para fabricar una envoltura de tubo de primera calidad. «Pero sólo podíamos conseguirlo instalando la lógi- Vista interior del revólver ca de control en el revólver», explica Walter Siegel. Por este motivo se utilizaron los accionamientos MOVIMOT® MD. El PLC está conectado mediante MODBUS® a un Accesspoint . En el Accesspoint también llegan los parámetros necesarios para los respectivos productos. Estos se encuentran integrados en el software de aplicación MOVITOOLS®, de modo que en la actualidad se pueden transferir los parámetros relevantes a los cinco accionamientos del revólver pulsando un botón. el extremo del eje del revólver. En ambientes calurosos, húmedos y polvorientos, este tipo de transferencia de energía ofrece unas ventajas claras frente a las soluciones con transferencia mediante anillos colectores. Dentro del revólver está instalado un MOVIPRO® PHC10A074 con convertidor. La energía transformada se distribuye en los distintos niveles de voltaje necesarios: 500 V para los accionamientos y 24 V para las válvulas y otros periféricos. El MODBUS® también está conectado al transformador y es evaluado por la unidad MOVIPRO®. Por último, los MOVIMOT® MD de los cinco accionamientos están conectados a la unidad MOVIPRO®. «SEW ofrece un sistema completo y listo para usar, desde la alimentación hasta el servomotor. De esta forma, SEW también se hace responsable de dicha solución, lo cual supone una ventaja respecto a la competencia ya que ningún otro proveedor se encontraba dispuesto a ello», resalta Siegel, gerente de la empresa. ■ Energía e información sin contacto Pero aún quedaba un problema por resolver: ¿cómo podían llegar los datos y también la energía al revólver rotatorio? Al principio se pensó en utilizar anillos colectores, pero esta solución habría sido demasiado complicada y costosa teniendo en cuenta la gran variedad de informaciones y tensiones (no sólo es necesario suministrar energía a los accionamientos sino también a otros componentes como las válvulas neumáticas) que tienen lugar. Se optó por la transferencia de energía sin contacto que SEW-EURODRIVE ha implementado con el sistema MOVITRANS®, aunque hasta el momento sólo hubiera sido aplicada para movimientos lineales, no rotatorios. Así pues, el principio de la transferencia de energía sin contacto se puso en práctica en un proyecto piloto para el sistema de Kaibel & Sieber. Tanto la energía como los datos se transmiten al sistema rotatorio a través de un transformador colocado en MOVITRANS® con diseño rotatorio [7] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Innovación flexible En el actual entorno de producción, los clientes exigen que las tareas se lleven a cabo lo más rápido posible y de acuerdo con unas instrucciones precisas. Ello quiere decir que los fabricantes tienen que producir piezas que no se han planificado. De esta forma, la flexibilidad se convierte en un factor importante para el tratamiento térmico y, con MOVITRANS®, IPSEN Internatio- nal ha encontrado la solución perfecta. Harold Ipsen fundó en 1948 la empresa estadounidense IPSEN Industries con el objetivo de diseñar y fabricar instalaciones para el tratamiento térmico atmosférico. Hoy en día, IPSEN International ofrece a sus clientes, distribuidos por todo el mundo, soluciones completas para el tratamiento térmico. La empresa ofrece unos hornos fiables y se centra en la optimización de los procesos como base para una utilización eficaz de los sistemas de tratamiento térmico. IPSEN apuesta por obtener «soluciones completas de una sola fuente», dice Tim Adams, representante de ventas de IPSEN para la región del Sudeste. «De esta forma, tenemos la misma misión que SEW-EURODRIVE. Ambas empresas, SEW e IPSEN tienen unas profundas raíces alemanas. Combinando nuestros productos con los de SEWEURODRIVE, fabricados en Alemania, podemos llevar a los Estados Unidos y al resto del mundo unos artículos de alta calidad. Buen ejemplo de ello es un proyecto que hemos finalizado recientemente utilizando la transferencia de energía sin contacto MOVITRANS®. Este proyecto incluye componentes mecánicos y eléctricos, lásers y un posicionamiento exacto; se encuentra, por tanto, en la vanguardia de la tecnología.» Alimentación y entrega a tiempo En un proyecto piloto procedente de los Estados Unidos con MOVITRANS®, IPSEN colaboró con SEWEURODRIVE para desarrollar una instalación de tratamiento térmico completamente automática para una empresa que deseaba automatizar todos sus procesos para, de esta forma, aumentar su competitividad. MOVITRANS® permite a la instalación calibrar el horno para recibir la carga en un momento determinado. A la hora especificada, una carretilla se desplaza hacia el lugar correcto para ejecutar todo el proceso de trabajo, desde el punto de recogida del material hasta el horno y volver. MOVITRANS® no requiere unidades colgantes. Es una instalación compacta y colocada sobre el [8] Noticias del mundo de la práctica suelo; parte central de la solución para un reto complejo, que consiste en incluir en un mismo equipo no sólo la carreta sino también el tratamiento térmico. Según Adams, MOVITRANS® representa una enorme racionalización de procesos: «Ahora el proceso de tratamiento térmico sólo requiere una persona, la misma que es responsable de la carga y la descarga. Y, naturalmente, tenemos la ventaja de la flexibilidad. Unos tiempos de proceso y una capacidad de carga flexibles son factores muy importantes para el funcionamiento de la instalación accionada con MOVITRANS®.» Valor sostenible Hoy en día los costes representan un factor decisivo en cualquier parte del mundo. Debido a la competencia de ámbito global, los fabricantes intentan hacer ofertas con costes bajos. Sin embar- go, el precio que paga un cliente por un equipo y el valor que recibe son dos cálculos completamente distintos. Según Adams, «las nuevas máquinas multicelulares utilizadas para el tratamiento térmico son probablemente tres veces más caras que las máquinas tradicionales, pero el rendimiento es extraordinario en cuanto a los procesos, la calidad del producto y la velocidad, lo que permite en definitiva al cliente beneficiarse asimismo de este efecto. Así pues, los clientes pagan un buen precio por los productos y las instalaciones porque el rendimiento es muy alto. Éste es el aspecto más importante. MOVITRANS® y algunos de estos productos de alta tecnología son decisivos para asegurar el éxito económico de la empresa ». «Ya no vale la pena comprar los productos más baratos», dice Adams. «Para obtener un valor real, deben considerarse soluciones totales. Las empresas que hoy entiendan este principio, tienen el éxito asegurado en el futuro. Tal vez las empresas piensen que gastan mucho dinero en máquinas e instalaciones, pero si la instalación se compone de una buena combinación de tecnologías, al final recibirán mucho a cambio. SEWEURODRIVE siempre ha comprendido este principio y MOVITRANS® es un ejemplo clásico de ello. SEW piensa a cinco o diez años vista y toma las decisiones ahora. SEW está invirtiendo mucho trando productos de alta calidad para satisfacer las exigencias técnicas. Los productos de bajo coste se seguirán desarrollando en otras partes del mundo. Y ambos son importantes. Si un proyecto requiere que IPSEN suministre a un cliente un producto de bajo coste, podemos hacerlo porque somos una empresa multinacional. Sin embargo, con un producto de alta calidad como MOVITRANS®, podemos aumentar la productividad. Semejantes productos siempre tendrán un mayor grado de integridad y complejidad. Aumentan la capacidad económica de una empresa, es decir, siempre tendrá que haber productos como estos, para que el resto de nuestros productos puedan sobrevivir. Hay que servir ambos extremos de en expandir la producción en la sede de Lyman y ello se refleja en los productos e instalaciones que entrega.» la escala de precios para poder ofrecer una amplia gama de productos». «Hemos tardado de ocho a diez años en darnos cuenta de que los continentes tienen que relacionarse e intercambiar información», resume Adams. «Y creo que, en consecuencia, el mundo será mucho más pequeño». ■ Un mundo más pequeño Adams afirma que, desde el punto de vista de IPSEN, esta apuesta por la innovación y la inversión en tecnología resulta crucial. «Porque serán los Estados Unidos y Alemania, junto con otros mercados de Europa, los que seguirán suminis- [9] Tema destacado El movimiento, el cambio y la renovación son características esenciales del mundo en el que vivimos. No hay un momento de pausa. Algunas empresas ha hecho suyo este principio dinámico Tema destacado de la naturaleza y han influido de forma decisiva la moderna ingeniería de accionamientos, le han otorgado un nuevo aspecto y, con sus innovadores productos, han sentado las bases de un desarrollo que han hecho posible el paso de la época industrial a la moderna era de la automatización. [10] Tema destacado Automatización de accionamientos: ¿una nueva moda o una necesidad real? [11] Tema destacado Tema destacado Actualmente, se mire donde se mire, todo se mantiene en movimiento. ¡Sin pausa! Todas las personas y todos los objetos están en movimiento, incluso el sector de los fabricantes de accionamientos. En el pasado, eran principalmente los motorreductores síncronos o asíncronos los que proporcionaban el movimiento deseado en las cadenas de fabricación, los mezcladores, las instalaciones de llenado de bebidas y los ventiladores, pero hoy día las demandas están cambiando. Si miramos los últimos avances del sector de la ingeniería de accionamientos, nos daremos cuenta de que éste también se encuentra en movimiento y que el sector está experimentando un cambio profundo. ¿Seguirá existiendo en el futuro el clásico fabricante de accionamientos? Hacia la cima de la pirámide Tradicionalmente, las soluciones de automatización se representan en forma de pirámide. En el nivel más bajo se encuentran los componentes activos: los actuadores. Por encima está la técnica de regulación correspondiente. Si seguimos subiendo, encontramos el nivel celular, que incluye pequeños sistemas PLC. Normalmente, las células trabajan de forma autárquica hasta cierto punto. Por encima del nivel celular está el nivel de mando, que contiene los sistemas de mando de una instalación y desde donde se controlan las células. Pero el mercado sigue en movimiento. Actualmente, empresas como SEW-EURODRIVE se están desplazando hacia las posiciones superiores de la pirámide de la automatización. El mercado requiere un mayor desarrollo de soluciones parcialmente automatizadas cercanas al accionamiento. Podemos resumir este desarrollo con la expresión «automatización de accionamientos». El término automatización de accionamientos se utiliza para definir un sistema (sistema de accionamiento). Sin embargo, la automatizaciónde accionamientos también describe la transformación experimentada por los fabricantes de accionamientos, que dejan de ser proveedores de componentes para convertirse en proveedores de sis- [12] temas. Los fabricantes deben ser conscientes de que están desarrollando nuevas tecnologías y que tienen que integrarlas en su gama de productos. También deben adquirir los conocimientos necesarios e implementarlos. SEW-EURODRIVE identificó esta tendencia hace ya años y actualmente es considerado como un clásico proveedor de soluciones de automatización de accionamientos, una orientación que aún se hará más evidente en los próximos años. Hacia los sectores industriales Cada vez más, las máquinas y las instalaciones están sujetas a un diseño modular, es decir, máquinas e instalaciones completas se dividen en módulos lógicos cerrados. Esta intensificación del diseño modular permite a los fabricantes de elementos de automatización de accionamientos desarrollar y optimizar unas soluciones únicas para determinados sectores industriales basándose en los conocimientos de los procesos. Las empresas suministran soluciones modulares para satisfacer estas demandas del mercado. Para los compradores de soluciones de sistema, hoy en día importan menos las funciones individuales que los procesos que ayudan a solucionar las tareas de forma más rápida y fiable. Y estas soluciones a menudo están diseñadas para sectores industriales específicos. Por lo tanto, quienes deseen tener éxito en la actualidad como proveedores, deben comprender el negocio de sus clientes, hablar su idioma y, al fin y al cabo, ofrecer soluciones que añadan valor a sus productos en el sector específico. Hacia las máquinas El concepto de la moderna automatización de accionamientos requiere que las funciones de control se desplacen desde el PLC superior hacia el nivel de regulación inferior. En consecuencia surgirán nuevos productos específicos para aplicaciones que seguirán esta tendencia de descentralización, integración en red y diseño modular. Hoy en día no es necesario controlar las instalaciones de forma centralizada. Cada vez es más Tema destacado tecnologías basadas en Ethernet, también utilizadas en la industria. La integración de distintas tecnologías ofrece nuevas opciones en el ámbito de las tecnológicas y aplicaciones ya que permite el tratamiento automático de informaciones y la adaptación automática a tareas complejas. Uno de estos posibles usos es, por ejemplo, la automatización de la producción en la industria automovilística, que hoy día prácticamente sólo fabrica vehículos personalizados en tamaño de pedido 1. Hacia la integración ¿El futuro de la automatización de accionamientos? frecuente que las máquinas y las instalaciones estén formadas por módulos, ya que los constructores de maquinaria también se ven obligados a responder con flexibilidad a las distintas demandas de los clientes finales. Estos módulos se producen, se equipan y se comprueban de forma independiente unos de otros. En el momento de la puesta en marcha forman de nuevo una instalación completa. El futuro de esta tendencia hacia la descentraliza- ción no está sólo en el perfeccionamiento del hardware sino sobre todo en el desarrollo del software. En el pasado, la tecnología de comunicación y control industrial tenía poco en común con la comunicación en el sector de la informática: dos mundos distintos avanzaban independientemente el uno del otro en distintos ciclos de desarrollo y sólo podían comunicarse a través de unas pocas interfaces. El actual elemento de enlace de la tecnología de comunicación son las ¿Se encuentra parte del futuro de la ingeniería de accionamientos en la integración de la mecánica, la electrónica y el software, es decir, en la mecatrónica? La respuesta es claramente sí. La mecatrónica es un ámbito interdisciplinar de las ciencias de ingeniería que tiene como objetivo la funcionalidad de un sistema técnico mediante una estrecha combinación de los componentes mecánicos, electrónicos e informáticos. Como el nombre indica, los sistemas mecatrónicos unen componentes mecánicos y electrónicos para mejorar el rendimiento de los sistemas tradicionales e implementar nuevas funciones. Junto a las clásicas disciplinas del ámbito de la ingeniería, la tecnología de la información, sin la cual muchos sistemas técnicos actuales no serían tan potentes, pasa a un primer plano. En esta integración y en la inteligente combinación de componentes optimizados para formar una solución de accionamiento inteligente y autogestionada está la clave para poder satisfacer las necesidades de los clientes en el futuro. ■ [13] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Cómo poner fin al caos Cuando en 1824 se fundó Brauerei C. & A. Veltins en Meschede-Grevenstein, Sauerland, era tan sólo una pequeña fábrica de cerveza de un restaurante. Desde entonces ha recorrido un largo camino para alcanzar su actual posición en el mercado. Durante años, los fabricantes de cerveza alemanes han tenido que responder continuamente a las nuevas tecnologías de producción y satisfacer las exigencias cambiantes del mercado. Las botellas se clasifican antes de transportarse a la zona de llenado. [14] El problema de la clasificación de las botellas venía previéndose desde finales de los años noventa: cada vez más envases distintos (desde la botella de cristal claro hasta la resurgida botella con cierre mecánico) entraban en el circuito de envases retornables, creando una gran confusión entre los pocos envases estándares que quedaban. Además, se dejaron de fabricar las tradicionales botellas de Vichy y de cuello corto, y algunos proveedores intentaron fomentar la botella de cuello largo. Todo ello se añadió al caos existente. En Alemania la situación se agravó aún más cuando se intentó que las latas también fueran retornables: la demanda de packs de seis botellas aumentó extraordinariamente, pero se devolvían más botellas sueltas que nunca a las fábricas de cerveza. Según información del Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei (VLB, Instituto de enseñanza e investigación para la fabricación de cerveza) de Berlín, actualmente hay unos cincuenta envases retornables distintos de empresas alemanas en el circuito nacional. Sin embargo, para la fábrica de cerveza Brauerei C. & A. Veltins, el problema de la clasificación de los envases retornables es cosa del pasado. En noviembre de 2005, después de ocho meses de construcción y una inversión de 20 millones de euros, se puso en funcionamiento en la fábrica de Grevenstein un nuevo centro de clasificación completamente automático. Desde entonces, el circuito de envases retornables incluye un nuevo paso de producción: todos los envases mezclados se retiran de las cajas retornables, se comprueban y, a continuación, una vez clasi- ficados según el tipo de envase, se preparan para volverse a llenar. De este modo, la producción de botellas retornables está lista para hacer frente a las necesidades futuras. Un teleférico restablece el orden En la fábrica de Grevenstein se pueden ver los resultados de la inversión: un nuevo transportador aéreo de 250 metros de longitud de la marca EISENMANN une en sentido descendente la zona de clasificación de las botellas con el centro logístico situado al pie de la montaña. En el centro logístico los palets se izan a una altura de 27 metros y, a continuación, se transfieren al transportador aéreo eléctrico. A partir de este momento vuelven a subir la montaña en una de las 32 cabinas del teleférico hasta llegar al centro de clasificación. Las cabinas tienen que superar un desnivel de 25 metros, lo que representa una pendiente de 7° o del 12%. Cada una de las cabinas puede subir sin dificultad una carga de aproximadamente 1,5 t. El desnivel del 12% fue un gran reto para los ingenieros de EISENMANN y SEWEURODRIVE, ya que nunca antes habían tenido que remontar una pendiente de esas características con una carga tan elevada. Pero SEW-EURODRIVE ofrece soluciones de accionamiento especiales para transportes aéreos eléctricos. Los motorreductores utilizados han de ofrecer un alto grado de flexibilidad y fiabilidad para que el sistema completo pueda llevar a cabo las distintas tareas de transporte. Los acciona- Noticias del mundo de la práctica Los transportadores aéreos salvan un desnivel del 12 %. mientos de SEW-EURODRIVE para transportes aéreos eléctricos, con nueve tamaños distintos y pares de apriete adaptados, pueden asumir cualquier capacidad y velocidad de transporte y cualquier tipo de carga. Las cabinas o carros del transportador aéreo eléctrico se accionan de forma descentralizada y reciben la energía y datos (bus CAN) a través de los cables de contacto. Los carros tienen un diseño basculante para compensar el desnivel, de esta forma la carga se mantiene en posición horizontal durante la ascensión y se reducen las fuerzas que actúan sobre el accionamiento. Cuatro millones de botellas al día El sistema de clasificación de botellas que se encuentra al final de la ascensión en una nave del tamaño de un campo de fútbol, constituye una novedad en la industria cervecera alemana. Para Brauerei C. & A. Veltins significa asegurar el futuro económico de la fábrica y garantizar la competitividad de la empresa en el sector. Dos instalaciones realizan el costoso trabajo de clasificar los envases según el tipo, cada una de las máquinas puede clasificar de forma completamente automática 3.000 cajas de cerveza (170 palets/h). De esta forma, durante 24 horas, todos los días, se mueven hasta cuatro millones de botellas. Las cajas se descargan de los palets, se extraen todas las botellas de las cajas, se comprueba que tengan la forma correcta y se vuelven a colocar en las cajas re- tornables. Finalmente, los palets que contienen cajas ya clasificadas, se llevan a la zona de embotellado. Los motorreductores MOVIMOT®, controlados por distribuidores de campo Z3 o Z6, accionan el proceso de clasificación. La comunicación se lleva a cabo a través de Profibus. Los distribuidores de campo racionalizan la conexión de los accionamientos con la red de alimentación, la tensión de 24 V y el bus de campo. Estos distribuidores se basan en la tecnología de las interfaces de bus con medios de conexión adicionales para la distribución de la red. El montaje de los distribuidores de campo cerca del motor facilita la instalación descentralizada. Pueden incorporarse opcionalmente los distribuidores de campo Z1, Z3 y Z7 con tipo de protección IP66, que están protegidos contra potentes chorros de agua, incluso con contenido en sustancias ácidas o alcalinas. Por este motivo, el sistema de clasificación de botellas de Veltins utiliza el distribuidor de campo Z3. Los componentes de los sistemas de accionamiento descentralizados de SEW-EURODRIVE pueden suministrarse opcionalmente con tipo de protección IP66 y algunos de ellos incluso con IP67. Un gran número de medidas de protección opcionales y la utilización de materiales especiales garantizan el funcionamiento del sistema bajo condiciones ambientales extremas, como por ejemplo cuando se emplean agentes de limpieza alcalinos o ácidos. SEW-EURODRIVE ofrece soluciones incluso para las zonas húmedas, es decir, desde la salida de la máquina que limpia las botellas hasta el área donde se cierran las botellas llenas. Para este objetivo se utilizan los accionamientos asépticos. Debido a que no necesitan ventiladores, se evita el acceso de posible aire con gérmenes. Por otro lado, estos accionamientos, gracias a su superficie lisa sin aletas de refrigeración, son mucho más fáciles de limpiar. Los accionamientos son resistentes a los limpiadores a presión empleados en este tipo de entornos. En este proceso puede ocurrir que el chorro de alta presión incida de forma no deseada en las cajas de bornes, por lo que, para el trabajador de mantenimiento, no sólo la impermeabilización del propio motor, sino también la de la caja de bornes, será un criterio importante a la hora de elegir un accionamiento. ■ [15] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Magnolia de acero La construcción del estadio Qi Zhong Centre Court de Shanghai se terminó en 2005 y desde 2005 hasta 2007 alberga el Tennis Masters Cup Shanghai bajo un tejado de acero compuesto de ocho partes que recuerda una magnolia. Sus pétalos se abren o se cierran en tan sólo ocho minutos. [16] En el antiguo Egipto y la antigua Grecia ya se conocían juegos parecidos al tenis. Alrededor de los siglos XIV y XV empezó a practicarse este juego con la palma de la mano en los patios de los monasterios franceses. Esta modalidad se había desarrollado en el siglo XIII en Europa, sobre todo en Inglaterra y Francia, con el nombre de Jeu de Paume (= francés «palma»). Hasta finales del siglo XV se jugó con la mano, pero se llevaba un guante para proteger la mano de la pelota, que era muy dura. Las raquetas se mencionan por primera vez en el año 1495. Como las pelotas no botaban mucho, el tenis se jugaba en unos recintos especiales en que el suelo era especialmente elástico. Al llegar al mercado las primeras bolas de goma, fue posible jugar al tenis al aire libre. En esa época, la norma básica ya consistía en que la pelota sólo podía botar una vez. La palabra «tenis» viene de «tenez» (= francés «coger, agarrar»). Como los recintos en los que se jugaba a menudo eran muy oscuros, los jugadores vestían ropa blanca. En los siglos XIII y XIV ya se jugaba por dinero (= francés «sous») en estos recintos. Por cada fallo los jugadores tenían que pagar 15 sous, lo que originó la manera de contar un juego: 0, 15, 30, 45. De esta forma también surgió el método moderno de contar: 0, 15, 30, 40 (¿para que no saliera tan caro?) Hoy en día el Noticias del mundo de la práctica En el centro del complejo se halla el estadio Centre Court que ha costado 200 millones de dólares. El estadio, que puede utilizarse bajo cualquier condición meteorológica y albergar 15.000 espectadores, se terminó en agosto de 2005 y combina un diseño internacional y unos excelentes conocimientos de ingeniería. El arquitecto japonés Mitsuru Senda y su Environment Design Institute realizaron el diseño. Una de las ideas centrales del diseño del estadio es el excepcional tejado, cuya forma recuerda una magnolia, la flor nacional de China. Cada una de las ocho partes que componen el tejado rota alrededor de un solo eje, de modo que, cuando se ponen en funcionamiento, parece una flor que se abre. Por supuesto no es ninguna casualidad que el tejado esté dividido en ocho segmentos; en la mitología china, el número ocho está asociado a algo positivo y trae buena suerte. Cada uno de los pétalos de la flor se acciona mediante un reductor de piñón cónico con reductor de engranajes cilíndricos preconectado, modelo K167R97DV160M4. Gracias a los 11 kW de potencia del accionamiento, una reducción de 481 a 1 y las tres revoluciones por minuto, los segmentos del tejado pueden abrirse o cerrarse en ocho minutos. Ocho unidades MOVIDRIVE®, conectadas en una red Profibus, garantizan que los ocho motores funcionen de forma sincronizada. Protección contra el sol y la lluvia tenis se ha convertido en un deporte popular que goza de una gran reputación en todo el mundo. Como una flor que se abre Cuando termine la construcción del Qi Zhong Tennis Centre de Shanghai a finales de 2006, será el mayor complejo tenístico de Asia. Éste ha sido diseñado como un centro internacional para eventos deportivos con el objetivo de simbolizar el desarrollo y crecimiento de la periferia de la ciudad de Shanghai. El propósito es que el complejo se convierta en un centro tenístico de ámbito internacional, comparable con el estadio de Wimbledon de Londres o el Roland Garros de París. «Como en la ciudad llueve mucho y la luz del sol es muy fuerte, el sistema del tejado resulta imprescindible», dice Mitsuru Senda. «El tejado móvil es extremadamente sencillo, pero es la primera vez que se implanta un sistema de rotación semejante en todo el mundo. Una vez abierto, el tejado protege del sol una amplia área alrededor del estadio, creando un ambiente agradable dentro y fuera, como si se tratara de sombras de árboles.» El Shanghai Institute of Architectural Design & Research (SIADR), encargado de la construcción del complejo, invirtió un año de trabajo en examinar si el diseño del tejado era factible. También se comprobó, mediante modelos y extensas simulaciones, si el estadio podía resistir terremotos, tifones y otros fenómenos medioambientales. En la fase de construcción, cada uno de los «pétalos» del tejado se montó primero en el suelo. Todas las partes del tejado se sometieron a pruebas similares a las utilizadas en la industria aeronáutica china y hasta que no pasaban dichas pruebas no se levantaban y se instalaban a una altura de 40 metros por encima del suelo. ■ [17] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Mayor eficacia con el servocontrol La empresa de ingeniería Scope Machinery mejora la capacidad y precisión de las máquinas de termomoldeo con sistemas de servocontrol. Scope Machinery utiliza los servosistemas de SEW-EURODRIVE para fabricar máquinas de termomoldeo más rápidas y rentables. [18] Cada día se fabrican millones de envases de plástico, lo que los convierte en un producto casi independiente y con un mercado de consumo en continuo crecimiento. La empresa de ingeniería Scope Machinery, ubicada en Melbourne, se ha especializado en el diseño y la fabricación de las máquinas de termomoldeo necesarias para la producción de dichos envases. Las máquinas utilizan calor y aire comprimido para formar los envases de plástico: se colocan láminas de plástico rígidas sobre una placa calentada y se les da la forma deseada mediante aire comprimido. Un ciclo de trabajo sólo dura unos cuatro segundos. La prensa y el mecanismo de corte aseguran que la lámi- Inicialmente, el servocontrol se utilizó para indexar el ca- na no tratada y el producto moldeado se fijen, se corten y rro de alimentación del plástico. El posicionamiento exac- se retiren de nuevo correctamente. to reduce los residuos y aumenta el rendimiento. Rapidez y precisión «Nuestro reto es conseguir que las máquinas funcionen con la mayor precisión y rapidez posibles», dice Peter Bushe, responsable de la automatización en Scope Machinery. «Este sector industrial trabaja con márgenes de beneficio cada vez más reducidos y, por consiguiente, los fabricantes de envases deben conseguir el mayor rendimiento posible». Noticias del mundo de la práctica Para alcanzar este objetivo, Scope Machinery viene colaborando estrechamente con SEW-EURODRIVE desde 1997. La introducción del potente servocontrol de SEW para dos importantes funciones mecánicas es uno de los resultados de dicha colaboración. «Gracias al servocontrol hemos conseguido que las máquinas sean aún más potentes», dice Bushe. Además, también se han reducido considerablemente los costes de producción de las instalaciones. Micras en lugar de milímetros La servotecnología se aplicó en primer lugar en la indexación para el carro de alimentación del plástico de las máquinas de termomoldeo. Anteriormente, el sistema de alimentación, en el que la máquina coloca la lámina de plástico a una longitud precisa para cada ciclo, estaba equipado con un motor asíncrono estándar con convertidor de frecuencia. Un encoder colocado sobre el reductor supervisaba la longitud de alimentación. Sin embargo, la precisión dependía de las revoluciones; se alcanzaba un nivel aceptable de precisión a una velocidad «óptima». «Pero incluso con un ajuste óptimo, el margen de tolerancia seguía siendo de unos milímetros», dice Bushe. Actualmente, el carro de alimentación del plástico se acciona mediante un servomotor DY con 2 Nm y un servovariador MOVIDRIVE® con 1,5 kW. El servosistema permite colocar el material con un margen de tolerancia de una micra. Además, a diferencia de los dos milímetros de plástico que se perdían cada cuatro segundos con la solución antigua, ahora no quedan residuos. Scope Machinery quedó tan impresionado con la servotecnología, que también quiso utilizarla para la parte más delicada de la máquina de termomoldeo: el mecanismo neumático de punzonado y corte. La prensa mueve la placa calentadora o de corte hacia arriba y hacia abajo contra los afilados bordes del molde. La lámina se fija entre la placa de corte y los bordes del molde. Una vez finalizado el proceso de moldeo, los bordes del molde recortan la pieza moldeada de la lámina. Así pues, la prensa es la responsable de un proceso tan importante como es el de fijar, cortar y extraer la lámina no tratada y el producto moldeado. Más fuerza «Llegamos a un punto en el que la máquina no rendía más porque con la prensa sólo conseguíamos una fuerza de corte limitada», dice Bushe. «Esta fuerza afectaba a la longitud del borde cortante que podíamos utilizar, lo que a su vez determinaba el tamaño de la herramienta». La prensa de 30 toneladas original disponía de un mecanismo de palanca accionado por un cilindro neumático de 20 cm de longitud. Al sustituir el sistema neumático por un mecanismo de manivela con Una interfaz hombre-máquina permite acceder a los parámetros de aceleración y posición del accionamiento y, además, puede almacenar una serie de parámetros especificados para la puesta en marcha. «El usuario puede ajustar los parámetros del procedimiento y del servoaccionamiento, como por ejemplo, la elevación y la temperatura, durante el mismo proceso de trabajo», explica Bushe. «De esta forma obtenemos más flexibilidad y fiabilidad, a la vez que re- Los bordes cortantes del molde separan la pieza termina- Un servovariador de SEW-EURODRIVE con da del carro de alimentación. El servocontrol permitió 24 Nm acciona la manivela y el mecanismo aumentar la fuerza de corte y la equivalente longitud de de palanca de la prensa de termomoldeo. corte en un 50 %. servoaccionamiento, formado por un servomotor DY con 24 Nm y un servovariador MOVIDRIVE® con 15 kW , la fuerza de corte aumentó en más del 50 por ciento. También se alarga la longitud de corte en un 50 por ciento, lo que significa que se puede formar un mayor número de piezas por ciclo. Ahora las máquinas con servoaccionamiento cortan más de siete metros de PET, el polímero para termomoldeo más difícil de cortar. «El servocontrol también nos permite supervisar mejor la velocidad y la precisión de la elevación», añade Bushe. «Una vez hemos colocado el molde en la posición correcta con relación a la placa de corte, utilizamos la servotecnología para realizar el ajuste de precisión». Los dos servovariadores MOVIDRIVE® se comunican con el sistema de automatización de la máquina de termomoldeo mediante el protocolo abierto para dispositivos DeviceNet. ducimos considerablemente el tiempo necesario para la puesta en marcha. Y, en consecuencia, los cambios de producto pueden llevarse a cabo de forma rápida y sencilla». Otra ventaja del sistema con servoaccionamiento es el bajo consumo de corriente. A diferencia de los sistemas neumáticos, que obtienen un rendimiento medio del 32 por ciento, con los servomotores podemos obtener un rendimiento de casi el 100 por cien. Bushe calcula que las máquinas de termomoldeo funcionan con un rendimiento del 85 al 90 por ciento con una mejora de la velocidad total del 25 por ciento en comparación con los valores obtenidos antes de la introducción de la servotecnología. ■ [19] Investigación y ciencia Observadores contra sensores En todos los sectores de la sociedad industrial, los accionamientos eléctricos proporcionan movimiento, dinamismo y confort de forma infatigable. Cubren un amplio espectro de aplicaciones: desde aspiradores, ascensores y vehículos eléctricos, hasta líneas de producción completamente Investigación y ciencia automatizadas. A excepción de las aplicaciones más sencillas, son generalmente unos potentes microcontroladores los que controlan, regulan e integran en red los accionamientos eléctricos. El gran potencial innovador de la moderna tecnología de accionamientos reside en la posibilidad de aumentar la inteligencia de los sistemas, reemplazando el hardware sensor, que resulta muy caro, por un software observador más barato. Catedrático, doctor en ingeniería Klaus Hofer Escuela Técnica Superior de Bielefeld Facultad de tecnología electrónica y de información Electrónica de accionamiento en caja de bornes Junto con el aumento de la inteligencia de los accionamientos eléctricos, a nivel de chip se produce una fusión monolítica de los componentes de la electrónica de potencia y la microelectrónica, permitiendo instalar toda la electrónica de accionamiento como chip de potencia en las cajas de bornas o en el conector adaptador del motor. Estos accionamientos eléctricos inteligentes se pueden utilizar en todos los campos de la automatización de productos y de procesos industriales, especialmente en el ámbito de la automatización de bajo coste y de la gestión de energía descentralizada en edificios y vehículos, aportando, en todos los casos, grandes ventajas. Historia de la tecnología de accionamientos La capacidad de cubrir los cuatro cuadrantes del nivel de par-velocidad es un privilegio reservado a [20] los accionamientos eléctricos. Los accionamientos eléctricos controlados, con sus excelentes propiedades dinámicas y su alta flexibilidad y rentabilidad, se han convertido en un pilar importante del sector de la automatización en todo el mundo. La historia de la tecnología de accionamientos empezó hace más de cien años con el descubrimiento del principio electrodinámico en 1866 por parte de Werner von Siemens y con el desarrollo de las máquinas rotatorias y lineales y los transformadores a finales del siglo XIX. La historia de los convertidores de corriente no empezó hasta el siglo XX con los rectificadores de vapor de mercurio. En 1959, el desarrollo de los tiristores constituyó un gran impulso en la ingeniería de convertidores de corriente, ya que a partir de ese momento se pudieron utilizar estas válvulas de semiconductores controlables para realizar de forma sencilla y eficaz rectificadores, convertidores y variadores. Este proceso fue posible Investigación y ciencia nW Valor de consigna ∆n ∆i iW n comparación de regulaciones de accionamientos Regulador de corriente Accionamiento alimentado por convertidor de corriente Carga Red u U, I MG M a, n M W, J I Sensor I Sensor n Valores reales a Red nW Valor de consigna u n I Accionamiento alimentado por convertidor de corriente Carga U, I M a, n M W, J MG Reguladores de estado Sensor I Sensor U U I Observadores de estado U Variables de estado b Red nW Valor de consigna Regulación de la STROM- UND corriente y la velocidad DREHZAHLREGELUNG segúna)a)oder o b) b) nach n I u U I Observadores de estado U Observadores binarios Accionamiento alimentado por convertidor de corriente Carga U, I M a, n M W, J MG Contador Los objetivos de las teorías de regulación orientadas al modelo consisten, por un lado, en perfeccionar el proceso de regulación y, por otro, en reducir el trabajo del sensor. Los pioneros en este desarrollo son la regulación orientada al campo de máquinas trifásicas mediante un modelo matemático que divide la corriente del motor en un componente que forma el flujo y otro que forma el par y la regulación EMC con compensación IxR para accionamientos de corriente continua con el fin de ahorrar un sensor de velocidad [3]. El reemplazo del costoso hardware sensor por un software observador barato constituye un hito en la historia de la tecnología de accionamientos, porque aquí reside un enorme potencial de crecimiento con notables ventajas para el usuario. Para obtener una idea general, en la figura 1 se comparan los procesos de regulación básicos de la tecnología de accionamientos. De la ecuación física del movimiento se desprende que sólo se puede alcanzar un cambio de velocidad mediante un momento de aceleración. El resultado es que la conocida estructura de cascada (jerarquización) constituye la estructura de regulación óptima para todos los accionamientos eléctricos. Es decir, la salida de un regulador de velocidad externo indica el valor nominal para un regulador de par secundario. Como en los accionamientos eléctricos el par se deriva de la corriente del motor, el regulador de par es un regulador de corriente Regulador de velocidad Fig. 1: ADC S&H MUX Regulaciones de accionamientos basadas en el modelo que, al mismo tiempo, protege la máquina contra las sobrecorrientes. En una planificación convencional del regulador según la figura 1a, los sistemas de ecuaciones se transferirán del rango de tiempo al rango complejo mediante la transformación de Laplace. Este método permite realizar postulados sobre la estabilidad de los sistemas dinámicos de forma rápida y sencilla. A su vez, estos sistemas son adecuados para diseñar los dispositivos de regulación correspondientes (P, PI, PID) [1]. Los reguladores de estado y los observadores de estado según la figura 1b se diseñan en el espacio de estado (rango de tiempo), lo que permite evaluar la controlabilidad y la observabilidad de los accionamientos eléctricos. En comparación con otras regulaciones de accionamientos, esto significa que, si se instala un observador de estado, no es necesario medir la velocidad. El cálculo matricial y el ajuste de los polos son un recurso matemático para el espacio de estado. >> ADC S&H MUX gracias a la disponibilidad de circuitos integrados, como amplificadores operacionales y módulos de elementos lógicos. A mediados de los años setenta comenzó una era completamente nueva al pasarse del procesamiento de señales analógico y discreto a la tecnología digital basada en microprocesadores. Estos accionamientos eléctricos digitales pueden utilizarse fácilmente en todos los campos de la automatización avanzada conectando un ordenador de mando superior [7, 8] mediante interfaces paralelas o serie (buses de campo). Finalmente, en los años ochenta, los transistores de potencia controlados por tensión (IGBT) posibilitaron el uso práctico de los procesos de regulación basados en el modelo, como por ejemplo la estimación de valores reales con observadores o la regulación orientada al campo de máquinas trifásicas con alimentación por convertidores de frecuencia. En el futuro, la electrónica de potencia altamente integrada y multifuncional, en forma de chips de potencia inteligentes, definirá más que nunca el perfil de potencia de los accionamientos eléctricos. αB λB uB Comparadores Datos de conmutación c Sistema de microprocesador Etapa de potencia [21] Investigación y ciencia n nT Regulador ADC S+H MUX Promediación id n Investigación y ciencia T MG Máquina id a α uD Observadores de estado Regulador Velocímetro Sensores de velocidad y corriente Observa- i d dores binarios id b λ u Software αB Contador λ B dores Compara- uB (p.ej., optoaco- Convertidor pladores) de corriente Hardware Fig. 2: detección de valores reales con observadores Si implementamos la regulación de cascada según la figura 1a o la regulación de estado según la figura 1b en un sistema de microprocesador, en ambos casos debe preverse el uso de una interfaz analógica (ADC) muy cara que tiene que funcionar con una velocidad de muestreo y un ancho de bit elevados debido a la fuerte ondulación de las variables de estado eléctricas. Si, conforme a la figura 1c, el valor real de la variable de estado eléctrico se determina mediante un observador binario, podremos eliminar completamente el coste del sensor. Debido a la conmutación periódica de las válvulas del convertidor, los algoritmos de observador no lineales para los valores medios de corriente y tensión pueden derivarse utilizando la transformación de Fourier. Los observadores sustituyen a los sensores Libros del autor sobre el tema: [1] Regelung Elektrischer Antriebe. Offenbach: VDE-Verlag 1998. [2] Moderne Leistungselektronik und Antriebe. Offenbach: VDE-Verlag 1995. [3] Drehstrom-Linearantriebe für Fahrzeuge. Offenbach: VDE-Verlag 1993. [4] Sensorlose Antriebsregelungen. Düsseldorf: VDI-Verlag 1990. [5] Binäre Beobachter in elektrischen Antrieben. Düsseldorf: VDI-Verlag 1988 [6] Moderne Regelung stromrichtergespeister Gleichstromantriebe. Düsseldorf: VDI-Verlag 1984 [7] Elektrische Antriebstechnik in Zahlen. Offenbach: VDE-Verlag 2000. [8] Elektrotraktion. Offenbach: VDE-Verlag 2006. [22] Los observadores son modelos matemáticos que calculan en línea factores menos accesibles (velocidad, par) a partir de variables de estado fáciles de medir (tensiones, corrientes, estados de conmutación). Por este motivo, se habla de estimación de los valores reales. Las razones por las que se utilizan estos observadores en los accionamientos eléctricos son principalmente económicas, porque el costoso hardware sensor se puede sustituir por un software observador. Evidentemente, las ecuaciones del modelo del observador deben coincidir de forma muy precisa con la realidad para conseguir unos resultados satisfactorios. La figura 2 muestra más detalladamente la estructura de una detección del valor real sin sensores en comparación con el método convencional con sensores. Una cascada de observadores es el elemento central de los accionamientos sin sensores. Esta cascada está formada por un observador de estado (modelo máquina) para las variables de estado mecánicas y un observador binario (modelo convertidor de corriente) para las variables de estado eléctricas. En función de la máquina motriz y de la conmutación del convertidor de corriente [2] utilizados, este proceso requerirá la realimentación de tan sólo dos o tres informaciones lógicas binarias. El estado de conmutación de todas las válvulas puede describirse mediante las variables características del convertidor. En el caso de los convertidores de corriente conmutados en línea, existen tres variables: el ángulo de control (α), el ángulo del flujo de corriente (λ) y el solapamiento (u), de forma que se tiene en cuenta toda la influencia del flujo intermitente y del funcionamiento de conmutación. Los convertidores de corriente sin conmutación, como los controladores de corriente alterna (W1) y los controladores de corriente trifásica (W3) funcionan exclusivamente con flujo intermitente; por consiguiente, en este caso, las dos variables ángulo de control (α) y ángulo del flujo de corriente (λ) son suficientes para describir el convertidor de forma exacta. El grupo de circuitos convertidores de conmutación automática o forzada tales como choppers, convertidores de corriente y convertidores de frecuencia, contiene semiconductores de potencia que pueden eliminarse, lo que significa que sólo aparecen el tiempo de conducción (λ) y el solapamiento (u). Las tres variables características del convertidor de corriente corresponden a ángulos eléctricos; el ángulo de control indica el tiempo de retardo del encendido respecto al momento de encendido habitual. El ángulo del flujo de corriente indica durante cuánto tiempo de conducción funcionan las válvulas y el ángulo de solapamiento especifica en qué intervalos de tiempo se suceden los procesos de conmutación. Como los procesos de conmutación en los convertidores se repiten constantemente, α, λ y u son variables periódicas que pueden representarse mediante señales binarias, moduladas por el ancho de pulso (αB, λB, uB). Esta forma de obtener información a través de señales binarias es la base de la teoría de los observadores binarios [5]. Gracias a un simple recuento de los datos de conmutación individuales, los ángulos respectivos están disponibles en formato digital y pueden utilizarse para calcular las variables de estado eléctricas en algoritmos de observador adecuados. Otra ventaja de las interfaces binarias es que funcionan muy bien con el ordenador y que permiten una separación eléctrica sencilla. Este aspecto es especialmente importante para los accionamientos eléctricos, porque, por motivos de seguridad, siempre tiene que haber un aislamiento eléctrico entre los componentes microelectrónicos y los semiconductores de potencia. Regulaciones de accionamientos sin sensores Si comparamos detenidamente la formación y el procesamiento de los valores reales de la figura 2, nos daremos cuenta de que los complejos y caros sensores y las interfaces analógicas (ADC) de las regula- Investigación y ciencia min-1 los convertidores directos, los convertidores y los variadores de frecuencia están modulados en un modo de conmutación binaria para un mayor rendimiento. t Ud Observadores binarios Observador más sensor igual a redundancia Otra aplicación interesante se deriva de la demanda de mayor seguridad de funcionamiento en la automatización de procesos y productos. Los observadores y los sensores pueden unirse para formar una regulación de accionamientos redundante. Conforme a DIN 40042, redundancia es la presencia de más recursos técnicos de los necesarios para una función (p.ej., regulación). Este ajuste aumenta la fiabilidad del sistema, puesto que, si falta cualquier componente (p.ej., un sensor), otro componente (p.ej., un observador) puede desempeñar sus funciones sin que ello afecte al funcionamiento del sistema. De esta forma, el error puede solucionarse mientras se lleva a cabo el mantenimiento rutinario de la instalación, sin que deba producirse ninguna pausa ni detenerse la producción. En estos casos, las regulaciones de los accionamientos son lo suficientemente robustas para poder funcionar sin sensores. En la figura 4 se muestra la reacción dinámica de una de estas redundancias de bajo coste a una falta repentina de un valor de velocidad real. La caída del velocímetro se produce durante un proceso de frenado generador en el segundo cuadrante desde un valor nominal de velocidad alta a uno de velocidad baja. Cuando la regulación redundante del accionamiento detecta un problema con el valor real, se conmuta inmediatamente al valor estimado del observador. Puesto que el valor real del observador en el momento del fallo es casi idéntico a la señal del velocímetro, apenas se identifica la transición en la curva de la velocidad. Cuando la velocidad alcanza el valor nominal más bajo, el software del convertidor de corriente inicia la conmutación al primer cuadrante. En ese caso hay que tener en cuenta que ahora la rutina de conmutación sólo obtiene sus datos de variables observadas. Como el accionamiento funciona sin sensores tras la Id Fig. 3: desarrollo temporal de los valores estimados caída del velocímetro, se producen, como ya hemos dicho, pequeñas limitaciones en cuanto a la precisión y el rango de ajuste. Las principales ventajas de la redundancia orientada al observador son que evita estados peligrosos de la instalación y mantiene un modo de emergencia. Resumen 3500 3000 2500 2. cuadrante 1. cuadrante Caída del velocímetro 1500 1000 500 –> t 0 0 min-1 400 800 1200 1600 2000 2400 Corriente continua t Encoder 1. cuadrante Tensión continua t 4000 2000 Velocidad Observadores binarios ciones de accionamientos convencionales han sido sustituidas por comparadores (optoacopladores) simples y económicos y componentes contadores en regulaciones de accionamientos sin sensores. Para poder evaluar de forma más exacta el comportamiento dinámico y la precisión de los accionamientos sin sensores, la figura 3 muestra un accionamiento de corriente continua de 2 kW como ejemplo de vector de estimación de estado completo durante la aceleración. Los valores reales observados de velocidad, tensión de inducido y corriente de inducido se introdujeron simultáneamente en las regulaciones correspondientes como sustitutos de los valores reales, de modo que se produzca una regulación de la corriente y de la velocidad sin sensores. La dinámica corresponde a los conocidos procesos de los accionamientos convencionales de corriente continua con sensores. El aumento lineal de la velocidad durante la fase de aceleración puede atribuirse a la precisión dinámica del observador de corriente. Sin embargo, si observamos más detenidamente, vemos una menor desviación de las variables de estado reales. Esta desviación es debida principalmente al observador de la velocidad, donde las resistencias de bobinado dependientes de la temperatura causan errores de poco porcentaje a través de la matriz del sistema. Estos errores se pueden reducir ajustando el observador de estado de la velocidad a la temperatura de funcionamiento de la máquina [6]. Por el contrario, los algoritmos de los observadores binarios de corriente y tensión no contienen elementos dependientes de la temperatura y, por consiguiente, este tipo de observadores trabajan de forma muy precisa. La detección de la corriente orientada al observador no se limita a los accionamientos de corriente continua; naturalmente las interfaces y los sensores analógicos también pueden sustituirse por una cascada de observadores en accionamientos trifásicos y de corriente alterna [1]. Esta sustitución es posible principalmente porque los semiconductores de potencia integrados en los controladores de corriente alterna, Observadores de estado n Los accionamientos eléctricos modernos se caracterizan por un alto grado de integración de la electrónica de potencia y la microelectrónica. Además, ya no utilizan caros sensores para obtener los valores reales para la regulación, sino que usan un software de observador muy económico. Como no se deben detectar, convertir ni procesar valores analógicos, se necesita un hardware muy reducido para implementar esta inteligente estrategia de regulación. Así pues, este sistema es especialmente adecuado para las aplicaciones de automatización de bajo coste. La pérdida de precisión provocada por la estimación de los valores reales con observadores es aproximadamente de un uno por ciento, lo que otorga a los accionamientos eléctricos sin sensores un rango de regulación máximo de 1:100. Este margen de ajuste de la velocidad es suficiente para prácticamente todas las aplicaciones estándar domésticas y de los ámbitos empresarial e industrial. ■ 2800 ms Observador Fig. 4: 4000 redundancia de bajo coste 3500 3000 2500 1. cuadrante 2000 2. cuadrante 1. cuadrante [23] 1500 1000 500 –> t 0 0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 ms Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Unos sensores detectan la posición de la plataforma y devuelven los valores de posición al control del motor, suministrando así un valor de referencia para el emplazamiento exacto del avión. Aparcamiento inteligente CIES (Complete Industrial Engineering Solutions) ha logrado reducir el tiempo necesario para el mantenimiento de aviones en Sydney con un innovador sistema de acoplamiento, equipado con accionamientos inteligentes. [24] Un Boeing 767 tiene una envergadura de 52 metros, un fuselaje de 17 metros de altura, una longitud total de 61 metros y está compuesto por más de tres millones de piezas. Para realizar los trabajos de mantenimiento y reparación, una máquina de estas características tiene que estar varias semanas en el hangar y 75 técnicos trabajan simultáneamente en ella. El avión se aparca en un sistema de acoplamiento para que los técnicos tengan acceso a todas las partes de la máquina durante la realización de los trabajos. El sistema de acoplamiento está formado por varias plataformas de trabajo a diferentes niveles. Como un sistema de acoplamiento se utiliza para distintos tipos de aviones, las plataformas de trabajo pueden desplazarse manualmente. Se utilizan motores para colocar cada una de las pla- taformas alrededor del avión. En los actuales sistemas de acoplamiento, la tripulación tarda hasta seis horas en aparcar el avión y colocar las plataformas de manera exacta. ¡Aparcar y listo! «Hemos diseñado un sistema de acoplamiento con accionamientos inteligentes que garantiza mayores tolerancias en el posicionamiento del avión, ya que la plataforma se adapta automáticamente a la posición del avión,» dice Nick Bent, director de CIES. En consecuencia, el tiempo necesario para el aparcamiento se reduce a menos de dos horas. Las plataformas se accionan mediante un total de 19 reductores de piñón cónico de SEW-EURODRIVE, regulados electrónicamente por variadores Noticias del mundo de la práctica MOVIDRIVE®. Tim Hawkins, director de ventas de SEW-EURODRIVE para la región de Nueva Gales del Sur, dice: «Elegimos reductores de piñón cónico porque son los reductores de 90 grados más potentes de nuestra gama de productos y tienen un diseño muy compacto». El sistema inteligente integrado en los accionamientos se utiliza para adaptar las plataformas. «El técnico puede programar las dimensiones de los distintos modelos de avión directamente en los accionameintos», dice Hawkins. «Unos sensores detectan la posición de la plataforma y devuelven los valores de posición al control del motor, suministrando así un valor de referencia para la orientación exacta del avión». El variador utiliza un protocolo de comunicación basado en CAN, el SBus, para establecer la comunicación entre los accionamientos. Teniendo en cuenta el gran número de motores que accionan las plataformas, la conexión de Sbus permite a las máquinas distribuir la carga. La función ISYNC (funcionamiento síncrono interno) de MOVIDRIVE® coordina todo el proceso. Con ISYNC se pueden sincronizar los motores del grupo respecto al tiempo o la posición. El control de procesos integrado permite controlar y manipular las plataformas de forma segura y rentable. Varias velocidades «Con el método tradicional para posicionar las plataformas, un técnico necesitaba estar en el panel de control y otros dos tenían que darle instrucciones desde la plataforma y desde el suelo», explica Bent. Los sistemas de acoplamiento convencionales están basados en motores que se arrancan o se paran mediante un simple DirectOn-Line (DOL) o unidades de arranque suave. Este diseño exclusivamente electromecánico puede provocar considerables oscilaciones de la plataforma al realizar las maniobras de colocación. En cambio, el uso de los accionamientos de SEW garantiza un movimiento inteligente de las plataformas con rampas y control de la velocidad. Estos accionamientos permiten colocar las plataformas a una distancia de 25 milímetros del avión. Las plataformas se acercan al avión hasta una distancia de 1,2 metros a una velocidad predeterminada y, a continuación, avanzan mucho más lentamente. «La precisa regulación de la velocidad permite colocar las plataformas muy rápidamente sin poner en peligro al personal o dañar el avión», dice Bent. Los accionamientos de SEW-EURODRIVE garantizan un desplazamiento inteligente con rampas y regulación de la velocidad para colocar las plataformas a 25 milímetros del avión. Todo bajo control Otra gran ventaja del sistema de acoplamiento inteligente es el diagnóstico integrado. Los técnicos de mantenimiento pueden utilizar MOVIDRIVE® para descargar datos de diagnóstico del sistema de acoplamiento directamente de los accionameintos, evaluar la potencia y, en caso necesario, realizar los ajustes adecuados. Mediante DeviceNet u otra red industrial estándar, el sistema de acoplamiento puede integrarse en el sistema completo o en el sistema de vigilancia. «En cuanto al control, MOVIDRIVE® tiene la misma funcionalidad, la misma capacidad de programación y las mismas propiedades de comunicación que un PLC pequeño o mediano capaz de conectarse en red, con la ventaja de estar integrado en el sistema», dice Bent. «Todas estas funciones también se habrían podido llevar a cabo con un PLC máster pero habría supuesto gastos adicionales de hardware, cableado, instalación y diseño». ■ El sistema de acoplamiento está configurado para cuatro tipos de plataformas que garantizan el acceso a todas las partes del avión, incluidos el fuselaje, las alas, el plano fijo horizontal y el plano de cola vertical. [25] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Alimentos de primera calidad A diferencia de lo que se podría pensar, la historia de la hamburguesa no empieza en América sino en Rusia. Hace unos 800 años, los tártaros, una tribu mongola, cruzaban las estepas. Para que la carne de vacuno fuera más fácil de dige- rir, la ponían debajo de la silla de montar, cabalgaban hasta que se volvía blanda, la troceaban y final- mente se la comían cruda. [26] En el siglo XVIII, marineros alemanes llevaron la receta exquisita a Alemania, donde los cocineros la perfeccionaron y frieron la carne: había nacido la hamburguesa, que debe su nombre a la ciudad hanseática de Alemania. En la actualidad, aún no se sabe quién tuvo la genial idea de poner la hamburguesa entre dos mitades de un panecillo, pero está claro que ningún otro alimento se adapta mejor al actual estilo de vida: ¿qué más necesita el estresado «homo sapiens»? Para McDonald´s, una de las empresas de comida rápida más conocidas del mundo, los métodos de producción tradicionales no son realistas. Cualquier empresa que pretenda suministrar diariamente productos de primera calidad a millones de personas de todo el mundo, debe contar con unos altos estándares de calidad, una logística sofisticada y unos proveedores fiables. Al fin y al cabo, los clientes desean comer lo que ya conocen. McDonald's también ha hecho suyo este principio y sólo utiliza ingredientes de alta calidad, que asegura mediante unos estrictos controles periódicos. Las empresas Esca Food Solutions y Kamps Brot und Backwaren están ubicadas en Günzburg, en el polígono industrial conocido como Food-Town. En este lugar se fabrican los dos componentes principales de una hamburguesa McDonald's y la empresa WLS se encarga de suministrar las hamburguesas a los restaurantes. Las rodajas de carne picada se llaman patties En el Food-Town, Esca Food Solutions elabora productos de carne de vacuno y de cerdo, por ejemplo, para las patties de las hamburguesas y los BigMacs. Patty, así es como se llama en la jerga especializada a la rodaja plana de carne picada que puede tener distintos tamaños según el tipo de hamburguesa. Los ingredientes – la mejor carne picada de vacuno sin aditivos – siguen siendo los mismos de siempre, pero si se quiere proveer a más de dos millones de personas al día, los nostálgicos procesos de producción tienen que hacer sitio a una producción sistemática y con la tecnología más moderna. En Esca, Peter Schulze, director adjunto de operaciones en Europa, y su equipo se encargan de que una patty de Alemania sea idéntica a una de Francia o Australia y de que la calidad esté incluso por encima de la requerida por ley. La planta de Günz- Noticias del mundo de la práctica burg está diseñada para que pueda abastecer toda Alemania y, en caso necesario, también los países vecinos. Cuando llega la carne, se somete a múltiples pruebas estrictas. Para poder seguir procesando la carne después de picarla, se mezclan carne fresca y carne fresca congelada en la picadora. A continuación, la carne ya picada se transfiere a una de las ocho máquinas que le dan forma de rodaja. Según el tipo de producto, entre 500 y 1.000 patties salen de cada línea de procesamiento por minuto (de 200 a 400 Hamburguer Royal). Estas representan de 200 a 300 toneladas de patties al día. Una vez se les ha dado la forma adecuada, las patties se someten a un proceso de congelación rápida a –18 ºC, se envasan en cajas de 13,5 kg cada una, se ponen en palets, se envuelven en plástico y se transfieren al almacén en el que la empresa suministradora WLS tiene sus servicios logísticos. Los panecillos se llaman buns Los mismos altos estándares de calidad se aplican a la harina con la que se hacen los panecillos. Cualquiera que haya hecho un pastel alguna vez sabrá que las cantidades y la temperatura son tan importantes como la calidad de los ingredientes. En Günzburg, el director de Kamps, el mayor fabricante de productos de pastelería de Alemania, y su equipo de expertos, se encargan de controlar el proceso de elaboración de los panecillos de las hamburguesas, que aquí se llaman buns. Gracias a un óptimo equipamiento técnico, esta moderna panadería puede producir hasta cuatro toneladas de masa por hora con ingredientes controlados y de la más alta calidad. Los ingredientes se combinan en varias etapas para elaborar los buns según unas recetas estándares. El gran reto que se plantea en la elaboración de los panecillos es que al final todos deben ser idénticos. El aspecto y el sabor de los buns están definidos hasta el último detalle. El color, la forma, la superficie, la estructura e incluso la uniformidad de la vista lateral deben coincidir exactamente con las especificaciones. Al fin y al cabo, un BigMac debe tener el mismo aspecto en todo el mundo y saber igual que «en casa». Para que esto se cumpla, todo tiene que ser perfecto: desde el almacenaje de la materia prima, pasando por el proceso de horneado, hasta la carga de los panecillos envasados y congelados. Para garantizar la calidad uniforme exigida, Kamps confía en los servicios completos de SEW-EURODRIVE. En este caso, los retos que se plantean son la manipulación de las bandejas de horno controlada por robots, el espolvoreado de los panecillos con sésamo con una precisión de milisegundos y el almacenamiento completamente automático de los buns en un almacén frigorífico a –22 ºC. En perfecta armonía Como la elaboración de las hamburguesas se basa en una tecnología y unos conocimientos tradicionalmente americanos, todas las máquinas instaladas en Kamps y Esca son americanas. Debido a la presencia global de McDonald's y a sus elevados estándares de calidad, el socio que suministrara la tecnología de accionamientos y automatización debía asimismo ofrecer una alta calidad en el ámbito internacional. Por este motivo se seleccionó a SEW-EURODRIVE. Para ambas empresas resulta fundamental que el producto final sea de primera calidad, por lo que la fiabilidad de los sistemas constituyó un factor decisivo para la elección del socio que debería suministrarlas. Las dos empresas estuvieron de acuerdo en solicitar los servicios de SEW-EURODRIVE y, además, estipularon en las disposiciones de suministro que los ingenieros mecánicos debían utilizar accionamientos de SEW-EURODRIVE, porque McDonald´s puede mantener los elevados estándares de calidad siempre y cuando la producción esté sometida a pocas influencias externas. En el caso de los productos perecederos, los paros en la producción provocan pérdidas financieras, por lo que se requiere una tecnología de accionamientos fiable y de alta calidad y un servicio al cliente igualmente rápido y fiable, ya que, en caso de emergencia, cada segundo cuenta. Por este motivo, estos altos estándares están definidos hasta el último detalle, incluida la tecnología de control y accionamiento que debe utilizarse, y se transmite a los proveedores, como por ejemplo SEW-EURODRIVE. Como las soluciones de SEW-EURODRIVE también se basan en un sistema de módulos estandarizado, Kamps y Esca pueden comprar tranquilamente sus máquinas en los Estados Unidos sin tener que preocuparse por cómo conseguir piezas de recambio en caso de emergencia – la red de asistencia técnica internacional de SEWEURODRIVE está preparada precisamente para estos incidentes y es accesible las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Por todo ello, las dos empresas Kamps y Esca pueden concentrarse en sus competencias básicas para asegurar que los clientes de McDonald´s reciben en todo momento productos de la misma alta calidad. ■ [27] Historia 75 años de ingeniería de accionamientos han transformado el mundo El revolucionario motorreductor fue la base de la moderna tecnología de accionamientos. 2006 es un año muy especial para la empresa especialista en automatización de accionamientos de Bruchsal. Hace 75 años, Christian Pähr fundó la empresa «Süddeutsche Elektromotoren-Werke» en Bruchsal. Después de la guerra, en 1945, Ernst Blickle, yerno de Christian Pähr, se hizo cargo de la gerencia de la empresa y Historia sentó las bases del éxito internacional de SEW-EURODRIVE con numerosas ideas y productos innovadores. [28] El movimiento, el cambio y la renovación son características esenciales del mundo en el que vivimos. La inmovilidad no existe o, en cualquier caso, sólo es un concepto que está en nuestras cabezas. SEW-EURODRIVE ha hecho suyo este principio dinámico de la naturaleza y con él ha contribuido de forma decisiva al desarrollo de la ingeniería de accionamientos de los últimos 75 años, le ha otorgado un nuevo aspecto y con sus innovadores productos ha sentado las bases de unos progresos que han hecho posible el paso de la época industrial a la moderna era de la automatización de accionamientos. Desarrollos Desde la invención de la transmisión primaria en 1928 hasta el actual motorreductor sólo hay un pequeño paso. SEW-EURODRIVE ha desarrollado consecuentemente el principio básico del eficaz motorreductor. Los nuevos procedimeintos de fa- bricación permitieron optimizar la potencia y la fiabilidad de los accionamientos, de los que ahora se benefician clientes de todo el mundo. A mediados de los años sesenta, SEW-EURODRIVE fue la primera empresa del sector de la tecnología de accionamientos en desarrollar un sistema modular para la fabricación de motorreductores. Una cantidad moderada de piezas y módulos estándares formaron la base de dicho sistema, que permitió producir soluciones de accionamiento rentables en muy poco tiempo. Además, podían utilizarse en numerosas aplicaciones, manteniendo siempre un alto nivel de calidad. Al mismo tiempo que se desarrollaba el sistema modular, SEW-EURODRIVE también estaba trabajando para acceder a los mercados internacionales. Debido al constante aumento de la demanda desde el extranjero, ya en 1960 Ernst Blickle tomó la decisión de montar los innovadroes accionamientos de SEW-EURODRIVE directamente en los países de los respectivos clientes. La primera filial de SEW se abrió en 1960 en la ciudad francesa de Haguenau y a partir de 1968 le siguieron otras sedes ininterrumpidamente. Hoy día, SEW-EURODRIVE dispone de 11 plantas de producción y 58 centros de montaje, así como delegaciones de ventas y representaciones en 44 países. Esta consecuente orientación al ámbito internacional es un nuevo hito de la empresa en el campo de la tecnología de accionamientos moderna. SEW proporciona un beneficio adicional a sus clientes, puesto que sus servicios incluyen mucho más que una gama de productos de alta calidad. También lo confirma el gran número de premios que la empresa ha recibido de institutos, asociaciones y organizaciones independientes a lo largo de los años. Historia En el Ernst-Blickle-Innovations-Center de A principios de los años noventa, la empresa, bajo la dirección de los hermanos Rainer y Jürgen Blickle – Ernst Blickle falleció en 1986 – tomó la decisión de empezar a diseñar sus propias soluciones de regulación y control y crear la correspondiente producción de productos electrónicos. La planta de producción de electrónica fue nombrada «Fábrica del año» poco después de su inauguración. La electrónica también se basa en el sistema de módulos y actualmente constituye uno de los pilares más importantes de la empresa. Futuro En el futuro, los clientes y socios podrán seguir confiando en SEW-EURODRIVE – una empresa que lleva tres cuartos de siglo trabajando con fuerza innovadora. La historia de los avances técnicos en este sector está demasiado asociada a las ideas procedentes de la planta de Bruchsal para poder prescindir de ella. Y es seguro que en el futuro seguirán surgiendo de allí ideas pioneras que harán avanzar la ingeniería y la automatización de accionamientos. MOVIGEAR®, el concepto de accionamiento mecatrónico o MOVIAXIS®, el servosistema de ejes múltiples, son sólo dos ejemplos de los nuevos productos. «Driving the world ...»: este es y seguirá siendo el lema de la empresa. Porque, aunque otros hablen de inmovilidad, SEW-EURODRIVE sigue moviéndose. Y en ello pueden confiar plenamente los clientes de todo el mundo. ■ Bruchsal se unen ciencia, investigación y tecnología en un mismo edificio. 1965 El excepcional sistema modular para la fabricación de motorreductores representó un hito en la ingeniería mecánica moderna y formó la base de todos los conceptos de plataforma. [29] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Bobinado perfecto Las máquinas de extrusión son cada vez más rápidas y alcanzan velocidades máximas de 330 metros por minuto. Pero al final, el producto moldeado por extrusión debe también almacenarse en algún sitio. Por este motivo, la empresa Reinhardt, ubicada en Westerwald, diseña unidades secundarias. El proyecto actual es uná máquina de doble bobinado que arrolla automáticamente cintas con perfil asimétrico en carretes que ahorran espacio. La empresa Reinhardt Anlagenbau & Konstruktion, de Bonefeld, viene diseñando y produciendo desde hace 20 años unidades secundarias para líneas de extrusión. Las máquinas se suministran tanto a usuarios como a fabricantes de instalaciones de extrusión de todo el mundo. La mayoría de estos usuarios trabajan en la industria de suministro de componentes para automóviles. «Nuestra gama de productos abarca 27 máquinas básicas, que personalizamos según las necesidades específicas del cliente», explica Helmut Reinhardt, fundador de la empresa. «Estas necesidades son cada vez más exigentes. Hoy en día son habituales unas velocidades de producción de 100 metros por minuto y unas tolerancias muy limitadas. Los mejores sistemas pueden llegar incluso a 330 metros por minuto.» [30] Y las unidades secundarias también deben satisfacer estas elevadas exigencias. «Las máquinas son cada vez más rápidas y venimos utilizando accionamientos SEW desde hace muchos años. El sector de los servomotores y los controladores está adquiriendo una gran importancia para nosotros». Bobinado uniforme de perfiles complejos El proyecto actual de Reinhardt es un buen ejemplo de un perfil complejo: después del proceso de extrusión, unas cintas que tienen una varilla de plástico integrada en un borde, deben enrollarse en bobinas para su transporte. «Hasta el momento, utilizábamos un sistema que sólo podía bobinar la cinta de forma cónica debido a su sección asimétrica. Noticias del mundo de la práctica Fácil ajuste de los parámetros Nuestro objetivo principal era conseguir un bobinado cilíndrico y uniforme para aprovechar mejor el espacio y optimizar el almacenaje y el transporte de los carretes.» Para ello, Reinhardt ha desarrollado una máquina de doble bobinado con dos ejes fijos. Las dos bobinas permiten enrollar la cinta procedente de la máquina de extrusión con la más breve interrupción posible. Una vez llena la primera bobina, la cinta se enrolla en la segunda mientras la primera se retira de la instalación. El material se enrolla de forma completamente automática. La unidad de transferencia se desplaza en diagonal a la dirección del material y El usuario de la máquina puede introducir fácilmente un gran número de parámetros – ancho de transferencia, velocidad de transferencia, periodos de pausa, perfil de desplazamiento de transferencia – mediante el panel de mando de SEW DOP11A-20. El panel de mando DOP permite visualizar y manejar la instalación de forma óptima. La instalación se controla mediante la tarjeta de control MOVI-PLC® para el convertidor de frecuencia MOVIDRIVE® B. Así pues, MOVIPLC®, en combinación con el panel de mando, proporciona un excelente control de la instala- guía la cinta por la bobina de modo que las capas quedan colocadas exactamente una al lado de otra. La función completa de la unidad incluye además la fijación de la cinta en la bobina al inicio del proceso, la velocidad de bobinado regulada automáticamente mediante ruedas directrices y la posibilidad de conectar el proceso de bobinado a una velocidad de línea especificada. El concepto del accionamiento de esta instalación se desarrolló conjuntamente con SEW-EURODRIVE. «Además de la amplia gama de productos, la puntualidad en la entrega y el servicio de asistencia al cliente internacional de SEW, el soporte técnico supone también un motivo esencial de nuestra duradera colaboración con SEW», resalta Helmut Reinhardt. ción, incluyendo una interfaz hombre-máquina. IPOSplus® controla el posicionamiento de todos los accionamientos (en total se accionan las dos bobinas y la unidad de transferencia mediante tres servomotorreductores SEW). Esta solución permite controlar el proceso de bobinado de perfiles incluso más complejos, alcanzando la velocidad necesaria y manejando la bobina enrollada de forma óptima. «Actualmente estamos perfeccionando este concepto», dice Helmut Reinhardt, pensando en el futuro. «Nuestro objetivo es diseñar una máquina que, tras enrollar el material en la primera bobina, lo traslade y lo ate automáticamente a la segunda bobina. De esta forma se podría enrollar material indefinidamente y sin interrupciones». ■ [31] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Embalaje a alta velocidad En las líneas de embalaje final diseñadas por Skinetta Pac-Systeme, la inteligencia de control se transfiere a los accionamientos. Ello reduce la carga de trabajo del PLC y garantiza una alta velocidad en el embalaje final. MOVI-PLC® controla los accionamientos de la máquina paletizadora. De esta forma se alcanzan los tiempos de ciclo necesarios. [32] Ya sean productos farmacéuticos, cosméticos, alimenticios o no alimenticios: todos ellos deben envasarse para enviarlos al final del proceso de fabricación. Desde hace varias décadas, la empresa Skinetta Pac-Systeme GmbH, ubicada en Ottobeuren, diseña y fabrica máquinas y líneas completas para el embalaje final. Aproximadamente 120 empleados ofrecen soluciones adaptadas a las necesidades individuales de las distintas industrias. Desarrollan la idea, fabrican el producto y realizan los trabajos de mantenimiento de las instalaciones. La gama de productos incluye máquinas para el embalaje con hojas de plástico, cajas o palets. Estas máquinas pueden instalarse como un sistema para crear líneas de embalaje completas. quina y se cierran con cinta autoadhesiva. El sistema completamente automático embala hasta 25 cajas por minuto. La máquina paletizadora PalTeq 1400 es el último paso de la línea de embalaje. Las cajas se colocan sobre palets, que pueden ser europalets o palets de plástico/madera de dimensiones 1200 x 1000. Para garantizar un embalaje óptimo sobre los palets, las cajas que se encuentran en la cinta transportadora pueden girarse 90 grados. Un sistema Pick & Place toma tantas cajas como sean necesarias y las coloca sobre el palet según un esquema especificado. Cuando el palet está lleno, se transporta automáticamente fuera del sistema mediante un transportador de rodillos motores y se carga un palet vacío del almacén. Línea de embalaje integrada Fácil conversión Un ejemplo de una línea de embalaje integrada es el sistema instalado en una empresa farmacéutica americana. Los medicamentos envasados en cajas plegables deben juntarse en lotes, embalarse en cajas más grandes y colocarse sobre palets. Para ello, Skinetta creó una línea de tres elementos: en primer lugar, las cajas plegables (disponibles en diez formatos distintos) se introducen en la máquina de cinta tensa FilmTeq 4510 mediante una cinta transportadora. Una estación de rotación y apilado inclina 90 grados las cajas que se encuentran en posición horizontal y forma grupos de tres o cuatro cajas cada uno. A continuación, estos grupos se aseguran con la cinta tensa, se vuelven a inclinar 90 grados y, según las necesidades, se giran otros 90 grados. La velocidad de trabajo máxima es de 40 ciclos por minuto. Después, el paquete se transfiere a la máquina de embalaje de cartón CaseTeq PP2000. Unos aspiradores toman dos lotes a la vez y los colocan en dos cajas de cartón de mayor capacidad provinentes de una máquina previa encargada de montarlos, a través de una cinta transportadora lateral. Las cajas embaladas se retiran de la má- Todas las máquinas de la gama de productos de Skinetta funcionan con servoacionamientos de SEW-EURODRIVE. En consecuencia, se puede realizar fácilmente un cambio de formato (tan sólo pulsando un botón), para adaptar la instalación al producto y a la capacidad que el cliente desee. En cuanto a los mecanismos de control, la empresa apuesta por una combinación de sistemas de bus, un display de fácil manejo y un PLC. «Diseñamos las máquinas FilmTeq y CaseTeq con esta tecnología estándar», explica Norbert Wörz, director de proyectos de Skinetta. «Es decir, los servomotores se controlan mediante variadores MOVIDRIVE® que, a su vez, están conectados al control superior a través de Profibus». Sin embargo, el concepto tecnológico de la máquina paletizadora es distinto: el hecho de paletizar cajas de cartón de distintos tamaños lo más rápido posible y de acuerdo con esquemas de almacenaje configurables, requería una solución especial. Debía incluirse tanta inteligencia como fuera posible en los accionamientos, con el fin de poder convertir el sistema de forma rápida y sencilla para que funcionara con un PLC de Allen Bradley o Siemens. Sin embargo, instalar inteli- Noticias del mundo de la práctica gencia en los accionamientos también ofrece la ventaja de que los cálculos necesarios para obtener distancias cortas y que ahorren tiempo pueden realizarse en la instalación. Si estos datos tuvieran que calcularse externamente, deberían transferirse demasiados datos al controlador, lo que tendría un efecto negativo en la velocidad de la instalación. Ventaja: comunicación rápida Por este motivo, los ingenieros de Skinetta decidieron utilizar MOVI-PLC® para controlar el sistema de cuatro ejes de la máquina paletizadora. Con esta tarjeta de control, la lógica y el control motriz pueden integrarse en un programa conforme a los estándares internacionales y programarse libremente. De esta forma pueden controlarse hasta 12 variadores; en la máquina paletizadora se utilizan los variadores MOVITRAC® y MOVIDRIVE®. Los variadores reciben los datos de posicionamiento directamente de MOVI-PLC®. En el sistema Skinetta, el PLC sólo controla el «proceso principal», que accede a las distintas rutas y proporciona los datos necesarios. «La ventaja de MOVI-PLC® es la rápida comunicación entre los ejes, lo que resulta importante en máquinas que funcionan a altas velocidades y en sistemas con varios ejes. Un PLC limita demasiado el sistema, debido al rodeo que tiene que hacer a través del Profibus. También resulta más sencillo programar el PLC gracias a la inteligencia integrada en la tarjeta de control», explica Wörz. Gracias a la posibilidad de programar MOVI-PLC® según IEC 61131, el personal de programación y también los técnicos de la empresa que va a utilizar el sistema pueden familiarizarse muy rápidamente con la instalación. La programación clara y centralizada y la sencilla estructura del programa ahorran mucho tiempo. «Además, MOVI-PLC® ofrece unas funciones que un control convencional mediante PLC no podría proporcionar», añade Norbert Wörz. ■ Todas las máquinas de la gama de productos de Skinetta están equipadas con servoaccionamientos. De esta forma pueden adaptarse fácilmente a los requisitos de producto y potencia. [33] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Accionamientos para estabilizador En Getafe, España, fue fabricado el estabilizador trasero del A380. Las delicadas estructuras de fibra de carbono exigen un complejo sistema de manipulación que con ayuda de la moderna tecnología de accionamiento pudo ser completamente automatizado. En los últimos 20 años las principales empresas aeronáuticas españolas se han ocupado sobre todo de la técnica de unión entre carbono y fibra. Hoy en día dichas empresas tienen a su disposición los más modernos sistemas y procesos de producción para el diseño, fabricación, inspección y reparación de todo tipo de estructuras aeronáuticas hechas con este novedoso material. Automatización en vez de trabajo manual En la planta de Getafe, Madrid, también para la familia Airbus se han fabricado piezas de plástico reforzado con fibra de carbono, entre ellas los componentes del estabilizador para el nuevo Airbus A380. Así como hasta ahora la construcción de los aviones era más o menos manual, para la construcción de los componentes del A380, se ha empleado la más moderna técnica de automatización. Sólo así se pueden obtener la precisión y economía necesarias. Para el desarrollo de las instalaciones necesarias uno de los socios participantes ha sido la empresa TMS Aritex Cading. Este ha sido un proyecto [34] piloto para esta compañía que, fundada en 1961 y con una plantilla actual de 100 personas, hasta ahora había trabajado fundamentalmente para la industria del automóvil. Pero la experiencia allí obtenida en líneas de montaje, automatización, servicio e instalación le ha permitido ahora entrar en el sector aeronáutico. Una herramienta gigante para piezas delicadas TMS Aritex Cading ejecutó el utillaje de ensamblaje para la construcción del estabilizador horizontal. Las superficies de plástico reforzado con fibra de carbono son muy delicadas y exigen por ello una manipulación muy cuidadosa. TMS Aritex construyó para dicha manipulación un marco de utillaje (herramienta) de 21 m. de longitud por 4 m. de altura que pesa 25 toneladas. Las delgadas superficies se colocan en él y son transportadas automáticamente a la próxima estación de trabajo. La instalación completa consta de una gran variedad de partes: empezando por un transportador de rodillos, pasando por un transportador motorizado para marcos curvadores Noticias del mundo de la práctica hasta llegar a los aparatos para el ajuste y alineación de herramientas. Los componentes del sistema son movidos por accionamientos SEW: unos 120 motores con la correspondiente electrónica de control. Seis accionamientos MOVIMOT® del tipo KH37DT71D4BMGHF-MM03 y cinco motorreductores KH37DT71D4 se encargan, por ejemplo, de las líneas de rodillos. Un polipasto va equipado con dos accionamientos del tipo K127R87DV180M4BMHR TH-(2WE). La novedad aquí: el motor actúa sobre dos reductores. El con- trol de la aplicación principal es realizado por medio de un variador vectorial MOVIDRIVE®. Estos ejemplos muestran la variedad de vías de movimiento empleadas para la manipulación de las piezas del estabilizador. Gracias al empleo de las diferentes soluciones de accionamiento de SEW, se pudo automatizar la manipulación de las piezas de fibra de carbono: con la mínima necesidad de personal, pero con la máxima precisión y calidad. ■ [35] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Cuando el ingenio y las competencias empresariales se combinan con la moderna tecnología de automatización, surgen soluciones que permiten a las empresas alemanas hacerse un sitio en el mercado internacional. Como es el caso de la empresa Haaga Kunststofftechnik que, gracias a un autómata diseñado expresamente (equipado con tecnología de accionamiento SEW) puede seguir manteniendo su posición de liderazgo en el mercado frente a sus competidores globales. Una curva perfecta «La calidad de los productos de la competencia, especialmente de Asia, es cada vez mejor», dice Hermann Haaga, fundador y gerente de Haaga Kunststofftechnik. Haaga fundó la empresa en 1969, especializándose en el moldeo y la transformación de plásticos, pero a finales de la década de los ochenta decidió concentrarse en el diseño y la producción de escobas mecánicas manuales. Ya en 1974, Haaga recibió una patente para la escoba mecánica rotatoria, en la que una rueda de accionamiento, conectada directamente con un dentado helicoidal, hace rotar los filamentos de la escoba. Barrido de alta tecnología El movimiento rotatorio de la rueda de accionamiento y la rotación de la escoba están colocados en un ángulo de 90 grados el uno respecto a la otra. Para la «transmisión» de la rotación, la rueda de accionamiento va provista de un dentado en perfil de evolvente que encaja en un dentado [36] recto fijado en la escoba. «La transferencia de energía origina unas temperaturas de hasta 150 grados», dice Haaga. «Por este motivo, para la fabricación de los dentados utilizamos unos plásticos especiales que ofrecen una elevada resistencia al desgaste y una buena disipación del calor». De todas formas, el accionamiento por tornillo sin fin diseñado por Haaga alcanza un rendimiento nada menospreciable del 78 por ciento. Hermann Haaga siempre había podido destacar de entre sus competidores gracias a los conocimientos invertidos en este accionamiento, pero actualmente los países asiáticos están ganando terreno. «Para poder competir en el mercado global debemos automatizar nuestra producción allí donde sea posible», resalta Haaga. Una fabricación manual costosa La fabricación del eje, por ejemplo, es muy costosa. «El eje es el elemento central del acciona- Noticias del mundo de la práctica miento y assegura que el dentado recto encaje con el dentado por tornillo sin fin de forma exacta y en el ángulo correcto», explica Hermann Haaga. «Para ello, el eje no sólo debe doblarse con gran precisión, sino que también se debe rotar el número adecuado de grados a lo largo del eje longitudinal». Para alcanzar el grado de engranaje óptimo del dentado recto y del dentado por tornillo sin fin – se permite una tolerancia de 0,5 grados –, los ejes se calibran a 5/100. Hasta ese momemento, los ejes se doblaban manualmente en Haaga. Un empleado doblaba los ejes en un dispositivo muy simple. Pero siempre se requerían correcciones. Las curvas de los ejes estaban en el ángulo adecuado, pero especialmente la rotación a lo largo del eje longitudinal provocaba problemas en la precisión. Por consiguiente, la calibración también resultaba costosa y requería el trabajo de otro empleado. «Para mejorar la calidad del proceso de doblado y reducir la inversión de tiempo y trabajo, buscamos una solución automatizada razonable», dice Haaga. Y la encontraron en la empresa tastec Automations- und Systemtechnik de Altdorf, cerca de Stuttgart. La empresa está especializada en el diseño y la construcción de máquinas especiales para enlazar máquinas de producción, por lo que conoce bien tanto la tecnología de manipulación, como los mecanismos de fijación o la técnica de transportes. Automatización con servotecnología Para cumplir las altas exigencias estipuladas por Haaga, tastec desarrolló un sistema equipado con servoaccionamientos sin holgura de SEW-EURODRIVE. Las barras procedentes del almacén y cortadas longitudinalmente se introducen en la máquina, donde una pinza accionada neumáticamente las recoge. La pinza está fijada al eje de alimentación, accionado por el primero de los tres servomotores de la máquina. Este motor lleva la barra hasta la primera posición de doblado. Aquí entra en juego el segundo servoaccionamiento, el accionamiento de doblado propiamente dicho. Acciona una herramienta de doblado robusta y resistente al desgaste, con la que se dobla la barra hacia abajo. A continuación, el accionamiento de doblado regresa a la posición inicial y el alimentador se desplaza hacia su segunda posición. Ahora el tercer accionamiento gira la barra unos 30 grados a lo largo del eje longitudinal. «En este proceso, un encoder de valor absoluto detecta el ángulo de giro de la barra», explica Dennis Tränklein, hijo del gerente de tastec y responsable de la programación del sistema de doblado. «Los servomotores sin holgura de SEW garantizan una elevada precisión». Después se realiza el segundo paso de doblado. Finalmente, se repite el proceso para el tercer doblado: el accionamiento de doblado retrocede a la posición inicial, el alimentador avanza una posición y el eje se gira y se dobla por última vez. Parámetros programables El control de la instalación va a cargo de MOVIPLC®, que se comunica mediante CAN-Bus con los tres convertidores de frecuencia MOVIDRIVE®. «MOVI-PLC® ofrece unos beneficios económicos considerables frente al control PLC», dice Tränklein. La solución MOVI-PLC® también incluye el panel de mando DOP, mediante el que se pueden ajustar rápidamente los parámetros necesarios. El panel de mando permite seleccionar los distintos modelos de eje que se deseen doblar. Los parámetros para la alimentación, el doblado y la rotación se almacenan en los módulos respectivos. El usuario puede modificar estos valores para ajustar el proceso de doblado al material, porque aunque las barras tengan el mismo diámetro, es posible que las características de los distintos lotes de barras suministrados varíen ligeramente. Dennis Tränklein explica: «Si durante el proceso de calibrado el empleado nota que los valores varían, puede optimizar el proceso de doblado modificando los parámetros posteriormente». Esta función garantiza que el proceso de doblado alcance el grado máximo de precisión; sólo deben recalibrarse dos de diez ejes. Competitividad asegurada Gracias a la automatización del proceso de doblado ahora sólo se necesitan 0,5 empleados, mientras que antes se necesitaban dos. El personal que queda libre puede realizar otras tareas en la empresa. «Gracias a la automatización, nuestros costes de producción se diferencian en unos pocos céntimos de los costes de nuestros competidores asiáticos, cuando la diferencia acostumbraba a ser de varios euros», resume Hermann Haaga. «Este tipo de automatización nos permitirá seguir fabricando nuestras máquinas aquí, en Kirchheim-Teck, con lo que contribuimos a asegurar puestos de trabajo en Alemania». ■ [37] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Picos de tensión En las regiones rurales de Canadá, las fluctuaciones de la tensión de alimentación son habituales. Sin embargo, en combinación con las altas tensiones comunes en todo el país, los picos de tensión pueden Gaylord Forest Products comercia con madera procedente de los bosques de la ciudad canadiense de Ontario. La empresa familiar se ha especializado en la fabricación de suelos de madera maciza, recubrimientos de madera y molduras decorativas de primera calidad, pero también suministra sus productos a fabricantes de cocinas o palos de hockey. ser demasiado para el sistema eléctrico de las plantas de producción, como es el caso de Gaylord Forest Products. El convertidor de frecuencia MOVITRAC® LTP 575V, que puede funcionar con tensiones de hasta 660 V, garantiza un funcionamiento seguro de las instalaciones. [38] Antes de someterse al tratamiento final, la madera debe secarse en unos hornos especiales. En el pasado, Gaylord calentaba estos hornos eléctricamente, pero debido al aumento del precio de la energía y al objetivo de conseguir un proceso sostenible, la empresa ha optado por utilizar un sistema calentado con madera. Los restos de la madera utilizada en el pro- ceso de producción se almacenan en un silo y se utilizan para suministrar energía al sistema. En caso necesario, las virtuas de madera se introducen en la cámara de combustión mediante un sistema de transporte controlado por un convertidor de frecuencia. El agua calentada en la cámara de combustión se utiliza para calentar el horno de secado, con un funcionamiento parecido al de una calefacción central. Riesgo de congelación El convertidor de frecuencia utilizado al principio causaba problemas continuamente. Fallaba continuamente debido, al parecer, a las elevadas tensiones de alimentación. La mediciones realizadas en la red de suministro Noticias del mundo de la práctica registraban unas fluctuaciones de la tensión de entre 575 y 610 voltios, nada extraño en las regiones rurales de Canadá. Las caídas de tensión del convertidor existente ponían en peligro toda la instalación, porque, si la alimentación de combustible fallaba durante el invierno, todo el sistema de calefacción podía congelarse. Tensiones de hasta 660 voltios Por este motivo, Gaylord pidió ayuda a SEW-EURODRIVE: el convertidor de frecuencia MOVITRAC® LTP 575V ofreció rápidamente la solución adecuada. Está diseñado para soportar tensiones de 480 a 575 voltios, pero también puede funcionar con tensiones de red de hasta 660 voltios. El convertidor incluso aguanta un pico de tensión de más del 150 por ciento como mínimo durante 60 segundos. Otras ventajas de la serie LT son el diseño compacto y el teclado integrado, que incluye 14 parámetros estándar programados para garantizar una puesta en marcha rápida y sencilla. Gracias a la solución rápida y eficaz del problema, Gaylord Forest Products está considerando la posibilidad de cambiar todos los accionamientos instalados en el sistema por componentes de SEW. El convertidor de frecuencia también ofrece una solución de primera calidad con un rango de tensión de 575 voltios a las empresas europeas que exporten sus sistemas en el ámbito internacional. ■ [39] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Fajos de botellas bien atados Las botellas de PET empaquetadas mediante cinta adhesiva con una asa de transporte integrada no sólo son fáciles de llevar, sino que también ofrecen nuevas posibilidades de marketing. La empresa Project ha desarrollado una máquina que utiliza una tecnología de accionamientos estándar, fiable y que se puede adquirir en cualquier parte del mundo. Los clientes quieren que los envases de bebidas de un solo uso sean ligeros y fáciles de llevar. La industria de las bebidas, por su lado, exige una publicidad eficaz y una presentación atractiva de los productos. No siempre es fácil satisfacer todos estos requisitos. Las cintas adhesivas imprimibles con una asa para el transporte ofrecen la solución ideal. La cinta adhesiva permite unir de dos a tres botellas de PET en un lote y transportarlo fácilmente con el asa que se pega a él. La ventaja particular de este método es que cada una de las cintas adhesivas pueden imprimirse por separado y se pueden alinear con precisión utilizando marcas de impresión, de modo que, por ejemplo, el nombre de la marca del producto siempre mire hacia delante. Esta alineación tiene un efecto llamativo cuando las botellas se exponen en los estantes de la tienda. Eficacia publicitaria y cómodo transporte Precisamente para responder a ambas demandas, la empresa Project Automation & Engineering GmbH, ubicada en Kranenburg, cerca de Kleve, en Renania del Norte-Westfalia, ha [40] desarrollado, en colaboración con SEW-EURODRIVE, una máquina que puede aplicar cintas adhesivas a 50 lotes por minuto. La empresa ofrece una amplia gama de productos: máquinas de embalaje, sistemas de transporte, aplicadores de asas para el transporte, sistemas paletizadores, sistemas de producción y máquinas para fines especiales. Igual devariados son los sectores, para los que estas instalaciones están diseñadas: desde la industria automovilística hasta la industria de embalaje, pasando por la industria química. Y la industria de las bebidas también es un grupo de destino de las instalaciones de Project desde hace años. La máquina aplicadora de cintas adhesivas «Proband» puede utilizarse para botellas de PET, tetrabriks u otros envases de un solo uso. «Actualmente en Alemania también vuelven a popularizarse los envases de un solo uso», dice Johannes Jansen, gerente de Project GmbH. «Ya se han vuelto a instalar las primeras líneas de producción». Una solución sencilla pero fiable La demanda de este tipo de máquinas surgió en España: una empresa concesionaria de CocaCola ya disponía de una instalación parecida de otro fabricante, pero no funcionaba especialmente bien. «Por este motivo, quisimos utilizar componentes estándar que pudieran comprarse en todo el mundo», subraya Jansen. «No queríamos unidades complejas y caras, ni para las unidades de control ni para los servoejes. De esta forma, las Noticias del mundo de la práctica instalaciones también resultan fáciles de manejar para el cliente final.» Éste fue uno de los motivos por los que el gestor de proyectos eligió SEW-EURODRIVE como proveedor de la tecnología de accionamientos. «Aunque el servicio de atención al cliente y el asesoramiento de SEW durante la fase de desarrollo también nos convencieron». El concepto de accionamiento del sistema Proband incluye sencillos variadores del tipo MOVIDRIVE® B y servoejes estándar con un software integrado y personalizado en el variador. tos. El brazo de aplicación se controla en función de la posición de este eje principal. Todos los ejes están conectados mediante SBus. El sistema utiliza seis servoaccionamientos del tipo KA37DS56L, equipados con seis variadores MOVIDRIVE®. Un PLC controla el sistema como elemento de control central. «Sin embargo, las secuencias funcionales individuales están almacenadas en los servoejes», explica Jansen. «El PLC no desempeña tareas relacionadas con los tiempos de los procesos. Éstas están almacenadas en los ejes mismos, igual que el control de las marcas de impresión.» Proceso continuo Las interrupciones de la producción no suponen ningún problema La máquina separa las botellas del flujo principal y las clasifica en dos corrientes. Desde aquí, las botellas se transportan en dos carriles hasta la máquina aplicadora de cintas adhesivas. Durante el proceso de clasificación, el flujo continuo se divide en grupos de dos o tres botellas, según el tipo de embalaje deseado. La característica especial es que, en lugar de pararse, los grupos de botellas se aceleran y se separan del flujo principal. Así se consiguen tiempos de ciclo más rápidos. Esta «estación de agrupamiento con topes suspendidos» está equipada con dos servoejes por línea. A continuación, el grupo «se ata en un fajo», es decir, la cinta adhesiva rodea las botellas con presión, formando un paquete estable. Se utiliza un «brazo de aplicación», también servocontrolado, para colocar la cinta adhesiva. Las dos filas vuelven a unirse en una línea y, finalmente, se les coloca una asa para el transporte. Este proceso también está servocontrolado. El sistema está equipado por tanto con ocho servoejes. Seis de ellos están unidos a un eje principal, la cadena de transporte principal. Este eje empuja los fajos a lo largo de todo el sistema y marca el ritmo para el resto de aplicaciones y accionamien- El concepto de accionamiento se solucionó de forma relativamente rápida; en cambio el concepto de la parada de emergencia resultó más complicado. Porque, después de una parada, el sistema debía poder reiniciarse sin demoras y sin tener que vaciar la máquina previamente. Es decir, si por ejemplo el usuario tiene que quitar una botella que se ha caído o insertar un nuevo carrete de cinta, el sistema debería reiniciarse en la posición exacta en la que se paró. Al final, también se encontró una solución para estos casos. Ahora, cuando se produce una «parada de emergencia», sólo se apaga la corriente, la tensión de control de 24 voltios permanece conectada. De este modo, las posiciones de los ejes almacenadas en los variadores no se borran y la máquina puede arrancar de nuevo en cualquier posición. El éxito del nuevo sistema habla por sí mismo: inmediatamente después de la puesta en marcha en España, el sistema Proband realizó en un día un volumen de trabajo para el que la vieja máquina habría necesitado tres días. ■ [41] Noticias del mundo de la práctica Noticias del mundo de la práctica Sin dejar de rodar Desde junio de 2005, los Países Bajos cuentan con otro puente de gran importancia, el «Ysere Ryve», en Bruinisse. El hecho destacado es que se trata del primer puente giratorio construido en los Países Bajos. Sin embargo, los ingenieros pudieron tomar como referencia el puente giratorio que cruza la esclusa de 68 metros François Premier, en Le Havre. Este puente viene funcionando sin ningún problema desde hace veinte años. El puente giratorio de Bruinisse combina a la perfección una construcción de acero y una tecnología de control y accionamiento eléctrica, hidráulica y mecánica. [42] Durante años, la intersección del tráfico marítimo y terrestre en la esclusa de Grevelingen causó largos atascos y situaciones peligrosas tanto en la carretera como en el agua en la ciudad de Bruinisse, en los Países Bajos. Durante las vacaciones de verano unos 20.000 vehículos al día utilizan la N59. Al mismo tiempo, varios centenares de yates pasan por la esclusa. Cada vez, el puente levadizo existente debía permanecer abierto 15 minutos, con las correspondientes consecuencias. Hoy día, gracias a la construcción de un «bypass» y de un segundo puente sobre la esclusa, los barcos y los vehículos pueden circular sin interrupción e independientemente los unos de los otros. El 25 de junio del verano pasado, la ministra de transportes neerlandesa, Karla Peijs, inauguró el puente oficialmente. En el proyecto colaboraron la provincia de Zeeland, Rijkswaterstaat Directie Zeeland y de Bouwdienst Rijkswaterstaat. La empresa constructora principal fue Hakkers, Werkendam. Tenía el encargo de dragar, proporcionar la arena, colocar los tabiques y elaborar las construcciones de hormigón. Hakkers subcontrató a tres empresas para el suministro de la tecnología de accionamiento eléctrica y mecánica: De Boer Dintelmond (Heijningen), Mercon Steel Structures (Gorinchem) y Vector Aandrijftechniek (Rotterdam). El sistema de elevación hidráulico se encargó a la empresa A.P. van den Berg Hydronics (Heerenveen) y todo el sistema electrotécnico y el control, a Istimewa Elektro (Vlissingen). Reductores estándar en lugar de diseños especiales «Uno de los requisitos especificados por Rijkswaterstaat (RWS, Dirección General de Gestión de los Recursos Hidráulicos) era que el puente tenía que abrirse y cerrarse en 120 segundos», explica C. Adriaanse, gestora de proyectos de De Boer Dintelmond. «La parte móvil del puente pesa aproximadamente 950 toneladas y se acciona mediante ocho electromotores con 4 kW de potencia cada uno». Naturalmente, esto sólo es posible mediante un índice de reducción especial. El pliego de condiciones de Rijkswaterstaat (RWS) contenía unos requisitos detallados y estrictos en cuanto a los accionamientos. Del texto de dicho pliego de condiciones se desprende que RWS no contaba con que un accionamiento estándar pudiera cumplir estos requisitos: «Advertencia: si se elige un accionamiento del catálogo de un fabricante cualquiera para realizar el presupuesto y el encargo del proyecto, sobre la base de los pares especificados en el párrafo 1, probablemente el accionamiento no cumplirá los requisitos establecidos en este pliego de condiciones» Adriaanse: «Por este motivo parecía obvio crear un accionamiento a medida, pero los costes serían muy elevados. Vector Aandrijftechniek nos ha- Noticias del mundo de la práctica bló de los accionamientos industriales de SEWEURODRIVE. El módulo rotatorio del puente se deriva de las grandes grúas portuarias y Vector tiene mucha experiencia con grúas portuarias y otros accionamientos de puentes». Geert van der Kamp, consultor técnico de accionamientos industriales de la empresa Vector Aandrijftechniek explica: «Para convencer a RWS de que los accionamientos de SEW-EURODRIVE también podían cumplir los requisitos especificados para el puente giratorio tuvimos que realizar un cálculo VOBB completo». VOBB es una abreviatura alemana que se refiere a las disposiciones para el diseño de puentes móviles o NEN 6786. Van der Kamp: «En el cálculo VOBB se calcula exhaustivamente el accionamiento completo: la fuerza de las ruedas dentadas, los árboles de transmisión, los cojinetes, la inclinación de las ruedas debido a la torsión de los árboles de transmisión, el ángulo de torsión de los árboles, etc. Todo ello en cuanto a la seguridad y la vida útil del puente». El cálculo completo consta de 130 páginas, que se añaden a la larga lista de los requisitos expuestos en el pliego de condiciones. Sin embargo, este cálculo detallado permitió elegir el accionamiento industrial estándar de la serie «Compact», con un motorreductor como accionamiento adicional. La velocidad del accionamiento es de 5 min-1 con un índice de reducción de i = 270. Gracias a la elección de un accionamiento estándar en lugar de uno diseñado especialmente, los costes de inversión se redujeron a la mitad. Otra ventaja del accionamiento estándar es que Vector Aandrijftechniek puede garantizar la disponibilidad de piezas de recambio con unos plazos de entrega muy cortos. Vida útil ilimitada Otro de los requisitos especificados era que el accionamiento debía tener una vida útil ilimitada. En general, el accionamiento colocado debajo del puente giratorio no está sobrecargado. Debe soportar carga como máximo ocho minutos por hora (4 x por hora, 2 x 120 segundos). Conforme al pliego de condiciones, debía realizarse un lubricado obligatorio del accionamiento mediante un motor accionado eléctricamente. Pero al final, tras la aprobación de RWS, los accionamientos industriales de SEW-EURODRIVE van provistos de una lubricación por baño de aceite, es decir, el árbol de transmisión superior (los accionamientos están montados en posición vertical) está parcialmente bañado en aceite. Evidentemente el aceite resiste unas temperaturas exteriores de +40 °C a –15 °C. El diseño del módulo rotatorio también estaba especificado en el pliego de condiciones. Adriaanse: «Los cojinetes de las ruedas, compuestos por casquillos Orkot y una lubricación de grasa, son de fácil mantenimiento. Su montaje y desmontaje también resulta más cómodo que en otros tipos de cojinetes. Una ventaja adicional es que los casquillos Orkot están fabricados para aplicaciones de navegación, por lo que pueden resistir las duras condiciones del clima marítimo». Control mediante PLC Istimewa Elektro suministró todos los componentes de control y el sistema electrotécnico. El vigilante de la esclusa abre y cierra el puente giratorio mediante un ordenador con sistema Scada. El ordenador se comunica con un PLC a través de Ethernet. El programa para el manejo de los semáforos, las barreras y el puente mismo está almacenado en el PLC. Mediante una conexión en el armario de conexiones puede conectarse un ordenador portátil con el mismo sistema Scada, por ejemplo, cuando tienen que realizarse trabajos de mantenimiento. El PLC también controla uno de los dos variadores. Un variador adicional del mismo tipo está conectado de forma redundante y se utiliza cuando el primer variador está fuera de servicio mientras se realizan los trabajos de mantenimiento. En la parte superior del armario de conexiones del variador se encuentran dos transformadores, uno por cada variador. Estos transformadores distribuyen uniformemente la potencia del variador entre los ocho electromotores para mover el puente. En resumen, «Ysere Ryve», en la esclusa de Grevelingen, en Bruinisse, es un ejemplo excelente de la cooperación de distintas empresas neerlandesas para suministrar la tecnología de accionamientos hidráulica y electromecánica necesaria para construir el puente. ■ [43] Técnica innovadora La nueva serie CMP de servomotores altamente dinámicos Debido a que la tecnología de automatización está sometida a unas demandas muy exigentes y a un ritmo de desarrollo trepidante, los especialistas no sólo deben Técnica innovadora producir potentes servoamplificadores junto con la tecnología de control correspondiente, sino también un sistema motriz capaz de convertir en movimiento los rápidos tiempos de subida de los pares, los elevados índices de ciclo y la precisión de todo el sistema. La nueva generación de servomotores CMP síncronos se caracteriza por su reducido tamaño, pero, precisamente por ello, ofrece muchas ventajas. De hecho, representa un verdadero paquete de la tecnología motriz de vanguardia, diseñado para cumplir los exigentes requisitos de la industria de construcción de maquinaria e instalaciones. [44] La serie CMP de servomotores cumple con creces dichas exigencias. No solamente destaca por su diseño compacto. Las más modernas técnicas magnética y de bobinado y un gran esfuerzo de desarrollo han resultado en la consecución con creces de un programa de servomotores adecuado al mercado. Este programa se ha adaptado a la gama de servoproductos de SEW y el resultado es una serie de soluciones rentables y convincentes para producir todo tipo de máquinas e instalaciones. Las series de servomotores DS/CM y CMD de SEW-EURODRIVE se han ampliado para incluir los servomotores CMP. Mediante tres tamaños de motor CMP y un total de ocho graduaciones de los motores se ofrecerán pares de parada entre 7,1 Nm y 0,5 Nm. Un mínimo de cuatro pares de detención garantizan la capacidad de sobrecarga de los motores durante cortos períodos de tiempo. Los motores CMP pueden utilizarse como motores autónomos y también como servomotorreductores con montaje directo en el accionamiento. El montaje directo del servoaccionamiento pone de relieve el dinamismo de todo el accionamiento. El dinamismo de los motores CMP servoaccionados es inigualable. Con la aplicación de una nueva técnica de desarrollo y fabricación se ha conseguido a la vez un tamaño mínimo y un flujo magnético óptimo entre el estátor y el rotor. De esta forma, los pares de detención prácticamente desaparecen mientras que la capacidad de sobrecarga de los motores se hace máxima. Las características del giro alcanzan una gran calidad, incluso a las más bajas revoluciones. Para la tecnología de accionamientos directa, el motor va provisto de rodamientos con una vida útil de 25.000 h y fuerzas transversales de gran magnitud. La especial técnica de relleno del estator hace que se alcance una óptima disipación del calor del mismo en los motores así como la realización de la capacidad UL de la serie de motores. Además, esta técnica de relleno del estator protege el motor de la humedad y las vibraciones. Estas características funcionales son idóneas para las máquinas e instalaciones modernas, que requieren una alta disponi- bilidad y una calidad óptima. Los motores CMP están equipados de fábrica con un resolver de baja inercia. De forma opcional, el usuario puede disponer de encoders Hiperface® en la versión sencilla y multigiro. Éstos se suministran con una placa de características electrónica, de forma que la puesta en marcha con los servocontroladores de SEW MOVIDRIVE® o MOVIAXIS® no represente ningún esfuerzo. Como opción, los motores pueden suministrarse como frenos o servomotores. Un freno de muelle de 24 V se encarga de detener el accionamiento de forma segura en caso de interrumpirse la corriente con un par de frenado de como mínimo el 110 % con relación al par de parada del servomotor. El freno se encarga asimismo de las características de parada de emergencia. Los tamaños CMP50 y CMP63 pueden ir equipados opcionalmente con ventiladores externos axiales. De esta forma puede alcanzarse un aumento adicional del par de parada con un factor de 1,4. Mediante la utilización de un sensor KTY (sonda térmica lineal) el motor queda completamente protegido. En combinación con los servocontroladores MOVIDRIVE® o MOVIAXIS® y su función térmica de protección del motor, el servomotor puede llevarse hasta sus límites. En caso de utilizarse en condiciones ambientales desfavorables, los motores pueden pintarse con un producto de protección de superficies. SEWEURODRIVE ofrece las ya conocidas pinturas de protección que van de OS1 a OS4 para todos los servomotores CMP. Todos los servomotores CMP vienen equipados con un típico conector redondo giratorio para las conexiones de alimentación y retroalimentación. SEWEURODRIVE también ofrece los correspondientes cables prefabricados rígidos y flexibles para motor y motor freno así como para el sistema de retroalimentación. Las dimensiones de los nuevos servomotores siguen las tendencias actuales. El tamaño de las bridas en los tres tamaños de motor se distribuyen en 55 mm, 73 mm y 88 mm. El diámetro del círculo de agujeros se preparan en la misma relación en 63 mm, 75 mm y 100 mm y los extremos del eje Técnica innovadora se adaptan al estándar del mercado con 9x20 mm, 11x23 mm y 14x30 mm. Los orificios para la introducción de los tornillos de montaje en la brida del motor autónomo, en combinación con el sistema de enchufes, ofrecen al usuario una mayor facilidad para el montaje. Esta característica se refuerza por el reducido peso del motor. Los servomotores CMP40, CMP50 y CMP63 pueden montarse directamente con los servorreductores planetarios (PSx) y los servomotores de engranajes cónicos (BSx) de SEW-EURODRIVE. El CMP con servorreductor planetario directamente instalado (PSx) alcanza un par de salida máximo de 3.300 Nm y la combinación de motor y reductor con BSx, un par de salida máximo de 1.910 Nm. El adaptador con acoplamiento, típico entre reductor y motor, ha desaparecido y los piñones de entrada del reductor se acoplan directamente, sin juego y condicionados por la forma con los ejes estándar de los servomotores. De esta forma puede aumentarse considerablemente la seguridad de la máquina. Los servomotores CMP altamente dinámicos de SEW-EURODRIVE ofrecen un gran número de características que se adaptan de forma óptima a las exigencias del sector de la construcción de maquinaria e instalaciones. Evidentemente, los motores tienen la calidad SEW ya conocida. Se diseñan y producen en SEW-EURODRIVE, en Alemania, y, gracias a la red de SEW, pueden adquirirse en cualquier parte del mundo. ■ [45] Técnica innovadora Técnica innovadora La nueva serie CMS de cilindros eléctricos Los sistemas de producción requieren una continua optimización de los procesos y el uso de sistemas flexibles y rentables. Para hacer frente a esta demanda, los accionamientos deben perfeccionarse constantemente. En vista de esta tendencia, SEW-EURODRIVE presenta los nuevos cilindros eléctricos CMS. [46] Muy a menudo el movimiento lineal en la producción se realiza mediante cilindros hidráulicos o neumáticos. Debido a la falta de flexibilidad, la integración de estos sistemas (p. ej., en los procesos de automatización) es muy limitada o imposible. Por este motivo, se requiere cada vez más reemplazar el movimiento lineal hidráulico o neumático por sistemas de accionamiento eléctricos inteligentes. SEW-EURODRIVE respondió a esta demanda desarrollando un sistema de accionamiento para estas aplicaciones concretas. El sistema de accionamiento aquí descrito es un servomotor síncrono con accionamiento de husillo integrado (cilindro eléctrico) que genera el movimiento lineal. A diferencia de los tradicionales cilindros de aire comprimido , que limitan la calidad, la flexibilidad y la productividad de los procesos de producción, la serie de cilindros eléctricos CMS ofrece nuevas posibilidades en cuanto a la seguridad de los procesos y la integración en procesos de automatización existentes. El sistema modular de SEW-EURODRIVE también forma la base de este desarrollo. Así pues, el sistema de cilindros eléctricos está compuesto por componentes estándares de SEW (estatores CM/CMP, sistemas encoders, conectores enchufables, rodamientos). Los usuarios se benefician de las siguientes ventajas: un cilindro eléctrico económico y flexible que se puede adaptar a muchas aplicaciones y a distintos tipos de máquinas y requisitos. El reequipamiento de las máquinas resulta muy sencillo y no se producen transformaciones importantes del diseño. Asimismo, el Técnica innovadora tiempo y los costes necesarios para la construcción y el mantenimiento se reducen. La serie de cilindros eléctricos CMS incluye tres modelos: CMS50S, CMS71M y CMS71L. En combinación con un variador vectorial como servocontrolador (MOVIDRIVE® o MOVIAXIS®), los usuarios pueden definir el perfil de aceleración, velocidad, posición y fuerza que deseen. CMS50S: se utiliza un servomotor CMP50S para el accionamiento. Un componente adicional, que contiene el accionamiento de husillo con guía, se sujeta con bridas a la construcción. El accionamiento está adaptado de forma estándar a la aplicación del cliente mediante la brida de acople del lado A del motor. El rotor mueve el husillo mientras la tuerca realiza el movimiento de avance. La tuerca está conectada a una carcasa de aluminio colado mediante tuercas correderas en ranura. Las dimensiones de conexión, incluido el orificio para el lubricado de la tuerca, están diseñadas según DIN 69051 para poder utilizar piezas estándares. La tuerca y el pistón están unidas a la pieza guía mediante dos clavijas. El pistón tiene una superficie cromada de alta calidad y está sellado con una junta de fricción con anillo guía. Una cabeza de unión articulada está unida al pistón. La tuerca del accionamiento de husillo va provista de un lubricado permanente. Hay un depósito de lubricante adicional en el pistón. CMS71M, CMS71L: el rotor está realizado como un eje hueco. El accionamiento de husillo se introduce en el eje hueco y proporciona un diseño compacto. Se puede adaptar al motor la tuerca de un husillo de rosca de bolas (KGT) o de un husillo de rosca planetario (PGT). Según el sentido de giro del motor, el husillo se mueve hacia dentro o hacia fuera del rotor. Se utiliza un fuelle para proteger el husillo de la suciedad. Durante el funcionamiento, se suministra lubricante a la tuerca giratoria del husillo a través de una conexión de lubricación fija. También es posible realizar una lubricación continua conectando el sistema a una unidad central de lubricado o a un lubricador descentralizado. En un primer paso, se han fabricado los tamaños CMS71M y CMS71L. El tamaño CMS50S estará disponible en agosto de 2006 y se prevé la fabricación de otros tamaños en el futuro. Principales ventajas: ➠ Ahorro del coste del aire comprimido ➠ Fácil integración en procesos de automatización ➠ Fácil instalación y montaje (no se tienen que instalar tubos) ➠ Reducción de la emisión de ruido debido a una aceleración controlada (protección de los componentes mecánicos) ➠ Diseño compacto gracias al sistema de husillo integrado ➠ Bajos costes de limpieza y mantenimiento (ausencia de fugas) ➠ Sistema de accionamiento inteligente para una mayor flexibilidad en los procesos de automatización ➠ Rápida puesta en marcha: ajuste de parámetros en lugar de programación gracias a los módulos de aplicación (= programas de control programados previamente), p. ej., posicionamiento de bus ➠ Fácil integración en los procesos de automatización mediante conexión a todos los sistemas de bus comunes: PROFIBUS, INTERBUS, INTERBUS LWL, DeviceNet, CAN, CANopen Las aplicaciones de destino son aplicaciones en las que se requieren movimientos lineales con perfiles de desplazamiento complejos, como p. ej., limitación del impulso, distintos perfiles de fuerza, aceleraciones máximas, desplazamiento hacia más de dos posiciones. Las típicas aplicaciones son, p. ej., servoaccionamientos, elementos de fijación en dispositivos (p. ej., pinzas soldadoras, sistemas de plegado), instalaciones de llenado y dosificación, dispositivos de regulación en la tecnología de procesos o aplicaciones en la industria maderera y de embalaje. ■ [47] Técnica innovadora Técnica innovadora Nuevas macros para EPLAN [48] Técnica innovadora En la actualidad, SEW-EURODRIVE ofrece a los usuarios de EPLAN una amplia colección de proyectos de muestra. Con ellos, los usuarios pueden ver lo fácil que resulta planificar un sistema de accionamiento completo de SEW-EURODRIVE con EPLAN 5. La oferta se completa con macros para los productos SEW. Los datos de producto contribuyen a ahorrar tiempo y a desarrollar proyectos estándares en la planificación de proyectos. Por este motivo, SEW-EURODRIVE ha integrado los nuevos productos para la automatización de accionamientos en las nuevas macros EPLAN. Al mismo tiempo que la automatización de accionamientos evoluciona, los sistemas se ven cada vez más como componentes. Así pues, SEW-EURODRIVE proporciona proyectos de muestra de las áreas siguientes con las nuevas macros: ➠ Tecnología descentralizada con MOVIMOT®, distribuidores de campo y MOVIFIT® ➠ Transferencia de energía sin contacto con MOVITRANS® ➠ Tecnología de convertidores de frecuencia con MOVITRAC® B y MOVIDRIVE® B ➠ Tecnología de accionamientos segura con MOVIDRIVE® B y MOVISAFE® 100A ➠ Tecnología de servoaccionamientos con MOVIAXIS® Los siguientes productos se han añadido a las antiguas macros: La tecnología descentralizada con macros actualizadas para MOVIMOT® y los distribuidores de campo, así como las nuevas macros para la serie MOVIFIT®. Los nuevos equipos MOVITRAC® B y MOVISAFE®, así como la nueva carta de control IEC MOVI-PLC®, se han integrado en la tecnología de armarios de conexiones. Se han actualizado las macros de MOVIDRIVE® B y de DOP. Se han añadido macros para la transferencia de energía sin contacto MOVITRANS®. En el ámbito de la servotecnología, se han añadido macros para el servocontrol de ejes múltiples MOVIAXIS®. En el ámbito de los accionamientos de motores, se han revisado los motores SEW con protección de bobinado, frenos y sistemas encoders. Se proporcionan macros en formato DXF para otros programas CAD electrónicos. Las macros también se pueden bajar gratuitamente de la página web de SEW-EURODRIVE. ■ [49] Técnica innovadora Nuevos sistemas de accionamientos descentralizados Desde hace años, los componentes de sistemas de accionamiento descentralizados de SEW-EURODRIVE demuestran en muchas aplicaciones lo compacta y modular que puede llegar a ser Técnica innovadora una instalación con estructura descentralizada. También en este entorno, los requisitos de la tecnología de accionamientos se hacen cada vez más exigentes. SEW-EURODRIVE presenta MOVIFIT®, el resultado de varios años de experiencia. MOVIFIT® es idóneo para aplicaciones de transporte horizontal y vertical en sectores exigentes como, por ejemplo, las industrias automovi- El sistema MOVIFIT® está diseñado para instalarse cerca del motor en grandes plantas, en las que la modularización y la estandarización de las funciones de transporte desempeñan un papel importante. ➠ Fácil acceso a la electrónica ➠ Flexibilidad y espacio adicional en el accionamiento ➠ Asignación flexible del accionamiento ➠ Reequipamiento para los motores existentes ➠ Potencia de accionamiento baja o media ➠ Cubre un alto grado de complejidad (control, nivel I/O, tecnología de seguridad) Tres versiones de MOVIFIT® ofrecen a los clientes la mayor flexibilidad posible para el diseño del sistema: ➠ MOVIFIT®-MC: para controlar hasta tres accionamientos MOVIMOT®/MOVIGEAR® ➠ MOVIFIT®-SC: Sistema reversible de arranque o sistema de arranque dúo hasta 4 kW ➠ MOVIFIT®-FC: variador configurable hasta 4 kW MOVIFIT®-FC lística, alimenticia y de bebidas o la logística. [50] Todas las versiones disponen de características estándares como las conexiones de red y bus de campo, distribución de la energía, I/Os locales y carcasas robustas con un alto nivel de protección. El software del aparato está estructurado en tres niveles funcionales, que se diferencian en el manejo, el control de la instalación y el diagnóstico. El nivel funcional «Classic» ofrece una simple funcionalidad de puerta de enlace al PLC. El nivel funcional «Technology» se basa en la programación libre IEC 1131 con MOVI-PLC® para controles de accionamiento flexibles, adaptados a los requisitos del cliente e integrados en el sistema. El nivel funcional «System» se basa en una solución completa para el mantenimiento centralizado de datos, la configuración y el diagnóstico en el sistema mediante funciones de transporte estandarizadas. El uso de tarjetas opcionales estándares de seguridad garantiza las funciones adicionales de seguridad. La conexión con Profisafe a través de Profibus o Profinet y los I/Os locales de seguridad están integrados para que los sistemas MOVIFIT® puedan cumplir los actuales requisitos de seguridad en el ámbito de la tecnología de accionamientos. MOVIFIT®-SC MOVIFIT®-MC EBOX: MOVIFIT®-MC ABOX, diseño estándar con prensaestopas O2 FD O1 FD 0 O FD 4 I0 FD 3 I0 FD 2 I0 FD 1 I0 FD 0 I0 FD S N-P PT RUN O RU N RU S V24 C V24 3 FB 2 FB 1 FB F SBU F SSY 3 o0 5/DO02 DI14/D 01 O DI13/D 00 O DI12/D DI11 DI10 DI19 DI08 DI0 7 DI06 DI05 DI04 DI03 DI02 DI01 DI00 DI0 MOVIFITÆ EBOX: MOVIFIT®-SC ABOX, con conector enchufable M12 y prensaestopas O2 FD O1 FD 0 O FD 4 I0 FD 3 I0 FD 2 I0 FD 1 I0 FD 0 I0 FD S N-P PT RUN O RU N RU S V24 C V24 3 FB 2 FB 1 FB F SBU F SSY 3 o0 5/DO02 DI14/D 01 O DI13/D 00 O DI12/D DI11 DI10 DI19 DI08 DI0 7 DI06 DI05 DI04 DI03 DI02 DI01 DI00 DI0 La colaboración con las empresas Harting y Phoenix Contact ha hecho posible el desarrollo de conceptos de conexión óptimos para las MOVIFITÆ instalaciones descentralizadas EBOX: MOVIFIT®-FC BG1/BG2 S N-P N RU S V24 C V24 RU 7 DI06 DI05 DI04 DI03 DI02 DI01 DI00 DI0 MOVIFITÆ F SBU F SSY 3 o0 5/DO02 DI14/D 01 O DI13/D 00 O DI12/D DI11 DI10 DI19 DI08 DI0 O2 FD O1 FD 0 O FD 4 I0 FD 3 I0 FD 2 I0 FD 1 I0 FD 0 I0 FD S N-P PT RU N O RU N RU S V24 C V24 3 FB 2 FB 1 FB F SBU F SSY 3 o0 5/DO02 DI14/D 01 O DI13/D 00 O DI12/D DI11 DI10 DI19 DI08 DI0 7 DI06 DI05 DI04 DI03 DI02 DI01 DI00 DI0 MOVIFITÆ ABOX, con conector enchufable Phoenix y distribución de energía Duplicon S N-P N RU S V24 C V24 RU F SBU F SSY 3 o0 5/DO02 DI14/D 01 O DI13/D 00 O DI12/D DI11 DI10 DI19 DI08 DI0 7 DI06 DI05 DI04 DI03 DI02 DI01 DI00 DI0 O2 FD O1 FD 0 O FITÆ Técnica innovadora MOVIFITÆ Sistemas aptos para funcionar en condiciones extremas Instalación flexible Con la instalación flexible del sistema MOVIFIT®, SEW-EURODRIVE marca unas nuevas pautas que proporcionan una mayor rentabilidad en la planificación del sistema y los componentes. El sistema es sumamente sencillo: un sistema modular diseñado para poder combinar las unidades electrónicas y de conexión y configurado para cumplir los requisitos del concepto de aplicación e instalación. La unidad electrónica está integrada en la EBOX y viene equipada con interfaces de comunicación, entradas y salidas digitales y un componente de potencia opcional, como el convertidor de potencia o un conmutador de arranque electrónico. Por otro lado, la ABOX es la unidad pasiva para la tecnología de conexión. El mecanismo de cierre simple y uniforme de ABOX y EBOX ofrece un ABOX, con conector enhcufable Harting HAN-Compact®/HAN-Modular® amplio abanico de combinaciones posibles y garantiza una instalación rápida y sencilla. Así pues, el sistema MOVIFIT® puede personalizarse según el nivel funcional necesario y los requisitos del diseño. El componente de accionamiento electrónico MOVIFIT® es compacto, modular y satisface las exigencias de higiene de las industrias alimenticia y de bebidas. Los equipos MOVIFIT® «Hygienic» cumplen los requisitos del tipo de protección IP69K y están protegidos mediante un recubrimiento especial. Los contornos de la carcasa aseguran que el agua y los productos de limpieza fluyan sin dejar restos. La electrónica de potencia se encuentra adicionalmente protegida contra la humedad mediante la estructura interna de dos cámaras. Esta estructura permite además la sustitución rápida de la electrónica sin necesidad de cableado a fin de aumentar la disponibilidad de la instalación. ■ [51] Internacional En el país de las oportunidades ilimitadas La Estatua de la Libertad y el skyline de Nueva York. El Memorial Lincoln en Washington. La Torre Sears en el centro de Chicago. El Golden Gate en San Francisco. Los carnavales en Nueva Orleans. Campos de cereales que se extienden a lo largo de kilómetros en las vastas llanuras de Great Plains. Estas y otras imágenes nos vienen a la cabeza cuando pensamos en los Estados Unidos. Internacional Pero la América de hoy no sólo está formada por estas conocidas imágenes sino por las influencias de todos los inmigrantes que a lo largo de los siglos han llegado al país desde todas las partes del mundo. Lo que les atraía era la promesa de libertad y de volver a empezar, una oportunidad única en la historia de la humanidad. De esta forma se creó un Nuevo Mundo, una mezcla muy variada de culturas y ambiciones de personas procedentes de todas las partes del mundo. Se ha recorrido un largo camino desde el descubrimiento del continente en 1492 hasta la formación de los Estados Unidos tal y como los conocemos hoy. La historia de los EE.UU. empieza con la llegada de colonos europeos en el siglo XVI, los españoles en la actual St. Augustine (Florida), en 1565, y los ingleses en Jamestown (Virginia), en 1609. Pero la verdadera colonización del nuevo continente comenzó con el desembarque de los puritanos en Plymouth Rock en el año 1620. Muy poco después ya había 13 colonias británicas en la costa Atlántica. La guerra revolucionaria americana, que empezó con la firma oficial de la Declaración de Independencia en el año 1776, creó un Estado soberano, reconocido como tal por primera vez en el Tratado de París de 1783. A partir de ese momento, los Estados Unidos de América eran libres para seguir expandiéndose y muchos inmigrantes siguieron llegando al país, buscando una nueva oportunidad. La compra de Louisiana en el año 1803 y la adquisición de California y del Suroeste a mediados del siglo XIX extendieron las fronteras nacionales de costa a costa. Los inmigrantes procedían principalmente de Europa y China y la ola de inmigración duró hasta mediados del siglo XX. [52] Hoy en día, inmigrantes de Latinoamérica, Europa, Asia y África siguen llegando al país de las oportunidades. La flexibilidad es la clave Gracias al legado que dejaron los inmigrantes, los Estados Unidos han podido reinventarse a sí mismos varias veces a lo largo de su historia. P. ej., se abolió la esclavitud y a principios del siglo XX el país se convirtió en una de las naciones industriales más potentes del mundo. Esta pasión por reinventarse constantemente continúa siendo una de las fuerzas motrices de esta potencia económica mundial. Las oportunidades que ofrece este estilo de vida también son una de las razones por las que SEW-EURODRIVE decidió abrir sucursales en los EE.UU. en primer lugar. Y es la capacidad de reinventar continuamente sus propios productos y servicios, lo que convierte a la empresa en uno de los proveedores líder de soluciones de accionamientos para la industria americana. A partir de la fábrica fundada en 1975 en Ohio, SEW-EURODRIVE se expandió y actualmente dispone de cinco plantas de montaje regionales en todo el país. Más de 60 oficinas técnicas y cientos de distribuidores y asesores trabajan desde la costa este a la costa oeste para solucionar los más complicados problemas de accionamiento para los clientes americanos. La moderna planta de producción de Lyman, en Carolina del Sur, es una de las 11 que funcionan en todo el mundo para satisfacer las exigencias de los clientes en cuanto a calidad, soluciones personalizadas y rapidez en la entrega de los productos. Los clientes de SEW-EURODRIVE en los Estados Unidos incluyen empresas de fabricación y de diseño de sistemas líderes en una gran variedad de Internacional sectores industriales: automovilismo, alimentos, transporte y materiales, embalaje, montaje, materiales de construcción, procesamiento de metal, papel y pasta de papel, madera, así como aplicaciones de infraestructuras en a eropuertos, instalaciones de depuración y otras instalaciones públicas. Hoy en día, debido a la globalización, las empresas americanas tienen que hacer frente por primera vez a una fuerte competencia. Esta nueva situación hace que las empresas mejoren constantemente la potencia de las máquinas y los procesos, que el flujo de información vaya más rápido y que se reduzcan los costes eléctricos y de funcionamiento. Así pues, las empresas americanas se están reinventando a sí mismas otra vez y SEW-EURODRIVE les proporciona soluciones integradas que simplifican el control del motor y el accionamiento. Empezando por los accionamientos y motorreductores electromecánicos tradicionales, SEW-EURODRIVE sigue introduciendo en el mercado nuevos sistemas de accionamiento y control, así como software de aplicación de accionamientos y planificación de proyectos que ayudan a sus clientes a mejorar sus productos. Estas soluciones técnicas sofisticadas incluyen paquetes integrados, diseñados especialmente para determinadas aplicaciones, como, por ejemplo, el nuevo Industry Option Package para la industria alimenticia, en el que las máquinas están sujetas a condiciones de funcionamiento durísimas. Éste es sólo un ejemplo de cómo SEW-EURODRIVE proporciona sus conocimientos a los clientes para que puedan mejorar sus máquinas y sus procesos de producción. ■ [53] Contactos y puntos de encuentro Contactos y puntos de encuentro Cómodamente por fax Para: SEW-EURODRIVE, Bruchsal Nº de fax: +49 7251 75-502526 Por favor, envíenme material informativo acerca de los siguientes temas: Nombre ❏ Motorreductores Nombre ❏ Servoaccionamientos ❏ Sistemas de accionamiento descentralizados ❏ Variadores vectoriales Puesto Empresa ❏ Accionamientos antiexplosivos Calle ❏ Accionamientos lineales Código postal/Localidad ❏ Reductores industriales Transporte ❏ Teléfono ❏ Fax ❏ Contacten conmigo vía telefónica. Correo electrónico ❏ Proporciónenme los datos de una persona de contacto cerca de mis instalaciones: www.sew-eurodrive.com Fechas de las ferias en Europa y América Europa Alemania – MOTEK Sinsheim, 26/29-09-2006 – Entsorga Colonia, 24/27-10-2006 – Brau Nürnberg, 15/17-11-2006 – SPS/IPC/DRIVES Nürnberg, 28/30-11-2006 Bélgica – MOCCON & Hydromech Gent, 25/26-10-2006 Bulgaria – International Trade Fair Plovdiv, 25/30-09-2006 Dinamarca – Automatic 2006 Brondby, 05/07-09-2006 Finlandia – Tekniikka Jyväskyla, 04/06-10-2006 America Letonia – Baltic Industry Riga, 02/05-11-2006 Noruega – Eliaden 2006 Norge Var., 19/22-09-2006 Países Bajos – Aandrijftechniek Jaarbeurs – Utrecht, 03/06-10-2006 Portugal – EMAF 2006 Oporto, 14/18-11-2006 República Checa – MSV Brno, 02/06-10-2006 República Eslovaca – ELO Sys Trencin, 10/13-10-2006 Rusia – WORLD of GLASS Moscú, 06/09-09-2006 – AGROPRODMASH Moscú, 09/13-10-2006 – Sibpoliteh Novosibirsk, 24/26-10-2006 Ucrania – MASHPROM Dnepropetovsk, 10/13-10-2006 – International Industrial Forum Production and Safety Kiew, del 28-11 al 01-12-2006 – 5th International Industrial Forum 2006 Kiew, del 29-11 al 02-12-2006 Canadá – Canadian Manufacturing Week Toronto, Ontario, 26/28-09-2006 E.E.U.U. – WEFTEC Dallas, 22/25-10-2006 – PACK EXPO International Chicago, del 29-10 al 02-11-2006 Contactos y puntos de encuentro SEW-EURODRIVE en Europa y América Europa SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG P.O. Box 3023 D - 76642 Bruchsal Tfno. + 49 7251 75-0 Fax + 49 7251 75-1970 www.sew-eurodrive.com América Alemania Italia Argentina Tfno. +49 7251 75-0 http://www.sew-eurodrive.de sew@sew-eurodrive.de Tfno. +39 02 96 9801 http://www.sew-eurodrive.it sewit@sew-eurodrive.it Tfno. +54 3327 4572-84 sewar@sew-eurodrive.com.ar Austria Letonia Tfno. +43 1 617 55 00-0 http://sew-eurodrive.at sew@sew-eurodrive.at Tfno. +371 7139386 http://www.alas-kuul.com info@alas-kuul.com Bélgica Lituania Tfno. +32 10 231-311 http://www.sew-eurodrive.be info@sew.be Tfno. +370 315 79204 http://www.sew-eurodrive.lt irmantas@irseva.lt Bulgaria Noruega Tfno. +359 2 953 25 65 bever@fastbg.net Tfno. +47 69 241-020 sew@sew-eurodrive.no Bolivia Tfno. +591 2 221808 Fax +591 2 220085 Brasil Tfno. +55 11 6489-9133 http://www.sew.com.br sew@sew.com.br Canada Tfno. +1 905 791-1553 http://www.sew-eurodrive.ca l.reynolds@sew-eurodrive.ca Pie de imprenta Chile Croacia Países Bajos Tfno. +385 1 4613-158 kompeks@net.hr Tfno. +31 10 4463-700 http://www.vector.nu info@vector.nu Dinamarca Tfno. +45 43 9585-00 http://www.sew-eurodrive.dk sew@sew-eurodrive.dk Polonia Tfno. +48 42 67710-90 http://www.sew-eurodrive.pl sew@sew-eurodrive.pl Eslovenia Tfno. +386 3 490 83-20 pakman@siol.net España Tfno. +34 9 4431 84-70 http://www.sew-eurodrive.es sew.spain@sew-eurodrive.es Portugal Tfno. +351 231 20 9670 http://www.sew-eurodrive.pt infosew@sew-eurodrive.pt Tfno. +56 2 75770-00 ventas@sew-eurodrive.cl Colombia Tfno. +57 1 54750-50 sewcol@sew-eurodrive.com.co E.E.U.U. 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