Los fabricantes de maquinaria están bajo presión para entregar más rápido

Los fabricantes de maquinaria modernos compiten constantemente contra los plazos de entrega. Los equipos de ingeniería suelen preparar presupuestos para proyectos futuros mientras finalizan simultáneamente sistemas ya programados para producción.

Al mismo tiempo, los ingenieros deben evaluar hardware nuevo, coordinarse con los equipos de fabricación, actualizar revisiones y solucionar problemas de integración en plataformas de automatización cada vez más complejas.

En el diseño de control de movimiento, incluso una aplicación relativamente sencilla puede consumir valiosas horas de ingeniería. El diseño de sistemas de manipulación por vacío, ejes de posicionamiento accionados por servomotores o herramientas de extremo de brazo requiere realizar cálculos, comprobar la compatibilidad y seleccionar componentes antes de que siquiera pueda comenzar la adquisición.

A medida que los proyectos de automatización se vuelven más modulares e interconectados, las herramientas de ingeniería digital están pasando de ser opcionales a ser esenciales.

Por qué el diseño tradicional de sistemas de movimiento ralentiza los proyectos

La integración compleja crea cuellos de botella de ingeniería

A diferencia de los robots industriales totalmente integrados, muchos sistemas de control de movimiento requieren que los ingenieros ensamblen componentes interoperables de varias categorías. Los servomotores, actuadores lineales, drives, sensores, acoplamientos, dispositivos neumáticos y equipos de seguridad deben funcionar conjuntamente sin conflictos de compatibilidad.

Un solo cambio de diseño puede obligar a los ingenieros a revisar los cálculos de toda la cadena de movimiento. Este desafío se vuelve aún más grave cuando varios equipos de ingeniería trabajan simultáneamente en revisiones de máquinas en evolución.

Los fabricantes de maquinaria industrial que implementan sistemas de posicionamiento avanzados suelen combinar plataformas de movimiento con servodrives y hardware de control de movimiento para aplicaciones de empaquetado, ensamblaje y manipulación de materiales.

Los cálculos manuales siguen consumiendo un tiempo valioso

El dimensionamiento de sistemas neumáticos, el cálculo del caudal de vacío o la selección de amortiguadores tradicionalmente requerían un esfuerzo considerable de ingeniería manual. Los ingenieros solían recurrir a hojas de cálculo, catálogos y documentación fragmentada de los proveedores.

Aunque los diseñadores experimentados pueden completar estas tareas con precisión, el proceso consume tiempo que podría destinarse a la innovación o a actividades de puesta en marcha.

Las plataformas de ingeniería digital ahora automatizan muchos de estos cálculos y, al mismo tiempo, validan la interoperabilidad entre componentes.

El software de ingeniería combina cada vez más la simulación, el dimensionamiento y la configuración de componentes en flujos de trabajo unificados de diseño automatizado.

La ingeniería digital está cambiando el desarrollo del control de movimiento

Las herramientas de simulación reducen el riesgo de diseño antes de la producción

Las plataformas modernas de CAD y simulación permiten a los ingenieros evaluar la tensión mecánica, la precisión de posicionamiento, los perfiles de movimiento y el rendimiento durante todo el ciclo de vida antes de fabricar el hardware físico.

Este enfoque reduce las sorpresas durante la puesta en marcha y acorta los ciclos de prototipado. La simulación también ayuda a los fabricantes de máquinas a optimizar desde las primeras etapas del desarrollo el dimensionamiento de los actuadores y la eficiencia energética.

Actualmente, muchos fabricantes industriales integran la ingeniería basada en simulación en estrategias más amplias de transformación digital que abarcan arquitecturas de PLC, redes industriales y diagnósticos en el borde.

El diseño modular acelera la integración y el mantenimiento

La ingeniería modular se ha convertido en una estrategia fundamental para reducir la complejidad del diseño. En lugar de crear conjuntos altamente personalizados para cada variante de máquina, los fabricantes estandarizan cada vez más subsistemas reutilizables.

Este enfoque modular simplifica la gestión de repuestos, acelera las actualizaciones y reduce el riesgo de integración en distintas líneas de productos.

Las plataformas de automatización basadas en módulos de movimiento intercambiables también facilitan un mantenimiento más rápido y una mayor escalabilidad futura, especialmente en aplicaciones de embalaje y transporte por cintas.

Las plataformas de ingeniería en línea acortan los ciclos de diseño

El software de dimensionamiento de movimiento automatiza la selección de componentes

Los proveedores de automatización ofrecen cada vez más herramientas de ingeniería basadas en navegador que permiten a los ingenieros dimensionar, configurar y validar sistemas en cuestión de minutos.

Plataformas como la Guía en línea de dimensionamiento y manipulación de movimiento eléctrico de Festo automatizan los cálculos de ejes, cargas útiles, aceleración, manipulación por vacío y sistemas neumáticos, al tiempo que recomiendan componentes compatibles.

En lugar de buscar manualmente en catálogos, los ingenieros reciben configuraciones validadas y adaptadas a los requisitos de la aplicación y a los objetivos de rendimiento.

Esto reduce considerablemente la carga de trabajo de ingeniería durante las fases de cotización y prediseño.

Los flujos de trabajo integrados mejoran la eficiencia de las compras

Una ventaja que a menudo se pasa por alto de las herramientas de ingeniería digital es la aceleración de las compras. Una vez generado un diseño validado, las listas de componentes, los archivos CAD y la información para realizar pedidos están disponibles de inmediato.

Esa integración acorta la transición de la ingeniería a las compras y, al mismo tiempo, reduce el riesgo de pedir hardware incompatible.

Los fabricantes que integran arquitecturas de automatización avanzadas suelen combinar flujos de trabajo de movimiento digital con plataformas como sistemas Allen-Bradley ControlLogix para el control sincronizado de máquinas y aplicaciones de movimiento coordinado.

El soporte de ingeniería basado en vídeo se está expandiendo rápidamente

Otra tendencia que está transformando la ingeniería industrial es el crecimiento del contenido de tutoriales técnicos. Los recorridos en vídeo ahora ayudan a los ingenieros a configurar sistemas de movimiento, aplicaciones de manipulación por vacío y herramientas robóticas de manera más eficiente.

En lugar de depender por completo de la documentación impresa, los ingenieros pueden observar directamente procedimientos de dimensionamiento reales, flujos de trabajo de configuración y ejemplos de resolución de problemas proporcionados por especialistas en aplicaciones.

Este cambio reduce el tiempo de incorporación de los ingenieros nuevos y, al mismo tiempo, mejora la estandarización entre equipos de ingeniería distribuidos.

La ventaja competitiva ahora proviene de la velocidad de la ingeniería

Los ciclos de diseño más rápidos mejoran la agilidad de los fabricantes de máquinas

Los fabricantes de máquinas afrontan una presión cada vez mayor para entregar sistemas de automatización personalizados con plazos de entrega más cortos. Las herramientas de ingeniería digital respaldan directamente este objetivo al acortar las fases de diseño, validación y adquisición.

Las empresas que adoptan estos flujos de trabajo obtienen una ventaja medible en capacidad de respuesta, especialmente en sectores de rápida evolución como el embalaje, la logística, la fabricación de baterías y la automatización de almacenes.

El software de ingeniería se está convirtiendo en parte de la pila de automatización

Las herramientas de ingeniería ya no son utilidades aisladas que se usan ocasionalmente durante la selección de productos. Se están convirtiendo en capas integradas dentro del ecosistema más amplio de la automatización industrial.

El software de dimensionamiento, las plataformas de simulación y las herramientas de configuración se conectan cada vez más con los entornos CAD, las suites de programación de PLC y las plataformas de gemelos digitales.

A medida que las fábricas siguen modernizándose conforme a las estrategias de la Industria 4.0, la eficiencia de la ingeniería está surgiendo como un indicador competitivo de producción.

La ingeniería de automatización avanza hacia el diseño predictivo

La próxima fase del desarrollo del control de movimiento probablemente combinará el dimensionamiento asistido por IA, la simulación predictiva y las bases de datos de ingeniería conectadas a la nube.

Los entornos de ingeniería del futuro podrían recomendar automáticamente los componentes óptimos basándose en el historial de las máquinas, los registros de mantenimiento, el consumo de energía y el rendimiento operativo de flotas completas de equipos.

En muchos sentidos, el propio flujo de trabajo de ingeniería se está automatizando.

Para los fabricantes de máquinas que trabajan bajo una presión constante para cumplir los plazos de entrega, esa transformación puede llegar a ser tan importante como los sistemas de movimiento que diseñan.

Autor: Ethan Caldwell | Analista sénior de sistemas de movimiento

Ethan Caldwell tiene más de 11 años de experiencia en control de movimiento industrial, integración de servos y sistemas de automatización de fábricas. Su trayectoria incluye la colaboración en ingeniería con proveedores de soluciones de Rockwell Automation, Siemens, Beckhoff Automation y Festo en los sectores del embalaje, la manipulación de materiales y la fabricación de alta velocidad.