La fabricación inteligente es una evolución tecnológica emergente de la manufactura tradicional que pretende optimizar cada paso del proceso de producción. Los sensores desempeñan un papel fundamental en la logística de la fabricación inteligente en subsectores como las adquisiciones, la producción, la distribución y el de término de vida útil.
Existe una gran variedad de sensores que se utilizan en cada paso del ciclo de manufactura del producto. Este artículo presenta algunos de los sensores más populares que se utilizan en las distintas etapas del proceso de fabricación inteligente.
Seguimiento inteligente para la adquisición, la distribución y el final de vida útil
El sector de la logística de la cadena de suministro depende en gran medida de la gestión eficaz de grandes cantidades de componentes individuales, paquetes y dispositivos de almacenamiento. La tecnología de fabricación inteligente ha sido pionera en la adopción de sistemas que permiten el seguimiento inteligente de esta variada gama de objetos.
Por ejemplo, un avión Boeing 777 contiene más de 3 millones de piezas individuales que más de 500 proveedores proporcionan. Para fabricar un Boeing 777 de forma eficiente, la correcta gestión de millones de componentes solo se puede llevar a cabo con la ayuda de grandes y precisos paquetes de datos que se basan en el monitoreo automatizado de cada componente dentro de un almacén. Para ello, se utilizan etiquetas y transpondedores RFID como una forma de “código de barras moderno” que permite el seguimiento de grandes cantidades de componentes a lo largo de la cadena de suministro.
Tipos de etiquetas de seguimiento
Las etiquetas RFID, o etiquetas de identificación por radiofrecuencia, son dispositivos de identificación inalámbricos de bajo costo que se pueden utilizar para hacer el seguimiento del inventario en toda la cadena de suministro. En las aplicaciones de producción inteligente, los lectores de etiquetas RFID pueden ser infraestructuras fijas que operan en centros de abastecimiento como las estaciones de carga. Además, los lectores RFID pueden ser dispositivos portátiles. Las etiquetas RFID se pueden leer de forma pasiva con estos dispositivos a una distancia de hasta 10 metros, lo que permite un seguimiento automático y rápido de paquetes, bobinas de productos o incluso componentes individuales.
Existen dos tipos de etiquetas RFID:
- • Pasiva, que no requiere una fuente de alimentación
- • Activa, que sí requiere una fuente de alimentación
Las etiquetas activas RFID se pueden detectar a distancias de hasta 100 metros del dispositivo sensor RFID. Ambos tipos se pueden detectar sin una línea de visión y a través de un objeto y pueden costar menos de 10 centavos cada una.
Las etiquetas NFC, siglas de Near Field Communication (Comunicación de campo cercano), son un subconjunto de las tecnologías RFID que pueden almacenar y transmitir múltiples tipos de datos. Se pueden utilizar para aplicaciones de autenticación de productos, pero en general no se utilizan para su seguimiento. Por el contrario, las etiquetas NFC se pueden utilizar para validar la información del producto y proporcionar datos adicionales del mismo a los sistemas de información de producción inteligentes. Para más información sobre la diferencia entre RFID y NFC, asegúrese de leer RFID frente a NFC: Diferencia entre RFID y NFC explicada.
Los sensores RFID y NFC se convirtieron en algo esencial para el seguimiento automatizado de productos en la tecnología de fabricación inteligente. Permiten realizar el seguimiento del producto desde el punto de producción hasta el punto de uso en las cadenas de suministro de fabricación, así como desde la posproducción hasta el punto de venta y desde ahí hasta el final de la vida útil del producto.
6 tipos de sensores que se utilizan en la producción
El alcance del sector de la producción en la fabricación inteligente es muy amplio y puede ser en extremo complejo. Por lo tanto, existe una amplia gama de sensores que se utilizan en sistemas especializados de fabricación inteligente. Se pueden ver en los diseños de maquinaria a medida, en las redes de producción e incluso en todas las instalaciones de manufactura. A continuación se enumeran algunos de los sensores más comunes que se encuentran en los sistemas de producción:
Lossensores de temperatura se utilizan con frecuencia en industrias en las que se deben alcanzar temperaturas decisivas para la correcta aplicación del producto, como la petroquímica, la farmacéutica, la alimentaria, la médica y la fabricación de materias primas. Por ejemplo, las latas de aluminio de consumo suelen tener un revestimiento de plástico apto para alimentos en su interior que debe aplicarse a temperaturas precisas para que se adhiera bien a la estructura de aluminio.
Lossensores de efecto Hall se utilizan, por lo general, para aplicaciones de recuento, en las que un imán se fija a un componente móvil de la máquina. Cuando ese imán está en presencia de un sensor de efecto Hall, éste detecta su presencia y proporciona datos al controlador de la máquina. Por ejemplo, en una etiquetadora de botellas giratoria, la posición del eje de etiquetas se puede monitorear y ajustar de forma activa en función de la entrada magnética al sensor de efecto Hall, lo que permite la aplicación automática de etiquetas sin inconvenientes.
Lossensores infrarrojos se utilizan para supervisar la salida de infrarrojos de los objetos, que pueden detectar a distancia los datos de temperatura, el análisis de la composición de los gases, la reflectividad del objeto y la suavidad de la superficie. Por ejemplo, los sensores infrarrojos se pueden utilizar para supervisar la composición del gas en aplicaciones de soldadura complejas, como la soldadura de titanio, donde la presencia de gases no deseados puede ser catastrófica para el proceso de fabricación.
Lossensores de proximidad se utilizan para detectar la proximidad del sensor a un objeto. Los sensores de proximidad se utilizan en gran medida en aplicaciones de fabricación inteligente en las que las máquinas automatizan la acción en el momento de la producción. Por ejemplo, las máquinas de recogida y colocación que se utilizan en la fabricación de productos electrónicos recogen componentes individuales de un lugar y los colocan en otro. El sistema de control de una máquina de recogida y colocación puede contener sensores de proximidad para informar a la herramienta sobre su proximidad al componente en el momento de la “recogida” y sobre su lugar de destino en el momento de la “colocación”.
Losacelerómetros se pueden utilizar en multitud de sistemas de fabricación inteligentes, como el control de motores, la protección contra robos, la detección de golpes, la inclinación, la orientación de objetos, la dinámica de máquinas y muchos más. Por ejemplo, el cabezal de la herramienta de una fresadora CNC de 5 ejes es probable que contenga varios acelerómetros para garantizar la colocación exacta de la herramienta en 3D durante el proceso de fresado.
Lossensores de nivel se utilizan para conocer los niveles de los fluidos en los contenedores de distribución y almacenamiento de los mismos. En las industrias relacionadas con la fabricación inteligente que utilizan fluidos, la capacidad de comprender la cantidad de fluido que se utiliza puede ser esencial para garantizar que un proceso funcione como se espera. Por ejemplo, las instalaciones de fabricación de semiconductores utilizan cientos de fluidos diferentes, desde mezclas plásticas hasta disolventes de grabado altamente volátiles. Estos fluidos se deben gestionar de acuerdo con las especificaciones del procedimiento. Los sensores de nivel se pueden utilizar para conocer su tasa de uso, las cantidades de eliminación necesarias y la presencia en todo un sistema que contenga fluidos.
Sensor de fabricación inteligente en la Industria 4.0
La tecnología de los sensores inteligentes en los sistemas de fabricación puede variar mucho en la industria pero, independientemente de la aplicación, la información que proporcionan es siempre de suma importancia para el proceso de fabricación. Aunque los sensores de fabricación inteligente pueden variar en cuanto a costo, tamaño, tecnología y utilización, los sensores desempeñan un papel fundamental en la transición de la fabricación tradicional a la fabricación inteligente. Los datos que proporcionan permiten que los modernos sistemas de control y la ciencia de los datos optimicen los procesos de fabricación en todo el mundo.
