Adimen
digitala
prozesuetan

Robotika eta Automatizazioa

Automatizazio industriala prozesu industrialen funtzionamendu eta kontrol automatikoa bideratzeko teknologia eta kontrolerako gailu multzoen erabilera gisa defini daiteke. Prozesua giza esku-hartze esanguratsurik gabe eta eskuzko exekuzioa baino errendimendu handiagoa lortuz bideratuz.

Industriaren lehiakortasun gero eta handiagoak kalitate handiko produktuak eskatzen ditu, gero eta sendoagoak izango direnak, prezio lehiakorrean. Automatizazio eta robotika industrialak produktuaren kalitatea, fidagarritasuna eta ekoizpen-tasa hobetzen laguntzen du eta, aldi berean, ekoizpen-kostuak murrizten ditu, teknologia eta zerbitzu berriak, berritzaileak eta integratuak ezarriz.

Automatizazio industrialaren prozesuan, funtsezko da datuak sentsorika industrial baten bidez biltzea. Eta alor honetako azken aurrerapenei esker, neurri handi batean Internet of Things sistemek bultzatuak izan direnak, sentsore adimendunak garatu ahal izan dira.

Zertan dihardugu gaur egun

Automatizazioaren esparruan, LORTEKeko fabrikazio adimenduneko lan-taldearen helburua industriari adimen operatiboa eskaintzea da, robotika aurreratua, monitorizazioa eta IoT, datuen analisia, sistemen integrazioa, modelazioa eta simulazioaren bidez. Teknika horien emaitza gisa, aurrerapausoa eman nahi da fabrikazio aurreratuan hainbat helburu lortzeko, horien artean: zero akatseko fabrikazioa, kalitatea eta zehaztasuna hobetzea, lineako piezak ikuskatzea, tratamendu unitarioa, produktibitatea hobetzea, fabrikazio-prozesuaren ezagutza sakona lortzea, optimizazioa eta prozesuaren kontrola:

    Kontrol aurreratua:

  • Fabrikazio gehigarriaren prozesua kontrolatzea: Laser Melting Deposition fabrikazio gehigarriko teknologiaren prozesuak denbora errealean kontrolatzea. LORTEKek prozesu horren kontrolean dihardu, tenperatura eta bainu urtuaren eremu konstanteekin geruzen hazkunde egonkorra lortzeko. Horrela, piezaren zehaztasun geometriko handia eta propietate metalurgiko onak lortzen dira. Ildo horretan, hainbat kontrol-estrategia behar bezala ezarri dira.
  • LORTEK kontrol-sistema aurreratu bat garatzen ari da marruskadura birakariko soldadura prozesurako. Sistema horri esker, sentsibilitate eta abiadura handiko soldadura prozesua kontrolatu ahal izango da. Gainera, fabrikazio aurreratuko gaitasun berriak ezartzen ari dira, hala nola, datuak eta parametro kritikoak eskuratu, monitorizatu eta aztertzea.
  • Internet of Things:

  • Produkzio Kognitibo Handiko Lantegietarako Arkitektura Hiperkonektatua (HYPERCOG Europako Proiektua): LORTEK prozesuen industriaren eta prozesu kognitiboak ekoizteko instalazioen eraldaketa digital osoa ahalbidetuko duen arkitektura berritzailea garatzen ari da, automatizazio ziberfisikoko sistema baterako (CPS). Sistema Industrial Ziberfisiko hori SIDENOR (altzairuaren fabrikazioa), CIMSA (zementua) eta SOLVAY (kimikoa) erabiltzen diren kasuetan ezarriko da.
  • Soldadura-prozesuaren monitorizazioa: monitorizazioak soldatutako lotura-prozesua optimizatzea ahalbidetzen du, prozesu-mugak markatuz, defektiboak nola sortzen diren ulertuz eta soldatutako produktuen kalitatea handituz. Ildo horretan, Lortek soldadura robotizatu adimenduneko zelula bat diseinatu eta garatu du, sentsore multzo bat integratuz eta prozesuen parametro kritikoak denbora errealean atzemanez. Datu horien ondorengo analisiak, adimen artifizialean oinarrituak, zero akatseko ekoizpen baterantz aurrera egitea ahalbidetzen du.
  • Robotika industriala:

  • LORTEK balio erantsi handiko piezen konponketa adimendunerako prozesu bat garatzen ari da, robotika aurreratuaren, soldaduraren eta 3D ikuskapen-sistemen bidez. Saneatze-prozesuak produkzio-prozesuan akatsak dituzten piezak eta bizitza baliagarrian higadurak dituzten piezak hartzen ditu barne. Helburua eskura dauden 4.0 teknologiak (robotika aurreratua, ikusmen artifiziala, 4.0 soldadura, etab.) garatu eta heltzea da, akatsak konpontzeko irtenbide automatizatua lortzeko.
  • Soldadura robotizatu malguaren esparruan, LORTEKek tresna edo jigless gabeko soldadura robotizatuan dihardu, non robot batek soldatzeko piezak eusten dituen eta beste robot batek edo batzuek piezak aldi berean soldatzen dituzten. Teknologia horretan oinarritutako zelula robotizatu batek aukera ematen du hainbat erreferentzia/produktu eta ekoizpen-agindu erabiltzeko bai loteekin eta baita banakako aleekin ere.

Ekipamendu espezifikoa

ZELULA ROBOTIZATU ADIMENDUNA

  • Sentsorika integratzea eta parametro kritikoak atzematea, soldadura robotizatuaren prozesua monitorizatzeko.

PROZESUAREN KONTROLA FABRIKAZIO GEHIGARRIAN

  • Bainu urtuaren kontrola (laserrarekiko CCD kamera koaxiala), laserraren potentzia aldatuz.

PIEZEN SANEAMENDU AUTOMATIKORAKO ZELULA ROBOTIZATUA

  • Balio erantsi handiko piezen saneamendu automatikorako zelula robotizatua.

Arrakasta-kasuak

ARKUZKO soldadura bidezko konponketa automatikoa

Erronka

Balio erantsi handiko piezetan, ekoizpen prozesuak edo erabilera-bizitzak berak zenbait akats – arrakalak, hutsuneak, higadurak, inperfekzioak – sortzen eta azaleratzen ditu, eta, horretarako, konponketa edota saneamendu eragiketa batzuk egin behar dira, material ekarpen bidez. Pieza mota horien geometria konplexuaren ondorioz, konponketa horiek eskuz egin behar izan dituzte orain arte langile espezializatuek, eta horrek prozesu-kostu handiak eta entrega-epe luzeak dakartza.

Irtenbidea

Material ekarpeneko eragiketa horiek automatizatu, optimizatu eta hobetzeko, LORTEKek lan-estrategia bat garatu du, honako teknika hauetan oinarrituta: (1) bete beharreko eremuen 3D eskaneatze automatikoa eta (2) materialaren ekarpen optimo eta automatikoaren ibilbideak ondoren kalkulatzea. Eskaneatzeko teknologia modernoen bidez – azkarrak, automatizagarriak, material anitzekoak –, kasuan kasuko piezaren "mapa digitala" (CAD) lor daiteke. Mapa hori irudi ideal batekin alderatuko da, eta, horrela, bete beharreko eremuak lortuko dira. Helburu-zonalde horiek ekarpen-ibilbide optimoetan (CAM) kokatzen dira eta, ondoren, zelula automatizatu batek exekutatzen ditu.

Onurak

Estrategia robotizatu honekin hasiera batean, produktibitatea handitu daiteke, prozesuaren automatizazioari esker. Gainera, denbora eta erabilitako materialaren kantitatea murrizteak ekoizpen-kostuak ahalik eta gehien doitzen ditu. Azkenik, moldagarritasuna eskaintzen dio prozesuari, hainbat akats eta kasuistikari irtenbidea emateko.

Erronkak

Datozen urteetan aurre egin beharreko erronkak:

Egokitze-sistema berritzaileen garapenak eta inplementazioak duten eraginkortasunaren araberakoak izango dira soldadura prozesuen etorkizuneko hobekuntza eta errendimendu operatiboa. Ildo horretan, soldadura konplexuko prozesuen automatizazioa, robotizazioa eta kontrol moldagarria landuko dira. Sistema berri horiek sendoak, birkonfiguragarriak, fidagarriak, adimendunak eta ekonomikoki bideragarriak izan beharko dute, fabrikazio aurreratuko teknologien eskaerak asetzeko.
LMD fabrikazio gehigarriko prozesu bidez geometria konplexuak dituzten piezak fabrikatzea erronka izan daiteke gaur egun inplementatutako aldagai bakarreko kontroletan. Aldagai anitzeko kontrol-algoritmo moldagarriek aukera emango dute fabrikazio gehigarriaren prozesua optimizatzeko hainbat helbururi dagokienez, hala nola, piezaren kalitatea, botatako hautsaren eraginkortasuna, fabrikazio-abiadura eta abar.
HyperCOG proiektuak sistema ziberfisikoetan oinarritutako fabrikazio adimenduneko sistema bat proposatzen du, produkzio aldaketen nahiz desbideratzeen aurrean sendoa izango dena. Irtenbidea denbora errealeko monitorizazioa, datuen analisi masiboa, alde anitzeko komunikazioa eta sistema ziberfisiko eta pertsonen arteko interkonexioa ahalbidetzeko diseinatuta dago. Horrela, fabrikazio industrien eraldaketa digitala planteatzen da, horiek malguago bihurtuz.
Robot anitzeko sistema kooperatiboak gaur-gaurko gaiak dira robotikan, horiek aplikatzeak fabrikazio industriari onura handiak ekarriko dizkiola uste baita. Hala ere, sistema horiek (jigless soldadura, adibidez) erronka teknologiko batzuk dituzte oraindik, eta gainditu egin behar dira industrian erabat inplementatzeko.

Francisco Javier Huertos

Erreferentziazko Ikertzailea Kontrol, Robotizazio eta Sentsoreetan.

Industriaren Automatizazioan eta Elektronikan Ingeniaria Mondragon Unibertsitatean eta Sistema eta Kontrolen Ingeniaritzako Masterra Madrilgo Complutense Unibertsitatean / UNED. Gaur egun, ikertzaile seniorra da LORTEKeko Fabrikazio adimenduneko taldean, eta industriako prozesuen kontrol, robotika eta automatizazio jardueren buru da. Besteak beste, HyperCOG proiektu europarraren koordinatzailea da. Era berean, 10 urtetik gorako esperientzia du ikertzaile gisa ArcelorMittal taldeko I+G-ko hainbat zentrotan (Belgika eta Espainia), eta nazioarteko zein nazioko hainbat ikerketa eta garapen proiekturen zuzendari eta parte-hartzaile da.