Automatica - 426

MECATRÓNICA

El software, en la base

426 / Febrero 2011 Mecánica, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas

INFORME

Equipos de visiónpor ordenador

Robótica: los países asiáticos protagonizan las previsiones de aumento de la demanda

Aplicaciones modernas de la robótica industrial

Felipe Pang, de Omron“Queremos democratizar el mundo de la visión artificial”

Automática eInstrumentaciónAutomática eInstrumentación

Productividady eficienciadel diseño ala producción

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Actualmente nos encontramos con la paradoja de que la “parte” de una máquina que porcentualmente representa el coste más elevado no se mueve, no ocupa lugar, no pesa y no hace ruido: es el programa de software. Pág. 77

Incluye tabla de ofertaPág. 77

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14 Mes a mes• CDEI-UPC aplica un nuevo concepto de diseño de bienes de equipo• Bombas volumétricas: un mercado que crece• La ISO 26000 ya está en vigor• Colaboración entre Automation ML y PLCopen

18 CEA• Convocatorias de proyectos europeos

19 Empresas• Rockwell Automation se orienta hacia el escalado y la modularización del sistema de arquitectura integrada• GE Intelligent Plattforms adquiere SmartSignal• Intel fi naliza la compra de la actividad WiFi de Infi neon

Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426SUMARIO

4

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8 Después de la fuerte caída experimentada en el número de nuevos robots incorporados a la industria en el ejercicio de 2009, el sector de la robótica inició una tendencia a la recuperación del ritmo de crecimiento que, según las previsiones de la asociación internacional del sector, en el plazo de tres años alcanzará las 100.000 unidades anuales.

Tecnología para la automatización de máquinas

28 Está previsto que el conjunto de tecnologías y soluciones destinadas a la automatización de las máquinas industriales mantenga una tendencia alcista hasta el año 2013.

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• Schneider Electric refuerza sus posiciones en la India• Vacon se asocia con F-Secure• NI vuelve a su ritmo normal de crecimiento en 2010• Un buen año 2010 para Harting

25 Eventos• Expoquimia acoge un espacio para la industria farmacéutica

26 Calendario de ferias y cursos

PERSONAS

32 Felipe Pang, responsable de marketing de la división de visión artificial de Omron“Queremos democratizar el mundo de la visión artificial”

SELECCIÓN DEL MES34 Empresas

• Carl Source basado en arquitectura nativa de Internet• RS Components: satisfacción asegurada de proveedores y clientes• EcoStruxure, una solución integrada de Schneider Electric

44 Productos• Nueva generación de RTU con prestaciones de PLC e Internet• Nuevo robot scara de techo

INFORME77 Equipos de visión

por ordenadorMiquel Casamitjana yEnric X. Martín Rull

El continuo avance tecnológico de los sistemas

de visión por computador hace que estos cada vez sean más simples de implementar y con mucha más capacidad de resolver problemas de mayor complejidad. Cada vez más presente en todos los ámbitos industriales.

APLICACIONES94 Aplicaciones modernas

de la robótica industrial

98 Estaciones de recarga para vehículos eléctricos

SOLUCIONES100 Medición de temperatura

con conformidad SIL

TECNOMARKET102 Nuevos productos

De la mecatrónica a la “enertrónica”

49 La evolución de la mecatrónica ha supuesto que nos encontremos con la paradoja de que la “parte” de una máquina que representa el coste más elevado es el programa de software.

Febrero 2011 / n.º 426 Automática e InstrumentaciónSUMARIO

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MECATRÓNICA

Entrevistas

54 Rainer Stetter, reconocido gurú del software y la mecatrónica en Alemania

Nuevos métodos de desarrollo

60 Diseño basado en modelos, simulación y generación automática de código.

Soluciones para fabricantes de maquinaria

64 Los fabricantes se ven abocados a aplicar nuevas estrategias de diseño que les faciliten la realización de maquinaria flexible. El tratamiento integrado del ciclo de vida de su diseño y la explotación de modernas herramientas informáticas se presentan como excelentes aliados.

Mecatrónica en aplicaciones industriales

69 Un ejemplo de uno de los usos más habituales como aplicación en máquinas de producción en la industria: el plato divisor.

Parking robotizado

58 Judit Coll, directora del Cequip, y Carles Riba, director del Cdei

73 Cómo ahorrar tiempo, espacio y reducir el CO2.

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Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426EDITORIAL

A pesar de que la me-catrónica como tec-nología está presen-

te de una forma continuada en los contenidos de nuestra publicación, no le hemos dedicado una atención más exhaustiva, como lo hacemos en este número, desde mediados del año 2005. En uno de los artículos que incluíamos en aquel número, los autores afirmaban que la teoría de control y su aplicación seguía siendo, a nivel de formación, un tema pendiente. Muy pocos ingenieros utilizaban herramientas de modelación y simulación en sus diseños, las matemáticas no se percibían como una herramienta que formara parte de las habilidades de un ingeniero sino como un obstáculo a evitar y muy pocos ingenieros tenían el equilibrio necesario entre teoría y práctica para alcanzar el éxito en la ingeniería mecatró-nica. De este modo, el diálogo interdisciplinario resultaba imposible, tanto en la Universidad como en la industria. Han pasado casi seis años y algunas de estas afirmaciones parece que siguen siendo ciertas.

Y no es que la mecatrónica sea una tecnología rigurosa-mente nueva. Ya a principios de los años setenta se hablaba de ella como la combinación sinergética de la ingeniería mecánica de precisión, el control electrónico y el enfoque al sistema en el diseño de productos y procesos de producción. En realidad, para algunos profesionales la mecatrónica consistía sólo en hacer las cosas bien hechas, es decir, estar al día y aplicar las nuevas potencialidades que brindaban las tecnologías y aplicarlas a los diseños de los productos para que estos mejoren. Para estos profesionales, la meca-trónica no presentaba ninguna novedad por ella misma, sino que se trataba de ir incorporando al diseño los avances que se producían por la evolución de las tecnologías de los sensores, actuadores, control, electrónica de potencia, mi-croelectrónica, informática y comunicaciones. Y para que esto fuera así, se planteaban como muy necesario enseñar

a los ingenieros mecánicos cómo usar la electrónica, cómo programar los proce-sadores y cómo diseñar los algoritmos de control.

Pues, bien, parece que, después de tantos años, esto no se ha conseguido. La ma-yoría de especialistas de la materia coinciden en señalar el poco camino que se ha recorrido en este sentido, y sobre todo señalan las reticencias de los ingenieros mecánicos o eléctricos a entrar mínimamente en las entrañas del soft-ware para que las sinergias entre las distintas tecnologías que juegan un papel en la mecatrónica sean de verdad posibles y redunden en una mejora de cualquier proceso de diseño. Y es que el software no se puede contemplar durante más tiempo como un simple añadido a los com-ponentes mecánicos de la máquina, ya que los programas y aplicaciones de software son la base para el movimiento de los componentes mecánicos.

Los procesos de ingeniería mecatrónica sólo pueden op-timizarse bajo la condición previa de que los fabricantes de maquinaria comprendan la importancia del software y las necesidades de los procesos de software. Tengo la fuerte convicción de que sólo sobrevivirán aquellas empresas que inviertan en sus procesos de ingeniería mecatrónica con un enfoque especial en el software, afirma el Dr. Rainer Stetter, especialista en mecatrónica, en una entrevista man-tenida con él recientemente, y Antoni Sudrià, profesor de la UPC y otro de los especialistas en mecatrónica, señala que actualmente nos encontramos con lo que algunos viven como una paradoja: la parte de una máquina que representa el coste más elevado porcentualmente no se mueve, no ocupa lugar, no pesa y no hace ruido, es decir, el programa de software.

De lo que se trata es de que esto deje de ser una para-doja.

La mecatrónica y el software

Visión por computador: aumentando la eficiencia de los sistemas productivos

E n el contexto económico actual, donde la demanda de los pro-ductos tiene una tendencia a

la baja, la capacidad de incrementar la productividad es un factor que puede determinar la estabilidad de las com-pañías de manera más pronunciada que en épocas anteriores. Automatizar todos los procesos productivos posibles es una buena manera de aumentar la productividad, pero la automatización no solo requiere de mecanismos que actúen sobre los productos, sino que también precisa de sistemas que per-mitan conocer el estado del entorno para saber dónde y cómo actuar.

Actualmente, la visión por computa-dor es una herramienta imprescindible para elevar la competitividad de las

empresas. El crecimiento continuado de las capacidades tecnológicas de la totalidad de los elementos presentes en un sistema de visión (iluminación, cámaras, algoritmos de procesado de la imagen, etc.) posibilita hacer más eficientes tareas ya automatizables anteriormente, logrando mayor ca-lidad en los resultados y un número mayor de inspecciones en un mismo intervalo de tiempo. Además, permite ampliar el conjunto de problemas que la visión por computador puede resolver, aumentando, por lo tanto, la proporción de tareas automatizables. En este sentido, el incremento de las prestaciones de las tecnologías de la visión por computador se puede ver como una oportunidad para au-

mentar la eficiencia de los sistemas productivos.

El informe que incluimos en este número quiere mostrar el estado actual de los sistemas de visión y sus tendencias futuras. Para ello presenta un texto que refleja las opiniones de diferentes expertos, y además, incluye dos tablas que ejemplifican la amplia gama de productos existentes en el mercado de las cámaras y de las tarjetas de adquisición, mostrando una selección de los elementos más representativos.

Enric X. MartínAutor del informe Equipos de visión por ordenador

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Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426TIEMPO REALPanorama

El mercado mundial de robótica inició la recuperación en el pasado ejercicio

Los países asiáticos protagonizan las previsiones de aumento de la demanda

L a incorporación anual de robots a la industria en todo el mundo ha seguido una

evolución de tendencia creciente, aunque con ligeras oscilaciones a la baja, desde 1995, con un pico máxi-mo en 2005 y una fuerte reducción en 2009, como consecuencia de la crisis, cuando el número de unida-des cayó por debajo de la cifra co-rrespondiente a 1995. En la actual década, el mercado más dinámico en cuanto a la incorporación de robots a la industria es el asiático, con notable diferencia respecto a Europa y América, aunque también experimentó los efectos de la crisis en el ejercicio de 2009, al reducir a

la mitad el número de nuevos robots incorporados (30.000 unidades) respecto al año anterior.

La industria fabricante de vehícu-los a motor y la industria fabricante de componentes para automoción siguen siendo las principales de-mandantes del mercado de robótica, aunque las diferencias en el núme-ro de incorporaciones en 2009 se redujeron respecto a los sectores de electrónica y de fabricación de plásticos. De hecho, en 2009 el número de nuevos robots instala-dos en todo el mundo se redujo en un 45%, hasta cifrarse en 62.100 unidades. La disminución de las ventas de robots en 2009 afectó de

forma intensa en todas las regiones del mundo; así, en el mercado nor-teamericano, las ventas cayeron en torno al 48%, mientras que en Asia y Europa la disminución fue del 47% y 41%, respectivamente. Por su parte, Japón arrojó la mayor dismi-nución en la venta de robots durante 2009 respecto al año anterior, en un 57%. Incluso en un mercado emergente, como el de China, se vendieron un 31% menos de robots que en 2008.

Como quiera que sea, desde la Fe-deración Internacional de Robótica (IFR), las previsiones de crecimiento anual del mercado para el periodo 2011-2013 señalan una cuota del

Después de la fuerte caída experimentada en el número de nuevos robots incorporados a la industria en el ejercicio de 2009, el sector de la robótica inició una tendencia a la recuperación del ritmo de crecimiento que en el plazo de tres años, de cumplirse las previsiones de la asociación internacional del sector, alcanzará las 100.000 unidades anuales, gracias a la demanda de los países emergentes de la región Asia-Pacífico.

CARLOS GARCÍA

Febrero 2011 / n.º 426 Automática e InstrumentaciónTIEMPO REALPanorama

10%, hasta alcanzar en el 2013 una cifra ligeramente superior a las 100.000 nuevas unidades, aunque todavía por debajo de los valores ob-tenidos entre 2005 y 2008. De todos modos, las previsiones establecen una evolución positiva en las tres principales regiones (Asia, Europa y América). Con ello, el parque mundial de robots operativos, que actualmente se evalúa en una cifra ligeramente por encima del millón de unidades, está previsto que para el ejercicio de 2013 alcance una cifra de 1,12 millones de unidades, según la IFR.

A pesar de la fuerte caída de la demanda en 2009, desde la propia asociación mundial se pone de relie-ve la inflexión hacia la recuperación en los primeros meses de 2010, con una relativa fuerza, ya que en los nueve primeros meses de 2010 se dobló la demanda de nuevos robots respecto al mismo periodo del año anterior, apuntando hacia la supera-ción de la demanda anual registrada en 2007 y 2008.

Aunque con el estallido de la crisis muchas empresas cancelaron las previsiones de inversión durante el ejercicio de 2009, la necesidad de hacer frente a mejoras en la productividad, como de cumplir con las nuevas disposiciones en materia medioambiental, además del despliegue de estrategias hacia mercados emergentes, reanudó el

La recuperación industrial tira del mercado de robótica

Automatización y mejora de la productividad

L a robótica en España se beneficia del relativo relanzamiento de la actividad

industrial, especialmente perceptible en algunos sectores de fabricación (alimen-tación, productos farmacéuticos) que no han sufrido el impacto de la crisis con la misma intensidad que otros, o bien que se han visto obligados a proceder a me-jorar sus procesos productivos, mediante inversiones en automatización, debido a las nuevas oportunidades de negocio que se presentan en los países emergentes, mucho menos afectados por la crisis de 2008 y que, en cualquier caso, demues-tran una capacidad de recuperación de la actividad económica (por ejemplo, Brasil) mucho más rápida que los países industrializados. Es así como empresas españolas fabricantes de maquinaria es-pecializada, con canales de comercializa-ción en los países emergentes, ante la caída de la demanda interna y de los mercados preferentes de la Unión Europea, están reorientando sus estrategias exportadoras, lo que comporta igualmente un esfuerzo suplementario en cuanto a la automatización de sus procesos de fa-bricación, en la cual juegan un papel creciente las nuevas aplicaciones de la robótica. De hecho, las empresas exportadoras fabricantes de maquinaria mantuvieron durante el pasado ejercicio una tendencia sostenida hacia la superación de los valores de 2009, siendo los bienes de equipo los principales bienes exportados y el sector del automóvil el principal contribuyente a este aumento, sobre todo en lo que se refiere a componentes y a vehículos terminados. Por otra parte, la tendencia a la recuperación de la producción industrial también se apreciaba a lo largo del pasado ejercicio, lo que representa un ámbito de oportuni-dades para las nuevas aplicaciones de la robótica.

ciclo inversor ya a finales de 2009.Según fuentes del citado organis-

mo internacional, esta tendencia a la recuperación en el mercado mundial de la robótica, debe buena parte de su impulso a la demanda proveniente del segmento de ro-bots de servicios. No obstante, la demanda de robots industriales, después de la caída de 2009, supera las previsiones, al venderse en 2010 más de 100.000 unidades en todo el mundo. Los principales sectores de demanda en todo el mundo son la industria de automoción y el sector de electrónica, aunque el sector

del plástico también ha relanzado las inversiones en robótica, como consecuencia de la demanda de materiales plásticos más ligeros para el sector de automoción, de equi-pamiento del hogar, y para envase y embalaje.

También se aprecia una tendencia alcista en la demanda de robots por parte de la industria de transfor-mación de metales y de los sumi-nistradores de componentes para el sector de automoción. La evolución de la demanda mundial de robots durante la primera mitad de 2010 estuvo marcada por las ventas des-

Aunque la crisis frenó las inversiones durante el ejercicio de 2009, la

necesidad de mejorar la productividad y cumplir

con las normativas medioambientales,

además del despliegue de estrategias hacia

mercados emergentes, reanudó el ciclo inversor

a finales de 2009.

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tinadas al sector de automoción; sin embargo, en el tercer trimestre del año también se apreció un conside-rable aumento de las ventas en otros sectores industriales.

En el caso del aumento de las ven-tas de robots japoneses durante los nueve primeros meses del pasado año, las razones hay que buscarlas en la demanda procedente de los países asiáticos y, particularmente,

de las exportaciones a China, que igualaron el máximo obtenido pre-viamente a la crisis, así como en la demanda procedente de la indus-tria del automóvil y de la industria electrónica, que mantuvieron una dinámica de crecimiento estable. En los EE.UU. se registró un fuer-te crecimiento en 2010, lo que en opinión de los portavoces del sector viene a avalar el papel que juega en

el marco de la tendencia general a la automatización en diferentes sectores industriales, así como en el mercado de servicios.

La utilización de robots está au-mentando en todos los ámbitos in-dustriales y de servicios. La crecien-te personalización de los productos de consumo comporta la reducción de los tiempos de salida al mercado y, con ello, una mayor flexibilidad

Aplicaciones convencionales para nuevos sectores

Software para la cooperación entre operario y robot

E ntre los desarro-llos de la robóti-

ca, destaca la ten-dencia a configurar sistemas robotizados que contemplan la colaboración entre operario y robot en la ejecución de sus operaciones, lo que tiene implicacio-nes directas con la problemática de la seguridad operati-va. En este sentido, Pere Homs, director de ventas e ingenie-ría de la división de robótica de ABB, manifiesta que en la robótica in-dustrial tradicional hemos separado a los operarios de los robots. Las normas establecen barreras físicas o espacios protegidos por sensores o barreras de pre-sencia que delimiten las zonas de trabajo de unos y otros. Sin embargo, actualmente disponemos de he-rramientas que hacen posible el trabajo cooperativo entre hombres y máquinas mediante la utilización de software específico que limita de forma segura la velocidad y los movimientos del robot cuando es preciso, evitando riesgos innecesarios. Ejemplos de aplicaciones de esta nueva funcionalidad son la carga directa sobre utillajes/pinzas manipuladas por robots o procesos de inspección de calidad por parte de operarios de piezas presentadas por robots. Por lo demás, la industria robótica, en opinión de nuestro interlocutor, continuará extendiendo su ámbito de incorporación a nuevos sectores industriales (ali-mentación, fabricación de productos de gran con-sumo, farmacia, etc.) aunque, más que de nuevas aplicaciones, que representan una pequeña cuota

del mercado anual de robots, se trata de aplicaciones con-vencionales, que si-guen un patrón de costes parecidos a los del resto de seg-mentos. Así, pues, la tendencia de los últimos años en el mercado español a la disminución del número de unidades que se incorporaban al sector de fabrica-ción de automóviles al tiempo que crecía la industrial, en ge-

neral, se mantendrá en los próximos años, si bien aún estamos lejos de las cifras del año 2001, cuando el mercado alcanzó su máximo volumen con 3.000 unidades anuales.

El abaratamiento de las unidades robóticas juega un importante papel a la hora de facilitar su incorpo-ración a las pyme, un mercado de gran potencial si tenemos en cuenta la estructura del tejido industrial español. Sin embargo, la complejidad operativa de las soluciones robóticas suele esgrimirse como un impedimento a la incorporación de los robots en las pequeñas unidades industriales. En este punto, Pere Homs hace una serie de precisiones en la medida que, si bien la utilización de la robótica industrial ya no es una tecnología compleja solo reservada a especialistas, sí que requiere una cierta capacitación que, si se hacen bien las cosas, está al alcance de las pequeñas y medianas empresas. Las pyme son per-fectamente aptas para la incorporación de la robótica en sus procesos industriales como ya está sucediendo desde hace años.

Febrero 2011 / n.º 426 Automática e InstrumentaciónTIEMPO REALPanorama

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en los procesos de automatización. En este sentido, los robots, una vez que han sido programados para realizar diferentes tareas pueden cambiar fácilmente de un proceso de fabricación a otro. Además, la estandarización de las aplicaciones ha aportado mayor eficiencia a los procesos de producción, gracias a su mayor flexibilidad, precisión y facilidad de programación.

Si bien el grueso de la demanda proviene del sector de automoción, cada vez es mayor el número de pyme de diferentes sectores indus-triales que incorporan los robots en las soluciones de sus procesos de producción, aunque todavía en unas proporciones modestas. No obstan-te, el sector de las pyme representa un gran potencial para el mercado de robótica a escala mundial en la medida que las pyme comienzan a adquirir robots, aunque sea en pequeñas proporciones, debido al gran número de pyme que confor-man cada sector industrial. En este punto, el reto para los fabricantes de robots pasa por ofrecer soluciones tecnológicas que faciliten su utili-zación, así como la programación y la integración de los robots dentro de soluciones como, por ejemplo, para la fabricación de series redu-cidas de productos. Precisamente, la observación de movimientos en este sentido es lo que hace pensar a los analistas en el potencial a cor-to plazo de la demanda de robots

procedente del tejido industrial compuesto por las pyme.

Robótica en EspañaLa curva de la evolución de la in-corporación anual de robots en la industria española 1997 sigue una línea paralela a la del conjunto del sector en el mundo, con una tendencia ascendente desde 1997 y un pico máximo en 2001. Las consecuencias de la crisis se dejaron notar, sin embargo, en la inflexión a la baja en el ritmo de crecimiento que marcó el ejercicio de 2008; año en el que se incorporaron 1.833 unidades, una cifra que retrotrae a los valores de 1998. Como quiera que sea, en 2009 el parque de robots instalados en España ascendía a 29.729 unidades, cifra que quintu-plicaba la correspondiente a 1997.

La mayor parte de los robots ins-talados se encuentran en el sector de automoción, que continúa aca-parando la mayor cuota de parque instalado, en torno al 66% en 2008, mientras que la cuota restante se re-

parte entre los otros sectores indus-triales. Si atendemos a la evolución del parque instalado en el sector de automoción, el número de unidades mantiene una línea de crecimiento continuada desde 1997.

En cuanto a las aplicaciones, la mayor cuota corresponde a las acti-vidades relacionadas con la soldadu-ra, con 13.945 unidades instaladas en 2009, dentro de las cuales des-tacan las destinadas a la soldadura por puntos (8.881 unidades) y a la soldadura por arco (4.639 uni-dades). El otro gran segmento de aplicación de los robots corresponde a las actividades de manipulación y carga y descarga de máquinas, cuyo parque instalado en 2009 ascendía a 11.661 unidades, distribuidas entre el moldeo de plástico (2.449 unida-des), manipulación en máquinas-herrramienta (1.602), estampación, forja y doblado (1.541), paletización (1.446) y carga y descarga de má-quinas para otros procesos (1.765), entre otras actividades de manipu-lación.

El resto del parque instalado se reparte entre las aplicaciones para el trabajo de materiales (pintura y esmaltado, aplicaciones de adhe-sivos y en sellado, etc.) con 1.190 unidades, y las tareas de montaje y desmontaje (1.021 unidades). El resto de procesos, como las aplica-ciones de corte o las salas blancas acumulaban 2.368 unidades en el ejercicio de 2009.

La distribución del parque instala-do de robots en España por sectores industriales subraya la importancia del sector del automóvil y de la in-dustria de componentes, con 18.731 unidades instaladas en 2009, segui-do a distancia del sector de plásticos y productos químicos (2.477 unida-des, excluidas las destinadas a los

El reto para los fabricantes de robots pasa por ofrecer soluciones tecnológicas que faciliten su utilización, así como la programación y la

integración de los robots dentro de soluciones como, por ejemplo, para la fabricación

de series reducidas de productos.

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plásticos del automóvil), el sector del metal, que aca-paraba en 2009 la cifra de 1.959 unidades, y el sector de alimentación y bebidas, que es uno de los sectores donde se aprecia una cre-ciente incorporación de robots a sus procesos de fabricación.

En lo que llevamos de década, el sector de ali-mentación y bebidas apa-rece como un sector emer-gente en las aplicaciones de robots a sus procesos de fabricación, con una evolución positiva en cuan-to al número de unidades incorporadas cada año y un fuerte despegue en el ejercicio de 2008; así pasó de menos de 100 unidades incorporadas en 2002, con-tra la incorporación de más de 450 en el ejercicio de 2008.

La estructura del mercado espa-ñol de robots muestra una fuerte concentración en lo que se refiere a las ventas según las marcas, lo que se refleja en el parque instalado. Así, en 2009, sobre un total de 29.729 unidades instaladas, el 87% corres-pondía a las cinco primeras marcas y el 38,6% del parque instalado a un solo fabricante (ABB).

En la coyuntura que atraviesa el mercado de la robótica juega un papel importante la promoción de nuevas aplicaciones industriales a través de soluciones robotizadas, tarea llevada a cabo desde la aso-ciación y los nuevos desarrollos tecnológicos que aportan conti-nuamente las empresas fabrican-tes de robots en la integración de la tecnología de sensores, en el

campo de la seguridad y en el del software. Esto significa un constante ritmo de innovación en la oferta de soluciones que significa para las principales marcas inversiones en I+D que giran en torno al 14% de su facturación.

De hecho, en un contexto de-finido por una tendencia a la ex-pansión de la robotización a todos los segmentos industriales, entre los retos a resolver se encuentran los problemas de integración de los robots en el marco de soluciones ro-botizadas. Para ello es importante la relación colaborativa que se propug-na desde la AER-ATP en el sentido de vincular más estrechamente las relaciones entre las ingenierías inte-gradoras de sistemas y los centros de investigación con el fin de potenciar la transferencia de tecnología a la

empresa en tanto beneficia-ra de los nuevos desarrollos y soluciones de fabricación.

Las razones que avalan las soluciones robotizadas, según la AER-ATP, hay que buscarlas en las posibilida-des que ofrecen a la hora de reducir los costes operativos y de capital, en la medida que el tiempo de retorno de la inversión tiende a acortar-se, y en las ventajas que se derivan de la flexibilización del proceso de fabricación, sin olvidar el aumento de la cuota de seguridad en la planta de fabricación.

Otro rasgo importante del mercado de la robótica se refiere al proceso de abara-tamiento de los robots, que reduce el retorno de la inver-sión a periodos que rondan los tres años, y la mejora en

cuanto a prestaciones, lo que está haciendo que el robot sobrepase los sectores tradicionales de aplica-ción (automoción y manipulación y paletizado), donde alcanza grados de penetración muy elevados, y se extienda hacia sectores en los que el nivel de penetración de la robótica es muy bajo (alimentación, farmacéutico, aeronáutico, etc.), aunque con grandes posibilidades de futuro.

De ahí que, por ejemplo, los fa-bricantes vayan prestando mayor atención, por ejemplo, a la oferta de robots capaces de intervenir en procesos que requieren condicio-nes especiales, como pueden ser tareas de envasado de productos farmacéuticos o las operaciones en la manipulación de congelados. Se da la circunstancia, además, de que algunos de esos sectores emergentes en cuanto a la incorporación de ro-bots son los que han sufrido menor impacto de la crisis económica, como los antes mencionados o el de las energías renovables, lo que explica su capacidad de reacción a la hora de reiniciar el ciclo de inversión y cambio tecnológico que repercute directamente sobre el mercado de la robótica.

■ AeI

Según la Federación Internacional de Robótica, las previsiones de crecimiento anual del mercado para el periodo 2011-2013 señalan una cuota del

10%, hasta alcanzar en el 2013 una cifra ligeramente superior a las 100.000 nuevas unidades, aunque todavía por debajo de los valores

obtenidos entre 2005 y 2008.

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Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426TIEMPO REAL

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CDEI-UPC aplica un nuevo concepto de diseño de bienes de equipo

E l CDEI-UPC (Centro de Diseño de Equipos In-

dustriales) de la Universidad Politécnica de Catalunya ha abierto una nueva etapa en el diseño de bienes de equi-po con la aplicación de una nueva metodología que ha denominado In context.

Se trata de ampliar la visión que hasta ahora se centraba en el bien de equipo y que aho-ra incorpora un concepto de servicio que incluye el proceso operativo y el bien de equipo enmarcados en el contexto en el cual operan. Todo sin sustituir ningún servicio o planteamiento ya existente en el CDEI, sino añadiendo nuevos puntos de vista.

El nuevo método implan-tado por el CDEI consiste en estudiar todo el proceso operativo, el contexto geográ-fico, ambiental y cultural, y el consumo energético desde la fase inicial de definición de las

especificaciones de la máqui-na. A raíz de este cambio con-ceptual, el CDEI ha ampliado su cartera de servicios que hasta ahora se centraba en el diseño. Ahora ofrece también asesoramiento a empresas que quieren optimizar las especifi-caciones en el diseño de cada máquina realizando revisiones y diagnosis de los equipos existentes en las empresas para aplicar correcciones que reduzcan el impacto ambien-tal, tanto a nivel de emisiones como de consumo energético. Igualmente permite detectar oportunidades de mejora en los procesos productivos de las empresas.

El nuevo concepto en el diseño de equipos surgió a raíz de múltiples experiencias del CDEI, que les demostraron que podían ser más eficientes si trabajaban desde el inicio analizando el contexto.

Según el director del CDEI,

Carles Riba, el análisis de algunos equipamientos indus-triales nos ha hecho dar cuen-ta que la energía consumida y las emisiones de CO2 en la fase de uso pueden ser entre 10 y 50 veces más grandes que en las fases de fabricación de la máquina. Así, todos los criterios considerados hasta ahora, como la ingeniería concurrente, los costes, la fiabilidad, la fabricabilidad y el diseño pensando en el mantenimiento son válidos. Pero deben complementarse con consideraciones sobre el contexto.

Una base de datos de consumo energético y emisionesEl proceso In context incluye el desarrollo y la utilización de una base de datos de consu-mos energéticos y emisiones elaborada con la información recogida en cada uno de los

proyectos realizados durante los once años de vida del CDEI. La información de esta base de datos permite hacer una evaluación rápida del consumo energético y las emisiones ambientales de la futura máquina en proyecto, ajustando en la fase del diseño los parámetros que inciden en estos aspectos.

El objetivo del CDEI es acompañar a los fabricantes de bienes de equipo en la transformación de su activi-dad en equipamientos ade-cuados al nuevo contexto actual, marcado por la escasez de recursos y la implantación de procesos de fabricación y equipamiento en contextos más allá de Europa y de los países desarrollados. ■ AeI

El método, denominado In Context, permite obtener mejoras tanto en el proceso operativo como en el equipamiento.

TIEMPO REAL

Mes a mes

S egún la analista ameri-cana Frost&Sullivan, el

mercado europeo de bombas volumétricas (rotativas, a pis-tones y peristálticas) deberá experimentar un crecimiento anual de 2,4% hasta 2016. Según F&R, este crecimiento se deberá a la realización de nuevos proyectos industria-les en las regiones que han sufrido la crisis económica mundial pero que han estado sostenidas por los planes de relanzamiento gubernamenta-les. La parte más importante de los costes de mantenimien-to, de explotación y de energía

de las bombas han presionado a los industriales a poner su atención sobre los productos ahorradores de esta última, explica Ram Ravi, analista de esta consultora. A esto hay que añadir el crecimiento en los países del Este de la UE. Ravi opina también que teniendo en cuenta que exis-te una fuerte competencia, los constructores de bombas se verán obligados a firmar colaboraciones estratégicas y adquisiciones, reforzar sus servicios y desarrollar bombas inteligentes.

■ AeI

Bombas volumétricas: un mercado que crece


Ahora también con conexión por soldaduraUna característica excepcional de los conectores de señal de la serie RF es su rapidez de montaje hasta en el último detalle: Ya sea encajando lateralmente los contactos crimpados, el limpio sistema de apantallado o

el giro para el bloqueo de los soportes de contactos – el conector M23 de 12, 16 y 17 polos ha sido específicamente desarrollado para un ensamblado de cables sencillo y sin errores.

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Los países emergentes empujan

E l Boston Consulting Group publica anual-

mente un ranking mundial de las 100 empresas tendentes a ser líderes internacionales. Pues bien, este año incluye en su lista 23 nuevos nombres, todos ellos de países emergen-tes. Cabe señalar que Boston Consulting desde hace cuatro años ha venido incorporando empresas procedentes de es-tos países.

La conclusión parece obvia: el peso de estas empresas se confirma. Entre las nuevas 23 empresas encontramos la china LDK Solar, Geely Internacional o la India Lupin Pharmaceuticals, entre otras, con un volumen de negocios de 1.300 millones de dólares y una tasa de crecimiento anual promedio tres veces mayor que el de las empresas occidenta-les. No cabe duda que todas estas cifras pueden ser motivo de alarma para las empresas de los mercados maduros. Como era de esperar, entre las cien empresas hay una im-portante presencia china con 22 empresas, pero los nuevos países (Tailandia, Sudáfrica, Turquía ...) están expandiendo la zona históricamente cono-cida como los BRIC (Brasil,

Rusia, India y China). Dado el crecimiento de

estas nuevas empresas, el informe afirma que la fronte-ra existente entre los líderes mundiales y estos nuevos ju-gadores pueden desvanecerse rápidamente. En el sector de las telecomunicaciones, la competencia con los líderes del mundo ya ha comenzado: el chino Huawei ya es el nú-mero dos mundial de fabrican-tes de equipamientos. Dentro de cinco años, cincuenta de ellos podrían ser incluidos en la lista Fortune Global 500 empresas más grandes del mundo, afirma el informe. Sin embargo, la capacidad de las empresas de mercados emergentes para penetrar en los mercados maduros parece más débil de lo esperado. Cuanto más van creciendo más se interesan por acuer-dos con firmas de mercados maduros que deseen desa-rrollarse en los mercados emergentes. Es así que se van dando colaboraciones entre los nuevos y los líderes. Es el caso, por ejemplo, de la alianza entre Daimler y BYD en el sector del automóvil.

■ AeI

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TIEMPO REAL

Mes a mes


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La ISO 26000 ya está en vigorD esde el primero de no-

viembre del 2010 está en vigor la norma interna-cional ISO 26000:2010 sobre las líneas directrices sobre la responsabilidad social y des-tinadas a empresas del sector privado y organismos públicos. Previo a la presentación de esta norma, se ha forjado un auténtico consenso entre los diferentes miembros del grupo de trabajo: organismos internacionales de norma-lización, industria, poderes públicos, el mundo del tra-bajo, países en desarrollo, etc. La norma ISO 26000 es una norma de aplicación volun-taria y no está destinada a efectos de certificación. Las

grandes líneas directrices se refieren a: los conceptos, los términos y las definiciones relativas a la responsabilidad social, así como sus orígenes, sus orientaciones y sus carac-terísticas, incluyendo también los principios y prácticas en materia de responsabilidad social. Incluye también las cuestiones centrales y los campos de acción de la res-ponsabilidad social, la inte-gración, la concretización y la promoción de un compor-tamiento responsable en el conjunto de la organización y otras informaciones relativas a la responsabilidad social.

■ AeI

¿Pequeñas centrales nucleares en el fondo del mar?C omo es sabido, Francia

es uno de los líderes en el campo de la energía nu-clear. Pues bien, desde hace más de dos años, la empresa francesa DCNS, especialista en defensa naval, energía nu-clear civil y energías marinas renovables, está trabajando en un concepto de central eléctrica nuclear de pequeña potencia (50 a 250 Mw) cuya

originalidad reside en que estaría destinada a ser sumer-gida en el mar a lo largo del país con fachadas marítimas para alimentar las poblaciones costeras. DCNS estima que el mercado potencial será de 200 centrales submarinas de menos de 300 Mw en los veinte años próximos.

■ AeI

Colaboración entre Automation ML y PLCopen

E n 2009, varias empresas, entre las que se encuen-

tran Siemens, Rockwell, ABB, Kuka o también Daimler, crea-ron la asociación Automatio-nML con el objetivo de poner a punto las especificaciones del lenguaje Automation Mar-kup Language. Este lenguaje abierto basado en XML tiene como objetivo facilitar y fiabi-lizar los intercambios de datos en el caso de aplicaciones industriales. Facilita la inter-comunicación entre sistemas heterogéneos, como por ejem-plo la unión entre herramien-tas CAD y robots, pasando por los software de cableado eléctrico o de desarrollo para

máquinas-herramienta. En 2010, AutomationML se ha asociado a PLCopen. El len-guaje PLCopen XML ha sido elegido para asegurar la parte de tratamiento secuencial de Automation Markup Langua-ge. Esto ha dado nacimiento a nuevas especificaciones (PL-Copen XML versión 2.01).

Más recientemente, los dos organismos han decidido ini-ciar una nueva etapa de su cooperación de forma que han firmado un contrato de cola-boración con la perspectiva de decidir futuros proyectos de desarrollo futuros.

■ AeI

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Convocatorias de proyectos europeos

E l pasado 28 de enero se abrió la convocatoria del

programa Intelligent Energy Europe (dentro del CIP, Pro-grama Marco de Innovación y Competitividad), basado en conseguir una energía segura, sostenible y a un precio com-petitivo para Europa a través de la eficiencia energética y el uso racional de recursos, la promoción de jóvenes fuentes de energía y la promoción del uso de las energías renovables en el transporte.

Las características de la convocatoria son:

• Fecha de cierre: 12/05/ 2011, excepto para Building Workforce Training and Qua-lification Initiative, que será el 15/06/2011.

• Países elegibles: los 27 de la Unión Europea más Norue-ga, Islandia, Liechtenstein y

Croacia.• Prioridades temáticas:

varias en el campo de la ener-gía inteligente y la eficiencia energética.

• Duración máxima de los proyectos: 36 meses

• Financiación: hasta el 75% y hasta el 90% en el caso de la prioridad Buil-ding Workforce Trainning and Qualification Initiative. No existe máximo solicitable, pero se esperan proyectos de entre 500.000 y 2.5 millones de euros.

• Requisitos adicionales: Participación de 3 países de 3 Estados diferentes.

Más información en: http://ec.europa.eu/energy/intelligent/call_for_proposals/doc/call_2011_en.pdf

Tecnologías de la información y comunicación

CEA

Intelligent Energy Europe

E l pasado 1 de febrero, la Comisión Europea lanzó

una nueva convocatoria de Tecnologías de la Informa-ción y Comunicación del 7.º Programa Marco. Los princi-pales datos de la convocatoria son:

• Fecha de cierre: Pro-puestas cortas (5 páginas) 28/04/2011, propuestas com-pletas 28/09/2011.

• Presupuesto: 35 millones de euros.

• Temática: Tecnologías para contenidos digitales y

lenguas.• Requisitos adicionales:

los proyectos deberán contar, por lo menos, con dos pymes que representarán un mínimo del 30% del presupuesto. La duración de los proyectos no excederá de 24 meses y la subvención no será superior a los 2 millones de euros.

Más información en:http://cordis.europa.eu/fp7/dc/index.cfm?fuseaction=UserSite.FP7DetailsCallPage&call_id=392

COST (Cooperación Europea en Investigación Científica y Técnica

E l pasado 5 de febrero se abrió la convocatoria

de la Cooperación Europea en Investigación Científica y Técnica (COST), progra-ma basado en la promoción de acciones de apoyo a la puesta en red de activida-des, tales como reuniones, conferencias, intercambios científicos de corta duración y actividades de promoción que contribuyan al desarrollo cien-tífico, tecnológico, económico, cultural o social de Europa. Acoge con especial interés las propuestas que tengan un papel precursor respecto a otros programas europeos y/o sean puestas en marcha por jóvenes investigadores.

Las características de la convocatoria son:

• Fecha de c ie r re : 25/03/2011 para las propuestas preliminares (1500 palabras/3 páginas) y 29/07/2011 para las propuestas completas.

• Países elegibles: los 36 países que conforman COST (listado en:www.cost.eu/about_cost/cost_countries).

• Prioridades temáticas: nueve secciones temáticas

general: biomedicina y bio-ciencia molecular; ciencias y tecnologías químicas y mole-culares; ciencias de la tierra y gestión medioambiental; alimentación y agricultura; bosques y sus productos y ser-vicios; individuos, sociedades, culturas y salud; tecnologías de la información y la comu-nicación; materiales, física y nanociencias; transporte y desarrollo urbano.

• Duración máxima de los proyectos: 48 meses.

• Financiación: hasta 100.000 euros.

• Requisitos adicionales: Un mínimo de 5 investiga-dores procedentes de 5 países distintos de COST.

Más información en:www.cost.eu/participate/open_call

BREVES

• La estadounidense Agilent Technologies, especiali-zada en ciencias de la vida y análisis químicos, acaba de adquirir su compatriota A2 Technologies especializada en espectrocopía por infrarrojos para aplicaciones de laboratorio y análisis en los campos de la petroquímica y medioambientales.• La empresa de EEUU Brüker, suministradora de instrumentos científicos y soluciones para los análisis aplicados e industriales, acaba de adquirir la alemana Sigma ElectroOptics, que desarrolla y fabrica sistemas de detección y medición a distancia de gases y aparatos de imágenes infrarrojas hiperespectrales.• Intel y General Electric acaban de crear una sociedad conjunta. El objetivo de la joint-venture Intel-GE Care Innovations es suministrar las herramientas necesarias para futuras aplicaciones para el seguimiento a distancia de pacientes médicos.• La organización Hart Communications Foundation (HCF), que soporta y promueve los protocolos de co-municación Hart y WirelessHart, acaba de anunciar la disponibilidad de la versión 4.0 del entorno de desarrollo integrado para la descripción de aparatos Hart. La suite DD-IDE 4.0 agrupa igualmente un Smart Device Confi-guration SDC-625 integrando el soporte UTF-8 Unicode, un simulador de aparato XMTR-DD y un Tokenizer DDL mejorados.• Dentro de su programa de expansión internacional, el grupo Trescal, uno de los principales actores en los ser-vicios de metrología y mantenimiento, acaba de adquirir la americana Dynamic Technology.

MatrikonOPC conecta los parques eólicos


Sencillo deconectar

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Realice trabajos sencillos y conecte los cables rígidos o flexibles con o sin puntera sin esfuerzo y con seguridad – usando conectores M12 con conexión por resorte Push-in.

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Todos los conectores cumplen con los requerimientos de grado de

protección IP65/67.


TIEMPO REAL

Empresas

Satel Spain legitima su sistema de gestión de calidad y medioambiental

L a empresa Satel Spain, especializada en solu-

ciones de monitorización y telecontrol para las áreas de gestión energética, ciclo in-tegral del agua, industria y transporte, ha obtenido para su centro de Las Rozas de Ma-drid, dedicado a la comerciali-zación, instalación y puesta en marcha de equipos y solucio-nes para la monitorización y telecontrol, las certificaciones ISO 9001:2008 y 14001:2004,

otorgadas por Bureau Veritas Certification, primera entidad de certificación en España bajo acreditación ENAC. Este reconocimiento confirma la eficacia del sistema de gestión de calidad y medioambien-te y ratifica su compromiso por ofrecer respuestas a las necesidades de sus clientes y reafirmar su orientación profesional.

■ AeI

Stäubli introduce una nueva generación de robots scara ultrarrápidos en el mercado

L a empresa Stäubli ha lan-zado una nueva gama

de robots scara, los TS60, que, según la compañía, re-presenta la culminación de alcanzar nuevas metas en velocidad gracias a superar los 100 picks por minuto. Las cada vez más exigentes demandas de la industria en términos de reducción de espacio, costes, rapidez y mayor precisión refuerzan la posición del nuevo TS60 en el mercado industrial. El TS60, que se muestra como un equipo extremadamente rápido, mantiene los están-dares de Stäubli en términos de repetibilidad, ± 0.01 mm

con una carga nominal de dos kilos, un máximo de ocho kilos y un alcance de radio de 600 mm. El robot ofrece clase de protección IP54 y está disponible en versiones para el montaje en suelo y en pared. Todos los robots Stäubli, an-tropomórficos y scara, utilizan la misma plataforma de con-troladores, los reconocidos CS8, con un sinfín de posibili-dades gracias a su arquitectura abierta, multitarea, lenguaje de programación VAL3 y a un hardware preparado para la comunicación gracias a sus diversos puertos digitales.

■ AeI

M atrikonOPC, uno de los principales proveedores

de productos industriales para la conectividad industrial, ha estandarizado el acceso a los datos de las instalaciones eólicas empleando la tecno-logía OPC, que permite a los diferentes usuarios una comu-nicación inmediata indepen-dientemente de la aplicación que utilicen las empresas. Los diferentes centros de control de las instalaciones eólicas

ofrecen unas necesidades comunes en su arquitectura de comunicación y requieren de la recepción de datos en tiempo real desde instalacio-nes mal comunicadas y muy alejadas entre sí, por lo que la tecnología OPC les posibilita comunicarse de forma abierta y segura para gestionar el rendimiento en función del viento.

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Empresas

Rockwell Automation se orienta hacia el escalado y la modularización del sistema de arquitectura integradaLas nuevas capacidades ayudan a los constructores de maquinaria a aprovechar una sola plataforma de control para la gama completa de aplicaciones de control e información.

R ockwell Automation ha presentado en Madrid

su estrategia de negocio para los próximos años y algu-nos de los nuevos productos que se suman al concepto de Aquitectura Integrada, con la que pretende ayudar a las empresas del sector industrial a alcanzar sus objetivos de productividad. Rockwell con-sidera que los tres retos a los que se enfrentan las empresas dentro del campo de la fabri-cación son la optimización de los procesos, la sostenibilidad y la eficiencia, que debe que-

dar patente en la construcción de la máquinas.

En relación con este triple reto, la compañía se está en-focando en el escalado y en la modularización de su sistema de Arquitectura Integrada para proporcionar control multidisciplinar y de alto ren-dimiento en un sistema del ta-maño adecuado. La compañía ha incorporado recientemente tres controladores progra-mables de automatización (PAC) basados en el factor de forma CompactLogix de Allen-Bradley, que incluye

los controladores Compact GuardLogix, CompactLogix L2 y CompactLogix L4 de Allen-Bradley. Asimismo, en 2011, Rockwell Automation continuará su enfoque en es-calado por medio de Compact-Logix L1 de Allen-Bradley y de la ampliación de la familia de controladores programables de automatización L3, junto con una suite ampliada de productos complementarios a aplicaciones con menos de 200 puntos de E/S y hasta 16 ejes de movimiento.

Según los directivos de la

compañía, los fabricantes de maquinaria (OEM) y los usua-rios finales están construyen-do las máquinas más actuales con las metas de mejorar la seguridad, alcanzar niveles más altos de rendimiento y mejorar la integración de la máquina con el resto de las operaciones de fabricación. Alcanzar estas metas requiere de un sistema de control es-calable y modular que cuente con las capacidades de segu-ridad, rendimiento efectivo y gestión de información que correspondan al diseño de la máquina, aseguró José Paredes, director comercial de la Zona Centro Sur de Rockwell.

Las soluciones de control basadas en Logix de Roc-kwell Automation aportan funcionalidades de seguridad integrada y control estándar, software con habilitación de información, control de mo-vimiento integrado en la red EtherNet/IP y herramientas de desarrollo reutilizables.

Los responsables de Roc-kwell anunciaron una nue-va versión de su aplicación FactoryTalk Historian Site Edition (SE), que incorpora el software FactoryTalk Van-tagePoint como su cliente de informes para presentar alarmas y datos de eventos históricos y en tiempo real, y que proporciona a los usuarios herramientas de informe con-sistente e impactante.

Asimismo, aludieron al re-ciente lanzamiento al mer-cado de su nueva interface


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TIEMPO REAL

Empresas

operador-máquina PanelView Plus 6 de Allen-Bradley y las versiones actualizadas de sus aplicaciones FactoryTalk View y FactoryTalk ViewPoint para optimizar la plataforma de hardware de la interfa-ce operador-máquina. Estos nuevos productos de visua-lización e información han sido diseñados para mejorar el rendimiento en tiempo de ejecución y potenciar el in-terface gráfico, al tiempo que reducen el tiempo y los costes de puesta en servicio.

Los responsables de Rock-well en España señalaron que gracias a importantes mejoras en su nueva gama de controladores programables

de automatización (PAC), la compañía puede ofrecer con-trol de movimiento integrado mediante EtherNet/IP, lo cual significa que las soluciones de control de movimiento ahora pueden residir dentro de la instalación con el mis-mo protocolo y arquitectura de control que otros siste-mas de automatización. Esta nueva estrategia ayudará a las compañías a aumentar la flexibilidad de diseño de las máquinas, a mejorar el rendimiento de sus sistemas y a reducir el coste total del sistema, aseguran desde la empresa.

■ AeI

■ José Paredes, director comercial de la zona centro-sur medite-rránea de Rockwell Automation Iberia.

GE Intelligent Platforms adquiere SmartSignal

S martSignal es una editora especializada en software

de mantenimiento predictivo que acaba de ser adquirida por GE Intelligent Platforms y cuyo principal software, EPI*Center, es utilizado prin-cipalmente por la industria petrolera y los suministradores de energía. Para estos últimos es capaz de modelizar estáti-camente todo tipo de insta-laciones, desde las centrales de carbón hasta las nuclea-

res pasando por las eólicas. Esta adquisición nos permite reforzar nuestra actividad Software&Servicios. Gracias a los software de SmartSignal y a su interesante capacidad de anticipación de fallos, nues-tros clientes podrán mejorar la disponibilidad de sus ins-talaciones, afirma Maryrose Sylvester de GE Intelligent Platforms.

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Empresas

Intel fi naliza la compra dela actividad WiFi de Infi neonA nunciada ya hace unos

meses, la compra por parte de Intel del catálogo de soluciones sin hilos de Infineon ya se ha cerrado. Por parte del fabricante de microprocesadores, se trata de completar su oferta en el campo de comunicaciones celulares. Esta oferta, que comprende ya soluciones WiFi y WiMAX 4G, se enriquecerá con los módems 2G, 3G y 4GLTE de Infineon.

En el seno del grupo ameri-cano se ha creado una nueva división, bautizada IMC por Intel Mobile Communications.

Su objetivo es convertirse en el líder de la conectividad radio, sea cual sea el tipo de equipo (PC portátiles, teléfonos in-teligentes y otras terminales móviles) y sobre todo cual-quiera que sea la arquitec-tura del procesador, afirma Hermann Eul, presidente de la división IMC. Es decir, que las plataformas sin hilos podrán estar equipadas indi-ferentemente de procesadores Intel o ARM. Estos últimos se han convertido en esenciales en el segmento de los PDA y teléfonos inteligentes.

■ AeI

Tektronix mejora su ofertade servicioT ektronix ha anunciado

el lanzamiento de con-tratos de asistencia Gold Care concebidos para permitir a sus clientes aprovechar sus productos con tranquilidad. Estos contratos se refieren a los instrumentos de test de alta y media gama como los osciloscopios y los analizadores de espectro. Mejoran la oferta de servicio actual de Tektronix gracias a opciones tales como disponer de productos en prés-tamo, una calibración certifi-cada y planificada, así como el acceso prioritario a los recursos de asistencia técnica.

Los contratos de asistencia Gold Care incluyen, por un precio relativamente bajo, las siguientes opciones: el prés-tamo de un producto con un rendimiento igual o superior cuando se produce un fracaso de un producto de cualquier tipo; la calibración certificada y previstas; apoyo a la priori-dad de todos los productos defectuosos; acceso prioritario a los centros de llamadas y de asistencia técnica Tektronix; y la garantía ininterrumpida por 5 años con renovación automática.

■ AeI

Schneider Electric refuerza sus posiciones en la India

S chneider Electric ha anunciado la firma de un

acuerdo para la adquisición de la mayoría de acciones de APW Systems Limited Presi-dente, una empresa especia-lizada en el diseño y fabrica-ción de armarios y bastidores estándar o personalizado, para usuarios finales de tele-comunicaciones y tecnología

de la información en la India. APW Presidente Systems Limited emplea aproxima-damente a 380 personas y alcanzó un volumen de nego-cios que se estima en 1.080 millones de rupias (unos 17 millones de euros).

■ AeI

Vacon se asocia con F-Secure

L os problemas relacionados con la cyber-seguridad

preocupan cada vez más a los industriales y en particular a aquellos cuyas aplicaciones están sujetas a limitaciones de disponibilidad. En este contexto, el fabricante de convertidores de frecuencia Vacon se ha asociado con F-Secure, editor de soluciones de seguridad informática. El episodio del virus bautizado

Stuxnet ha mostrado cómo los sistemas automatizados pueden ser víctimas de cyber-terroristas, explica Mikko Hypponen, director del labo-ratorio de investigación de F-Secure. El objetivo de esta asociación es, pues, tranqui-lizar a los usuarios de los con-vertidores de frecuencia sobre la posibilidad de un ataque a los productos Vacon.

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TIEMPO REALFebrero 2011 / n.º 426 Automática e Instrumentación

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Un buen año 2010para Harting

L a alemana Harting ha ce-rrado su año fiscal 2010

con una cifra de negocio de 413 millones de euros, lo que representa un crecimiento del 27% respecto al 2009 y más de un 7% respecto al 2008. Su crecimiento ha sido im-portante en todas las regiones del mundo y especialmen-te elevado en el continente americano. Dietmar Harting, presidente e hijo del fundador de esta empresa familiar crea-da en 1945, señaló durante la

presentación de los resultados que el éxito se debía en gran parte a los esfuerzos y medios que dedican a I+D y que han dado como resultado el lanzamiento en el 2010 de soluciones innovadoras tales como la gama de conectores industriales Han Yellock, los switches Ethernet Tiempo Real Fast Track o también las conexiones para redes Ethernet industrial de 10 Gigab.

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NI vuelve a su ritmo normal de crecimiento en 2010

E n 2009 la cifra de negocio de National Instruments

disminuyó notablemente res-pecto al ejercicio precedente, pasando de 821 millones de dólares a 677 millones de dólares. La actividad de la firma tejana sufrió, como el conjunto de suministrado-res de test electrónicos y de automatismos industriales, el golpe de una crisis econó-mica sin precedentes. Fue la segunda vez en 32 años que su crecimiento sufría un golpe de freno. La progresión ininterrumpida que ha cono-cido NI desde 1977 tuvo por primera vez una parada en el 2001, con el hundimiento de la burbuja Internet que, como se recordará, afectó a todas las industrias de comu-nicaciones.

En todo caso, parece que el nuevo percance forma ya

parte del pasado y el inventor del LabView ha encontrado de nuevo el camino del cre-cimiento, de forma que ha superado la cifra de negocio realizada en el 2008, que en el 2010 ha sido de 873 millones de dólares. Es decir, un incre-mento del 29% respecto al año anterior. Sus beneficios netos han sido de 109 millones de dólares.

Estamos muy felices por los resultados de nuestro fin de año 2010, lo que ha incre-mentado nuestra confianza para invertir en crecimiento a largo término. Para 2011 hemos previsto aumentar en un 19% nuestros efectivos de I+D y en un 24% nuestra fuerza comercial, ha declarado Alex Davern, vicepresidente ejecutivo y director financiero de NI.

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Bureau Veritas adquieretres sociedades

Empresas

B ureau Veritas ha anuncia-do la adquisición de tres

empresas situadas en Francia, Brasil y China. Objetivo: refor-zar su presencia en mercados de fuerte crecimiento. En el nuclear, con la compra de la francesa Themis Ingenierie, que ofrece prestaciones de auditoría y gestión de riesgos nucleares. En el campo de los vehículos, con la adquisición de la brasileña Auto Reg. En el test y la certificación de equi-

pos eléctricos y electrónicos, con la compra de la china NS Technology. Cabe señalar que con esta última adquisi-ción Bureau Veritas espera completar su plataforma de cámaras de compatibilidad electromagnética en China y reforzar su posición en el campo de la electrónica.

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TIEMPO REALFebrero 2011 / n.º 426 Automática e Instrumentación

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Expoquimia acoge Pharma Process, un espacio para la industria farmacéutica

C omo cita de referencia en el sector, Expoquimia

2011, Salón Internacional de la Química de Fira de Bar-celona, impulsará este año su vertiente más científica con un ambicioso programa de congresos, actividades y jornadas, con el objetivo de dar soluciones a mercados emergentes como las energías alternativas, la biotecnología o la farmacia industrial. La muestra se celebrará del 14 al 18 de noviembre en el re-cinto de Gran Via de Fira de Barcelona.

Este año, además, el sec-tor farmacéutico tendrá por primera vez un espacio pro-pio de exposición comercial, Pharma Process, un salón

internacional específico para la industria farmacéutica. Con la celebración de este evento, Expoquimia 2011 completa su amplia oferta comercial en una edición especialmente importante, ya que se trata del único evento ferial que la industria química mundial celebra en 2011, declarado Año Internacional de la Quí-mica por la Organización de las Naciones Unidas.

Las empresas que desa-rrollan equipos, productos y servicios destinados al sector farmacéutico están convoca-das a esta primera edición, que ve la luz tras el acuerdo de colaboración firmado en 2008 por el presidente de su comité organizador, Rafael

Foguet, y por el presiden-te de ISPE (International Society for Pharmaceutical Engineering) España, Antonio Buendía. Entre las diferentes propuestas que ofrecerá el salón, cabe destacar la Zona de Innovación, donde se lan-zarán productos de última generación que contribuirán a mejorar la calidad de vida; los Seminarios de Innovación, que darán a conocer las ca-racterísticas técnicas de cada producto; y los Workshops científicos, donde expertos del sector colaborarán con los visitantes profesionales para la mejora de su gama de productos.

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JAI 2010

E l DVD con todas las presentaciones de

las JAI 2010 se suminis-trará junto con nuestro número de marzo (núm. 427).

Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426TIEMPO REALEventos

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Intec

1 al

4 d

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arzo

Leipzig (Alemania)

Exposición internacional de tecnología industrial y construcción de máquinas-herramientasLeipziger Messe [email protected] www.leipziger-messe.dewww.messe-intec.de

CeBIT

1 al

5 d

e m

arzo

Hannover (Alemania)

Soluciones, productos y servicios en tecnologías de información y comunicaciónDeutsche Messe Messegelä[email protected] www.messe.de

Energiesparmesse

4 al

6 d

e m

arzo

Wels (Austria)

Feria internacional de eficiencia energética y energía sostenibleMesse Wels GmbH & Co [email protected] www.messe-wels.at

HomSec

15 a

l 18

de

mar

zo

Madrid

Feria internacional de tecnología para la seguridadGrupo [email protected] www.homsec.es

Labtech

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arzo

al 3

de

abr

il

Estambul (Turquía)

Feria de tecnologías de laboratorioTüyap Fairs and [email protected] www.tuyap.com.tr

Hannover Messe

4 al

8 a

bril

Hannover (Alemania)

Feria tecnológica. Incluye los Salones: Industrial Automation. MDA-Motion, Drive & Automation. Energy. Digital Factory. ComVac. Industrial Supply. CoilTechnica. SurfaceTechnology. MicroNanoTec. Research & Technology. Global Business&Markets.Deutsche Messewww.hannovermesse.de

CURSOS Y SEMINARIOSGerencia y eficiencia energética. Generación eólica. Instalaciones eléctricas en baja tensión

Mar

zo

Barcelona

Del 9 al 23 de marzo: Gerencia y eficiencia ener-gética. Contratación y gestión energética, apli-caciones en la industria de edificación. Del 28 de marzo al 11 de abril: Generación eólica. Del 7 al 21 de marzo: Curso básico en instalaciones eléc-tricas de alta tensión.CITCEAwww.citcea.upc.edu

Cursos SITRAIN

Mar

zo

Madrid

7 al 10 de marzo: Simatic S7: S7 Nivel 1; 7 al 11 de marzo: Control numérico: Manejo y Programa-ción SINUMERIK 840D; 9 al 11 de marzo: Simatic S7: S7 Safety Integrated; 14 al 18 de marzo: Si-matic S7: S7 Nivel 2; 21 al 25 de marzo: Simatic NET: Ethernet y Profinet; 21 al 25 de marzo: Simatic HMI: WinCC Nivel 2; 21 al 25 de marzo:Control numérico: Puesta en Marcha y Manteni-miento SINUMERIK 840D SL.Siemenswww.siemens.es/sitrain

Cursos SITRAIN

Mar

zo

Cornellá de Llobregat (Barcelona)

7 al 11 de marzo: Simatic NET: Ethernet y Profinet; 14 al 18 de marzo: Control Distribuido: PCS7 Nivel 1; 14 al 25 de marzo: Simatic S7: S7 Nivel 2; 22 al 30 de marzo: Simatic S7: S7 Nivel 1; 28 de marzo al 1 abril: Simatic S7: S7 200; 28 de marzo al 4 abril: Simatic HMI: WinCC Nivel 1.Siemenswww.siemens.es/sitrain

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Mar

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bril

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Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426TIEMPO REAL Mercados

D e acuerdo con las previsiones estable-

cidas por la consultora norteamericana ARC, el conjunto de tecnologías utilizadas en la automati-zación de máquinas (va-riadores de frecuencia, autómatas programables, dispositivos de control de movimiento, control nu-mérico por ordenador y sistemas de seguridad en máquinas), alcanzará en el mercado mundial un volumen de negocio de 21.200 M$ en el ejercicio de 2013, con una cuota de crecimiento anual del 3,4% en el periodo comprendido entre 2009 y 2013.

Las nuevas aplicaciones

de la maquinaria en los procesos de producción están impulsando las in-novaciones tendentes a conseguir mayor velocidad de operación, así como hacia una mayor capacidad en lo que se refiere a la reducción del tiempo nece-sario para su adaptación a nuevas operaciones, como consecuencia del aumento de la flexibilidad de los equipos de fabricación.

Las economías emer-gentes están impulsando considerablemente la de-manda de maquinaria para producción industrial, lo que ha dado origen a la aparición de fabricantes de maquinaria en las regiones

Tecnología para la automatización de máquinas

Crecimiento en el mercado mundialEl conjunto de tecnologías y soluciones destinadas a la automatización de las máquinas industriales está previsto que mantenga una tendencia alcista hasta el año 2013, una vez iniciada la recuperación, después de la inflexión a la baja del ejercicio de 2009.

ALGUNOS INDICADORES DE COYUNTURA

2009 2010

Tecnología para el control de movimiento

Fuerte demanda de la industria mecánica china

S egún concluye el in-forme elaborado por la

consultora IMS Research sobre el mercado de la tec-nología para el control del movimiento utilizada en la maquinaria en China, la demanda prevista en el país asiático de tecnología para el control de movimiento de propósito general alcanzará un volumen de negocio de 1.065 M$ en 2014, mientras que el control de movimiento basado en control numérico computerizado (CNC) gene-rará un mercado de 1.239 M$ ese mismo año.

Los sectores industriales de máquina-herramienta, así como los fabricantes de ma-quinaria textil, de impresión, de envase y embalaje, y para el procesado del plástico, representaban en torno al 80% del volumen de mer-cado de la tecnología para el control del movimiento en el ejercicio de 2009 y las previsiones apuntan a que continúen teniendo el mismo protagonismo en el futuro inmediato.

Aunque la maquinaria

destinada a la industria de la electrónica y de semicon-ductores experimentó una considerable caída en 2009, en 2010 se recuperó gracias a la demanda de productos electrónicos y a la industria de semiconductores. Dado que China es uno de los ma-yores fabricantes mundiales de productos electrónicos, las ventas de soluciones para el control de movimiento en este sector se prevé que sigan manteniendo un fuerte ritmo a largo plazo. Además, otros sectores, como el de alimentación y bebidas y equipamiento médico man-tienen el pulso de la deman-da, ya que se vieron menos afectados por la crisis.

Por otra parte, la tecnolo-gía de control de movimiento está penetrando en sectores no tradicionales, aunque todavía representan una re-ducida cuota de mercado. Sin embargo, señala IMS Research, en los últimos dos años algunos suministrado-res han obtenido considera-bles éxitos en el sector de la energía eólica.

Producción eléctrica bruta (millones) (1 enero - 31 diciembre 2010)

179.988 kWh 178.055 kWh (-0,9%)

Demanda total peninsular de electricidad (1 enero - 31 diciembre 2010)

251.418 kWh 260.230 kWh (3,4%)

Consumo de cemento (enero-diciembre 2010) 28,913 MT 24,548 MT (-11,81%)

Importaciones (octubre) 18.827 M€ 21.093 M€

Exportaciones (octubre) 14.918 M€ 17.392 M€

IPC (diciembre) 3% (variación interanual)

PIB (3º trimestre 2010) 0,2 % (variación interanual)

IPRI (Indice precios industriales) (noviembre 2010) 118,5 5,3 % (variación interanual)

IPI (Índice producción industrial (noviembre 2010, base 2005) 89,7 0,8 % (media de lo que va de año)

IPI Bienes de consumo (noviembre 2010) 96,4

IPI Bienes de equipo (noviembre 2010) 87,8

IPI Bienes intermedios (noviembre 2010) 83,5

Fuentes: INE, Unesa, Oficemen.

TIEMPO REALMercados

De acuerdo con el observatorio de enero de la analista de mercado DBK, el volumen de negocio de los fabricantes de ascensores en 2010 alcanzó la cifra de 2.650 M€, lo que supuso una caída del 7% respecto del año 2009. Las previsiones para 2011 señalan una nueva reducción del 1,1% respecto al año 2010, de manera que el mercado de nueva instalación se verá reducido a la mitad en el periodo 2007-2010.

Con una cuota del mercado mundial de 12,4% de or-denadores portátiles en el tercer trimestre de 2010, gracias al impacto sobre el mercado de iPad, Apple se encaramó al tercer lugar en el mercado mundial de ordenadores portátiles y al primer puesto del mercado norteamericano.

A pesar de la recesión económica mundial y de la lenta recuperación del ejercicio de 2010, el mercado de las unidades de paneles táctiles en todo el mundo aumentó en un 30% en el año 2009 respecto al año precedente, y las previsiones apuntaban a que esa tendencia se proyectaría hasta el cierre del ejercicio de 2010.

El mercado sudafricano para el suministro de agua y el tratamiento de aguas residuales en los sectores de minería y energía fue evaluado durante 2009 en unos 17 M$, al tiem-po que las previsiones establecidas por la consultora Frost & Sullivan prevén que para el año 2015 el volumen de negocio alcance los 25,1 M$.

FLASHES

en vías de industrialización. Los fabricantes locales de maquinaria, especializados en soluciones verticales, ofrecen ventajas competiti-vas que van más allá de las que se refieren a la propia capacidad de la máquina. El conocimiento de las especifi-cidades técnicas y culturales de los usuarios finales en esos mercados emergentes es un factor de competitividad para los fabricantes locales de maquinaria.

Por otra parte, los cambios que se están produciendo en esas regiones de nueva in-dustrialización en el sentido

de superar la fase de fabrica-ción industrial de productos de bajo valor añadido hacia productos de mayor valor, también están impulsando la demanda de maquinaria. Estas tendencias se hacen especialmente ostensibles en China e India, donde la especialización vertical me-diante la utilización de ma-quinaria más avanzada está dando resultados tangibles, aunque ocasione la pérdida de puestos de trabajo en los sectores de aplicación.

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Opinión

La columna de Laura

Laura TremosaCoordinadoradel Consejode RedacciónAutomáticae Instrumentación

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Principio y fin de una utopía

Casualmente, empecé a leer la última novela de Vargas Llosa, El sueño del celta, poco después de escribir la columna del pasado número de enero en la que prometía dedicar atención a la aventura amazónica del primer Henry Ford. En ambos casos, una historia común: la recolección del caucho. La aventura del Sr. Ford es la historia de un peculiar y discutible utopismo; en El sueño del celta la confirmación de aquella aseveración borgiana según la cual la historia de la humani-dad es la historia de la infamia.

Como es sabido, el caucho natural es la savia de una determinada especie de árboles originarios de la selva amazónica. Sus propiedades ya eran conocidas por los pueblos precolombinos, pero no fue hasta el siglo XVIII que se extendió su co-nocimiento en Europa.

A principios del siglo XX, cuando se produce una auténtica expansión del transporte terrestre (fabri-cación de automóviles y bicicletas), la demanda de neumáticos, que habían sido inventados en 1887 por John Dunlop, creció a gran ritmo y el caucho pasó a convertirse en una de las materias primas más valoradas, dando lugar a lo que se llamó «la fiebre del caucho». Compañías mayoritariamen-te británicas aterrizaron en el norte de la selva amazónica obligando a los nativos a trabajar día y noche, aterrorizándolos y asesinando a mujeres y niños, calcinando aldeas y robando sus cosechas. Atrocidades de las que tenemos noticias gracias a algunos testigos, como el ingeniero norteame-ricano Hardenburg, o a informes encargados por el gobierno británico, como el del irlandés Roger Casement, que han servido de documentación para el interesante trabajo del nuevo Premio Nobel que, como peruano que es, es de suponer se interesó por una etapa de la historia de su país en la que Iquitos fue quizás la capital más rica de Sudamérica.

Cuando con el estallido de la Primera Guerra Mundial se incrementó aún más la demanda de caucho, la selva amazónica ya no era el único pro-veedor. A finales del siglo XIX, los ingleses habían logrado sacar semillas fuera de la zona y plantarlas con éxito en las colonias asiáticas (Malasia) y en la zona subtropical de África (Liberia y Congo). Hacia 1915 se comercializaron las primeras partidas de caucho de estas plantaciones a precios mucho más bajos que las de los caucheros de la Amazonía debido a menores costes de transporte y mayores cosechas, ya que, al contrario de lo que ocurría en la selva amazónica, aquí los árboles raramente eran atacados por plagas.

Parece que Henry Ford no andaba muy bien informado, puesto que fue mucho después, en 1927, cuando se decidió a crear una plantación en Brasil, junto al rio Tapajos, un afluente del Ama-zonas. Muy lejos de las prácticas de los colonos

anteriores, Ford soñaba con crear una comunidad perfecta, una especie de arcadia industrial a la que se llamó Fordlandia y donde reinaría la armonía y el bienestar.

El objetivo era laudable y los pobladores de las aldeas vecinas acudieron en masa atraídos por los elevados salarios. Pero al diseñar su utópico proyecto olvidó que la selva brasileña (Ford nunca visitó Brasil) no era Michigan y, por ejemplo, hizo transportar viviendas iguales a las que se construían para las familias trabajadoras norteamericanas con sus tejados de hierro, de forma que en aquel clima se convirtieron en auténticos hornos donde los po-bres indios prácticamente se derretían. Intentando trasladar en plena selva su peculiar sueño de un mundo mejor llegó a construir un campo de golf y a crear un concurso al mejor jardín hogareño. El problema es que todo ello no siempre era bien comprendido y recibido por los nativos. Tanto era el afán de control de Ford que en los comedores de la plantación estaba prohibida la carne y debía seguirse una dieta basada en la soja, que para Ford era el alimento del futuro. Sus trabajadores parece que no estaban muy conformes con dicha dieta, lo que dio origen a más de una revuelta.

Fordlandia, más que un centro de negocio fue convirtiéndose en una especie de misión que le costaba mucho dinero a la empresa automovilística. Y es que, además, la producción de caucho nunca llegó a ser la esperada, debido a que las plagas arrasaron los árboles de la plantación cuando es-tos llegaron a su madurez. Sin tener en cuenta la experiencia de los propios nativos (los árboles de caucho debían plantarse como ejemplares aislados, a cierta distancia unos de otros), los árboles se plantaron en hileras y muy cercanos, las hojas de uno se tocaban con las del otro y el resultado fue un auténtico banquete para las orugas.

Después de casi veinte años de un sueño eco-nómicamente ruinoso, en 1945, la propia empresa Ford estaba en horas muy bajas, con Henry Ford I senil y su único hijo, muerto. Al finalizar la Segunda Guerra Mundial, cuando su nieto Henry Ford II regresó de luchar en la Marina, se encontró con una empresa muy desbastada y económicamente al borde de la crisis. No es de extrañar pues que, puestos a hacer limpieza, entre otras acciones decidiera abandonar Fordlandia.

El gobierno brasileño la mantuvo durante un tiempo, pero finalmente también la abandonó.

Los escasos residentes envejecidos que quedan en Fordlandia no han perdido todavía la esperanza de que alguien recupere de algún modo el espíritu de Henry Ford y haga revivir su ciudad, escribe Greg Grandin en su interesante libro Fordlandia: The Rise and Fall of Henry Ford’s Forgotten Jungle City (no me consta que exista traducción al español), cuya lectura les aconsejo.

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Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426PERSONAS

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PERSONAS

Entrevista con Felipe Pang, responsable de marketing de la división de visión artificial de Omron

“Queremos democratizar el mundo de la visión artificial”

O mron continúa con su estrategia de innovación, que se ha traducido en los

últimos meses en el lanzamiento de nuevos productos. El último en saltar al mercado ha sido el sensor de visión FQ, que posiciona a la compañía dentro del amplio rango de las aplicaciones básicas, pero con prestaciones de grandes sistemas de visión artificial. Felipe Pang, product marketing manager dentro de la división de Sensing & Safety de Omron, explica a Automática e Instrumentación que se trata de un sensor concebido para que su implementación y configuración sea muy fácil para los usuarios. A veces, algunos clientes creen que un siste-ma de visión artificial es algo muy complejo, al alcance de muy pocas empresas, y hemos querido demostrar con el FQ que esta tecnología está al

alcance de todas aquellas empresas que deseen aportar un plus de calidad a sus productos, explica Pang.

El nuevo sensor FQ está diseña-do para emplearse en actividades industriales en las que se exija una inspección de calidad a los productos finales. Por esta razón, como explica Pang, puede utilizarse en mercados como los de embalaje, alimentación, bebidas, farmacia, semiconductores, etc. El espectro de empleo es muy amplio –señala Pang–, y su insta-lación en las líneas de producción aporta un valor añadido de calidad a los productos.

Desde el punto de vista técnico, el FQ es la evolución de otros pro-ductos de la cartera de Omron. En concreto, supone un avance sobre las características y prestaciones de otros equipos que continúan ple-namente operativos en el mercado,

como la gama ZFXV. La compañía lleva mucho tiempo operando dentro del mercado de la visión artificial y, efectivamente, el FQ es una evolución de esos equipos, explica Pang.

La idea de Omron ha sido sumar a las prestaciones de esos productos las sugerencias realizadas por clientes a partir de su experiencia de años con sistemas de visión. El FQ aúna potencia, pues aporta funciones de análisis y de inspección que nor-malmente los clientes asociarían a equipos más complejos, con facili-dad de instalación, configuración y operación. Por todas estas razones, el FQ se puede convertir en una puerta de entrada al mundo del control de calidad y del control a través de la visión artificial, afirma el directivo de Omron.

Hasta la aparición del FQ, el con-cepto imperante en el campo de la visión artificial era disponer de cámara por un lado y de controlador por otro. Y lo que ha ocurrido es que el nuevo sensor supera este esquema por la vía de reunir dentro de una misma carcasa el controlador, el procesador, la iluminación y la óptica. Hemos intentado unir en una misma pieza todo lo que una empresa nece-sita para realizar una inspección de producto final, apunta Pang.

El responsable de marketing del área de visión de Omron subraya también entre las características del sensor FQ su potente ilumi-nación. Se trata de una patente de Omron basada en la tecnología led, que homogeniza toda la luz que incide en el objeto y potencia la luminosidad, dando lugar a una gran calidad de imagen. Cuando haces una inspección, el elemento clave es la imagen que se toma, por eso es tan importante que un equipo como el FQ disponga de funciones asociadas a tratamiento de imágenes,

Felipe Pang explica las características del nuevo sensor de visión FQ, con el que la compañía quiere abordar el mercado de aplicaciones sencillas.

Febrero 2011 / n.º 426 Automática e InstrumentaciónPERSONAS

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como HDR o filtro polarizado, que inciden directamente en su calidad sin necesidad de realizar posteriores ajustes, señala.

Asimismo, el hecho de reunir en un mismo equipo el controlador, la óptica y la iluminación facilita su configuración con un simple PC, sin recurrir a consolas externas (dispo-nible como opción) o accesorios, y reduce considerablemente su precio en el mercado, en comparación con otros equipos situados en el mismo rango.

Desde el punto de vista estratégico, Omron quiere avanzar por la línea de proveer al mercado de soluciones más sencillas de visión artificial. Hasta ahora, teníamos una gama que requería de un cierto grado de conocimientos a la hora de realizar su implementación, mientras que el por-centaje de ventas de equipos pequeños se situaba en el entorno del 20 o del 25%. Con el FQ nos hemos propuesto aumentar esa cuota de mercado, por la vía de cubrir las necesidades en instalaciones sencillas, aclara Pang. Y añade: queremos democratizar el mundo de la visión artificial. Con este equipo, cualquiera puede ser un experto en visión artificial en aplicaciones sencillas. El objetivo es estandarizar la calidad como un elemento vital en todo proceso productivo.

Felipe Pang cree que la crisis ha puesto de relieve la mayor fortaleza de aquellas empresas que aportan un valor añadido a la calidad de sus procesos productivos, y considera que el FQ puede ser una puerta de acceso para la mejora de la competitividad. Asimismo, explica que no se trata sólo de un producto de visión artificial, sino de una plataforma para lanzar al mercado nuevas y más evolucio-nadas versiones. Su arquitectura permite modificaciones y hacer mejoras de cara al futuro. Omron quiere dar mucha importancia al campo de la visión artificial, afirma el directivo.

En relación con la situación eco-nómica, señala que Omron encara el 2011 con optimismo. Vemos que hay clientes que van recuperando sus niveles de producción, sobre todo aquellos que han apostado por

diferenciarse del resto de sus compe-tidores. Nuestra estrategia ha sido invertir en muchos productos nuevos para ayudar a clientes cada día más exigentes que desean buscar produc-tos que les aporten un valor añadido. Avanza Pang que a lo largo del año se producirá el anuncio de nuevos productos en la línea de inspección de códigos de barras y de otro tipo de códigos de inspección, todo ello a partir de la plataforma que constituye el FQ. El objetivo es colaborar con empresas que necesiten incorporar procesos de calidad en sus líneas de producción, y estar más presentes en mercados como el del almace-namiento automático o farmacia, cada día más escrupulosos con la trazabilidad de sus productos.

Pang asegura que el FQ puede

cubrir el 90 por 100 de las apli-caciones sencillas en el mercado, y que su aceptación ha sido muy importante en estos primeros meses de andadura. Siempre ha habido clientes reticentes a la visión artifi-cial, por considerarla una cuestión compleja, y cuando han visto que configurar FQ mediante el fácil interface, exactamente igual en PC o consola opcional Touch Finder, no requiere de altos conocimientos, se han dado cuenta de que es un pro-ducto sencillo. Si a eso unimos que los estándares de mercado tienden hacia la normalización y el control de calidad, el éxito del producto está asegurada, concluye.

Enrique Armendáriz

Más sobre el sensor de visión FQ

L os sensores de visión de Omron FQ son los primeros sistemas

de su clase en emplear tecnología high dynamic range (HDR). Estos sensores incorporan procesamien-to en color real (16 millones de colores), filtros de polarización e iluminación LED de alta intensidad integrada. Estas características permiten inspecciones estables incluso de objetos altamente bri-llantes y de bajo contraste.

Disponibles en versiones con campo de visión de 7,4 mm a 300 mm, todos los modelos cuentan con grado de protección IP67, por lo que resultan adecuados en entornos adversos.

Por otro lado, el FQ permite al usuario decidir cómo configurar y pa-rametrizar su aplicación. Los sensores se pueden configurar mediante PC o consola TouchFinder, operar de forma local o remota, utilizarse como unidades fijas o portátiles e instalarse de forma temporal o per-manente.

Se ofrecen, además, funciones automáticas que guian al usuario paso a paso a través del proceso de configuración y puesta en marcha de los sensores. Existen cuatro formatos diferentes de visualización de los resultados: general, detallado, gráfico de tendencia y distribución. Esto permite elegir el formato de visualización más adecuado para su aplicación, mostrando los resultados que necesita y facilitando la toma de decisiones en su proceso de producción.

Para facilitar la integración con los modernos sistemas de control industriales, los sensores de visión FQ de Omron incluyen conexiones estándares para comunicación (E/S, Ethernet) y disparo externo (tri-gger). Para aquellas aplicaciones que requieran de más de un sensor de visión, pueden conectarse en red varias unidades y ser controladas desde un único punto.

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Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426SELECCIÓN DEL MESEmpresas

N adie puede plantearse hoy la optimización de su empre-sa sin tener en cuenta una

buena gestión del mantenimiento de sus equipos e instalaciones. En el mercado existe actualmente una amplia oferta de sistemas GMAO (Gestión del Mantenimiento Asistido por Ordenador) y con características muy diversas, unas específicas para un determinado sector y otras más genéricas. Unas más simples y otras más sofisticadas. Sin embargo, para la implementación de una buena gestión de mantenimiento no basta con disponer de un software por adecuado que este sea, sino que es necesario diseñar toda una nueva estrategia que incluye práctica-mente todas las actividades de la empresa.

Es en este sentido que ha sido especialmente interesante la con-ferencia de prensa organizada por la francesa Carl Software a princi-pios de febrero en Bérgamo (Italia). Presentaron sus últimos desarrollos de software pero también su me-todología, siempre adaptada a las necesidades específicas de cada uno

de sus clientes. Y para explicitarlo organizaron la conferencia de prensa en el moderno centro de I+D de uno de sus clientes, el fabricante italiano Brembo de frenos y otros componen-tes para vehículos y maquinaria. Las opiniones de representantes de esta última empresa y la visita a sus diversas instalaciones fueron el mejor testimonio de las buenas prestaciones de las soluciones ofrecidas por el editor francés.

Una larga experiencia en mantenimiento Carl Software nació en 1985 con el único objetivo de diseñar soluciones para una buena gestión del manteni-miento. A lo largo de este cuarto de siglo se ha convertido en uno de los líderes europeos en esta actividad, con un gran número de instalaciones en sectores muy diversos.

Como es bien sabido, cuando se trata de desarrollos de software, además de sus características y prestaciones, es muy importante la seguridad sobre el futuro de la inversión, lo que significa tener garantías de continuidad del editor

del software. Pues bien, este editor francés muestra con su historia y estructura que ofrece dichas garan-tías. Por una parte, por su política de producto –que ha ido evolucio-nando en función de la tecnología disponible y de las necesidades de las empresas– y, por otra, por la propia estructura de su capital, con un mismo accionariado desde su creación en el que no interviene inversor financiero ni grupo alguno, de forma que el deve-nir de la empresa no está expuesta a otras exigencias que las de sus clientes y empleados.

Nuestra estrategia está centra-lizada en nuestros clientes y cola-boradores, y tenemos un ritmo de crecimiento controlado y una ren-tabilidad constante, afirmó Laurent Truscello, responsable del marketing producto de la editora francesa, que ofreció como datos un crecimiento del 6% entre los años 2008 y 2009 con un resultado neto de más del 10% para este último año.

Fue en 2008 cuando iniciaron su expansión internacional con la apertura de una agencia italiana en Turín, a la que ha seguido en 2009

Carl Source basado en arquitectura nativa de Internet

Soluciones adaptadas a necesidades diversas Con ya una larga experiencia en sistemas para la gestión del mantenimiento, Carl Software optó para que fuera uno de sus clientes quien presentara no solo las características de su producto, sino también la metodología de colaboración para implementarlo y el servicio continuado que ofrece.

■ Cristina Burdino es la responsable comercial y técnica de Carl Software Italia. “El trabajo conjunto con los técnicos de la empresa usuaria es clave desde el principio del proyecto”, nos comentó.

■ Vladimir Carminati y Marco Elli, responsable de métodos/manteni-miento y responsable administrador del software GMAO de Brembo, respectivamente.

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SELECCIÓN DEL MESFebrero 2011 / n.º 426 Automática e Instrumentación

Empresas

la apertura de una agencia española en Barcelona.

Las soluciones de Carl Software están distribuidas en sectores muy diversos, desde los metros de nume-rosas ciudades (Nueva York, Turín, Argel, Marsella, Madrid, etc.) hasta hospitales, industrias o las instala-ciones de la Torre Eiffel.

Más que un producto, una gama de productosCarl Software es un editor generalista pero, consciente de que las nece-sidades en mantenimiento de una industria pueden ser notablemente diferentes de las de un edificio o de un hospital, presenta cuatro líneas de productos: Carl Facility para el sector inmobiliario, Carl Factory para los sectores industriales, Carl Transport para la gestión de parques móviles e instalaciones fijas y Carl Healthcare, dirigido a los centros hospitalarios.

Por otra parte, para cada una de estas líneas Carl Software ofrece cuatro niveles a fin de adaptarse tanto a las necesidades más simples como a las más complejas: la gama Smart (sencillez de uso, rapidez de implementación y bajo coste de adquisición), la gama Smart Expert (servicios de mantenimiento de me-diano tamaño), la gama Enterprise (proyectos orientados a un gran nú-mero de usuarios) y la gama Corpo-rate (proyectos de gran alcance que pueden ser plurilingües). Todas las versiones están basadas en un núcleo común, de forma que puede pasarse de una versión a otra sin problemas. Otra característica importante a señalar es que en todos los casos se trata de soluciones modulares y, por tanto, para cada solución específica podrá disponerse de los módulos que se precisen y sólo de los que se precisen.

Hablemos de la tecnología25 años en soluciones informáticas es muchísimo tiempo. Han cambiado las herramientas, los sistemas ope-rativos y las aplicaciones. ¿Quién se acuerda del MSDos y de Memsof, sistema operativo y base de datos sobre los que se construyó Carl Pro con el que Carl Software se presentó

al mercado?Once años después de su fun-

dación, en 1997, presentaron Carl Master; el sistema operativo era ya Windows y la base de datos Oracle, constituyendo un auténtico salto cualitativo en la oferta del editor francés. Pero lo evolución siguió y en el 2008 presentaron Carl Source, basado en una arquitectura nativa de Internet, incluyendo las tecnologías de la Web 2.0 y del que en marzo de 2010 se presentó la versión 3.0 (ver AeI nº 425, pag. 33).

En Carl Source, todos los compo-

nentes de su arquitectura pueden ser productos Open Source (base de datos, editor de informes, ser-vidor de aplicaciones, etc.) y, por otra parte, puede funcionar con los principales estándares del mundo informático (BEA, Microsoft, Oracle, etc.). Además, gracias a los Web Services integrados, está abierto de forma natural al resto de aplicaciones informáticas.

Finalmente, un aspecto muy in-teresante para la empresa que no quiera asumir la inversión derivada de la adquisición del GMAO es que

Filosofía de Carl Source y...

Carl Source integra la herramienta de informes BIRT que el usuario medio puede utilizar sin el soporte del fabricante del software. Sin

embargo, Brembo ha optado por softwares como por ejemplo Business Object y Crystal Report con los que ha sido posible mantener contenidos y diseño convencionales.

Por otra parte, este software garantiza libertad total a la hora de ele-gir la base de datos, se integra con los estándares de la empresa (MS SQL) y permite la integración con herramientas como el calendario de mantenimiento preventivo para máquinas e informes KPI de man-tenimiento, desarrolladas en entorno MS Dotnet.

Los entornos de trabajo de Carl Source (aplicación y servidor Web) son objeto de mantenimiento constante y actualización por parte de una amplia comunidad de desarrolladores (no requieren regalías).

…razones de Brembo para elegirlo• Es un software desarrollado con tecnología Web de última genera-

ción sobre plataformas tecnológicas Open Source.• Es una plataforma extremadamente fl exible y personalizable.• Buena compatibilidad con el hardware de la empresa.• Un software “multilenguaje” y “multisitio”.• Unos costes reducidos de puesta en servicio.• Adaptable/expansible en función de las exigencias actuales y futuras

de las empresas.

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puede explotarse en modo SaaS (Software as a Service), de forma que con una cuota fija anual el usuario puede acceder de forma personalizada a las herramientas que Carl Software dispone en un servidor seguro.

Cuando el mantenimiento es protagonistaLa decisión de Carl Software de ele-gir como lugar para su conferencia de prensa el centro de I+D de la italiana Brembo ha sido sin duda acertada. Esta empresa, uno de los líderes mundiales en el diseño y la producción de sistemas de frenos y componentes de altas prestaciones, incluye en sus instalaciones todo el proceso de fabricación de sus pro-ductos, desde la fundición hasta el montaje, constituyendo, por tanto, un buen ejemplo donde mostrar las prestaciones de las soluciones que la editora francesa ofrece.

Trabajando bajo la filosofía de la calidad total, Brembo ha imple-mentado un sistema de producción propio basado fundamentalmente en tres principios: Kaizen, autocalidad y JIT (Just In Time). Después de exponer con detalle la organización de las diversas actividades con la característica común de que los procedimientos implican de una u otra forma a todos los involucrados en los procesos, Vladimir Carminati, responsable de los métodos y del mantenimiento de la Business Auto de Brembo, expuso con detalle la organización del mantenimiento en las dos fábricas que posterior-mente visitamos, una dedicada a la fundición y mecanizado y la otra al montaje de los productos.

Desde el mantenimiento correctivo hasta el predictivo, todas las etapas están perfectamente establecidas y documentadas, de forma que tanto las acciones a realizar o los responsa-bles están establecidos con exactitud. Al margen del correctivo, que cada vez es menos, tienen establecido el llamado automantenimiento, que incluye todas las intervenciones que el responsable de la instalación debe realizar a diario (limpieza e inspec-ción diaria de la maquinaria). Por cierto, que la eficacia en el aspecto

de la limpieza fue evidente cuando visitamos la planta de fundición, con un pavimento tan inmaculado que no podía dejar de sorprender a quienes a lo largo de nuestra vida profesional hemos visitado muchas instalaciones similares.

La auténtica responsabilidad de los técnicos de mantenimiento empieza con el mantenimiento preventivo, que requiere conocimientos específi-cos y exhaustivos. Se lleva a cabo con intervalos predifinidos en función de las horas de funcionamiento real de la instalación.

Finalmente, Brembo ha establecido también el mantenimiento predictivo y para ello las técnicas utilizadas de modo sistemático son: termografía infrarroja (material refractario de los hornos, componentes de las centra-listas hidráulicas y componentes de los cuadros eléctricos), análisis de aceites y análisis de vibraciones.

Carminati expuso con detalle to-das las metodologías que se siguen en todas estas diferentes etapas, de forma que constituyó una lección de cómo disponer de un sistema de mantenimiento eficaz.

Integrar el mantenimiento en el sistema de gestiónHace ya un tiempo que detectamos la necesidad de una gestión integrada del mantenimiento que permitiría mejorar la gestión global de la empre-sa, afirmó el responsable de métodos y mantenimiento de Brembo.

Se trataba también de buscar una solución que les permitiera tener una gestión informatizada de los materia-les así como la intercomunicación del GMAO con el ERP de la empresa de

forma que se consiguiera una gestión automática del flujo de reposición de piezas que evitara la ruptura del stock así como la minimización de los costes inmovilizados.

Los responsables de Brembo fueron muy rigurosos en el momento de elegir el sistema más adecuado es-tableciendo un método multicriterio para analizar las distintas opciones que se les ofrecían. Es después de este análisis que eligieron Carl Source como la solución más idónea.

Se planteó el proyecto en tres fases, una primera de la implementación del sistema, una segunda para incluir la gestión de existencias y una tercera la implantación de la e-Maintenan-ce, que incluye un plan remoto de seguimiento y control, teleservicios y la posibilidad de notificación ins-tantánea de una alarma en el móvil del técnico correspondiente.

Hace un año que se inició el pro-yecto y los resultados están siendo muy satisfactorios.

¿Razones de este éxito? El paquete de software es bueno pero Marc Elli, responsable administrador del soft-ware GMAO en Brembo, afirmó que esto no basta y que en la excelente colaboración entre Brembo y Carl Software hay que buscar también las razones de dicho éxito.

Como decíamos al principio, la conferencia de prensa organizada por Carl Software con las intervenciones de responsables de su cliente Brembo y la visita a las instalaciones de esta última ha permitido que compro-báramos in situ las prestaciones de su solución y la metodología que la editora francesa pone en práctica.

Laura Tremosa

Algunas cifras tras un año de su implementación

• 59 usuarios en cuatro departamentos diferentes.• Más de 500 máquinas o instalaciones codificadas.• Más de 11.000 pedidos correctivos de trabajo procesados por el

sistema.• 4.469 planes preventivos activos (fundición, taller, montaje).• 5.138 ciclos de trabajo definidos.• Elaboración automática de Informes KPI (Key Performance Indi-

cators) de mantenimiento.• Reducción de un 10% de los costes inmovilizados en existencias.

Pídanos una

DEMOSTRACIÓN

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R S Components es el mayor distribuidor del mundo de productos de electrónica y

de mantenimiento que cuenta con más de 1,5 millones de clientes. Opera en 27 países y desde sus 17 almacenes repartidos por todo el mundo distribuye 500 mil produc-tos, que van desde semiconductores y optoelectrónica a herramientas eléctricas y ropa protectora. En el último ejercicio, el Grupo obtuvo unos ingresos de £ 972,600,000 y cotiza en la Bolsa de Valores de Lon-dres. RS Componentes Electrónicos y Afines son las marcas comerciales de Electrocomponents plc.

Europa es una región de importan-cia estratégica para RS Components, pues en ella se generan más de un cuarto de las ventas y además es aquí donde se identifican oportunidades de crecimiento significativas, es-pecialmente con la expansión en mercados emergentes como Europa del Este. El pasado mes de enero RS Components celebró dos importantes ruedas de prensa a nivel europeo (en Berlín y en París) para mantener a los profesionales de la prensa técnica al día sobre lo que la compañía supone en el mercado de la distribución de componentes electrónicos así como para anunciarnos su estrategia du-rante los próximos meses.

Una de los objetivos anunciados fue su entrada en el mercado de Europa del Este (Polonia, República Checa y Hungría). En los próximos meses se extenderá también a otros países de esta parte de Europa, expansión que

será apoyada por varios equipos de marketing que tendrán como objetivo dar a conocer el alto nivel de servicio que RS está ofreciendo ya en el resto de países europeos.

Tal como señaló dijo Klaus Göl-denbot, Gerente Regional de RS Components EMEA, en su primera intervención durante la conferencia de prensa, durante todo el año pasado RS Components estuvo reestructu-rando su organización europea y el paso que estamos dando ahora hacia Europa del Este forma parte de nuestra estrategia de crecimiento regional.

Y la reestructuración de la orga-nización europea, cuyo objetivo es ofrecer una propuesta de valor me-jorada para todos los clientes de este continente, pasa por conseguir una presencia más fuerte en el mercado a través de acciones de marketing a nivel más regional, por aumentar la

oferta de equipos electrónicos sumi-nistrados, por convertir a RS en un proveedor estratégico comprometi-do, por llevar a cabo una estrategia de ventas centrada en el mercado europeo, por ofrecer al cliente una mejor experiencia en comercio elec-trónico, por conseguir una logística de excelencia para la entrega de los pedidos y por estar constantemente inmersos en la cultura de la mejora continua.

Persiguiendo esta nueva organi-zación, en mayo de 2010 todos los mercados europeos se unieron bajo una sola estructura para ofrecer a los clientes una oferta reforzada, posibi-litando el acceso a la gama completa de productos.

Uno de los aspectos más desta-cables de RS Components es que en su actividad ofrece valor tanto a su proveedor como a su cliente. Al proveedor le ofrece el acceso a una

RS Components

Satisfacción asegurada de proveedores y clientesUno de los aspectos más destacables de RS Components es que en su actividad ofrece valor tanto a sus proveedores como a sus clientes. A los proveedores les ofrece el acceso a una cantidad nada desdeñable de clientes repartidos por todo el mundo, y a los clientes, además de acceso a 500 mil productos distintos, les ofrece un muy buen servicio de alta fiabilidad. Además, gracias a las sólidas alianzas que RS mantiene con sus proveedores, las últimas tecnologías desarrolladas por éstos llegan a los clientes en un breve espacio de tiempo.

■ Klaus Göldenbot, Gerente Regional de RS Components EMEA, durante su charla inicial.

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Empresas

cantidad nada desdeñable de clientes repartidos por todo el mundo. Al cliente, que es clasificado por RS en dos grandes grupos: ingenieros de diseño electrónico y encargados mantenimiento, le ofrece un muy buen servicio de alta fiabilidad, ade-más de acceso a 500 mil productos distintos. Por otro lado, gracias a las sólidas alianzas que RS mantiene con sus proveedores, las últimas tecnologías desarrolladas por éstos llegan a los clientes en un breve espacio de tiempo.

Tanto los clientes como los

proveedores se han beneficiado de esta nueva organización a tra-vés de una oferta más amplia, de llegada más rápida al mercado y con una mayor disponibilidad y una mayor flexibilidad. De hecho, según responsables del Grupo, esta nueva estrategia se ha traducido en un incremento en ventas del 23%.

El imparable comercio electrónicoA pesar de que RS Compo-nents es un distribuor multicanal, es el comercio electrónico el que está

impulsando el crecimiento de las ventas en Europa. En algunos mer-cados europeos, el comercio on-line llega hasta el 70%, como es el caso de Alemania, donde las ventas por correo electrónico han obtenido un crecimiento muy significativo sobre todo gracias a la utilización de los innovadores servicios online con los que cuenta RS para facilitar y hacer más grata la experiencia de sus clientes (Purchasing Manager, e-Procurement, e-Invoicing, Consejos, Ofertas Online, etc.). Pero detrás de las ventas por correo electrónico debe

Recursos en la red

Los ingenieros y los compradores necesitan una navegación rápida y fácil para acceder a la in-

formación. El año pasado, RS presentó los primeros desarrollos para apoyar a los ingenieros de diseño electrónico en sus elecciones. Por un lado, se pre-sentó el DesignSpark (www.designspark.com), el nuevo portal de recursos de diseño y soporte on-line que ha alcanzado la cifra de casi 23.000 usuarios registrados.

DesignSpark es la comunidad online de más rápido crecimiento en el sector de la electrónica. Cuenta ya con más de 20.000 miembros y más de 35.000 descargas de DesignSpark PCB, la herramienta gra-tuita de diseño esquemático y de PCB más potente del mundo. Estas cifras de registro en DesignSpark se han alcanzado sin ningún tipo de registro auto-mático de titulares de cuentas RS y no es requisito indispensable tener una cuenta en RS para poder registrarse. Las cifras de uso del portal demuestran que DesignSpark está acelerando la tendencia entre los ingenieros de ejecutar sus diseños online. Los clientes reconocen su valor como un entorno online fiable que ofrece información, herramientas y servicios que simplifican y agilizan el proceso de diseño. Junto con Component Chooser y los modelos CAD en 3D, DesignSpark proporciona una solución completa de diseño para ingenieros.

DesignSpark proporciona a sus miembros acceso gratuito a una gama de herramientas de diseño en su tienda Spark Store. Dentro de esta tienda se en-cuentra DesignSpark PCB, la herramienta de diseño PCB gratuita lanzada por RS en julio de 2010, que ha tenido más de 150.000 visualizaciones de los visitantes de DesignSpark. La tienda Spark Store ahora cuenta con más de 200 aplicaciones de descarga gratuita, incluyendo varias seleccionadas por los miembros de la comunidad.

Esta tienda se ha convertido en una completa y diversa fuente de soluciones de diseño gratuitas.

Sus colaboradores van desde proveedores de compo-nentes y desarrolladores de software comercial hasta individuos con una utilidad interesante dispuestos a compartirla. Las herramientas disponibles van desde simples convertidores a herramientas completas de diseño FPGA, kits de desarrollo para microprocesado-res, soluciones de optimización de energía e incluso utilidades de diseño LED. A través de la funcionalidad de comentarios de los usuarios, los miembros pueden evaluar el valor de cada descarga potencial.

Las herramientas online de diseño para ingenieros de RS también incluyen Component Chooser y los modelos CAD en 3D. Component Chooser clasifica a los componentes de acuerdo con 5 millones de atributos, cada uno de los cuales se puede buscar. RS ofrece descargas gratuitas de componentes elec-tromecánicos en 3D CAD y más de 20 formatos de archivo diferentes. Más de 10.000 ingenieros han descargado estos modelos.

■ C. Page y L. Wahl dieron detalles sobre los recursos dispo-nibles en la red.

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existir una impecable cadena de su-ministro que permite la entrega de los pedidos según el tiempo establecido y en las condiciones pactadas.

RS ha desarrollado una fuerte y sólida cadena de suministro en la que trabajan más de 2.000 perso-nas a nivel mundial. Se gestionan más de 40.000 repartos por día, de 500 mil productos disponibles en stock (con disponibilidad cer-

cana al 98%). Para ello RS cuenta con 17 centros de distribución lo-cal desde los que se mantienen los ni-veles de excelencia en el servicio.

Electrónica y mantenimientoRS ha definido dos áreas prioritarias para apoyar a sus clientes compra-dores de productos electrónicos: la expansión de la gama de produc-tos y la puesta en marcha de re-

cursos on line de gran alcance. La tecnología electrónica está evolu-cionando a una gran velocidad y los ingenieros necesitan tener acceso a la más amplia gama de productos más novedosos. Según explican res-ponsables de RS Components, en los últimos 20 meses el grupo ha intro-ducido 68 mil nuevos productos en su gama de electrónica y se propone mantener este impulso. En el caso europeo, las nuevas líneas de pro-ductos generan más del 15% de las ventas de productos electrónicos.

En cuanto al sector de manteni-miento, RS tiene la intención de explotarlo al máximo, pues se trata de un mercado al que se le prevén importantes crecimientos. Actual-mente el Grupo ha establecido rela-ciones con los actuales proveedores estratégicos, tales como ABB, Fluke, Siemens, SMC y Phoenix Contact y ya están en marcha planes para desarrollar más estos acuerdos y establecer nuevos acuerdos con otros proveedores.

Cristina Bernabeu

■ A.Lewis explicó las características de la cadena de suministro que funciona en Europa.

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L a conferencia ple-naria del acto fue inaugurada por el

director general de Energía, Minas y Seguridad Indus-trial, Josep Canós, quien destacó la importancia de poder contar con empresas como Schneider, dedicadas plenamente a la gestión eficiente de la energía, en un país cuya situación ener-gética se caracteriza por la gran dependencia exterior (de más de 85%), haciendo hincapié también en que el ahorro y la eficiencia energética son necesarios para frenar el cambio climático, que se ve seriamente agudizado por las emisiones de gases que proceden de las industrias energéticas (un 80%). Otro de los aspectos señala-dos por J. Canós fue el poco control y la volatilidad de los precios de la energía, lo que ejemplificó al indicar que entre 2005 y 2010 el coste de la energía eléctrica se ha incrementado en un nada despreciable 53%. Dos de los proyectos a los que la nue-va Administración catalana piensa apoyar para conseguir la reducción del gasto energético procedente de las energías tradicionales son, por un lado, el clúster existente ya en estos momentos, y que es vice-pre-sidido precisamente por Schneider Electric, y la apuesta por el vehículo eléctrico. Parece ser que en el año 2015 ya serán 76.000 los vehículos eléctricos que circularán y 91.200 los puntos de recarga que estarán operativos.

Enrique Valer, Country President

de Schneider Electric para España, Portugal y Sudamérica, después de ofrecer algunas cifras sobre esta multinacional, que ha pasado de ser una suministradora de equipos de distintas marcas a una empresa que ofrece todo tipo de servicios y soluciones relacionados con la ges-tión energética, indicó que Schneider Electric, que dedica un 5% de su facturación al I+D+i y que cotiza en bolsa, disfruta de una posición única en el mundo de la energía, pues no somos ni una empresa fabricante de equipos para la generación de energía ni de equipos y sistemas consumidores de energía, sino que nuestra actividad se centra en el campo de la gestión de la energía, desde la generación, pasando por la distribución y acabando en el consu-mo, en palabras de Valer. La gestión energética es en estos momentos tan importante porque en el año 2030 el consumo energético a nivel mundial será el doble del actual y, sin embargo,

las emisiones de CO2 van a tener que disminuir para conseguir la sostenibilidad ambiental. Y este es un di-lema que para el directivo de Schneider sólo se podrá resolver si se consigue dar respuesta a tres tendencias específicas: la eficiencia energética, las redes inte-ligentes para gestionar las cargas (Smart Grids) y la economía digitalizada, que lleva a un mayor consumo energético y a una mayor necesidad de velocidad. Y la propuesta de Schnei-der en este sentido en el

EcoStruxure, nacido de la suma del potencial de las tecnologías de la in-formación, principalmente Internet y protocolos de comunicación, con los sistemas tradicionales de gestión de la energía y de automatización industrial. Para Valer, en la inter-sección entre estos dos mundos se encuentra la energía “inteligente”. La solución para gestionar eficiente-mente los recursos energéticos pasa por la integración entre los diferentes sistemas que forman parte de una instalación y que todo pueda ser controlado desde un mismo puesto de control. Y esto es lo que posibilita EcoStruxure.

¿Qué es el EcoStruxure?Este nuevo concepto constituye un conjunto de arquitecturas de siste-mas ya integradas y validadas. En palabras de Francesc Juan, director técnico de arquitecturas, Schneider Electric es la única empresa que pue-de ofrecer esta herramienta para el

Desarrollada por Schneider Electric

EcoStruxure, una solución integrada que permite importantes ahorros energéticosPara dar a conocer al mercado el lanzamiento de este nuevo concepto, recientemente Schneider Electric ha celebrado en Barcelona una importante reunión de clientes, a la que también asistimos la prensa técnica de este país. Se trata de una solución, para cuyo desarrollo han trabajado más de 7.500 ingenieros procedentes de 25 países distintos, que permitirá ahorros que van desde el 20% en el caso de la industria hasta el 40% en el caso de las viviendas privadas.

■ Enrique Valer, Country President de Schneider Electric para Es- paña, Portugal y Sudamérica en un momento de su intervención.

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Empresas

control energético integrado porque es la única empresa que ya dispone de sistemas de control para cada una de las distintas áreas existentes (residencial, centros de pro-cesos de datos, infraestruc-turas, edificios e industria). La utilización de las nuevas tecnologías, que permiten la digitalización de la ener-gía para tener visibilidad de lo que está ocurriendo en cualquier momento y en cualquier instalación, es lo que va a permitir la correcta gestión de esta energía. La respuesta pasa por la creación de un entorno colaborativo basado en infraestructuras de hardware IP y en Servicios Web. Es decir, es necesario utilizar un lenguaje común para que los sistemas y subsistemas vayan evo-lucionando. Podríamos denominarlo como el bus de la energía –apuntó F. Juan– que comunica los sistemas de las cinco áreas. La incorporación de protocolos IP –que actúan como una gran autopista para la informa-ción–permite además actuar sobre el sistema de forma remota, a través de cualquier dispositivo con conexión a Internet.

Para que el EcoStruxure tenga éxito en su tarea de gestionar eficien-temente la energía tiene que cubrir todas las áreas y formar parte de la gestión administrativa de la empresa, tal como indicó F. Juan, quien siguió señalando en su intervención que para gestionar la energía necesi-tamos visibilidad y anticiparnos, es decir, prever que queremos ser

sostenibles ya desde la fase de diseño de una instalación.

El sistema permite comunicarse con la red y controlar a distancia el consumo público y privado. Además, optimiza la productividad, minimi-zando cortes en el suministro, y mejora los costes y los procesos de fabricación, así como las inversiones de capital en nuevas instalaciones y las de mantenimiento operativo de las mismas. Por otro lado, en su concepción se ha tenido en cuenta la necesidad de crear redes de distri-bución inteligentes –Smart Grids–, la incorporación del vehículo eléc-trico y la necesidad de desarrollar la infraestructura eléctrica para su recarga.

La solución resultante logra aho-rros que van desde el 20% en el caso de la industria hasta el 40% en el caso de las viviendas privadas. Se trata, además, de una solución abierta que puede integrar sistemas y productos de terceros.

La nueva solución pro-puesta por Schneider Elec-tric permitirá tener un control a tiempo real de los consumos energéticos y poder actuar inmedia-tamente sobre ellos, de-tectando si hay pérdidas o fallos en el suministro. EcoStruxure simplifica los sistemas, al trabajar con una arquitectura común, lo que se traduce en una reducción de costes, au-mento de la productividad industrial y una disminu-ción de los tiempos de re-

torno de inversión, ya que los ahorros energéticos generados autofinancian la inversión en pocos años.

Redes inteligentesTradicionalmente, las redes de dis-tribución han sido unidireccionales y los usuarios se limitaban a contratar energía, sin poder interactuar con la red. La construcción de nuevas plantas de generación de energía renovable, unido al aumento del número de productores y la futura incorporación de los puntos de recar-ga del vehículo eléctrico dan lugar a una nueva realidad que necesitará de un sistema de gestión mucho más complejo.

Con EcoStruxure, y gracias a la reciente adquisición por parte de Schneider Electric del negocio de distribución de Areva, la empresa ha consolidado su posición en el ámbito del desarrollo de Smart Grids, como sistema de gestión de la energía, en tiempo real, capaz de adaptar la ofer-ta energética a la demanda existente y aportando una mayor fiabilidad y continuidad en el suministro. Las Smart Grids se basan en la incorpo-ración de elementos inteligentes en las distintas etapas de generación, distribución y consumo de la energía, permitiendo crear un vínculo entre las compañías suministradoras de energía y los abonados a la misma. La creación de este tipo de redes permitirá a los agentes de la cadena de suministro reducir sus costes de explotación y mejorar la calidad del suministro.

Cristina Bernabeu

■ Francesc Juan, director técnico de arquitectura, fue el encar-gado de presentar el EcoStruxure en más detalle.

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Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426SELECCIÓN DEL MES

Productos

L ogitek amplía su ofer-ta de dispositivos para

la gestión distribuida al presentar LKremote, tec-nología que integra las fun-cionalidades de RTU, PLC e Internet en un equipo compacto para garantizar un total control y análisis de procesos remotos con una significativa reducción de costes de despliegue y desarrollo.

De aplicación en sec-tores como el de gestión de aguas, agricultura, tráfico, redes ferroviarias, medio ambiente, facility management, oil & gas o la industria energética, incluyendo las renovables, el LKremote proporcio-na conexión tanto en red email, acceso a Internet, sms, enlace con sistemas scada de protocolo están-dar, etc. como a nivel de serie, contadores electróni-cos, sensores inalámbricos, dispositivos de seguridad o instrumentación. Además, al ofrecer funcionalidades scada y acceso a Internet de manera integrada, el dispositivo se convierte en una eficaz herramienta para el análisis y la rea-lización de informes en relación al funcionamiento de los procesos remotos, reduciendo así los costes asociados a la adquisición de nuevos dispositivos de control y a los desarrollos de ingeniería en torno a ellos.

Además de disponer de

un scada virtual en la RTU, la clave de esta nueva ge-neración de equipos es que son capaces de integrar-se en redes Internet con servicios de red que nos permiten disponer de la información en cualquier lugar y de una manera se-gura, explica Xavier Carde-ña, Business Development Manager de Logitek.

Si a esto se añade la completa integración con sistemas scada externos, telemetría con estándares como DNP3 e IEC60870, y otras herramientas de control funcional, LKre-mote abre a las empre-sas un amplio abanico de posibilidades de análisis para ofrecer no sólo datos actuales e históricos, sino también informes predefi-nidos o gestión de alertas y eventos, con datos reales y verificados y con total fia-bilidad en la transmisión de datos, concluye.

Tecnología y funcionalidadesAdemás de todas las fun-cionalidades analíticas, al contar con tecnología web server integrada, la gama LKremote está preparada para enviar mensajes de email, previamente progra-mados, a múltiples recep-tores. Al no ser necesarias las consultas polling conti-nuas, se reducen al míni-mo los costes de tráfico e infraestructura de la red. De la misma manera, ade-

más de conectarse vía PC, móvil o PDA, los usuarios pueden recibir alertas sms teniendo así un constante control de lo que ocurre en sus instalaciones.

Las capacidades de pro-cesamiento del equipo fueron desarrolladas para responder a las exigencias de solidez y rapidez para el intercambio de infor-mación en entornos de automatización multitarea. Las herramientas de LKre-mote análisis dinámico, librerías, etc. reducen sig-nificativamente las tareas de desarrollo y los progra-madores disponen de un diagrama editor, de uso familiar e intuitivo, para trabajar tanto en lenguaje ladder como en Basic, lo que facilita el despliegue y los cambios a los que tenga que someterse el sistema. Asimismo, esta gama de equipos posibilita un sofis-ticado almacenamiento y pretratamiento de los datos en la misma RTU, aportan-do múltiples opciones: los valores pueden ser alma-cenados de forma media, máxima, mínima o a través de muestras instantáneas, las tablas de eventos se pueden estructurar con alarmas, existe la posibili-dad de rastrear problemas con una resolución de 1 segundo o de almacenar meses, o incluso años, de datos históricos con total seguridad.

LKremote se conecta di-

rectamente con una amplia gama de dispositivos como control de accesos, anali-zadores, lectores de código de barras, cromatólogos, caudalímetros, etc. dis-poniendo de una librería de más de 40 drivers de comunicación de forma gratuita. Cuenta con un chasis robusto, capaz de hacer frente a las condi-ciones más hostiles, gra-cias a una caja de aleación que ofrece aislamiento del ruido y resistencia a altas temperaturas, vibraciones o impactos, con opción in-cluso de tropicalización de las tarjetas. De reducidas dimensiones, se monta en raíl DIN sin necesidad de utilización de herramien-tas específicas e incluye un cargador de baterías integrado, reduciendo así los costes asociados a com-ponentes externos.

www.logitek.es

LKremote

Nueva generación de RTU con prestaciones de PLC e InternetCon LKremote es posible acceder en tiempo real a la información de procesos geográficamente distribuidos, ofreciendo, además, avanzadas funcionalidades para el análisis de la información, ya que integra en un único dispositivo las funcionalidades de RTU, PLC e Internet.

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La nueva gama de sensores de visión FQ, inician una nueva era de simplicidad y rendimiento. Se consiguen las ventajas de una tecnología vanguardista sin la necesidad de utilizar instrucciones complejas o grandes conocimientos técnicos. Se puede acceder a todas las funciones de una manera rápida y sencilla, mediante la confi guración desde PC o consola TouchFinder.

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Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426SELECCIÓN DEL MES

Productos

C ompacto y fácil de utilizar, el RH-3S tie-

ne un alcance de 350 mm de radio, 150 mm de eje Z y un diámetro de acción que alcanza los 700 mm. Su diseño para montar en techo permite instalar el robot justo encima del centro de la aplicación, directamente sobre los ma-teriales. Su montaje en techo simplifica la adapta-ción del robot en aquellas líneas de producción ya existentes, o permite im-plementar nuevas células de trabajo en espacios muy reducidos.

Presenta un tiempo de ciclo de solo 0.32 segundos, lo que significa que el robot puede realizar tres opera-ciones de pick and place por segundo, mejorando el rendimiento de los robots spider. La carga máxima es de 3 Kg y ofrece una exactitud de ±0.01mm en repetición de posicio-namiento, adaptándose a precisas tareas de posicio-

namiento.El robot ha sido diseñado

para una fácil integración dentro de la aplicación. Así, por ejemplo, cuando se han de coger componentes de una cinta transportadora, para un funcionamiento normal, lo único que se re-quiere es un encoder para obtener información sobre la velocidad de la cinta y un

sistema de visión artificial para la detección de obje-tos. El robot se suministra con la unidad controladora de serie, aunque también está disponible un pack donde el control del robot queda integrado en una plataforma iQ para la di-recta integración con los PLC de Mitsubishi. En esta configuración, el con-

Una alternativa a los robots spider

Nuevo robot scara de techo Concebido para montar en techo, el nuevo robot scara de alto rendimiento lanzado recientemente al mercado por Mitsubishi Electric combina alta velocidad de funcionamiento y una amplia área de cobertura en un diseño compacto.

■ El nuevo robot scara de alto rendimiento concebido para montar en techo representa una alternativa rentable a los robots spider para todo aquel que busque aumentar la productividad en líneas de producción.

trol del robot tiene acceso directo a todos los demás módulos integrados de la plataforma iQ, dando po-sibilidades casi ilimitadas de interfaz.

ProgramaciónLa programación es senci-lla a través de Mitsubishi RT Toolbox2, un software basado en PC para la pro-gramación, seguimiento y depuración, o por medio de Melfa Works 3D, un software de simulación que ayuda al usuario a depurar el programa completo de posibles errores y/o colisio-nes antes de ejecutarlo en una aplicación real.

También es posible pro-gramar el RH-3S mediante el entorno de Mitsubishi Electric iQ Works, software que engloba un completo juego de herramientas para los equipos de automa-tización de la compañía, PLC, servos, controladores motion, variadores de velo-cidad, HMI, controladores basados en PC y CNC.

El Product Manager Reiner Hänel comenta: Históricamente, la veloci-dad ha sido un argumento a favor de los robots spi-der, pero con este rápido tiempo de ciclo el RH-3S redefine las expectativas de funcionamiento de los robots. Además, en su ins-talación el RH-3S ofrece grandes ventajas respec-to a los robots spider. Por otro lado, es sumamente compacto y consigue un gran rendimiento de sus prestaciones. Estas ven-tajas combinadas con la facilidad de integrarlo en aplicaciones del sector de la automatización hacen que el RH-3S sea una solución rentable en cualquier línea de producción.

www.mitsubishi-automation.com

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F E R I A I N T E R N A C I O N A L D EENERGIA Y MEDIO AMBIENTEENERGY AND ENVIRONMENTINTERNATIONAL TRADE FAIR

2011

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Febrero 2011 / n.º 426 Automática e Instrumentación

Mecatrónica

Desde las páginas de esta revista ya hemos hablado en repetidas ocasiones de la mecatrónica. Su primera definición como integración sinérgica de varias disciplinas (mecánica, eléctrica, electrónica, informática y comunicaciones) para obtener productos mejorados ha ido evolucionando a medida que los productos industriales han ido aumentando su complejidad. Actualmente nos encontramos con la paradoja de que la “parte” de una máquina que representa el coste más elevado porcentualmente no se mueve, no ocupa lugar, no pesa y no hace ruido: es el programa de software.

Sinergias entre las TI y la toma de decisiones complejas

De la mecatrónica a la “enertrónica”

Y este programa, en cambio, le dará el valor

añadido al producto que lo va a hacer más competitivo. ¿Cuál ha sido la evolución de esta temática y hacia dónde va? La evolución sigue las necesidades de la industria y la aparición de nuevas posibilidades tecnológicas. El gran au-mento de la capacidad de procesamiento y al-macenamiento de información de los actuales microprocesadores y la gran capacidad de conversión de la energía eléctrica que proporcionan los actuales semiconductores de potencia, están determinando sus características actuales. El proce-sador ya forma parte de la máquina como un “mecanismo” más, el pro-grama de control es su esencia. Por su parte, el procesado de la energía eléctrica está cambiando muchos productos y sistemas.

Las necesidades de la industria llevan a una aplicación intensiva del conocimiento. Hemos llegado ya a la famosa sociedad del cono-cimiento. La industria necesita el conocimiento para la innovación permanente. Sin innovación no hay futuro. Incorporar los últimos avances tecnológicos parece inicial-

mente caro e injustificado, pero es necesario para no quedarse atrás. Los precios se reducen rápidamen-te cuando una innovación se hace estándar. Los productos industriales son cada vez más complejos y con mayores capacidades heterogéneas. Los mercados son cada vez más globales y competitivos. Los ciclos cortos de diseño obligan a estar a la última. Ante esta panorámica, el diseño en equipo es el único enfo-que posible. La mecatrónica debe ofrecer las mejores prácticas para satisfacer estas necesidades.

Actualmente, la mecatrónica se podría definir como la integración sinérgica de distintas tecnologías aglomeradas por la tecnología de la información y la toma de decisio-nes complejas en el diseño, fabri-cación y operación de procesos y

productos industriales. Como tecnologías de la información se deben incluir los PLC o au-tómatas programables, los ordenadores, los mi-crocontroladores y los DSP, que almacenan y procesan información; las comunicaciones e Internet que transmi-ten información y los programas de CAD que se utilizan para mode-lizar y simular. Como

toma de decisiones complejas se in-cluyen metodologías como la teoría de sistemas realimentados, teoría de control, control inteligente, teoría de sistemas híbridos y diagnóstico y detección de fallos. El enfoque mecatrónico no se debe limitar exclusivamente a la fase del diseño del producto o sistema, se debe extender a las fases de fabricación y operación, debe impregnar a toda la empresa para asegurar el éxito.

El enfoque mecatrónicoLa forma de hacer mecatrónica debe reflejar la sinergia de la inter-disciplinaridad: buena formación básica generalista (los fundamentos son fundamentales), motivación y curiosidad por aprender y pensar, conocimiento y experiencia profun-da en algunas áreas especializadas

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Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426

Mecatrónica

de la tecnología, habilidad para apreciar las posibles contribucio-nes de otras áreas de la tecnología, capacidad de abstracción y habili-dad para entender el mundo físico. Interpretación de la realidad como sistema y disposición para fusionar nuevos conocimientos a través del aprendizaje a lo largo de toda la vida. El ingeniero mecatrónico debe ser capaz de “hablar” el lenguaje de un especialista y actuar como “in-térprete” para asegurar la correcta comunicación de ideas y conceptos entre distintos especialistas.

La filosofía mecatrónica debe va-lorar y admirar el conocimiento. En un momento en que los avances tecnológicos permiten que la teoría pueda ser aplicada obteniendo resul-tados muy exactos, es muy impor-tante no despreciar el conocimiento teórico ni a quien lo desarrolla. En la resolución de problemas las per-sonas utilizan su conocimiento y experiencia para tomar decisiones y pueden ser reluctantes en incor-porar conocimiento y soluciones procedentes de otras fuentes. No

se quiere conocer lo que se ignora. Especialmente cuando los entornos de trabajo son muy competitivos y je-rárquicos, incorporar conocimiento ajeno se contempla como conflictivo y retardador de la propia posición. En los ambientes mecatrónicos se debe compartir todo el conocimien-to, se deben admirar los avances y aportaciones de los compañeros. Los equipos de trabajo deben ser poco jerarquizados y deben estar organizados como agentes activos cooperantes inteligentes que se comunican. El desarrollo profe-sional en un marco mecatrónico debe animar a profundizar en los conocimientos teóricos, a estudiar de nuevo y a incorporar soluciones externas a la propia experiencia aportando confianza y habilidad para integrar el conocimiento de otras fuentes.

Ante el aumento de la complejidad de los sistemas físicos es necesaria para su estudio e interpretación una metodología de representación. Ya no se pueden resolver los temas por el método de prueba y repito. Existe

la necesidad de crear modelos de la realidad física que permitan su análisis de forma virtual, con lo que serán más baratos y menos consumidores de tiempo que la construcción de un prototipo. Un modelo es la descripción concep-tual de ideas, hechos y procesos que conjuntamente representan el comportamiento de un producto en diseño. El modelo permite la simulación del comportamiento del sistema en desarrollo, de forma que posibilita acotar de antemano los niveles que alcanzarán las dis-tintas variables cuando el sistema esté construido, ahorrando tiempo y dinero respecto al clásico prue-ba y error. Existen herramientas de modelización y simulación que generan automáticamente código ejecutable. La más extendida y que se ha convertido en un estándar en muchas aplicaciones industriales es el Matlab-Simulink. Este programa tiene una gran potencialidad para el diseño de soluciones mecatrónicas, pero requiere que su usuario tenga un buen nivel de conocimiento de

Dos ejemplos de desarrollos mecatrónicos

D e destacan aquí dos proyectos realizados en el CIT-CEA-UPC que presentan todas las características de

Dos ejemplos de desarrollos mecatrónicos

S e destacan aquí dos proyectos realizados en el CITCEA (Centre d’Innovació Tecnològica en con-

vertidors estàtics i accionaments)-UPC (Universitat Politècnica de Catalunya) que presentan todas las ca-racterísticas de un desarrollo mecatrónico. El primero de ellos fue la trasformación de una pinza de soldadu-ra de puntos para la industria del automóvil, de tec-nología de accionamiento neumático a tecnología de accionamiento eléctrico, para la empresa Serra Solda-dura. El estudio de necesidades llevó a incluir, a par-te del accionamiento principal para abrir y cerrar la pinza, un segundo accionamiento para compensar el peso de la pinza y que esta no deformara la superficie de la chapa a soldar al entrar en contacto. Este con-cepto dio lugar a una patente internacional. El prin-cipal reto de este desarrollo consistió en compactar al máximo el equipo de control. Para ello se dispuso de un DSP que cerraba seis bucles de control (par, velo-cidad y posición para cada uno de los dos motores). A la vez, el mismo DSP realizaba la conversión “resolver to digital” de los dos motores y la modulación espacial vectorial de los dos onduladores que alimentaban los motores. Un solo procesador efectuaba las funciones que en una solución convencional realizarían cuatro procesadores como mínimo. Al mismo tiempo, y como

valor añadido de desarrollo teórico, se introdujo un al-goritmo de modelización y compensación de los efec-tos de la histéresis y fricción mecánica que mejoraba el comportamiento dinámico de la pinza aumentando su competitividad.

Un segundo ejemplo sería la máquina industrial de imprimir directamente sobre tejido realizada por el CITCEA-UPC junto con la empresa Drop Digital Printing. Esta máquina es un producto genuinamen-

■ Esquema bloque de la solución mecatrónica realizada por el CITCEA-UPC de la pinza de soldadura por puntos de la empresa Serra Soldadura.

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Mecatrónica

matemáticas, una buena formación teórica básica en las tecnologías involucradas, una buena base en teoría de control y que esté al día en las novedades que van apareciendo en este campo.

Diseño es el proceso de convertir la información que caracteriza las necesidades y requerimientos de un sistema en conocimiento acerca del mismo sistema. La principal función del diseñador mecatrónico en cada etapa del desarrollo del producto es tomar decisiones. Las decisiones ayudan a puentear los espacios entre las ideas y la reali-dad. Las decisiones en el enfoque mecatrónico son controladas por informaciones de varias fuentes y disciplinas. Hay que aceptar que en muchos casos no toda la infor-mación necesaria para llegar a una decisión correcta está disponible. Alguna información está basada en principios científicos y otra, en cambio, está basada en la opinión y experiencia de los diseñadores. El principal objetivo del diseño es concebir un producto óptimo, en las

circunstancias disponibles, en el mí-nimo tiempo y con el mínimo coste. Antes de atreverse a modificar un diseño efectuado por otras personas para “mejorarlo” es necesario estar seguro de que se conocen todas las circunstancias en las que se efectuó y no poner en tela de juicio la opi-nión de otros expertos basándose en el “contra gustos no hay disputas”. El diseño mecatrónico bien hecho es un equilibrio entre muchas va-riables y el mínimo desajuste puede conducir al fracaso.

El proceso de desarrollo mecatrónicoUna aproximación generalizada al proceso de desarrollo mecatrónico debe incluir seis etapas o fases. La primera de ellas es definir el pro-blema e identificar las necesidades. Para asegurar el éxito del desarro-llo es necesaria una aproximación holística al producto o sistema a desarrollar. No hay que olvidar nada y verificar todas las necesidades de primera mano. Hay que tener en cuenta aspectos que normalmente

no se consideran tecnológicos, como el mercado al que va destinado, la estética, el marketing, el presupues-to disponible orientativo, el tiempo disponible, la propiedad industrial, las herramientas necesarias, aspec-tos medioambientales, el consumo energético y las comunicaciones con su entorno. Además, es importante una visita al lugar donde deberá fun-cionar y conocer el comportamiento de otros sistemas con los que deba interactuar. Si el problema o las necesidades a satisfacer no se han entendido el proyecto fracasará.

La segunda fase es confeccionar el estado del arte recolectando toda la información que se considera re-levante. Si la temática es novedosa se deberán adquirir mediante el estudio los nuevos conocimientos técnicos y científicos que sean ne-cesarios. Se deberán consultar las patentes existentes. Esta fase debe permitir tener la seguridad de que se dispone de la máxima informa-ción y conocimiento disponible para poder tomar decisiones correctas en fases posteriores. Finalmente se de-

te mecatrónico. A partir del tratamiento digital de la imagen, elabora los archivos que se han de enviar a los cabezales piezoeléctricos que disparan las gotas de tinta. De concepción modular, puede llegar a incorporar hasta 16 cabezales de impresión que disparan cada uno de ellos 256 gotas de tinta. A parte de la transmisión de gran cantidad de información hacia los cabezales de impresión, la máquina incorpora varios controles de ejes para el avance de la tela y el posicionado de los cabezales, controles de temperatura, nivel y de presión de los depósitos de tinta. El control de automatización funciona con bus CANopen y el de impresión con Ethernet. Los dos controles se efectúan a partir de un PC estándar. Para elaborar las señales de disparo de los

cabezales de impresión se ha realizado una electrónica a medida mediante una FPGA. El control de impresión necesita una electrónica de potencia que genere los pulsos de disparo de alta tensión para que los cabezales lancen una gota de tinta. El volumen de la gota de tinta depende de la pendiente de la tensión de excitación. Para controlar esta variable se ha utilizado el modelo del transistor de disparo mediante Pspice, que luego se ha exportado a Matlab y ha permitido controlar con precisión la pendiente del pulso, ya que como se pue-de observar en el gráfico adjunto las formas de onda simuladas y reales coinciden totalmente.

■ Superposición del flanco de subida simulado y real, del pulso de disparo de los cabezales de tinta en función de la capacidad añadida a la puerta. Se puede observar que la coincidencia es total.

■ Ejemplo de solución mecatrónica para una máquina de im-primir por chorro de tinta directamente sobre tela realizada por CITCEA-UPC para la empresa Drop Digital Printing.

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Mecatrónica

ben establecer una especificaciones objetivo y redactar un informe con la información recolectada. Los re-sultados se deben discutir con todo el equipo mecatrónico.

A continuación, en la tercera fase, se deben analizar posibles solucio-nes alternativas. Se debe producir un fuerte debate entre todos los miembros del equipo. Se deben aportar ideas de forma libre y co-mentar sus ventajas e inconvenien-

tes para estimular la creatividad. Fi-nalmente, se deben escoger algunas posibles soluciones con sus ventajas e inconvenientes y presentarlas a otras personas relevantes y a otros departamentos como comercial, fabricación y mantenimiento.

En la cuarta fase se debe selec-cionar la solución óptima con las posibles aportaciones de otras solu-ciones desestimadas. Es necesario tener en cuenta todas las opiniones

y factores posibles. Finalmente, hay que asegurar que todos los re-querimientos especificados serán satisfechos, incluyendo el coste del desarrollo y el coste estimado de fabricación del producto. Estas cuatro primeras fases también se conocen agrupadas como la fase de diseño conceptual y es la más importante en el desarrollo de un nuevo producto, ya que los paráme-tros principales, propiedades y coste

La “enertrónica”

N ormalmente en una solución mecatrónica se establecen tres flujos. Un flujo de materiales,

un flujo de energía y un flujo de información. Cuan-do en el objetivo de la aplicación no es necesario ge-nerar movimiento, el flujo de materiales desaparece y solo queda el de procesamiento de la energía y el de la información. Cuando esto sucede, la función del sistema es exclusivamente el procesado de la ener-gía. Proponemos llamar a este tipo de soluciones sis-temas “enertrónicos” que pueden aparecer como un subsistema mecatrónico en el que ha desaparecido la función movimiento. Las consideraciones sobre la sinergia entre varias disciplinas se aplica igualmente a los sistemas enertrónicos y en la actualidad las tec-nologías dominantes son las de la información con los omnipresentes DSP y la electrónica de potencia. Algunos equipos o sistemas mecatrónicos se pueden considerar formados modularmente, incluyendo, entre otros, módulos enertrónicos. Este sería el caso de algunos desarrollos en curso en el CITCEA-UPC, como el de un horno de inducción en un sistema mecatrónico de trefilado de alambre y una lanza de plasma de 200 kW que actúa como un lanzallamas para gasificar residuos sólidos urbanos.

Pero donde la enertrónica está adquiriendo su pro-tagonismo es en el campo de las energías renovables, eficiencia energética, cargadores para vehículos eléc-tricos y en la gestión de la demanda. En todos estos campos, la electrónica de potencia actúa como tecnología habilitadora. Así, y como ejemplo, las instalaciones fotovoltaicas se pueden considerar enertrónicas y la generación eléctrica eólica como módulos enertrónicos. Las futuras redes eléctricas inteligentes deberán incorporar muchos equipos enertrónicos como FACTS para dirigir los flujos de energías, priorizadores de cargas para gestionar la demanda y cargadores de vehículos eléctricos. Además, para gestionar la generación renovable distribuida se deberán agregar diversos pequeños generadores en lo que se llama microredes para que desde la red general sean vistos y gestionados como uno solo. Los equipos que permiten gestionar la conexión de microredes a la red son también productos enertró-nicos. Recientemente en el IREC (Institut de Recerca en Energia de Catalunya) ha puesto en marcha una microred experimental que forma parte del proyecto Smartcity de la empresa Endesa. Esta microred incluye tres emuladores reales: una generación eólica, una batería estacionaria de almacenamiento y una carga. Los emuladores actúan como enchufes inteligentes (iSocket) y se comunican con el nudo inteligente de agregación (iNode) mediante el protocolo de comunicaciones en infraestructuras eléctricas IEC 61850. El nudo inteligente recibe las consignas de control desde el sistema de gestión de la red a través de TCP/IP.

■ Microred enertrónica experimental desarrollada en el IREC para el proyecto Smartcity de Endesa.

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Mecatrónica

de la solución y, en consecuencia, la mayor parte del éxito dependen de ella. A esta fase se debe dedicar el tiempo y el presupuesto necesarios, ya que se trata de una fase muy intensa mentalmente, de trabajo retador y de acumulación de conoci-miento. Es la fase más mecatrónica del proceso de desarrollo y en ella deben participar los ingenieros del equipo con mayor experiencia y perspectiva. La cooperación entre los diversos ingenieros de diseño es de vital importancia. Si al final de la fase no se tiene la seguridad de que los objetivos del proyecto serán alcanzados, lo más aconsejable es abandonarlo y darlo por no viable con el actual estado de la técnica y del conocimiento.

A continuación viene la fase de diseño de detalle y construcción de un prototipo preliminar o experi-mental. Los pasos a seguir en esta fase son: establecer los módulos constituyentes y su análisis y modelo matemático, seleccionar los distin-

tos componentes con sus caracte-rísticas y modelos matemáticos, si-mular el sistema completo y analizar los valores que toman las distintas variables verificándolas en lo posible mediante cálculos analíticos, hard-ware in a loop montando alguno de los módulos sobre los que no se tenga experiencia previa y analizar su comportamiento real, optimizar el diseño tanto en hardware como en software de los distintos módulos y de todo el sistema completo, cons-truir, montar y ensayar el hardware y, en paralelo, generar el programa de control. Finalmente, poner en marcha todo el sistema y verificar el nivel de alcance de los objetivos propuestos.

Y, para finalizar, la sexta y última fase de diseño de detalle definitivo. Tras el funcionamiento del prototi-po experimental se deben efectuar algunas revisiones en el diseño y la mejora de algunas funciones y consideraciones de ajuste de costes futuros de fabricación. Si las revi-

siones efectuadas son importantes, se deberá construir un prototipo funcional como paso previo a la industrialización del producto. Esta fase y el proceso de desarrollo fina-lizan con la confección detallada de la documentación necesaria para fabricar, verificar, instalar, poner en marcha, mantener y reparar el producto. Es necesario destacar que antes de iniciar la fabricación del producto es necesario efectuar un proceso de industrialización que no está incluido en el proceso de desarrollo y que debe ser efectuado por el departamento de producción. El enfoque mecatrónico no debe quedar limitado exclusivamente a la etapa de desarrollo de un producto, sino a todas las etapas de su vida útil como fabricación, operación y servicio técnico.

Antoni Sudrià Andreu CITCEA-UPC/IRECSamuel Galceran Arellano CITCEA-UPC

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Mecatrónica

Rainer Stetter es un reconocido gurú del software y la mecatrónica en Alemania. Ingeniero mecánico y doctor por el Instituto de Máquina-Herramienta y Dirección Científica, su tesis doctoral consistió en la elaboración de un simulador 3D para robots y máquinas automáticas en planta. Es propietario y director de la compañía ITQ GmbH, cuya actividad principal consiste en asesorar y asistir a sus clientes durante todas las etapas del desarrollo del software (análisis, diseño, verificación y comisionado). Algunas compañías que figuran en su lista de referencias son Trumpf, Krones, Tetra Pak, Voith, B&R o Siemens. Hemos mantenido una entrevista con él para que nos explique en qué estadio se encuentra actualmente la mecatrónica, según su punto de vista.

Entrevista con Rainer Stetter

“El software no es un apéndice de la mecatrónica”

Automática e Instru-mentación (AeI). ¿Po-dría describir breve-mente el estatus actual de la ingeniería meca-trónica para el fabri-cante de maquinaria alemán?

Rainer Stetter (RS). La mecatrónica se ha debatido intensamente en Alemania durante los últimos años, tanto en el ámbito industrial como en el académico. Como consecuencia de suce-sivos encuentros entre miembros de la VDMA (Asociación Alemana de Fabricantes de Maquina-ria), el Ministerio de I+D alemán y los directivos de las principales com-pañías industriales en este campo, se detectó claramente que hay una imperiosa necesidad de cambiar los flujos y procedimientos de trabajo en las empresas de fabricación de maquinaria.

El proyecto BESTVOR (Mejor Me-todología Mecatrónica para Compa-ñías Fabricantes de Maquinaria) se inició con el fin de proporcionar a

estas empresas unas guías maestras sobre las medidas que tenían que adoptar. Uno de los principales objetivos de BESTVOR era desa-rrollar un método de evaluación efectivo para analizar la madurez mecatrónica de los procesos de desarrollo dentro de una compañía. Utilizando este enfoque hacia la evaluación, entrevistamos a unos

500 empleados de más de 70 empresas alemanas y austríacas.

A pesar de que la ma-yoría de participantes en la entrevista eran lí-deres de mercado en su correspondiente sector industrial, detectamos que la madurez meca-trónica no era tan sofis-ticada como habíamos previsto en un principio. De hecho, más del 90% de estas empresas no lle-garon a conseguir ni tan siquiera el segundo ni-vel (partially mastered) de los cuatro niveles de madurez predefinidos. El nivel partially mastered hace referencia a que, precisamente, los proce-

sos interdisciplinares no trabajan correctamente.

Para describir el típico desarrollo del flujo de trabajo en estas compa-ñías, me gusta recordar una recurri-da y célebre frase: la máquina se ha terminado; ahora sólo le hace falta el software.

Desde mi punto de vista, esta afirmación describe muy bien la

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Mecatrónica

situación que se da en estas com-pañías. La mayoría de su emplea-dos piensan que la máquina se ha terminado cuando los componentes mecánicos se han ensamblado y el conjunto se ha cableado. El software es una especie de añadido que se ha de realizar de alguna forma al finalizar el proyecto.

AeI. ¿Cuáles son las principales disciplinas y perfiles de ingeniería que se requieren en mecatrónica y cómo han evolucionado hasta ahora?

RS. Hay que considerar dos as-pectos principales cuando hablamos de mecatrónica. Primero, hemos de ser conscientes de que la me-catrónica requiere un paralelismo de tres disciplinas de ingeniería (mecánica, electrónica y software); segundo, hemos de afrontar el he-cho de que la ingeniería del software actualmente tiene una importancia mucho mayor que la de hace 10 o 20 años, y que incluso irá en aumento en el futuro.

AeI. ¿Cuáles son las tendencias que vislumbra en el futuro?

RS. Todos sabemos de sobras que la industria de fabricantes de maquinaria tiene sus raíces en la mecánica. Por lo tanto, no es una sorpresa que esta disciplina de in-geniería tenga actualmente la mayor influencia en estas empresas. Pero al mismo tiempo, cada vez hay mu-cha más funcionalidad embedded en el interior de las máquinas o bien canalizada a través del software. Yo sé que esta afirmación parece increíble, especialmente para los ingenieros mecánicos.

Por lo tanto, me gustaría recordar las partes de la máquina donde el software está más o menos oculto. Comencemos por el HMI, la parte más visible. Después, los movimien-tos de la máquina se controlan con el software del PLC y el software de control de movimiento (motion software); por cierto, este último no lo había previsto o anticipado nadie hasta no hace tanto tiempo. Además de HMI, PLC y motion, aún hay más software alrededor de la máquina. Por ejemplo, quizá sea

necesario adaptar la máquina a un sistema MES/ERP determinado, o integrarla en las líneas de produc-ción y sistemas de comunicación de que dispone el cliente final. Además, a los clientes les gusta monitorizar la funcionalidad y las estadísticas acerca de la productividad de su máquina. Y, como último ejemplo sobre las tendencias en funcio-nalidad del software, me gustaría mencionar la necesidad creciente de acceso y mantenimiento remoto de las máquinas. Este constante aumento de software funcional, dentro y alrededor de la máquina, enfatiza la necesidad de implantar procesos de software apropiados en estas empresas.

AeI. Según su experiencia, ¿cuá-les son los errores más comunes en que inciden los fabricantes al gestionar la mecatrónica?

RS. El problema más común que he observado durante los últimos 15 años es que a la mayoría de estas empresas no les gusta el software. Sabemos bien, desde nuestros días en la escuela, que no fuimos bue-nos en aquellas cosas que no nos gustaban. También sabemos que no invertimos suficiente tiempo en te-mas en que no somos buenos y que posponemos su inicio, tanto como sea posible. En la escuela esto sig-nifica malas notas y en la industria se traduce en que las compañías se enfrentan a una situación en que el software no se ha terminado cuando el resto de la máquina ya está lista para ser suministrada; o bien que los técnicos no regresan de campo cuando estaba previsto hacerlo, ya que la fase de puesta en marcha de la máquina se prolonga más de lo es-timado. Estos fallos cuestan dinero y, finalmente, se culpa al software de ello. Pero, desde mi punto de vista, estos problemas no son más que la consecuencia lógica de unos proce-sos de desarrollo inapropiados.

AeI. ¿Cómo puede estar segura una compañía de que lo está ha-ciendo bien en mecatrónica?

RS. Esta pregunta es el punto de inicio para el desarrollo del men-cionado BESTVOR. Para definir el

nivel de madurez en mecatrónica, el consorcio BESTVOR diseñó un cuestionario que considera los 10 pasos más importantes para los procesos de mecatrónica. El cues-tionario se puede completar en unos 15 minutos y sus resultados pueden verse en tan sólo 2 minutos, me-diante unos gráficos de barras que genera una aplicación de software. Las preguntas se suelen conducir entablando un diálogo con el direc-tor general o con un grupo de traba-jo de la empresa. La entrevista con la dirección suele durar una hora, mientras que la del grupo de trabajo se prolonga a unas tres horas. El grupo suele estar compuesto por unos diez empleados que provienen de distintas disciplinas (ingeniería, comercial o servicio).

Los resultados de estas entrevis-tas, llevadas a cabo con la dirección y/o el grupo, ofrecen una buena perspectiva acerca de las fortalezas y debilidades de los procesos de mecatrónica que estas compañías tienen implantados.

AeI. ¿Cómo puede el fabricante mejorar su proceso de diseño y producción? ¿Cómo se monito-riza?

RS. El primer paso en una empre-sa para mejorar el proceso de diseño y la productividad es evitar errores. Tal como he comentado con anterio-ridad, en Alemania detectamos que incluso las compañías líderes tienen problemas con la complejidad de sus máquinas mecatrónicas más avanzadas. Por lo tanto, evitando errores en la fase de desarrollo se re-ducirán los excesos en presupuesto y tiempo. En una fase de madurez, las herramientas de monitorización apropiadas detectan los errores que ocurren, especialmente los que son atribuibles al software. Esto significa que las pruebas de verificación de la mecatrónica compleja se tienen que llevar a cabo sistemáticamente.

Después de que se ha conseguido alcanzar un punto en que los pro-yectos complejos pueden entregarse dentro de los plazos de entrega pre-vistos y conformes al presupuesto, los fabricantes deberían tener más tiempo, y probablemente sentirse

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Mecatrónica

más relajados, para poder trabajar en el desarrollo de componentes mecatrónicos y flujos de trabajo reutilizables. Para monitorizar si una empresa ya ha alcanzado ese nivel de madurez, creo que ayuda el hecho de disponer de una lista completa con todos los componentes mecatrónicos que pueden llegar a venderse. Según nuestra experiencia, la reusabilidad de los componentes técnicos puede funcionar sólo si los procesos de ven-tas están intensamente involucrados en todo esto.

AeI. ¿Hay costes ocultos para estos procesos?

RS. Hay varios tipos de costes ocultos. Muchas compañías que conozco no hacen un seguimiento exacto de cuántos errores están ocu-rriendo en campo y cuánto cuesta solucionarlos. Además, la mayoría de los fabricantes no miden la efi-ciencia de sus procesos de desarro-llo. Las compañías normales están enfocadas a medir la eficiencia de su producción. Por tanto, previamente es necesario hacer que estos costes sean transparentes para, después,

poder hablar de costes ocultos en otros campos.

AeI. ¿Qué hace falta cambiar para dominar la mecatrónica y conseguir un Time-To-Market óptimo para el producto?

RS. Tal como ya he comentado, dominar la mecatrónica depende de procesos eficientes y prácticos. Estos procesos necesitan induda-blemente contar con los distintos puntos de vista y experiencias de todos los miembros que integran el equipo. Hace falta una vía o método simple de entender, que permita la buena comunicación y compartir la información entre los implicados. Esta visión de comprensión debería estar embedded en un proceso de ingeniería integrada. Este proceso también requiere unas herramien-tas integradas, quizá utilizando herramientas ya establecidas, con formatos intercambiables de datos de ingeniería, o bien desarrollar soluciones completamente nuevas.

Desafortunadamente, las solucio-nes actuales no integran el software de forma equitativa. Tendrá que

llevarse a cabo más investigación y desarrollo para proporcionar resul-tados que sean más utilizables por las compañías.

Finalmente, me gustaría destacar que tener un buen conocimiento de las necesidades de los procesos de software y mecatrónica es una tarea de la Dirección. Los procesos de ingeniería mecatrónica sólo pueden optimizarse bajo la condición previa de que los fabricantes de maquina-ria comprenden la importancia del software y las necesidades de los procesos de software.

El software no se puede contem-plar durante más tiempo como un simple añadido a los componentes mecánicos de la máquina. Los pro-gramas y aplicaciones de software son la base para el movimiento de los componentes mecánicos. Por lo tanto, tengo la fuerte convicción de que sólo sobrevivirán aquellas em-presas que inviertan en sus procesos de ingeniería mecatrónica, con un enfoque especial en el software.

Entrevista realizada porXavier Alcober

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Mecatrónica

Entrevista con Judit Coll, directora del Cequip, y Carles Riba, director del Cdei

“Todavía no existe unacultura de la mecatrónica”

E l Cdei-UPC (Centro de Diseño de Equi-pos Industriales) ha

llevado a cabo un estudio sobre el estado y los usos de la mecatrónica y posibles oportunidades de futuro en 15 empresas del territo-rio catalán pertenecientes a tres asociaciones de em-presas innovadoras (AEI), que son Innovacc (Asocia-ción Catalana de innova-ción del sector cárnico porcino de Catalunya), AEI-Tecmap (Asociación empresarial innovadora de tecnologías muy avanzadas de la producción) y el Cequip (Centro de Innovación de los fabricantes de bienes de equipos).

En cuanto a la metodología em-pleada para la elaboración del in-forme, se ha basado en la realiza-ción de entrevistas cualitativas a 15 empresas catalanas, 10 de ellas proveedoras de bienes de equipo. No nos hemos planteado hacer un estudio cuantitativo sino cuali-tativo, y lo que pretendíamos era recoger los aspectos cualitativos de la implantación de la mecatrónica y observar hacia dónde se dirigían las tendencias, señala C. Riba. De entre las muchas definiciones que se han hecho de la mecatrónica, los respon-sables de este estudio han escogido aquella que la describe como la sinergia entre un sistema actuante

y un control inteligente aplicados a la concepción y diseño de productos y al desarrollo de procesos y de sus equipos. La mecatrónica es una materia multidisciplinaria, siendo el resultado más que la suma de las tecnologías que intervienen.

Falta información y formaciónLa primera conclusión a la que se llegó después de analizar las res-puestas de las empresas fue que si-gue sin existir una cultura de la me-catrónica, en el sentido de que sigue desconociéndose en qué consiste ésta, hasta el punto de que algunas de las empresas consultadas la utili-zan pero no son conscientes de ello. Aunque existe una percepción muy desigual entre los diferentes tipos de empresas. Evidentemente, los

proveedores de equipos y soluciones mecatrónicas son muy conscientes de que hacen mecatrónica y su principal preocupación consiste en difundir su conocimiento entre los potenciales clientes. Por su parte, los fabricantes de bienes de equipo son conscientes de que apli-can soluciones mecatró-nicas pero señalan la falta generalizada de perfiles profesionales adecuados a sus actividades. Y las empresas de producción son más tendentes a se-

ñalar que la mecatrónica no es cosa suya, pero si se analizan más a fondo se percibe que sus procesos y máquinas que incorporan mecatró-nica son cada vez más frecuentes y determinantes.

Falta información y formación, las dos cosas al mismo tiempo. La mecatrónica está implantada pero no asumida. Las empresas no tienen información con respecto a lo que engloba la mecátronica y, por otro lado, no se está impartiendo una formación en mecatrónica que per-mita que se introduzca en el diseño de equipos o sistemas industriales de una forma consciente entre las empresas que quieran utilizarla, sigue declarando Judith Coll.

En este aspecto, recientemente la Universidad de Vic ha dado un

Hace algo menos de un año se presentó un estudio sobre el estado y los usos de la mecatrónica. La primera conclusión a la que se ha llegado después de analizar las respuestas de las empresas es que sigue sin existir una cultura de la mecatrónica, lo que lleva a insistir en la necesidad de mejorar la oferta de los estudios de esta tecnología tanto a nivel universitario como de formación profesional. Hemos tenido la oportunidad de comentar más aspectos de este estudio con Judit Coll, directora del Cequip, y Carles Riba, director de Cdei.

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Mecatrónica

importante paso adelan-te al crear un grado en mecatrónica. A nivel de estudios universitarios estamos viviendo una contradicción significa-tiva. Con los recientes cambios de los planes de estudio, hemos pasado a crear grados y post-gra-dos y no se ha contempla-do la posibilidad de crear un grado de mecatrónica, afirma C. Riba. Si no se crea un grado en mecatrónica los es-tudios se dirigen hacia una especia-lización que no favorece en nada a la mecatrónica, cuando ésta, según la definición que ofrece Bishop en su libro Mechatronics, an introduction, es un estadio natural del proceso de evolución de la moderna ingeniería de diseño, apuntando que no tiene camino de retroceso.

Ante la falta de profesionales es-pecializados en mecatrónica, las empresas disponen de equipos mul-tidisciplinares que suman los cono-cimientos de la mecatrónica. Para que esto funcione y no aparezca el “espíritu anti-mecatrónico” que señala C. Riba, es necesario que todas las tecnologías que forman parte de un proyecto pongan todos los problemas encima de la mesa en un plan de igualdad y que el objetivo sea encontrar la mejor solución para una determinada necesidad, más que hacer imperar una tecnología sobre otra.

Relación de dependencia entre usuarios y suministradoresOtra de las conclusiones a las que ha llegado el estudio es que existe una relación muy estrecha entre suministradores y usuarios de la mecatrónica, caracterizándose esta relación por los servicios que pres-tan los primeros pero también por los temores de dependencia exis-tentes. En la actualidad, son las propias empresas suministradoras de mecatrónica las que están im-partiendo la formación entre todos sus posibles usuarios; y no sólo ofrecen formación, sino también asesoramiento, experimentación, investigación, etc.; de hecho, tal

como señala C. Riba, los sumi-nistradores experimentan con sus propios desarrollos en casa de los clientes. Y esta relación puede llegar a convertirse en una relación de de-pendencia que puede resultar muy poco positiva para el sector y que tal vez podría romperse si las empresas dispusieran de los técnicos adecua-dos especializados en mecatrónica. Los usuarios se sienten en la obli-gación de adquirir las soluciones mecatrónicas de aquellas empresas que les ofrecen el asesoramiento o la formación y echan en falta la libertad de poder escoger cualquier otro suministrador. En este sentido es importante tener en cuenta la aportación que pueden realizar los centros de investigación tecnológica adscritos a la Universidad, pues su imparcialidad puede ser básica a la hora de evaluar la incorporación de una solución mecatrónica en el diseño de un equipo o de un siste-ma, es decir, que el asesoramiento les llegue a las empresas usuarias desde los centros de investigación que se dedican a la mecatrónica y al diseño de máquinas o procesos, no exclusivamente desde los propios suministradores.

Once de las empresas consultadas valoran la asistencia técnica por encima de la fiabilidad y los cos-tes. La asistencia técnica incluye, como mínimo, el asesoramiento y la formación en la empresa que se provee, y el mantenimiento en la empresa destinataria de bien de equipo. Así, a los fabricantes de bienes de equipo les preocupa ante todo que los proveedores respondan a su mantenimiento en cualquier parte del mundo. Tal como indica J.

Coll, los suministradores de soluciones mecatró-nicas son clave en este aspecto de la asistencia y los usuarios dependen totalmente de ellos, sobre todo porque “andan muy despistados” y necesitan a alguien experto capaz de ofrecer una solución para una máquina que no está funcionando, ya sea in situ o a través de control remoto.

Por qué se aplica La motivación de las empresas para incorporar la mecatrónica en sus soluciones es bastante compleja. Las señaladas como más importantes son las siguientes: precisión, posibi-lidades de conocimiento del sistema, aumentar la secuencia, flexibilidad (combinada con la estandarización), eficiencia energética, seguridad, mayor disponibilidad, aligeramien-to y ahorro de costes. Tanto las posibilidades de conocimiento del sistema como la eficiencia energéti-ca constituyen motivaciones que se califican de “nuevas”. En palabras de C. Riba, por lo que respecta a la ayuda que puede ser la mecatrónica para mejorar la eficiencia energé-tica de los procesos, se señala por parte de las empresas más como una declaración de intenciones que como una realidad, pero esto indica que ya estamos en el buen camino. Muy interesante es también el hecho de que se señale las posibilidades de conocimiento del sistema entre las más importantes, pues responde a la necesidad de saber todo lo que pasa en nuestras máquinas y sistemas: cuánto producimos, a qué rapidez, cuándo se estropean las máquinas, cuándo necesitarán de un mante-nimiento, etc., sigue apostillando J. Coll.

También se reflejó en las entre-vistas mantenidas el miedo a “so-bre mecatronizar” que indican los propios usuarios, que implicaría un aumento de la complejidad y del coste de forma inútil.

Cristina BernabeuFotos: Enric Vernet

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Mecatrónica

Nuevos métodos de desarrollo

Diseño basado en modelos, simulación y generación automática de código

L os fabricantes de maquinaria parecen apenas afectados por la evolución de los nue-

vos métodos de desarrollo, ya que su ciclo no ha sufrido grandes cambios desde hace tiempo. Entonces, ¿de dónde viene esta actitud conserva-dora?, ¿es la presión del mercado menos intensa en este sector que en otros sectores?, ¿o ya tienen la mejor estrategia de desarrollo, con lo que no hay potencial de mejora? La respuesta a la segunda pregunta puede ser una negación categóri-ca en los tiempos que corren. La presión sobre el precio para los fabricantes de maquinaria es más fuerte que nunca y solo a través de importantes innovaciones junto con ciclos de desarrollo más eficientes pueden sentarse unas buenas bases. También la tercera pregunta puede responderse claramente. Conceptos como diseño basado en modelos, simulación, generación automática de código, rapid prototyping y hard-ware-in-the-loop son muy conocidos desde hace años en otros sectores, como en la industria del automóvil o la aeronáutica. Parece que para los fabricantes de maquinaria existe un gran potencial que solo espera ser explotado. ¿Qué momento mejor que este para asegurarse una ven-taja competitiva respecto a la com-petencia? En sectores concretos, por ejemplo la aerogeneración, la innovación ya ha empezado.

Diseño basado en modelos: la base de los desarrollos efectivosLos procesos de diseño basados en modelos sientan las bases de un desarrollo sostenible, continuo y completo. A pesar de todo, predo-mina a menudo el escepticismo, ya que se necesita un esfuerzo inicial

importante para la construcción del modelo, lo que hace que muchos profesionales no se decidan a dar el primer paso. Sin embargo, los modelos de simulación de máqui-nas tienen un papel decisivo. Con ellos se define el éxito o fracaso del proceso de desarrollo. ¿Con qué detalle deben ser descritos los pro-cesos de la instalación?, ¿cuándo se pueden aplicar las simplificaciones del modelo? Para estas preguntas no hay ninguna respuesta global. Con el diseño del comportamiento de la máquina se completa la tarea más exigente en una fase inicial del desarrollo del proyecto. Y una vez superados estos obstáculos y se tenga un modelo representativo, el

fabricante de maquinaria obtiene de inmediato grandes ventajas.

Aparte de profundizar en el know-how de la máquina gracias al proceso de diseño, se centraliza el conocimiento de varios depar-tamentos en un mismo punto. Al contrario que el código fuente o los datos binarios, los modelos de simulación son normalmente grá-ficos, siendo fáciles de interpretar y documentar. Una vez diseñado, el modelo permite tener una base para futuros desarrollos y optimiza-ciones, de manera que la inversión inicial se amortiza rápidamente.

En resumen, los métodos en el proceso de desarrollo como la simu-lación y generación automática de código son la base para un proceso de diseño de principio a fin basado en modelización.

Simulación: seguridad en el proceso de desarrolloUn modelo completo, que repro-duzca los procesos de la máquina con exactitud, es primordial para una simulación fiable. Si se cum-plen estos requisitos, en la simula-ción se pueden detectar y corregir errores en una fase muy prelimi-nar del proyecto, sin el riesgo que podría suponer para la máquina o personas. En el proceso de dise-ño, cuanto más tarde se descubra un error, más caro le resultará al fabricante de maquinaria. Así pues, los modelos de simulación

Estos conceptos, muy conocidos desde hace años en otros sectores, como el de la industria del automóvil, empiezan a ser utilizados porlos fabricantes de maquinaria.

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Mecatrónica

también ayudan indirectamente a ahorrar costes. Adicionalmente, contribuyen a evitar la construc-ción de caros prototipos físicos y complejos montajes poco eficientes en coste y tiempo. Incluso después de la finalización de la máquina, el modelo de simulación puede seguir resultando verdaderamente útil, ya que posibilita reaccionar de for-ma rápida y flexible a los cambios de requerimientos del mercado y probar nuevos procedimientos de control o diseño.

Generación automática de código, desde el diseño hasta la máquinaLa simulación y diseño basados en modelos son una cara de la moneda, pero la transformación de las estructuras desarrolladas a un equipo industrial constituyen otro tema. Casi todo desarrollo, que ha tenido un comportamiento fiable en la simulación, se encuentra con problemas en el proceso de ser transformado a una realidad, sobre todo porque la implementación en un controlador industrial que entienda lenguajes de alto nivel es muy costosa. En consecuencia, todas las ventajas que el desarrolla-dor gana con el diseño basado en modelos y las simulaciones vuelven a frustrarse con la traducción al equipo industrial.

La generación automática de código puede ayudar a llenar los vacíos en este proceso. Como por arte de magia, pulsando un botón aparecen en el sistema unos objetos de software que son transferidos al

controlador industrial. Cuando la herramienta se ha utilizado correc-tamente, el salto a la generación automática de código es práctica-mente invisible. Unos pocos clicks en un modelo de Simulink, junto con la herramienta de B&R Auto-mation Studio Target for Simulink, son suficientes para implementar completamente los objetos de soft-ware al controlador industrial. Es esencial que el código generado se comporte idénticamente como en el modelo de simulación. En el caso de B&R esto se puede asegurar con el trabajo conjunto con MathWorks, fabricante de Matlab y Simulink.

Rapid Prototyping y hardware-in-the-loop Rapid Prototyping y hardware-in-the-loop son dos conceptos que están estrechamente relacionados con el diseño basado en modelos. Una vez se ha probado con éxito el modelo, debe ser posible trans-

ferirlo rápidamente al controlador industrial, para hacer allí un último test en condiciones reales. Para po-der trabajar con el modelo y pasar al controlador y viceversa se habla de Rapid Prototyping. Mientras que la construcción de un prototipo físico implica elevados costes y un largo tiempo de montaje, el Rapid Proto-typing posibilita probar rápidamen-te si se dispone de las herramientas adecuadas sin la intervención del usuario. No obstante, si las estruc-turas de control desarrolladas con la ayuda de simulaciones y con la generación automática de código pueden transferirse al controlador industrial, ¿por qué no podría ser posible también con el modelo diseñado?

Desde hace tiempo, detrás del concepto de controlador industrial no se encuentra un simple micro-procesador, sino un procesador de alto rendimiento capaz de calcular simulaciones de modelos en tiempo

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Mecatrónica

real. Estas simulacio-nes hardware-in-the-loop permiten convertir este controlador o PC industrial en un equi-po capaz de emular el comportamiento de una instalación en tiempo real. Las posibilidades son muy grandes: un sis-tema hardware-in-the-loop puede usarse para formación o para poder probar nuevos controla-dores sin peligro, pero también puede usarse en paralelo con el equi-po físico para ayudar a encontrar errores en menor tiempo.

Energía eólica, un sector innovador marca el caminoa seguirMientras entre los fabricantes de maquinaria de la mayoría de sectores los conceptos de diseño basado en modelos, simulación

o generación automática de có-digo empiezan a conocerse, en el campo de la energía eólica son ya una práctica habitual. Aunque hay muchos factores que explican que esto sea así, la razón principal es obvia. En el momento de llevar a cabo test con nuevos desarrollos, en el campo de las instalaciones eólicas existe un gran riesgo para

las personas y para el medio ambiente. Nor-malmente, las instala-ciones de energía eóli-ca se encuentran cerca de lugares habitados, por ello, un error en el control puede tener fatales consecuencias. Aparte, los test fallidos en la instalación pue-den tener unos costes desorbitados, con lo que la posibilidad de trabajar con diseños basados en modelos o simulaciones es muy

interesante. Otro punto interesante para la implantación de métodos de desarrollo innovadores es el hecho que el sector de energía eólica es relativamente joven y se ha revolu-cionado en los últimos años.

Phillip H.F. WallnerMechatronic TechnologiesB&R

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Mecatrónica

Los fabricantes se ven abocados a aplicar, de forma cada vez más acuciante, nuevas estrategias de diseño que les faciliten la realización de maquinaria flexible, con un coste y plazo de ejecución lo más reducido posible. El tratamiento integrado del ciclo de vida de su diseño

mecánico, eléctrico y de control (es decir, mecatrónico) y la explotación de modernas herramientas informáticas que

facilitan la reutilización de diseños anteriores se presentan, sin duda, como excelentes aliados de cara a la consecución de estos objetivos.

Integración mecatrónica, un factor clave para la flexibilización de maquinaria moderna

Soluciones para fabricantesde maquinaria

D entro del programa de las IV Jornadas sobre tecnologías y soluciones para la Auto-

matización Industrial (JAI’2010), Sergio López –consultor para fabri-cantes de maquinaria en Rockwell Automation– ofreció una ponencia orientada a describir la problemá-tica derivada de la necesidad de diseñar maquinaria cada vez más flexible e integrada con su entorno de operación.

Uno de los sueños de todo fabri-cante de maquinaria es disponer de una “máquina estándar” que pudiese vender de forma repetitiva a sus clientes. Sin embargo, con frecuencia no es ésta su realidad habitual y tienen que conformarse con disponer de un diseño básico –más o menos estándar– que han de ir modificando, prácticamente, con cada pedido.

Para ellos es un objetivo muy importante que sus diseños sean flexibles y eficientes, pues necesitan poder llevar el concepto de una má-quina al mercado en el menor tiem-po y con los menores costes de dise-ño, desarrollo y puesta en marcha. Además, para poder competir en un mercado tan competitivo como el actual, sus soluciones deben ser innovadoras y disponer de un eleva-

do rendimiento productivo.Entre los sectores en los que más

esfuerzos se están haciendo en este sentido se encuentran los de la ma-quinaria de final de línea (empaque-tadoras, envasadoras, encajadoras, almacenes automáticos, etc.) y de impresión (corte de papel, cartón, etc.) sin olvidar otros sectores más específicos (máquinas de corte de piedra, corte de chapa, etc.).

Un aspecto que cobra cada vez más importancia, en especial en la maquinaria de final de línea, está relacionado con la rápida in-

tegración de su información con los sistemas de gestión del cliente. En particular, los usuarios finales están exigiendo, cada vez más, que dispongan de sistemas eficientes de diagnóstico (uno de sus principales puntos débiles en la actualidad). Ocurre muy a menudo que el diseño e implantación de las funciones de diagnóstico no se hace como debería y se realiza a última hora, incluso durante la puesta en marcha en casa del cliente. Sin embargo, éstos están insistiendo mucho en el diag-nóstico porque, muy a menudo, el

■ Diseño CAD-3D de una máquina encajadora.

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Mecatrónica

tiempo de parada de una máquina puede ser tanto o más costoso que su pro-pio valor de compra.

Ayudas al diseñoPartiendo de estas pre-misas, los fabricantes de soluciones de automati-zación tratan de ofrecer a los fabricantes de maqui-naria un número cada vez mayor de herramientas que les permita hacer las cosas de forma más sen-cilla, rápida y reutilizable, aprovechándose además no solo de sus virtudes y tecnologías sino también de las que disponen otros proveedores.

A modo de ejemplo, el diseño de una máquina comienza a menudo por su parte eléctrica. Rockwell Au-tomation trabaja desde hace algunos años en colaboración con la firma Eplan (y su herramienta CAD espe-cializada en el diseño de documen-tación electrotécnica) hacia la inte-gración del diseño eléctrico. Ambas compañías han realizado un gran esfuerzo con objeto de automatizar, de la forma más sencilla posible, la generación directa del proyecto de automatización (controlador, peri-feria de entrada/salida,…) a partir del propio diseño eléctrico.

Del mismo modo, en otro mo-mento de la etapa de diseño se necesitará determinar qué motores se van a utilizar en cada uno de los ejes de la máquina. Y resulta que esta tarea no siempre es sencilla; es más, puede llegar a representar un problema complejo de resol-ver para el ingeniero mecánico. Rockwell Automation dispone de la herramienta software –denominada Motion Analyzer– que, a partir de las especificaciones funcionales de la máquina (masas, velocidades, aceleraciones, deceleraciones, etc.), propone la selección del acciona-miento (variador y motor) más ade-cuado en cada caso.

Conviene hacer notar que la de-terminación correcta y precisa de los parámetros anteriores es un factor clave en el proceso de diseño. Por desgracia, es muy frecuente que el

fabricante de la máquina no dispon-ga de información fidedigna en el momento de proceder con la selec-ción de los motores (son frecuentes respuestas como: “no sé…ponle 50 Kg.”) y que ello haga poco menos que imposible la determinación de los accionamientos más adecuados en cada proyecto. También es muy importante conocer el tipo de motor (rotativo, lineal,…) y mecanismo de transmisión (correa, piñón, husi-llo,…) que se desea utilizar en cada eje. No realizar todo este proceso de forma precisa implicará, en general, tomar la decisión de seleccionar accionamientos varias “tallas” su-periores a los requisitos reales de la aplicación (algo bastante tradi-cional en nuestro país) con todo lo que ello implica a nivel de costes y eficiencia.

Una posibilidad de cara a facilitar esta etapa de diseño consiste en la integración de las herramientas de dimensionado de ejes con las herra-mientas CAD, de modo que las pri-meras se nutran de la información disponible en estas últimas como punto de partida para realizar los cálculos pertinentes. En esta línea de acción, y como novedad recien-te, la herramienta software Motion Analyzer de Rockwell Automation permite acceder a los diseños me-cánicos realizados con Solidworks (en el que están disponibles todos los datos mecánicos de cada eje de la máquina).

De esta forma, es el diseñador mecánico el que debe suministrar toda la información necesaria para realizar los cálculos. Ocurre a ve-

ces que la comunicación entre los responsables de diseño mecánico y el electrónico no es tan flui-da como sería deseable, pues cada uno tiene su trabajo y éste tiene –por lo general– pocos puntos de conexión con el otro. Esta clase de herramien-tas representan una mag-nífica oportunidad para disponer de un punto de sincronización común (en este caso, el diseño mecánico en Solidworks de la máquina).

Una vez dimensionados los ac-cionamientos de la máquina, es necesario seleccionar el sistema de control. Y, dentro de este contexto, las comunicaciones industriales juegan un papel determinante en la arquitectura de control. En ge-neral, la tendencia actual de todos los fabricantes apunta a la utili-zación de soluciones basadas en Ethernet, incluso en el apartado dedicado al control de movimiento. Esto se debe a que ninguna otra red proporciona más funcionali-dades, prestaciones y garantías de estandarización que Ethernet. Sin embargo, y pese a todo ello, resulta que para cubrir adecuadamente las prestaciones requeridas para las comunicaciones en el rango de control de movimiento, cada fabri-cante desarrolla su propia versión específica (lo que las hace, a menu-do, funcionalmente incompatibles entre sí). La solución adoptada por Rockwell Automation, Ethernet/IP, conforma un sistema de comu-nicaciones basado en Ethernet completamente estándar, desde los medios físicos hasta la capa de transporte.

Control de movimientoUn concepto muy utilizado en la jerga técnica de los fabricantes de maquinaria es el de control de movi-miento (en inglés, motion control). En una primera aproximación, se podría decir –hoy en día– que las aplicaciones con control de mo-vimiento utilizan, como acciona-mientos, servomotores (típicamen-

■ Esquema conceptual de un motor lineal.

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Mecatrónica

te, motores síncronos de imanes permanentes). De una forma más estricta, podemos definir las aplica-ciones con control de movimiento como aquellas que se caracterizan por la existencia de un controlador encargado de generar las trayecto-rias que deben seguir, con cierta pre-cisión, los accionamientos de cada uno de los ejes. Dicho de otro modo, en las aplicaciones con control de movimiento los ejes no se despla-zan libremente de un origen a un destino, sino que lo hacen siguiendo un perfil determinado mediante una nube de puntos, velocidades, aceleraciones, etc.

Históricamente, las aplicaciones con control de movimiento se desa-rrollaban con tecnología eminente-mente mecánica: el accionamiento del eje principal se realizaba me-diante un motor eléctrico rotativo y las trayectorias de los restantes ejes de la aplicación se coordinaban y sincronizaban mediante mecanis-mos (engranajes, levas, biela y ma-nivela, etc.). La gradual sustitución del control mecánico de movimien-tos por un sistema electrónico de control ha dado lugar a una nueva disciplina, comúnmente denomina-da “mecatrónica”.

La velocidad de proceso de los actuales equipos de control (que permite coordinar un elevado nú-mero de ejes con tiempos de ciclo inferiores al milisegundo) junto a las elevadas dinámicas de los moto-res síncronos disponibles hoy en día permiten resolver aplicaciones más sofisticadas, más precisas y –sobre todo– mucho más flexibles. Sin ol-vidar, como guinda, que en muchas ocasiones el coste de fabricación de la máquina va a ser claramente inferior al de la solución tradicio-nal. Como es natural, también se presentan inconvenientes ligados intrínsecamente a la introducción de nuevas tecnologías en la má-quina. Entre ellas, la necesidad de disponer –tanto en los equipos de ingeniería de los fabricantes como en los equipos de mantenimiento del cliente final– de personal es-pecializado, con conocimientos de electrónica, computadores, progra-mación y teoría de control.

AccionamientosEn el campo de los accionamientos, la tecnología continúa avanzando y los fabricantes de maquinaria ya utilizan los denominados motores lineales. De forma simplificada, un motor lineal puede definirse como un motor eléctrico en el que tanto su rotor como su estator han sido “desenrollados”. La interacción magnética entre los bobinados del módulo que se desplaza (el “rotor”) y una sucesión lineal de imanes con polaridad norte-sur (el “estator”) es la responsable de generar la fuerza lineal que origina el desplazamien-to.

Entre las ventajas derivadas de la utilización de motores lineales podemos destacar:

• Unas excelentes prestaciones dinámicas, con velocidades y acele-raciones muy superiores a las de los motores rotativos. Esto es debido a su propia simplicidad, que permite reducir la masa desplazada y el ro-zamiento existente.

• Una precisión y repetibilidad de movimientos en el rango de la micra, gracias a la inexistencia de juegos mecánicos intermedios.

• Un funcionamiento extremada-mente silencioso.

Haciendo una comparativa entre los motores lineales y las solucio-nes rotativas más tradicionales: con los acoplamientos basados en correa o piñón-cremallera se pue-den alcanzar velocidades relativa-mente elevadas con precisiones de movimiento muy pobres, mientras

que con los basados en husillo es posible conseguir precisiones bas-tante elevadas manteniendo unas prestaciones considerables. Con los motores lineales, tal como se puede comprobar en la tabla superior, se pueden conseguir las mejores pres-taciones (en términos de velocidad y posición) posibles.

En la misma senda de la inno-vación tecnológica nos encontra-mos con los denominados cilindros eléctricos. Estos dispositivos actua-dores pueden actuar, en muchas aplicaciones, como sustitutos de los cilindros neumáticos, contando con que no sólo se va a obtener un movimiento lineal con velocidades similares a las que se obtienen con un cilindro neumático, sino que, además, permiten controlar de for-ma precisa velocidades, posiciones y fuerzas de actuación.

En el campo de los motores ro-tativos también se han producido notables avances. Uno de los más significativos está relacionado con la tecnología Direct Drive Motor, que persigue la optimización de su diseño para poder acoplarlo di-rectamente a la carga. Entre las ventajas derivadas de su aplicación destacan:

• Una mayor eficiencia, pues se prescinde de elementos intermedios (reductoras, correas, cadenas,…) entre el motor y la carga.

• Una mayor vida útil, pues se reduce el número de componentes del accionamiento.

• Un funcionamiento más silen-

■ Tabla comparativa de accionamientos.

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Mecatrónica

cioso, pues son menos los com-ponentes susceptibles de generar vibraciones.

• Un posicionamiento más rápi-do y preciso, gracias a su elevado par, baja inercia y la presencia del sensor de posición en el propio eje del motor.

• Una mayor rigidez del acopla-miento, que evita juegos mecánicos, fenómenos de histéresis y compor-tamientos elásticos.

Soluciones de seguridadEs éste un campo en el que, pese a la evolución de la tecnología, queda todavía mucho por hacer, pues:

• No todas las instalaciones que existen son seguras (y el primer objetivo es que lo sean).

• Las instalaciones que son se-guras, muchas veces no son fun-cionales.

Una mentalidad que todavía pre-domina en muchas industrias –y que es preciso erradicar– es la de que los dispositivos de seguridad son, más que aquellos que velan por la seguridad de personas y medios, los que impiden que la máquina –o línea de producción– arranque.

Entre las causas que han derivado en esta forma de pensar se puede identificar un mal diagnóstico de las incidencias. Las herramientas de diagnóstico deberían facilitar

una resolución ágil y cómoda de las averías y, como ya se indicó anterior-mente, con demasiada frecuencia ocurre todo lo contrario.

Tecnológicamente, se han produ-cido notables avances que persiguen evolucionar en este sentido. A modo de ejemplo:

• Se ha incorporado la lógica de seguridad de la instalación en el pro-grama del autómata. Esto implica que, si el personal de mantenimien-to está familiarizado –cosa bastante habitual– con el entorno de pro-gramación del autómata, siempre dispondrá de la posibilidad de mo-nitorizar el programa de seguridad y comprobar qué está pasando.

• Se ha simplificado el cableado de seguridad en accionamientos. La mayoría de los variadores de veloci-dad modernos integran una entrada digital de seguridad cuya activación corta la señal de conmutación de los IGBT. Esto evita, por ejemplo, tener que instalar contactores aguas arri-ba del variador para abrir su línea de alimentación en caso de avería.

• Existen sistemas de control homologados que, en lugar de parar completamente la máquina cuando se activa una seguridad, pueden limitar su velocidad a un valor con-siderado como “seguro” (de acuerdo con los resultados obtenidos en un análisis de riesgo).

Adaptación a estándaresDe todas las zonas de una planta de fabricación moderna, quizás sea la de final de línea una de las más “descuidadas” por el cliente final hasta la fecha. Desde hace unos años, éstos están cambiando de mentalidad y exigen, cada vez más, disponer también en esta zona de maquinaria estandarizada, que ofrezca información relacionada con su eficiencia y rendimiento.

En el sector de la maquinaria de producción existen estándares co-múnmente utilizados (como el ISA S88, desarrollado específicamente para los procesos continuos de fabri-cación por lotes). Sin embargo, estos modelos son de difícil aplicación para maquinaria de final de línea.

Con el propósito de solventar esta limitación, algunas empresas y aso-ciaciones han comenzado a desarro-llar nuevos estándares. Uno de ellos es el denominado PackML, desarro-llado por la división Connect&Pack de OMAC y pensado para que todos aquellos fabricantes que ya dispo-nen de máquinas de final de línea puedan adaptarlas a este estándar de una forma relativamente sen-cilla. Si la aplicación de control ha sido desarrollada con las soluciones Logix/ControlLogix de Rockwell Automation la tarea se simplifica aún más, pues este fabricante ofrece hechos todos los bloques de código y pantallas de interfaz necesarios para poder realizar la adaptación.

Sergio López CanalesConsultor para fabricantesde maquinariaRockwell Automation

José Ignacio Armesto QuirogaPresidente del comité organizador de las Jornadas JAI’2010Universidad de Vigo

■ Interfaz de aplicación conforme al estándar PackML.

Es posible visualizar los vídeos y presentaciones en las JAI de este artículo en:

http://tv.uvigo.es/es/serial/859.html

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Mecatrónica

Como ya se ha indicado en otros artículos incluidos en este número, la mecatrónica es la rama de la ingeniería que integra las disciplinas de mecánica, electrónica y control, siendo hoy en día de aplicación habitual en sectores como el naval, automoción y aeroespacial, entre otros. En este caso, y como aplicación en máquinas de producción en la industria, se ilustra uno de sus usos más habituales: el plato divisor.

Mecatrónica en aplicaciones industriales

Plato divisor con accionamiento directo

E l uso de la mecatrónica en las máquinas de pro-ducción industriales sirve

para seleccionar el tipo de motor (inducción, síncrono, torque, lineal, etc.), así como su dimensionamien-to, para determinar y abolir los sistemas mecánicos hiperestáticos, para seleccionar los encoders, aco-plamientos, reductoras mecánicas y los bobinados más óptimos de los motores, así como los rodamientos y el tipo de eje, y para optimizar el control y los lazos de regulación en la puesta en marcha.

Si para todo ello se utiliza la simu-lación como herramienta de diseño, se consiguen diseños más rápidos, disminuyendo a su vez los costes de desarrollo al no ser necesario construir prototipos reales.

Un ejemplo: el plato divisorEl plato divisor es una mesa girato-ria cuyo uso más común es mover piezas en un cierto ángulo para desplazarlas, posicionarlas y fijarlas en diferentes estaciones, las cuales pueden realizar trabajos de monta-je, arranque de viruta, control de calidad, etc.

Como accionamiento para las mesas giratorias se puede optar por diferentes soluciones, desde moto-res directos o con reducción hasta elementos mecánicos tales como las unidades UGI (unidad de giro inter-mitente). Estos elementos son uno de los más utilizados en la industria para el accionamiento de platos divisores. Consisten en ingenios me-

cánicos que a través de trasmisiones con leva mecánica transforman un movimiento rotativo continuo en un giro intermitente.

Unos de los proyectos en los que Siemens ha trabajado para el diseño de platos divisores ha sido con la em-presa GKN Driveline, proveedor lí-der en el sector de la automoción.

GKN Driveline, además de sumi-nistrar componentes a la industria del automóvil, realiza el diseño y montaje de máquinas para sus pro-pios procesos. En concreto, en este caso, nos referiremos a la máquina de montaje de juntas fijas de bolas para trasmisiones del automóvil.

La máquina se compone de un plato divisor que mueve las piezas para situarlas en cuatro estaciones que realizan el montaje de la pieza y los controles de calidad. En las primeras máquinas que GKN Drive-line construyó, el accionamiento del plato divisor estaba basado en una unidad UGI, realizando un giro de 90 grados en 1,2 s y moviendo una

inercia total de 32,32 Kg m2, con una precisión de 70 µm a un radio de 300 mm. Una vez realizado el giro, el plato quedaba bloqueado para dar rigidez, mientras se realiza-ban las distintas operaciones de las estaciones asociadas a la mesa.

Un nuevo retoA GKN se le planteaba ahora un doble reto. Por un lado, necesitaba fabricar un rango de diferentes pie-zas más amplio y, por otro, bajar los tiempos de producción a la mitad.

Para las nuevas piezas se reque-rían precisiones más altas y flexi-bilidad en las posiciones. Además, las estaciones de trabajo, que se mueven solidarias con la mesa, pasaban a tener pesos mayores, lo que aumentaba la inercia de la mecánica del plato divisor. Todo esto se resumía en pasar a realizar el posicionado de la mesa en 0,6 s y aumentar la precisión a 30 µm a un radio de 300 mm, y todo esto con un aumento de inercia, que ahora llegaba a 38,06 Kg m2.

Estos objetivos ambiciosos supo-nían que no era posible usar una unidad UGI estándar, teniendo que buscar una nueva solución basada en tecnologías de servomotores.

La primera idea fue utilizar un servomotor estándar con una re-ductora de muy bajo juego (< 0,2 arcmin). Para validar este sistema se utilizaron técnicas de simulación para asegurar el correcto funciona-miento antes de la fabricación.

En la simulación se pueden anali-■ Pieza montada por la máquina.

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Mecatrónica

zar los elementos mecánicos (motor, carga, acoplamientos, reductoras, etc.) y su interacción con los com-ponentes electrónicos, para así pre-ver el funcionamiento del sistema real.

Los resultados de la simulación concluyeron que, si bien era po-sible realizar el posicionamiento dentro de los objetivos de tiempo y precisión, el conjunto global no era suficientemente rígido como para mantener al sistema dentro de los límites de precisión, mientras se procedía a realizar las tareas en las diferentes estaciones.

Esto supone que, debido a la baja rigidez torsional de los elementos (fundamentalmente reductora y acoplamientos), no se podría con-seguir una regulación del motor suficientemente alta y mantener la estabilidad. En este caso era necesa-

rio un sistema de bloque mecánico, con el consiguiente coste adicional, además de añadir un tiempo de blo-queo que podría subir de los 100 ms, penalizando el tiempo de ciclo.

Otra opción que se barajó fue la utilización de dos servomotores con reductora trabajando en oposición, esto es, en modo maestro-esclavo de par pero con un “offset” entre ellos para generar un par de precarga. Los resultados eran muy positivos, pero los costes se disparaban muy por encima del objetivo.

La solución: uso del motor directoPor último se procedió al estudio del uso de un motor directo, en con-creto de la serie de motores torque 1FW3 de Siemens. Estos motores se caracterizan por tener pares muy elevados a revoluciones muy bajas,

por lo que son especialmente idó-neos, entre otras aplicaciones, para mover sistemas sin la necesidad de reductoras e incluso de acopla-mientos.

Los rodamientos estándar de este motor aguantan fuerzas axiales de hasta 1.000 Kgf. El peso total del plato divisor es de 260 Kg, por lo que es posible atornillar todo el conjunto directamente al rotor del motor sin la necesidad de utilizar acoplamien-tos, lo que da una altísima rigidez torsional al conjunto. Este sistema hace que esta solución sea económi-camente competitiva frente a otras aplicaciones convencionales.

Esta solución requiere menos pie-zas, lo que se traduce en un montaje más sencillo. Adicionalmente se consigue la ventaja de no necesitar un segundo encoder directo para ganar precisión, pues con el enco-

■ Modelo simplificado de la mecánica de dos masas (motor y carga) y de sus lazos de control de velocidad y posición.

■ Simulación de un modelo de dos masas en el dominio de la frecuencia.

■ Motor Torque Siemens 1FW3.

■ Montaje del motor 1FW3 de Siemens (en verde) en la máquina.

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Mecatrónica

der del motor es suficiente, ya que el juego mecánico que existe entre motor y carga es nulo.

Utilizando el programa de Sie-mens Sizer, se ha dimensionado correctamente el motor, en función del ciclo de trabajo que se necesita-ba en la máquina. Este programa además calcula las intensidades y potencias de trabajo y de pérdidas, por lo que con su ayuda es muy fácil dimensionar el sistema completo de potencia.

Las simulaciones dieron como válida la solución, cumpliéndose todos los objetivos, sin necesidad de bloqueos adicionales. Además, presentaba varias ventajas sobre las soluciones más tradicionales:

• Muy bajo mantenimiento: la vida útil de los rodamientos están-dar del motor Siemens tipo1FW3 es superior a las 20.000 horas de funcionamiento, no existiendo más

elementos que requieran manteni-miento.

• Precio muy competitivo: el mo-tor es el propio soporte de la mesa, incluyendo también el encoder, con lo que se necesitan pocos elementos y se consiguen unos costes de mon-taje muy bajos.

• Muy alta dinámica y rigidez: se consiguen valores de rigidez torsio-nal > 107 Nm/rad.

• Uso de un motor de catálogo, sin necesidad de ejecuciones es-peciales.

• Ahorro energético: la eficiencia de una solución basada en mo-tor torque supera el 90%, frente a soluciones más tradicionales, que difícilmente superan el 80%.

Validación del modeloEn la puesta en marcha se pudo verificar la correspondencia entre el modelo calculado y el modelo real,

con una coincidencia prácticamen-te exacta.

La familia de convertidores Sina-mics S120 de Siemens, junto con su software de puesta en marcha, Starter, tiene todos los elemen-tos necesarios para poder realizar mediciones y análisis, tanto en el dominio de la frecuencia como en el dominio del tiempo, para así validar el modelo al sistema real, además de facilitar el calculo de los diferentes elementos de los lazos de control (reguladores, precontroles, modelo de referencia, filtros…).

Otras aplicacionesSiemens lleva ya más de diez años aplicando con éxito en España la disciplina de la mecatrónica en todo tipo de accionamientos de velocidad variable y en diferentes sectores de su industria.

Ejemplos de aplicación con éxito en España, además de la máquina herramienta (puntera en esta dis-ciplina) han sido máquinas de bo-binado y desbobinado, máquinas de impresión (flexo y hueco grabado), cizallas rotativas de alta velocidad, tanto en los sectores de papel como de chapa, servoprensas, sistemas de pick and place (cartesianos, delta-3D, scara…), trefiladoras, grúas, etc., entre otras muchas.

Roberto Pascual TorrijoSector Industry- Drive TechnologiesSiemens, S.A.www.siemens.es/accionamientos

■ Selección del motor con el programa Sizer de Siemens.

■ Familia de convertidores Sinamics S120 de Siemens.

■ Programa Starter de Siemens: Herramientas de análisis en el dominio de la frecuen-cia.

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Mecatrónica

Para la modernización del parking robotizado más grande de Europa, que se encuentra en Barcelona, se han utilizado las herramientas más actuales del campo de la mecatrónica: electrónica de potencia, electrónica de control, automatización industrial, buses de comunicación industrial, informática industrial, informática de gestión y teorías de control automático. La automatización de los aparcamientos públicos y privados supondrá para las grandes ciudades una reducción importante de emisiones de CO2 y una mejora en la movilidad.

Parking robotizado

Cómo ahorrar tiempo, espacio y reducir el CO2

L os garajes robotizados son una solución eficiente para los problemas de movilidad

generados por el aumento del par-que automovilístico en las ciudades y su impacto medioambiental, ya que minimizan el espacio destinado a los aparcamientos, optimizan los recorridos innecesarios y, en conse-cuencia, se reducen las emisiones de CO2.

Los edificios destinados a aparca-miento robotizado pueden llegar a albergar hasta un 50% más de plazas respecto los edificios de parking convencionales, gracias a que se reducen los espacios de circulación internos de coches y usuarios.

La ubicación estratégica de este tipo de edificios permite gestionar de manera eficiente la movilidad en zonas sometidas a una alta rotación de usuarios, como áreas comercia-les, turísticas o culturales.

La reducción en CO2 se consigue de un modo directo al reducir el tiempo en aparcar, tanto del des-tinado a encontrar plaza como del tiempo de maniobra, ya que el pro-ceso de almacenaje del vehículo se realiza con el motor apagado.

De un modo indirecto también se consigue un ahorro debido a la pro-pia tipología del edificio, ya que no requiere de las mismas prestaciones de confort térmico ni acústico que un edificio accesible al público.

Esta disminución de emisiones de CO2 posibilita compensar la polu-ción de zonas muy congestionadas y generar áreas de baja contaminación en el interior de las ciudades.

Cómo funciona un parking robotizadoUn parking robotizado funciona mediante un sistema inteligente de gestión integral, que controla los procesos de entrega y recogida del vehículo, el posicionamiento del vehículo en la zona de aparcamiento y los sistemas de pago, así como la gestión eficiente de los elementos electromecánicos que intervienen en el proceso de aparcamiento.

El funcionamiento para el usuario es muy sencillo. Al entrar en el par-king recoge el tiquet y se desplaza hasta el elevador que le indican las señales lumínicas donde depositará el vehículo. Tras realizar las com-probaciones de seguridad corres-pondientes por parte del sistema, el vehículo vacío se envía mediante plataformas deslizantes hasta la plaza asignada. En la recogida, el

usuario realiza el pago y se le indica el elevador por el que se entregará el vehículo.

Una eficiente gestión del posicio-namiento de los vehículos permite reducir los tiempos de espera para el usuario y facilita la fluidez del tráfico de entrada y salida. Todo el proceso está supervisado por per-sonal cualificado que garantiza su funcionamiento 24 horas al día.

Parking Palau Nou de la Rambla: singularidad e innovación desde 1991En Barcelona, en el corazón del barrio gótico y frente al Mercat de la Boqueria, se encuentra el parking robotizado más grande de Europa. El Palau Nou de la Rambla se inauguró a finales de 1991 y fue concebido bajo un enfoque arquitec-tónico y constructivo de edificación inteligente. Con 11 plantas de apar-camiento y una capacidad para 800 plazas, el proyecto fue innovador en todos los aspectos.

El sistema robotizado del parking lo constituyen seis elevadores con

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Mecatrónica

plataformas giratorias que trasladan el vehículo hasta su plaza de aparca-miento sin intervención del usuario. El corazón de todo el sistema es un software desarrollado específica-mente para la gestión y optimización del sistema de automatización.

La empresa catalana Geek Group, a través de su división de ingeniería (especialistas en automatización) y la división de tecnología (espe-cialistas en integración de siste-mas), ha realizado un proyecto de mejoras en la automatización y ha desarrollado un software de control inteligente de parkings robotizados. La división de ingeniería también realiza el mantenimiento de la ins-talación, por lo que, en palabras de su General Manager, Jordi Farré, el conocimiento funcional de una instalación de estas características, junto con nuestros conocimientos en las áreas de ingeniería y tecnología, nos permiten ofrecer soluciones integrales que queremos aplicar en otras ciudades.

Mecatrónica en el parkingLos mecanismos y los sistemas de control en su origen se diseñaron de forma parecida a los utilizados en el sector del automóvil, garantizando una robustez muy elevada tanto por lo que se refiere a la parte mecánica como la de control. Sin embargo, en su concepción se usaron una serie de equipos hechos a medida y que se dejaron de fabricar hace años. De esta forma, el mantenimiento del sistema resultó muy complejo, cosa que provocó que en algunos momentos el sistema no funcionase como debiera.

Es en este punto donde se ha planteado la reforma del sistema de control del parking. Para ello se han utilizado las herramientas más actuales del campo de la mecatró-nica: electrónica de potencia, elec-trónica de control, automatización industrial, buses de comunicación industrial, informática industrial, informática de gestión y teorías de control automático.

La principal aportación tecnológi-ca en la reforma del aparcamiento se basa en la distribución del control por todo el parking, permitiendo

tratar cada una de las partes de una forma modular, simplificando la puesta en marcha y el manteni-miento una vez el sistema está en producción.

En cada una de las plantas donde se almacenan los vehículos hay un gestor que controla todos los meca-nismos de una forma local. De igual forma, cada uno de los elevadores dispone de un control local que gestiona el correcto funcionamiento de los sistemas que lo componen. Cada control local se comunica con los sensores y accionamientos mediante un bus de comunicacio-nes industrial dependiendo de la cantidad de información necesaria (AS-i i Profibus).

Entre los mecanismos utilizados en el parking, se pueden encontrar accionamientos que requieren el control de corriente, de velocidad y de posición.

Todos los controles locales se co-munican, mediante un bus indus-

trial estándar, con un autómata principal que va a gestionar y a sin-cronizar las diferentes operaciones necesarias para el almacenamiento de los vehículos. Una caracterís-tica importante es que todos los elementos hardware utilizados son estándar, igual que todos los buses de comunicación. De esta forma, no se van a producir problemas de suministro de material mientras el parking esté en funcionamiento.

El autómata se comunica con una base de datos mediante un sistema de comunicaciones que está exten-dido en el entorno industrial que es el OPC (OLE for Process Control). De esta base de datos se alimenta el sistema de supervisión y control del párking (Scada), y también el algoritmo que permite calcular y gestionar las plazas de párking.

Josep Rafecas(CITCEA-Cinergia)Jordi Ingerto (Geek-Group)

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Febrero 2011 / n.º 426 Automática e InstrumentaciónINFORME

Equipos de visión por ordenador

E n el presente ar-tículo se quiere plasmar el estado

actual y las tendencias de las tecnologías utilizables para la implementación de sistemas de visión, ha-ciendo especial hincapié en los sistemas destinados a la industria.

Para hacer una fotografía de las tecnologías usadas en los sistemas de visión y conocer cuáles son las principales tendencias futuras, como es habitual desde esta revista, se ha utilizado una metodolo-gía basada en realizar encuestas a diferentes segmentos de empresas, desde empresas proveedoras hasta empresas. Los resultados se plasman en las tablas de oferta que acompa-ñan a este texto.

Los usos de un sistema de visión en la industria pueden ser muy variados, dando soporte a un gran rango de tareas, como la producción, el control de calidad o el embalaje. En general, dentro de la industria dicho sistema debe proporcionar la información necesaria a los sistemas actuadores, gestores, etc. para que estos puedan desarrollar su tarea correctamente. Aunque la visión por computador también puede tener otros usos, como por ejemplo la videovigilancia, donde su prin-cipal tarea es almacenar y mostrar imágenes al usuario. En este caso, para simplificar la labor del usuario, el sistema puede mostrar sólo las imágenes en las que se detectan situaciones anómalas.

La estructura de un sistema de visión depende de la finalidad de este, aunque en general el sistema consta de un sistema de iluminación, un sistema de captura y un sistema de procesado.

La finalidad de los sistemas de iluminación es emitir luz sobre la escena, de manera que la luz refle-jada por los elementos de la escena pueda ser utilizada por el sistema de captura para obtener las imágenes deseadas. Suelen constar de una fuente de luz y, eventualmente, de un elemento que permita dirigir la luz hacia el lugar requerido.

Los sistemas de captura tienen la tarea de obtener imágenes de la escena. Habitualmente constan de uno o diversos pares de óptica y cámara. La óptica focaliza la imagen en el sensor de captura de la cámara. El sensor de captura es el elemen-to principal de la cámara, ya que transforma los impulsos luminosos en señales eléctricas.

Los sistemas de proce-sado incluyen todos los elementos que permiten extraer de una o varias imágenes la información requerida, como por ejem-plo las medidas de una pieza, determinar si una pieza está correctamente fabricada o la posición de un determinado objeto dentro de un proceso de paletización. Un sistema de procesado incluye tanto los elementos hardware como los elementos soft-ware. Dentro de los siste-mas de procesado también

se pueden incluir los dispositivos necesarios para almacenar las imá-genes en caso de que esta sea la finalidad del sistema de visión. Se ha detectado una tendencia creciente en incluir el sistema de procesado dentro de la propia cámara (cámaras inteligentes), lo que permite sim-plificar la estructura del sistema de visión reduciendo tanto el coste de montaje y mantenimiento como la probabilidad de fallo del sistema al disminuir el número de elementos y las comunicaciones entre ellos.

IluminaciónLa iluminación es un aspecto muy importante en la visión por compu-tador, ya que la utilización de la ilu-minación adecuada puede hacer fácil un problema difícil y la iluminación inadecuada puede hacer irresoluble un problema fácil. Cuando se quiere definir la iluminación de una escena, los dos aspectos más importantes a considerar son la fuente de luz que

El continuo avance tecnológico en todos los aspectos de los sistemas de visión por computador hace que estos cada vez sean más simples de implementar y con mucha más capacidad de resolver problemas de mayor complejidad. En este contexto los sistemas de visión por computador son una herramienta cada vez más presente en todos los ámbitos industriales.

■ Fuente: Omron.

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Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426INFORME

se utiliza y la dirección o la manera como la luz incide en la escena.

De las distintas fuentes de luz, actualmente las predominantes son las basadas en la tecnología LED. El LED es un dispo-sitivo semiconductor que emite luz basándose en el fenómeno de la electro-luminiscencia. La luz ge-nerada con LED tiene un componente frecuencial relativamente estrecho, lo que puede ser ventajoso para algunas aplicaciones donde se requieren imágenes monocro-mas. Pero puede generar problemas cuando se quiera obtener imágenes en color o multiespectrales, ya que en realidad, los LED de luz blanca no cubren todo el espectro de luz visible sino unas mínimas porciones de este. Además, conseguir potencias lumínicas elevadas con sistemas LED es relativamente complicado.

Aun así, la mayoría de proveedo-res coinciden en afirmar que es la fuente de luz más utilizada. Esta es una tendencia que empezó hace algunos años y que actualmente está plenamente extendida. Los LED presentan varias ventajas, como por ejemplo el coste económico, el rendimiento y la durabilidad respecto a otras fuentes de luz, dejando las alternativas para los casos específicos en que los LED no son aptos. Los sistemas incandescentes permiten obtener una luz de potencia elevada y que cubra todo el rango frecuencial, posibilitando generar luz blanca real. Los sistemas fluorescentes también facilitan la generación de potencias de luz elevadas, aunque cada vez sus ventajas respecto a los sistemas LED son menores.

Se prevé que la llegada de LED con más potencia lumínica y con menor consumo permita seguir extendiendo el uso de este tipo de fuentes de luz.

Otro tipo de fuente de luz es el basado en diodos láser. Estos tipos de fuente de luz son ideales para generar patrones de luz estructurada, como por ejemplo puntos, líneas rectas, circunferencias, cuadrados u otros.

El principal inconveniente del láser es el ruido de moteado (speckle), in-herente a la naturaleza de esta fuente de luz. El moteado se genera por la interferencia mutua entre frentes de ondas coherentes, como la que genera la luz láser. Este fenómeno produce que la zona iluminada con un láser aparezca con puntos de diferente intensidad. Aunque tam-bién se pueden crear patrones de luz estructurada con otras fuentes de iluminación, habitualmente estas fuentes de iluminación no tienen la intensidad de la luz láser.

Respecto a la manera de iluminar la escena, en el mercado se pueden encontrar sistemas de iluminación con diferentes configuraciones. Los sistemas de iluminación para la iluminación frontal sitúan la fuente de luz en una posición muy cercana a la cámara. Los sistemas basados en la iluminación difusa intentan crear grandes superficies de ilumi-nación para iluminar completamente la escena desde múltiples puntos distintos, intentando eliminar las reflexiones que producen los siste-mas de iluminación puntuales. Otros sistemas de iluminación generan luz colimada desde un ángulo específico para resaltar las imperfecciones en la superficie iluminada. También se pueden utilizar sistemas de re-troiluminación, donde la fuente de luz se coloca detrás de la muestra, para analizar objetos transparentes o translucidos. En general, los sistemas de iluminación más utilizados se basan en las iluminaciones frontal, difusa y, en menor medida, en la retroiluminación.

ÓpticasLas ópticas enfocan la luz proveniente de la escena para que se focalice en el sensor de captura de la cámara. Existen diversos parámetros que definen una óptica estándar. La distancia focal (junto con la medida física del sen-sor) determina el ángu-lo de visión. Las ópticas pueden tener distancia focal fija o variable para posibilitar el zoom. En el mundo industrial las ópti-

cas con zoom son poco utilizadas, ya que habitualmente se quiere tener controlada la escena. En general, los requerimientos de las distan-cias focales son muy heterogéneos, variando desde los 3,5 milímetros hasta los 200 milímetros.

La apertura máxima del diafragma determina la luminosidad de la ópti-ca. A mayor abertura del diafragma, mayor será la cantidad de luz capta-da. Existen ópticas especiales, con aberturas del diafragma máximas muy grandes, diseñadas para trabajar en entornos donde se requiere de ópticas muy luminosas.

La calidad de la óptica viene dada por diversos factores: la aberración cromática es la capacidad de la óptica para enfocar con igual precisión las distintas frecuencias de luz, la dis-torsión radial es la capacidad de la óptica para no deformar la imagen que se desea capturar, la función de transferencia de la modulación (MTF) es la capacidad de la óptica para enfocar correctamente la ima-gen en situaciones donde la densidad de píxel del sensor es elevada.

Las encuestas realizadas han permitido detectar que las ópticas estándar son las más utilizadas, aunque el aumento continuo de las capacidades de las cámaras también requiere el uso de ópticas de mejor calidad, con mejor MTF, requerida por los sensores.

Los requerimientos concretos en la calidad de la óptica dependen mucho del tipo de aplicación que se quiera realizar, por ejemplo, para detectar los patrones de luz generados con un dispositivo láser es importante

■ Fuente: Infaimon.

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una baja distorsión radial, pero en cambio no es crítica la aberración cromática, ya que se trabaja con luz monofrecuencial.

También existen ópticas especiales que tienen características particula-res, estas ópticas son relativamente poco utilizadas pero tienen su campo de aplicación, y por lo tanto, su nicho de mercado. Por ejemplo, las ópticas telecéntricas son útiles para realizar mediciones de los objetos, ya que eliminan la distorsión de perspectiva permitiendo una magnificación del objeto independiente de la distancia. Esto se consigue haciendo que la luz incida completamente perpendicular (colimada) al sensor.

Otros ejemplos de ópticas con características particulares son las ópticas pericéntricas, que permiten una visión 3D periférica de objetos sin la ayuda de espejos, o las ópticas Hole Inspection diseñadas específi-camente para realizar inspecciones del interior de tubos u orificios, posibilitando la vista de las paredes laterales interiores.

Cabe destacar que si se desea que la cámara adquiera imágenes utili-zando luz ultravioleta, es necesario utilizar ópticas especiales para poder capturar este tipo de luz. Además, si se quiere trabajar con frecuencias infrarrojas y con luz visible al mismo tiempo conviene utilizar ópticas es-peciales para esta finalidad, pues las ópticas normales pueden presentar aberración cromática a las frecuen-cias del infrarrojo. En general, el uso de ópticas para trabajar con frecuen-cias no convencionales (ultravioleta o infrarrojo) está aumentando debido al incremento de aplicaciones que requieren este tipo de luz.

La montura de una óptica es el tipo de anclaje y/o rosca que usa para acoplarse a la cámara. La montura es un aspecto que influye tanto en la cámara como en la óptica, ya que los dos elementos deben tener la misma montura, o monturas compatibles mediante adaptadores. Tradicionalmente en la visión por computador ha sido muy utilizada la montura C. Este tipo de montura define un diámetro de la rosca de 25 milímetros y una distancia del borde al sensor (FFD) de 17,5 milímetros.

Estos parámetros son adecuados para la mayoría de aplicaciones y, por lo tanto, la montura C continúa siendo la más utilizada.

Sin embargo, durante la realización de las encuestas para la elaboración de las tablas de oferta adjuntas a este informe, se ha detectado un aumento en el uso de otras monturas, como por ejemplo las monturas K, F, M42 y M72 de mayores diámetro de rosca y mayor valor de FFD, útiles para aplicaciones donde se requiere una óptica de calidad extrema (por ejem-plo, gran resolución, con distancias focales y aperturas del diafragma altas). También se ha detectado un aumento en el uso de ópticas con montura S (también llamada M12), más económicas que las ópticas con montura C, pero de menores prestaciones, y por lo tanto, sólo utilizables en los casos donde no se requiera una gran óptica.

Los filtros son unos elementos que se acoplan a las ópticas y permiten filtrar los tipos de luz que no aportan información relevante al problema de visión que se esté tratando. Por ejem-plo, los filtros polarizadores permiten eliminar en gran medida los molestos reflejos de luz de la escena. Con los filtros de corte se filtran las frecuen-cias de la luz que están por encima o por debajo del valor de corte. Los filtros pasabanda dejan pasar solo las frecuencias de luz que se encuentran en un determinado intervalo. En general, la utilización de los filtros adecuados puede simplificar mucho las labores posteriores de procesado de la imagen. Sin embargo, por lo que han demostrado las encuestas realizadas, los filtros son un elemento injustamente poco utilizado.

CámarasExisten muchos tipos distintos de cámaras, cada tipo tiene sus caracte-rísticas particulares que la hacen más

adecuada para un uso concreto. Las cámaras matriciales son las

cámaras convencionales y las más utilizadas habitualmente. Debido a los avances en el procesado de imágenes, el número de aplicaciones donde se pueden utilizar este tipo de cámaras es cada vez mayor.

Estas cámaras tienen un sensor de captura rectangular y proporcionan las imágenes que se proyectan en dicho sensor. La resolución es la medida en píxeles del sensor y, por lo tanto, la medida máxima de la imagen que proporciona la cámara. La medida en píxeles de la imagen puede ser menor si está recortada o si está interpolada, esto es, si se coge sólo un subconjunto de los píxeles del sensor o si la imagen se escala digitalmente para ajustarla a una medida concreta.

La resolución de una imagen tiene implicaciones en la calidad del proce-sado, a mayor resolución más infor-mación contenida en la imagen, y por lo tanto, en general, de mayor calidad será el resultado del procesado, pero también implica mayores tiempos de cálculo, ya que el número de píxeles a tratar aumenta. Las resoluciones se pueden medir dando el ancho y alto del sensor en píxeles, o dando el producto de estos dos valores: por ejemplo 640 x 480 píxeles o 0,3 Mpx (con la equivalencia 1 Mpx 1.000.000 píxeles).

La frecuencia de cuadro máxi-ma es el número de imágenes que puede proporcionar la cámara en un segundo. Variar la frecuencia de cuadro tiene distintas implicaciones en distintos campos. Por ejemplo, en una cadena de montaje, la frecuencia de cuadro puede limitar el número de unidades producidas, o en un sistema de video vigilancia, aumen-tar la velocidad de cuadro permite obtener secuencias más fluidas y, por lo tanto, mejor interpretables

■ Efecto del modo de escaneo en la imagen.

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para el usuario.Aunque se ha detectado una gran

variedad en los requerimientos con extremos en las resoluciones su-periores a la decena de Mpx o en las frecuencias de cuadro de varios centenares o incluso millares de imágenes por segundo, actualmente la demanda media en la resolución y frecuencia de cuadro está alrededor de los 1,3 Mpx y con una frecuencia alrededor de las 30–60 imágenes por segundo, con una tendencia al aumento en ambos valores.

Los sensores pueden utilizar dos tipos de tecnología distinta para transformar la luz en impulsos eléc-tricos. Por un lado, están los sensores de tipo CCD (charge coupled device) y por otro los sensores basados en CMOS (complementary metal oxide semiconductor).

En un sensor de tipo CCD cada píxel actúa como un condensador fotoeléctrico que acumula una carga

eléctrica que es función de la luz capturada durante el tiempo de adquisición de la imagen. Al finalizar la adquisición de la luz, se desplazan las filas enteras en sentido vertical hasta un registro de desplazamiento horizontal analógico. Este registro permite que las cargas se desplacen hasta un conversor analógico/digital que es el que finalmente transforma la carga de cada píxel en un valor digital. Esta manera de obtener la imagen provoca un fenómeno co-nocido como smear. Este fenómeno

consiste en que los píxeles donde la incidencia de luz satura el píxel, las cargas de este inunden a los otros píxeles de la columna provocando unas líneas blancas verticales en la imagen.

Por el contrario, en los sensores de tipo CMOS cada píxel genera su propia salida digital, de manera que se puede acceder directamente al valor de este píxel. En algunos senso-res CMOS de gama media-baja esto genera que la lectura de los píxeles se realice con intervalos de tiempo

¿Qué son las cámaras time of flight?

L as cámaras time-of-flight, o cámaras ToF, son un tipo de cámaras que permiten obtener

una imagen de profundidad de la escena mediante el principio del tiempo de vuelo.

El término tiempo de vuelo engloba una variedad de métodos que miden el tiempo que requie-re un pulso de luz, de sonido, etc., para ir del dispositivo de captura a un punto de la escena y volver otra vez al dispositivo. Conocidas la velocidad y dirección del pulso, inferir la posición relativa del punto de reflexión respecto el dispositivo es trivial. En función de la cantidad y disposición de estos puntos, y de su tamaño, se puede obtener desde una medida de la distancia del entorno hasta una imagen de profundidad.

Existen multitud de dispositivos que utilizan el prin-cipio del “tiempo de vuelo”, como por ejemplo el sonar, el radar o el LIDAR. El sonar utiliza el tiempo de vuelo del sonido, habitualmente debajo del agua. En cambio, el radar y el LIDAR utilizan el tiempo de vuelo de las radiaciones electromagnéticas, de las ondas de radio para el radar y de infrarrojos para el LIDAR.

A su vez, el acrónimo LIDAR (LIght Detection And Ranging), y su sinónimo LADAR (LAser Detection And Ranging), se utilizan para describir a una heteroge-

neidad de dispositivos que utilizan el tiempo de vuelo de la luz (visible o infrarroja habitualmente) para deter-

minar la distancia a la que se encuentran un punto o un

conjunto de estos. Por ejemplo, estos dispositivos pueden medir un único punto, mediante un

láser, pueden utilizar un espejo rotatorio para medir con el láser una línea de puntos, o, incluso, pueden utilizar un conjunto de

láseres, con diferentes ángulos de ataque, para medir un conjunto de líneas.

En este contexto, se puede entender que las cámaras ToF son un subconjunto de los dispositivos tipo LIDAR. Las cámaras ToF también son llamadas flash LIDAR, o flash LADAR y se diferencian de los dispositivos LIDAR descritos en el párrafo anterior, en que mientras que el LIDAR convencional utiliza uno o diversos pulsos láser y un sistema rotatorio para barrer la escena completa, las cámaras ToF utilizan un sistema matricial sin partes móviles. Esto permite que en las cámaras ToF la imagen de profundidad capturada sea de un mismo instante de tiempo, hecho no posible con los sistemas LIDAR convencionales.

En contrapartida, la concepción de las cámaras ToF

■ Configuración típica de un filtro de matriz Bayer.

■ Fuente: PMDTechnologies GmbH.

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apreciables entre las diferentes filas del sensor. Esta manera de escanear el sensor se conoce como rolling-shutter y genera distorsiones en las imágenes en movimiento, como se puede apreciar en la figura.

Tradicionalmente, los sensores CMOS han sido más ruidosos y han tenido menos capacidad para cap-turar la luz que los sensores CCD, aunque también consumen menos energía y son más económicos de producir. Aunque actualmente los sensores CMOS están acercando su rendimiento a los CCD, superándolos en algunas ocasiones.

En consonancia, las encuestas realizadas han permitido contrastar que actualmente la tecnología CCD continúa siendo la más utilizada, aunque la tendencia claramente es utilizar los sensores CMOS a medio plazo.

El rango dinámico de un sensor es la diferencia entre las intensidades

de luz mínima y máximas que puede capturar una cámara: a mayor rango dinámico mayor es la diferencia de intensidades. Los sensores tienen un rango dinámico muy inferior al del ojo humano, por lo tanto es importante acondicionar bien la ilu-minación de la escena. Sin embargo hay aplicaciones, como por ejemplo los relacionados con la utilización de patrones de luz láser, en las que el rango dinámico de los sensores

convencionales es insuficiente, en estos casos es habitual trabajar con sensores CMOS tipo linlog, que tie-nen un mayor rango dinámico.

Tanto los sensores CCD como los sensores CMOS permiten capturar un rango de frecuencias de luz que incluyen el infrarrojo cercano, la luz visible y el ultravioleta cercano. Si se quieren tomar imágenes en escala de grises realistas, se debe poner un filtro pasabanda que deje pasar la luz visible pero no la luz infrarroja ni ultravioleta. Para poder capturar imágenes en color es necesario que cada píxel tenga información de la cantidad de luz que recibe para cada uno de los tres colores primarios. Para poder capturar imágenes en color existen diversas estrategias distintas.

Las dos más comunes son la utili-zación de una matriz Bayer, y la utili-zación de tres CCD. La matriz Bayer es un filtro de colores que se pone

genera limitaciones en la resolución de las imágenes y en el rango de distancias que permiten capturar.

En general, las cámaras ToF son parecidas a las cáma-ras convencionales, con algunos elementos adicionales. Simplificando, las cámaras ToF tienen un sistema de iluminación que genera unos pulsos de luz, una óptica que focaliza la escena en una matriz de elementos de captura fotosensible y un componente que sincroniza la iluminación con la matriz de elementos de captura.

Las cámaras ToF son capaces de dar una medida de la profundidad con una precisión del orden de los pocos milímetros. Para obtener esta precisión se requiere me-dir el tiempo de vuelo de la luz con técnicas realmente muy precisas: un desplazamiento de un centímetro en el objeto se corresponde a un intervalo de tiempo de sólo 6.6*10−11 segundos.

Para medir el tiempo de vuelo, las cámaras ToF actuales utilizan diferentes tecnologías, aunque todas tienen en común la utilización de la luz infrarroja para modular una onda a una frecuencia menor, generalmente en torno de los 15-30 MHz. La idea es medir el desfase entre la onda modulada enviada y la onda modulada recibida. Para obtener una medida de la distancia, los dispositivos de captura deben poder realizar una lectura del píxel varias veces en el tiempo de ciclo de la onda modulada, y durante varios ciclos de onda. De esta ma-nera, si la serie de lecturas del píxel es suficientemente larga (tiempo de captura), se puede calcular cuál es el desfase entre la onda modulada enviada y la onda modulada recibida. Como cada una de las lecturas del píxel es muy ruidosa, a mayor tiempo de captura, menor

error tiene el píxel, y por lo tanto, menos ruidosa es la imagen de profundidades.]

Este modo de calcular el “tiempo de vuelo” tiene varias ventajas. En primer lugar, además de permitir el cálculo del desfase de la onda modulada, también permite obtener una imagen de intensidades en el rango espectral de la onda portadora.

Asimismo, utilizando los tratamientos de la señal adecuados, se pueden filtrar los efectos de la luz am-biente, permitiendo, en algunos casos, obtener imágenes de profundidad incluso con la presencia de luz solar. Estos mismos tratamientos permiten filtrar las señales moduladas que estuvieran en una frecuencia distinta de la elegida, de este modo se pueden configurar diversas cámaras para trabajar con distintas frecuencias y que no interfieran entre ellas si trabajan en la misma escena.

El principal inconveniente de este método de obten-ción del tiempo de vuelo es el asociado a las múltiples

�Continua en página siguiente.

■ Desfase entre la onda modulada enviada y recibida.

■ Prisma para dividir un haz de luz en sus colores primarios.

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delante del sensor de captura. Este filtro permite que cada píxel capture solo un color, y que cada conjunto de 4 píxeles (en disposición 2 x 2) tengan los tres colores primarios. Existen distintas formas de disponer los filtros en la cuadricula de 2 x 2, la opción más habitual es duplicar el filtro verde.

De esta manera cada píxel tiene sólo el valor de un color y no el de los tres, pero se puede obtener una aproximación de los valores de los colores primarios restantes mediante la interpolación de los valores exis-tentes en los píxeles de su alrededor. En general, la matriz Bayer no es adecuada para aplicaciones que requieren de mucha calidad en la captura del color. En estos casos es habitual el uso de cámaras con un sensor de captura basado en tres CCD/CMOS.

En un sensor de captura con tres

CCD/CMOS se utiliza un prisma para dividir los tres colores primarios de las imágenes. La luz se divide en tres haces (con cada uno de los colores) que inciden sobre un CCD/CMOS distinto, de esta forma cada CCD/CMOS obtiene solo uno de los valores de color del píxel. Las CCD tienen que estar muy bien alineadas para que no se den aberraciones en el color. En la actualidad, se observa un mayor uso de las cámaras con matriz Bayer, aunque se ha detec-tado un aumento en la utilización de cámaras con tres CCD.

En algunos casos, puede ser in-teresante trabajar en las frecuen-cias diferentes de la luz visible a las que las cámaras son sensibles. Por ejemplo, en el ámbito de la video-vigilancia, es especialmente interesante la capacidad de capturar imágenes en el rango del infrarrojo, ya que de esta manera las cámaras

pueden capturar imágenes en zonas oscuras iluminadas con una fuente de luz IR. En cambio, para realizar la inspección de cristales y plásticos es habitual trabajar con luz ultravioleta. En estos casos, se deben poner los filtros de corte de IR, de luz-visible o de infrarrojo necesarios para permitir sólo la captura de las frecuencias que se deseen.

En el mercado también se pue-den encontrar cámaras que per-miten trabajar con frecuencias de luz diferentes a las de las cámaras convencionales. Estas cámaras tie-nen un uso creciente, aunque aún minoritario. Son útiles para afrontar problemas muy específicos, a veces no relacionados directamente con la industria sino también con la ciencia o incluso con la video-vigilancia. Por ejemplo, existen cámaras capaces de capturar la luz con frecuencias situa-das en el infrarrojo medio, también

reflexiones. Para poder obtener la imagen de profundi-dades es imprescindible iluminar con luz modulada la escena por completo. Dentro de la escena se producen reflexiones y un punto determinado de la escena puede estar iluminado por la luz directa de la cámara, pero también, por la luz de la cámara reflejada en la pared. Cómo la distancia recorrida por la luz reflejada es supe-rior a la distancia recorrida por la luz directa, las fases de las ondas moduladas son diferentes. De hecho, las dos ondas moduladas se suman y si la intensidad de la luz reflejada es suficiente, distorsionará el resultado esperado de la fase en el píxel, y por lo tanto en el cál-culo de la distancia.

Los factores que determinan cuales son los rangos de distancia en el que puede operar la cámara ToF son, la

potencia de la iluminación ya que debe llegar suficiente luz de vuelta a la cámara, y la frecuencia de modulación. La técnica de obtención del tiempo de vuelo mediante la medida de desfase de la onda modulada no permite resolver la ambigüedad asociada al número de ondas desfasadas. Por ejemplo: una onda modulada a 30 MHz permite determinar a qué distancia se encuentra un objeto dentro de un rango de unos 5 metros, pero ge-nera ambigüedades fuera de este rango, es decir, no se puede determinar si un objeto se encuentra a 1 metro o a 6 metros. Las cámaras actuales trabajan en ondas moduladas a frecuencias que permiten rangos de trabajo máximos de entre 3 y 10 metros. No obstante, algunos fabricantes (PMD Technologies) están trabajando en cámaras que tendrán suficiente potencia de ilumina-ción y frecuencias de onda moduladas adecuadas para permitir rangos de trabajo de hasta 40 metros.

La dificultad técnica asociada a la construcción de los dispositivos de captación de la imagen es el motivo que genera que las resoluciones de estas cámaras sean reducidas. Aunque existe en el mercado una cámara ToF con una resolución de 648x488, y posiblemente la tendencia futura de estos dispositivos sea aumentar la resolución, actualmente, las cámaras ToF tienen resoluciones inferiores, por ejemplo 160x120, con fre-cuencias de cuadro máximas próximas a los 100 Hz. Sin embargo, trabajar a frecuencias menores, permite mayores tiempos de integración y una disminución del ruido presente en la imagen de profundidad, especial-mente en las zonas poco reflectantes.

Las cámaras pueden tener una óptica fija, y por lo tanto un ángulo de visión pre-determinado (habitualmente

�Viene de página anterior.

■ Ejemplo de múlti-ples reflexiones en la iluminación de un punto determinado de la escena.

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llamadas cámaras térmicas ya que permiten inferir, en cierto grado, las temperaturas de los elementos que enfoca.

De manera relacionada, existen las cámaras multiespectrales e hi-perespectrales, que posibilitan ob-tener imágenes donde cada píxel tiene información de la intensidad de múltiples frecuencias. Se puede imaginar que una imagen en escala de grises tiene un canal, una imagen a color tiene tres canales (un canal para cada color primario), una ima-gen multiespectral o hiperespectral tiene n canales.

El número de canales y su disposi-ción en el espectro electromagnético varía según el tipo de cámara, aunque es habitual que estas cámaras puedan cubrir el mismo rango de frecuencias que las cámaras convencionales, ya que, de hecho, suelen usar el mismo tipo de sensor o sensores basados en

tecnologías similares. El número de canales que se capturan puede variar desde cuatro hasta varios centenares, y depende del método que utiliza la cámara para obtener los canales es-pectrales. Las cámaras pueden usar sistemas multi-sensores basados en prismas con mecanismos similares a los de las tres CCD/CMOS de las cámaras a color, también pueden usar sensores multicapa que son ca-paces de proporcionar varios canales frecuenciales con un solo sensor, o usar espectrógrafos de imagen. Las cámaras basadas en espectrógrafos tienen la mejor resolución frecuen-cial, pero presentan el inconveniente de poder capturar solo una línea de la imagen (de manera similar a las cámaras lineales). Esta línea de la imagen se descompone en sus frecuencias y se proyecta sobre la CCD/CMOS de manera que cada fila del sensor tiene los valores de

intensidad de la línea de la imagen para una frecuencia concreta.

Otra opción es usar ruedas de filtros que permiten capturar con una misma cámara imágenes con distintas componentes frecuenciales, de manera que en escenas estáticas se puede obtener imágenes mul-tiespectrales con una cámara con-vencional. Las cámaras basadas en espectrógrafos tienen la mejor reso-lución frecuencial, pero presentan el inconveniente de poder capturar solo una línea de la imagen (de manera similar a la cámaras lineales). Esta línea de la imagen se descompone en sus frecuencias y se proyecta sobre la CCD/CMOS de manera que cada fila del sensor tiene los valores de intensidad de la línea de la imagen para una frecuencia concreta.

Las cámaras multiespectrales e hiperespectrales tienen aplicaciones muy concretas. Es una tecnología

entre los 30º-70º), o tener ópticas intercambiables, que permiten variar el ángulo de visión, en este caso, con-viene que el sistema de iluminación se pueda adaptar a la apertura de la óptica para iluminar la totalidad de la escena visible por la cámara.

Cabe señalar que existen alternativas a las cámaras ToF para obtener imágenes de profundidad. Los siste-mas de estereovisión utilizan pares de cámaras para triangular los puntos de la escena vistas por las dos cámaras y así poder calcular una imagen de profundidad. Estos sistemas tienen problemas en generar el mapa de profundidades en las zonas poco texturizadas, o para encontrar y separar los objetos de colores parecidos al del fondo donde se encuentran, en general, la calidad de la imagen de profundidades generada por estos sistemas se puede considerar de peor calidad que la obtenida mediante las cámaras ToF, aunque en determinados casos y con escenas muy controladas son una opción que puede aportar mayor resolución.

Otra alternativa a las cámaras ToF son los disposi-tivos basados en las técnicas de proyección patrones codificados de luz. Estos dispositivos suelen tener un

elemento proyector de patrones luz (visible o infrarroja) y una cámara. En estos dispositivos se proyectan patrones de luz sobre la escena. De manera similar a los sistemas de estereovisión, el elemento proyector de luz y la cámara se encuentran separadas a una distancia determinada. Esto

permite que, al identificar el patrón en la imagen captu-rada por la cámara sea posible triangular en el espació la posición del patrón. Si la densidad de patrones es suficientemente grande, se puede construir una imagen de profundidad. Ejemplos de estos tipos de sistemas son el utilizado por el dispositivo Kinect de Microsoft. Estos sistemas permiten evitar el problema de los dispositivos estereoscópicos en las regiones de la escena donde no hay texturas. También permiten evitar el problema de las cámaras ToF de las múltiples reflexiones. Pero las imágenes de profundidades que generan son en general más ruidosas que los de las cámaras ToF.

En resumen, las cámaras ToF son un buen dispo-sitivo para la obtención de imágenes de profundidad, aunque con algunas limitaciones en la resolución y las distancias de trabajo. Si la escena se adapta a los requerimientos de la cámara, proporcionan una ima-gen de mayor calidad que la mayoría de alternativas. Además, aunque es una tecnología que se empieza a desarrollar a mediados de los años 90 del siglo pasado, en los últimos años ha sufrido un gran aumento y se esperan importantes mejoras que van a permitir mayor flexibilidad y mayor resolución.

■ Fuente: Rinkgbeck.

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que se utiliza mayoritaria-mente en entornos cientí-ficos. Las investigaciones en estos entornos están dando sus frutos y están apareciendo aplicaciones industriales que se pueden resolver con estas tecno-logías.

Las cámaras lineales son unas cámaras que a dife-rencia de las cámaras con-vencionales no capturan una imagen rectangular sino una única línea, que fácilmente puede tener resoluciones superiores a los 4.096 píxeles. En estas cámaras, la adquisición de la línea es muy rápida, del orden de las decenas de millares de líneas por segundo. Si la escena que se está capturando se está desplazando en sentido ortogonal al de la línea de captura, la consecución de las diferentes líneas capturadas permite obtener una imagen de toda la escena. En los sistemas de visión basados en cámaras lineales es habitual sincronizar la adquisición de cada línea de la imagen con el movimiento del elemento que se quiere inspeccionar. Estas cámaras actualmente son muy utilizadas para la inspección de procesos de fabricación en continuo, como por ejemplo la inspección del papel o la madera.

Las cámaras 3D son cámaras que permiten obtener el modelo tridi-mensional de la escena, o de una parte de esta. En el despiece “¿Qué son las cámaras time of flight?” se explican algunas de estas cámaras y su funcionamiento. Estas cámaras son de relativamente reciente apari-ción en el mundo industrial ya que las prestaciones que ofrecen no han permitido, hasta hace poco, su uso en muchos de los procesos indus-triales. De hecho, es una tecnología de la que aún se está en proceso de conocimiento de sus posibilidades. Es muy incipiente pero con muchas posibilidades futuras. Actualmente se están utilizando en aspectos relacio-nados con la logística, la agricultura y la ganadería.

Para definir completamente las características de una cámara es ne-

cesario tener en cuenta otros factores no relacionados directamente con las características de las imágenes. El bus de comunicaciones es el medio que utiliza la cámara para transmitir las imágenes capturadas al sistema de procesado de la imagen. La trans-misión de imágenes es una acción que consume un alto ancho de ban-da, la capacidad del bus determina la resolución y la frecuencia de cuadro máximas de las imágenes.

Tradicionalmente, los buses se han clasificado en analógicos y digitales. Los buses analógicos transmiten una imagen utilizando señales analógicas que posteriormente el sistema de procesado debe digitalizar. En cambio en los buses digitales la imagen se transmite directamente en formato digital. Los buses analógicos típicos se han basado en el formato PAL y NTSC. Estos formatos, que también se han utilizado hasta muy reciente-mente para transmitir las imágenes de televisión, definen una resolución de imagen y una frecuencia de cua-dro fijos, por ejemplo para PAL 576 x 768 píxeles a 25 cuadros por segundo. Los buses analógicos se consideran obsoletos, de bajas prestaciones y están en desuso, aunque cabe señalar que en el mercado existen múltiples dispositivos para soportar estos buses y que permiten asegurar la compatibilidad con sistemas ya existentes.

En los buses digitales suele existir más flexibilidad para transmitir las imágenes. Tanto la resolución de la imagen como la frecuencia de cuadro pueden variar siempre que

se mantengan por debajo del ancho de banda del bus. Por ejemplo, en una cámara típica de 1.3 Mpx, tres canales por píxel y ocho bits por canal (24 bits por píxel) y una frecuencia de cuadro de 30 imágenes por segundo, se tiene un flujo de datos de 936 Mb/s, por lo tanto, se requeriría de un bus con un ancho de banda superior a dicho valor para que la cáma-ra pueda transmitir las imágenes al sistema de procesado.

Actualmente, los buses digitales más usados son los siguientes:

• FireWire: 400 Mbit/s en su primera versión, en la actual 800 Mbit/s

• USB2: 480 Mbit/s• GigE Vision: 1.000 Mbit/s• CameraLink: 5.440 Mbit/s en

su configuración completa, aunque existen configuraciones del bus con menores anchos de banda.

Los anchos de banda mencionados son límites teóricos, pues durante una transmisión real no se alcanzan estos flujos de datos, no solamente por la aparición de errores durante la transmisión, sino porque también se debe contar con los datos adicio-nales que se deben transmitir para asegurar una transmisión correcta de los datos (payload).

A la luz de los resultados de la encuesta realiza se hace difícil esta-blecer cuáles son los más utilizados, ya que los cuatro buses principales tienen su nicho de mercado, aunque sí parece que actualmente predomi-nan los sistemas basados en USB2, FireWire y GigeVision sobre los siste-mas basados en CameraLink. Esto se debe, posiblemente, a que los buses basados en CameraLink implican un mayor coste, no solo en la cámara, sino también en el sistema de pro-cesado, y se utiliza sólo en los casos en los que se demanda un canal con un gran ancho de banda.

Actualmente, el ancho de banda es un problema real para aplicaciones donde se requieren imágenes de mucha resolución y con frecuencias de cuadro altas. De hecho, en algunos

■ Fuente: AdeptSight.

85


casos incluso el bus CameraLink puede ser insuficiente. Sin embargo, cabe señalar que se espera que en los próximos 5 años vayan llegando nuevos buses o nuevas versiones de los buses ya existentes que propor-cionarán mayores velocidades. Así, se espera la llegada de cámaras con buses USB3 (4800 Mbit/s), 10GigE Vision (10.000 Mbit/s), CameraLink HS (hasta 48000 Mbit/s), CoaXPress (hasta 25000 Mbit/s).

Otros factores que determinan las características de una cámara son la presencia de puertos de entrada/sali-da de datos de control. Estos puertos pueden proporcionar la capacidad de sincronizar la cámara con otros elementos para que se capture la imagen justo cuando el objeto que se quiere analizar se encuentra delante de la cámara (trigger), o para sincro-nizar la captura de los datos con un sistema estroboscópico que ilumine la escena justo en los instantes en que se captura la imagen. Actualmente es muy frecuente que las cámaras proporcionen estas funcionalidades, que en general son bastante utiliza-das en la industria.

Sistema de procesadoEl sistema de procesado de la ima-gen incluye tanto los algoritmos informáticos que permiten extraer información útil de las imágenes como el hardware que ejecuta estos algoritmos. La aparición de nuevos algoritmos provenientes de los centros de investigación (privados o públicos) es un hecho habitual. Es por dicho motivo que los paquetes de software de visión por com-putador están en constante evolución. Los paquetes de software se pueden clasificar en tres categorías.

La primera categoría com-prende las librerías para ac-ceder a los comandos de la cámara y que permiten tanto configurar la cámara como acceder a las imágenes. La intención de estas librerías es poder desacoplar el desa-rrollo de las aplicaciones de visión artificial del control de la cámara. De este modo, el

programador no debe conocer los detalles de programación concretos de cada cámara, ya que accede a distintas cámaras mediante unas mismas instrucciones. Existen dis-tintas librerías que dependen del fabricante de la cámara o del tipo de bus de comunicaciones que se quiere utilizar. Por ejemplo, en las cámaras con buses GigE Vision y Camera Link está muy extendido el uso GenICam; en cambio, para acceder a las cámaras con buses de transmisión fire-wire es más habitual el uso de IIDC-DCAM.

La segunda categoría incluye las librerías de desarrollo de software. Estas librerías agrupan conjuntos de funciones propias de la visión por computador, como pueden ser la detección de líneas, la clasificación de patrones, la obtención de datos estadísticos de la imagen, entre muchos otros. Existen multitud de librerías de desarrollo, que pueden ser genéricas y aptas para todo tipo de aplicaciones, como por ejemplo el software Halcon o el software Sapera, o pueden ser específicas para una tarea concreta, como por ejemplo el software SAL3D, que incorpora multitud de funciones relacionadas con la obtención de perfiles 3D me-diante métodos de luz estructurada, así como funciones para tratar estos datos tridimensionales, o el software AdeptSight, útil para el desarrollo de aplicaciones relacionadas con el

packaging y el guiado de robots. La tercera categoría contiene el

software específico, esto es, las so-luciones finales para el usuario. Las soluciones pueden ser aplica-ciones hechas a medida para un cliente concreto utilizando librerías de desarrollo, o pueden ser apli-caciones relativamente genéricas pero altamente configurables que posibilitan adaptarse a un conjunto de situaciones. En determinados casos, la frontera entre las librerías de desarrollo muy específicas y el software específico muy configurable es relativamente difusa.

El software se debe ejecutar sobre un hardware. La opción más simple, es el uso de cámaras inteligentes. Las cámaras inteligentes poseen, aparte de la electrónica de captura de la imagen, un procesador con el cual tratar la imagen capturada sin necesidad de una CPU externa. Son muy adecuadas cuando el ob-jetivo que se busca es la facilidad de integración y comunicación. Además, estas cámaras suelen tener un software estándar polivalente que puede resolver, sin necesidad de programación, determinados tipos de tareas. Por ejemplo, las cámaras iVu (Banner), que pueden realizar autónomamente tareas como la inspección del correcto alineamiento de las etiquetas de un producto, o la verificación de determinados ele-mentos en la línea de montaje.

Actualmente se está incre-mentando la utilización de las cámaras inteligentes, ya que el aumento de la potencia de cálculo de los procesadores que incluyen las cámaras inteligentes hace que cada vez se puedan solucionar más aplicaciones con este tipo de equipos.

Las alternativas, en general, incluyen el uso de un ordena-dor. Para utilizar un ordena-dor en un sistema de visión, este debe disponer de placas de captura (frame grabbers) que tengan implementado el mismo bus de comunica-ciones que la cámara. Estas placas de captura reciben las imágenes de las cámaras y las

■ Cámara inteligente para la inspección del correcto alinea-do de las etiquetas. Fuente: Elion.

86


copian a la memoria interna del ordenador.

Existen distintos tipos de placas de captura. Las placas de captura analógica, actual-mente en desuso, pueden recibir y digitalizar imágenes de un bus PAL o NTSC.

Para leer los datos de las cámaras mediante buses digitales, el ordenador debe disponer de placas de captu-ra para dichos buses. Como algunos de los buses digita-les se sustentan en buses genéricos, como mínimo a nivel físico, es habitual que los ordenadores dispongan de placas de captura o de placas madre aptas para leer estos buses: USB, Fire-Wire y GigE Vision. Sin embargo, suele ser posible añadir placas de captura adicionales de estos buses para no ocupar los buses originales o para permitir conectar más de un ordenador.

Una vez enviada la imagen a la memoria del ordenador, este debe ejecutar los algoritmos requeridos. El ordenador debe disponer de sufi-ciente potencia de cálculo para poder ejecutar los algoritmos en el tiempo solicitado, hecho siempre crítico, ya que mayor capacidad de cálculo im-plica poder afrontar problemas más complejos, poder tratar imágenes de más resolución u obtener mayor número de imágenes tratadas por se-gundo. Habitualmente el ordenador ejecuta los algoritmos en la unidad central de procesamiento (CPU). La tendencia en la evolución de las CPU es aumentar el número de núcleos de ejecución. Actualmente es habitual que las CPU contengan 4 o más núcleos. Otra tendencia en la evolución de las CPU es proporcionar operaciones con capacidad de operar sobre múltiples datos en una única operación (operaciones vectoriales). Aprovechar totalmente la potencia de cálculo de la CPU ofrecidas por este tipo de prestaciones requiere de cier-tas habilidades en la programación de los algoritmos. Las tarjetas gráficas de los ordenadores (GPU) están pensadas para realizar los cálculos intensivos del renderizado de mode-

los tridimensionales. Sin embargo, el aumento de los requerimientos en el realismo del renderizado de modelos tridimensionales ha hecho que estas tarjetas sean cada vez más potentes, y más programables. Actualmente, las GPU se pueden utilizar para ejecutar una gran diversidad de algoritmos decenas y centenares de veces más rápido que en una CPU. Sin embargo, la programación en GPU es muy compleja y aun reser-vada a “gurús”.

Cabe señalar que la mayoría de librerías de visión por computador genéricas, actualmente ya incorpo-ran una porción de sus algoritmos traducidos y optimizados para ser utilizados en CPU con varias uni-dades de proceso, con operaciones vectoriales e incluso para GPU. Sin embargo, en algunos casos, si se quiere aprovechar la totalidad de la potencia de cálculo es necesario adaptar las soluciones específicas a estos nuevos paradigmas, tarea que puede ser realmente ardua, especialmente en la programación de GPU.

La alta velocidad de transferencia de algunos de los buses y/o el coste computacional de algunos algoritmos de procesado puede hacer que algu-nas veces sea imposible alcanzar la potencia de cálculo requerida aun utilizando todos los recursos disponi-bles en el ordenador. En este sentido, la llegada de los nuevos puertos de

comunicación que permitirán mayores tasas de frecuencia de cuadro y resoluciones de imágenes mayores, requerirán sustentarse en mayores poten-cias de cálculo, empeorando la situación.

Para los casos en que se re-quiere más potencia de cálculo que la proporcionada por un ordenador existen distintas alternativas. Una primera so-lución es aumentar el número de PC a utilizar, pero tiene el inconveniente de tener que reprogramar los algoritmos para poder distribuirlos entre los distintos ordenadores, tarea que puede no ser trivial. Otra alternativa es el uso de placas de captura con procesador

incorporado para realizar partes del procesado de la imagen y dejar la CPU del ordenador libre para otras tareas. Actualmente existen placas de captura con procesador para los buses GigE Vision y Camera Link. El uso de placas de captura con procesador es poco frecuente, ya que requieren la adaptación de los algoritmos a los recursos hardware de la tarjeta, pero permite resolver problemas que de otra manera serian difícilmente abordables.

ConclusionesEn general se puede decir que el mercado está muy abierto, con gran variedad de soluciones que se pue-den aplicar a una gran variedad de aplicaciones. Esto es síntoma del gran crecimiento que sigue tenien-do la visión por computador en la industria. La continua aparición de tecnologías más potentes y de pro-cedimientos más refinados permite extender la visión por computador a una gran variedad de aplicaciones. Actualmente se pueden encontrar soluciones de visión por computador no solo en las líneas de montaje sino prácticamente en todos los puntos de la cadena productiva, desde la gestión de las materias primas, hasta la distribución del producto.

Miquel Casamitjana,Enric X. Martín

■ Fuente: Infaimon.

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Equipos de visión. Cámaras suministradas en España

Fabricante/Suministrador/Web M

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Ran

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Allied/Infaimon/www.infaimon.com

Serie Pike

Digital Firewire B

640 a 4872 x 480 a 3248

CCD Progre-sivo

3 a 208 C/M Sí Visible C/F Sí _

Serie Prosilica GE

Gigabit Ethernet

640 a 4872 x 480 a 3248

CCD Progre-sivo

3,3 a 205 C/M Sí Visible C/F Sí _

Artray/Infaimon/www.infaimon.com

Serie Artcam

USB2 320 a 640 x 240 a 480

Microbolóme-tro

Progre-sivo

25 I No Infrarro-jo 8~14 µm

Inte-grada

Sí _

Banner/Elion/www.elion.es

Presence Plus P4 OMNI

Etherne/ RS232 Video: PC o NTSC

640 x 480 pixels

CCD90º: 55.6 x 66.8 x 124.5 mm a 180º: 34.3 x 66.8 x 147.3 mm

48 fps M No No C Sí _

Presence Plus P4 OMNI 1.3

Ethernet / RS232 Video: PC o NTSC

1280 x 1024 pixels

CMOS90º: 55.6 x 66.8 x 124.5 mm a 180º: 34.3 x 66.8 x 147.3 mm

26,8 fps M No No C Sí _

Presence Plus P4 Color

Ethernet /RS232 Video: PC o NTSC

752 x 480 pixels

3 CCD90º: 55.6 x 66.8 x 124.5 mm a 180º: 34.3 x 66.8 x 147.3 mm

17 fps C No No C Sí _

BCB Informática y Control/www.bcb.es

Photon-Focus de alto rango dinámico (LinLog)

Gigabi-tEthernet (GigE)

1312x1082 _ _ _ M _ Visible C Sí _

Flir A615 Ethernet 640x480 _ _ _ _ _ Infrarro-jo lejano. LWIR (8-12 micra)

Op-tica zoom de in-corpo-rada

_ _

Dalsa/Infaimon/www.infaimon.com

Serie Ge-nie HM

Gigabit Ethernet

640 a 1400 x 480 a 1024

CMOS Progre-sivo

75 a 300 M Sí Visible C Sí _

Serie Piranha3

Camera-Link

8192 a 12288 x 1

CCD lineal _ 23000 a 33000 lineas

M Sí Visible M72 Sí _

IDS/Infaimon/www.infaimon.com

Serie SE Gigabit Ethernet o USB

640 A 3840 x 480 a 2748

CCD o CMOS Rolling shutter/global shutter

3 a 75 C/M Sí Visible C Sí _

Ikusmen/www.ikusmen.com

Insight 5100

_ 640 x 480 1/3” _ 60 fps M _ _ C _ _

Insight 5403

_ 1600 x1200 1/1.8” _ 15 fps M _ _ C _ _

Insight 5605

_ 2448 x 2048 1/1.8” _ _ M _ _ C _ _

Insight 5400C

_ 640 x 480 1/3” _ 60 fps C _ _ C _ _

Micro Insight 1100

_ 640 x 480 1/3” _ 60 fps M _ _ C _ _

Micro Insight 1100C

_ 640 x 480 1/3” _ 60 fps C _ _ C - -

Micro Insight 1100

_ 640x480 1/3” _ 60 fps M _ _ C _ _

88

En esta relación sólo aparecen aquellas empresas conocidas por esta redacción que han respondido a nuestra demanda de información.

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IQinVision/Infaimon/www.infaimon.com

Serie iQe-ye Pro 7

Digital Ethernet

1280 a 2560 x 1024 a 1920

CMOS Progre-sivo


JAI/Infaimon/www.infaimon.com

Serie LQ 4CCD

Cameralink 2048 x 4 4 CCD lineal Lineal 19049 lineas

C/I Sí Visible e infra-rrojo

F, M42

Sí _

Serie C3 basic BM/BB

Gigabit Ethernet

1392 a 2456 x 1040 a 2058

CCD Progre-sivo

15 a 30 M/C Sí Visible C Sí _

Serie CV Analógica o Cameralink

640 a 2048 x 480 a 2048

CCD Progre-sivo y entrela-zado

25 a 60 C/M Sí Visible C Sí _

Keyence/Bitmakers/ www.bitmakers.com

CV-H035M

Keyence 640 x 480 CCD, 1/3 Progre-sivo

200 img/s M/C Sí Visible C Sí _

CV-H200M/ CV-H200C

Keyence 1600 x 1200 CCD, 1/1,8 Progre-sivo


CV-H500M/ CV-H500C

Keyence 2432 x 2050 CCD, 2/3 Progre-sivo


Mesa Imaging/Infaimon/www.infaimon.com

Serie SR4000 - 3D

USB 2.0 y ethernet

176 x 144 TOF 3D 54 MSí

3D _ Sí _

Mikrotron/Infaimon/www.infaimon.com

Serie Motion Blitz

Gigabit Ethernet

512 a 1696 x 512 a 1710

CMOS Progre-sivo

118 a 5000

M/C Sí Visible C Sí _

Omron/http://industrial.omron.es

Cámaras sistema de visión Xpectia

_ Desde VGA hasta 5Mpixeles

Diferentes modelos de CCD, desde 1/3inch hasta 2/3 inch

Elec-tronic shutter

Difer-entes modelos, desde 16fps a 80fps

C/M Sí _ Mon-taje tipo C o lente inte-grada

_ 1100-3500

Cámaras sistema de visión ZFX

_ 659 x 494 pix

1/3inch Elec-tronic shutter

90 fps C/M Sí _ Mon-taje tipo C o lente inte-grada

_ 900-2000

Photonfocus/ Infaimon/www.infaimon.com

Serie MV-3D

Cameralink y Gigabit ethernet

1024 a 2048 x 1024 a 1088

CMOS Progre-sivo


Qimaging/Infaimon/www.infaimon.com

Serie Retiga

Digital Firewire B

1392 a 2048 x 1024 a 2048

CCD Progre-sivo


SAT/Infaimon/www.infaimon.com

Serie HO-TFIND

USB 2.0 160 a 384 x 120 a 288

Microbolóme-tro

Progre-sivo

50Hz I Sí Infra-rrojo 8~14µm

Inte-grada

Sí _

Satir/Infaimon/www.infaimon.com

Serie Hotfind

USB 2.0 160 a 384 x 120 a 288

Microbolóme-tro

Progre-sivo

50/60Hz I No Infra-rrojo 8~14µm

Inte-grada

Sí _

Sick/www.sick.es

Ranger GigE Upto 3072x1

CMOS Rolling Up 35000 M/C _ Visible C-Mount

Sof-tware confi-gura-tor

2500-10000



90



Siemens S.A.www.automation.siemens.com/mcms/automation/es/identification-systems/Pages/Default.aspx

MV420 Ethernet, RS232, Profibus, configura-ción web

752 x 480 CMOS, WVGA Full-frame shutter

25 fps M Sí Visible Inte-grada

Sí 1200/ 2100

MV440 Ethernet, RS232, Profibus, configura-ción web

640 x 480/1024 x 768

CCD1/3” Full-frame shutter

25 fps M Sí Visible Pen-tax mini-lents

Sí 2200/ 4500

Unitronics/www.unitronicswww.unitronics-visionip.com

Scout GigE Vision y 1394b

VGA-2Mpi-xels

CCD y CMOS- ¼’’ a 2/3’’

Progre-sivo

Hasta 120fps

C/M Sí Visible y NIR

C y CS

Sof-tware y exter-no

500/2200

Pilot GigE Vision VGA-5Mpi-xels

CCD – ½’’ a 1’’ Progre-sivo

Hasta 210 fps


C Sof-tware y exter-no

1500/2500

Aviador GigE Vision y Camera Link

1 a 4Mpixels CCD – ½’’ a 1’’ Progre-sivo

Hasta 120fps



1800/2500

ACE GigE Vision VGA-2Mpi-xels

CCD/CMOS- ¼’’ a 1/1.8’’

Progre-sivo

Hasta 100fps



300/800

Vision Components/Infaimon/www.infaimon.comXenics/Infaimon/www.infaimon.com

Serie VC Optimum

RS232/Ethernet

640 a 1600 x 480 a 1200

CCD Progre-sivo


Serie Xeva

USB 2.0 y Cameralink

320 a 640 X 256 a 512

InGaAs Progre-sivo

25 a 350 I Sí Infra-rrojo 0.9~1.7 µm y 1.1~2.5 µm

C Sí _

Serie Meerkat Fix

Ethernet 320 a 384 X 256 a 288

Microbolóme-tro e InGaAs

Progre-sivo

50 I Sí Infra-rrojo 0.9~1.7 µm y 8~14 µm

Inte-grada

Sí _


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Dispositivos de adquisición de video para PC: Frame Grabbersuministrados en España

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Allied/Infaimon/www.infaimon.com

E3000104 PCMCIA 1394b, 1x6, 2x9 pol

PCMCIA Digital firewire 3 64 MBy-te/s

C/M _ _

E3000119 Express Card1394b, 1x9 pol

PCI Ex-press

Digital firewire B 1 64 MBy-te/s

C/M _ _

K0000206 Placa FireWire(a) 2 Bus OHCI, 2 conectores

PCI Digital firewire 2 64 MBy-te/s

C/M _ _

K0000207 Placa FireWire(a) 2 Bus OHCI, 4 conectores

PCI Digital firewire 4 64 MBy-te/s

C/M _ _

K0000348 Placa PCI 1394B con conexión Fibra óptica

PCI Fibra óptica 2 64 MBy-te/s

C/M _ _

K0000349 Placa PCI Express 1394B con conexión Fibra óptica

PCI Ex-press

Fibra óptica 2 64 MBy-te/s

C/M _ _

Dalsa/Infaimon/www.infaimon.com

PC2 Comp Express PCIe x1 PCI Ex-press

Analógico progre-sivo

8 _ C/M 8-bit/pixel o16-bit YUV

_

PC2-Camlink Frame Grabber PCI-32 Digital cameralink 2 _ C/M 8, 10, 12, 14 &16 bits/pixel

_

PC2Vision Express FrameGra-bber PCIe x1

PCI ex-press


6 _ C/M 8-bit/pixel _

PC2-Vision Frame Grabber PCI-32 Analógico progre-sivo

6 _ M 8-bit/pixel _

X64 XCelera-CL DUAL PCI Expre-ss (x4)

Digital cameralink 2 _ C/M 8, 10, 12, 14& 16 bits/pixel

_

X64 XCelera-CL Full PCI Expre-ss (x4)

Digital cameralink full

1 _ C/M 8, 10, 12, 14& 16 bits/pixel

_

X64-Analogo QUAD 4 canales independientes

PCI-64/PCI-X 66


4 _ C/M 8-bit pixel _

X64-CL Dual- 66/85MHz- 32MB/2GB

PCI-64/PCI-X 66

Digital Cameralink 2 _ C/M 8, 10, 12, 14 &16 bits/pixel

_

X64-CL Express 85MHz-32MB Ram 2 canales Camera-Link Base

PCI Ex-press

Digital cameralink 2 _ C/M 8, 10, 12, 14 &16 bits/pixel

_

X64-CL Full66/85MHz 32MB/2GB

PCI-64/PCI-X 66


1 _ C/M 8, 10, 12, 14& 16 bits/pixel

_

X64-CL iPro con 32MB, 85MHz con Shading Correc-tion y Bayer

PCI-64/PCI-X 66


_

X64-CL iProLite 32MB, 85MHz

PCI-64/PCI-X 66


_

X64-LVDS 32MB PCI-64/PCI-X 66

Digital LVDS 2 _ M 8, 10, 12, 14& 16 bits/pixel

_

XCelera-AN LX1 Quad 4 entradas analógias -128MB memoria

PCI Ex-press


4 _ C/M 8 bit/pixel _

XCelera-CL LX1 Base PCIex1, PoCL, 85Mhz

PCI Ex-press


_

XCelera-CL PX4 SE Full spe-cial edition

PCI Expre-ss (x4)


1 _ C/M 8, 10, 12, 14& 16 bits/pixel

_

XCelera-CL PX8 Full PCI Expre-ss (x8)

Digital cameralink 1 1Gbyte/s C/M Hasta 16bits/pixel _

XCelera-HS PX8 PCI Expre-ss (x8)

HSLink 1 1,5Gb-ytes/s

C/M Hasta 8bits/pixel _

XRI-1600 CL -Placa de Pro-ceso especial aplicaciones rayos X

PCIe x4 Digital Cameralink 1 _ C/M 10, 12, 14 &16 bits/pixel

_

IDS/Infaimon/www.infaimon.com

Falcon color/M 3 entradas video

_ Analógico PAL 3 _ _ _ _

Falcon Express 3 video inputs _ Analógico PAL 3 _ _ _ _


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IDS (cont.) Falcon plus Frame Grabber color/M 4 video inputs


Falcon quattro 16CVB inputs, 4 trig inputs 768x576


Falcon quattro Express 4-16 video inputs

_ Analógico PAL 16 120 fps _ _ _

IO Industries/Infaimon/www.infaimon.com

CLFC-Dual DVR Express tarje-ta de grabación cameralinkfull a FibCHD

PCI Digital cameralink full

1 _ C/M Color 24/30/48 y M 8 a 16 bits

FPGA

CLFC-Full DVR Express tarjeta de grabación cameralink Full a FibCHD

PCI Digital cameralink full

1 _ C/M Color 24/30/48 y M 8 a 16 bits

FPGA

National Instruments Spain/www.ni.com/es

NI PXIe-8234 PXIe GigE 2 _ _ _ No

NI PCIe-1433 PCIe CameraLink 2 _ _ _ No

NI-1483 + NI FlexRIO PXIe CameraLink 4 _ _ _ Sí

PCI-8254 PCI IEEE 1394a y IEEE 1394b

2 _ _ _ No

NI EVS-1464RT Ethernet GigE y IEEE 1394 4 _ _ _ Sí

NI 1764 Smart Camera Ethernet Camara Integrada _ _ _ _ Sí

Omron/http://industrial.omron.es

Xpectia Controlador industrial. Comuni-caciones Ethernet, E/S y serie con PC

Analógico Hasta 4

1/10 a 1/50000

Desde VGA a 5 Mpixel

_ _

ZFX Idem Analógico Hasta 4

1/170 a 1/20000

VGA _ _

FQ Camara y controlador todo en uno (sistema industrial)

Analógico 1 1/250 a 1/30000

VGA _ _

Pleora/Infaimon/www.infaimon.com

PT1000ANL-1-6V2E6 analog multiplexed to Gige enclosed unit -1 canalx6mux


PT1000ANL-2-12V2-board 12 analog multiplexed to Gige, 2 canalesx6mux


PT1000ANL-2-6V2E board 6 analog multiplexed to Gige en-closed unit - 2 canalesx3mux


Silicon Software/Infaimon/www.infaimon.com

MicroEnable IV Serie A PCIe x1 / PCIe x4

Cameralink/Gigabit Ethernet

2 900MBy-te/s

C/M _ FPGA

MicroEnable IV Serie V

PCIe x1 / PCIe x4

Cameralink/Gigabit Ethernet

2 900MBy-te/s

C/M _ FPGA

Unitronics/www.unitronics

Morphis PCI/PCIe Analógico estándar Hasta 16

25 por canal

PAL/EIA

_ Compre-sor Jpeg 2000 opc.

Solios PCI/PCIe Analógico, camera-link y GigE

Hasta 4

Hasta 85MHz

_ _ FPGA opc.

Radient PCIe Cameralink Hasta 4

Hasta 85MHz

_ _ FPGA opc.

VIO PCIe Analógico HDy SDI

Hasta 2

Hasta 60 fps

_ _ _

Dispositivos de adquisición de video para PC: Frame Grabbersuministrados en España

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SIDEEWON FEBRER 2011tr.indd 1 11/02/11 10:09

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Aplicaciones ROBÓTICA

Soluciones innovadoras en soldadura guiada y encajonado multiformato


Los fabricantes de robots industriales viven tiempos de nuevas oportunidades. Casi agotadas sus posibilidades de crecimiento en los caladeros más tradicionales (con la automoción como máximo exponente), han pasado a dedicar buena parte de sus esfuerzos al desarrollo de

soluciones innovadoras que les permitan introducirse en nuevos sectores industriales. En este artículo se presentan dos

casos de éxito desarrollados con productos del fabricante Fanuc Robotics por un integrador especializado.

E n el marco de las IV Jornadas sobre tecnologías y solucio-nes para la Automatización

Industrial (JAI’2010), Óscar Rodrí-guez –responsable de la zona norte de Fanuc Robotics– y Germán Artuso –comercial de TIER1 y soldadura de Fanuc Robotics– compartieron su po-nencia con Ramón González López, gerente de la empresa Simaupro, que describió dos innovadoras aplicacio-nes industriales de la robótica, rela-cionadas con procesos de soldadura guiada y encajonado automático. En las siguientes páginas se describen, brevemente, las características más relevantes de cada una.

Soldadura guiada entre mallas de metal desplegado y estructuras metálicasUno de los usos actuales de la malla de metal desplegado –o malla de me-tal deployé– se localiza en el sector de la automoción. En concreto, con ella se realiza hoy en día la barrera anti-intrusión de la carga hacia el habitáculo en furgonetas de uso industrial, desplazando a la más tradicional malla electro-soldada. El proceso de fabricación de esta malla consiste en la transforma-ción de un laminado plano en una malla que, manteniendo el espesor del laminado, por medio de cortes

y estiramientos, se transforma en una malla nervada, con multitud de formas (por ejemplo, romboidal), que se muestra en la figura superior.

Gracias al bajo coste del proceso de fabricación y del material, su uso se extiende en el mercado de manera imparable y –cómo no– en un mercado tan competitivo como el de la automoción, en el que permite reducir los costes de las barreras anti-intrusión. Sin embargo, los cortes periféricos de cada pieza de malla para su unión a la barrera se realizan mediante troquelado, de manera que en función del punto en el que coin-cidan las aristas de corte del troquel con la que presente la malla en ese punto en el momento del golpe, la forma de los extremos es completa-

mente aleatoria y singular. La unión de la malla a la estructura

tubular de la barrera se realiza en la mayor parte de los casos mediante soldadura con arco eléctrico (en lugar de soldadura por resistencia) con el objetivo de fundir las puntas y aristas cortantes de la malla y evitar, así, un caro proceso posterior en la fabricación de estas barreras anti-intrusión. De modo que esta unión soldada requiere de un número muy considerable de pequeños puntos y cordones de soldadura. Cuando este proceso de soldadura es manual, los costes (mano de obra, hilo de la má-quina de soldar, control de calidad y derivados de la deficiente ergonomía del puesto) son tan elevados que, en ocasiones, el uso de esta malla de bajo coste convierte el proceso en caro y, por tanto, no competitivo.

Es necesario, por tanto, plantear la robotización del proceso de sol-dadura para reducir estos costes. Sin embargo, y atendiendo a esa aleatoriedad de formas en la línea perimetral de la malla troquelada, no existen condiciones suficien-tes para permitir una robotización simple del proceso. Con una mera programación de coordenadas, como si de cualquier otra con repetibilidad de posición se tratara, no es posible generar la unión de la malla con la

■ Malla de metal desplegado con forma romboidal.

95


AplicacionesROBÓTICA

estructura tubular de la barrera. El robot no tiene forma de identificar el punto en el que debe situarse para efectuar el cordón.

Una solución posible es dotar al robot de “vista” para que pueda primero identificar los puntos que deberá unir. Dicho de otro modo, una solución puede encontrarse en la integración de la robótica con la visión artificial 3D. Si se puede obtener una imagen tridimensional de la malla colocada sobre la estruc-tura a la que ha de ir unida, podrán entonces generarse las trayectorias que el robot debe realizar para situar la antorcha de soldadura en la posi-ción exacta que permita obtener una unión con arco eléctrico.

Simaupro, como empresa especia-lizada en visión artificial y robótica, se planteó este reto poniendo en marcha un proyecto de investigación para integrar estas dos tecnologías y materializarlo en un prototipo, desa-rrollado en estos últimos años. Este prototipo, ya concluido en este mo-mento, ha demostrado la viabilidad de esta integración y por consiguiente la industrialización del proceso, con un coste realmente bajo.

Los elementos que componen este prototipo son (figura inferior):

• Un robot Fanuc de 6 ejes, utiliza-do habitualmente en soldadura.

• Una cámara de visión artificial 3D, que permite obtener imágenes tridimensionales.

• Una iluminación láser de línea,

en combinación con la cámara.• Un PC industrial, para procesar

la imagen y generar las trayectorias del robot.

• Un equipo de soldadura MAG.En la citada figura puede verse el

robot y, en la muñeca del mismo, la antorcha y el equipo de visión 3D. Con esta configuración, es el mismo robot el que desplaza la cámara sobre la pieza para obtener la imagen 3D y, posteriormente, lleva a cabo la unión de la malla al tubo. Se trata de la configuración más simple que puede hacerse y es aplicable a pro-cesos donde el tiempo de ciclo no sea una prioridad. Dependiendo de la precisión que se requiera (con un límite en el rango de la décima de milímetro) el tiempo necesario para la obtención de la imagen variará, pudiendo llegar a ser muy rápido cuando no sea necesaria mucha precisión. Evidentemente, a mayor precisión mayor será el tiempo ne-cesario para la adquisición.

Sin embargo, es posible diseñar otras configuraciones que permiten

reducir considerablemente el tiempo de ciclo de la operación. Para ello, será necesario aumentar el número de robots, dedicando uno de ellos a la operación de escaneo y haciendo que los otros se encarguen de la soldadura. En la figura de la página siguiente se muestra una configura-ción con dos robots, en la que uno de ellos realiza ambas operaciones (escaneo y soldadura), mientras que el segundo se dedica íntegramente a soldadura, optimizándose así el tiempo de ciclo.

Además de generar las trayectorias para el robot, el sistema de visión puede cambiar el conjunto de pa-rámetros de la máquina de soldar para adaptarlo a la cantidad de masa férrea que se va a fundir. O, si fuera el caso, no ejecutar la soldadura si la distancia entre un extremo de la malla y el tubo fuese demasiado elevada y no hubiese garantía de obtener una unión dentro de los niveles de calidad exigidos. En la web www.simaupro.com puede verse un vídeo demostrativo de esta aplicación (en el que no se presta atención al tiempo de ciclo sino a la precisión).

El éxito de esta integración abre nuevas posibilidades para todos aquellos procesos en los que exista aleatoriedad de posición y que no permita una robotización simple, o donde los sistemas de guiado o de corrección de la posición integrados en la gama de productos del fabrican-te del robot no sean suficientes para garantizar la calidad de la operación. También, es posible utilizar el sistema como equipo de medida en una línea de producción para hacer un control dimensional unitario. En resumen, cualquier necesidad de dotar de vista a un robot para realizar operaciones es hoy en día posible gracias al avance

■ Fotografías de la malla sobre la estructura tubular. Pueden apreciarse las puntas y aristas cortantes, además de la variedad y aleatoriedad de los extremos de la malla.

■ Robot Fanuc de 6 ejes con antorcha y equipo de visión 3D.

96


Aplicaciones ROBÓTICA

de estas tecnologías y a la reducción de costes de los componentes, por su cada vez mayor popularidad y su masiva fabricación.

Encajonadoras multiformatoUno de los crecientes mercados de la automatización de procesos indus-triales es la robotización del sector de la alimentación, y en concreto del sector conservero. Con la necesidad de abrirse al mercado mundial y competir con mano de obra más barata, sólo hay un camino para no verse abocado al cierre de una fábrica de conservas: la automatización de todos los procesos productivos y la mejora constante para hacer estos procesos más económicos, rápidos y eficientes.

Por otro lado, las gran-des superficies comerciales conviven también en un mercado muy competitivo en el que precio y calidad juegan un papel de suma importancia en la actua-lidad. Es obvio, ya hoy en día, que las costumbres de consumo han cambiado y siguen cambiando debido a la crisis actual. El ahorro en la cesta de la compra es una necesidad en las personas más afectadas y cautiva la atención de las familias que todavía pueden comprar algunos

productos de mayor precio o desean darse algunos lujos.

En definitiva, el mercado de las marcas blancas ha aumentado con-siderablemente y, como respuesta, las grandes superficies comerciales o cadenas de supermercados han entrado en una competencia de precios sin igual. Dentro de sus es-trategias de ahorro de costes está la de optimizar el tiempo de reposición de los productos en las estanterías de los supermercados o la de variar la oferta del mismo producto en función de la temporada del año o de fechas señaladas.

Esto obliga a los fabricantes de conservas a evolucionar y mejorar su

proceso de packaging y de package, el primero referido al envoltorio del producto, y el segundo al embalaje donde se agrupan estos productos para su transporte y manipulación, es decir, la caja. De un mismo tamaño de lata de conserva se ofertan en estas superficies comerciales dife-rentes packs con dos, tres, cuatro o seis latas y con diferentes serigrafías (incluyendo las promociones).

Por otro lado, estos packs de con-servas están contenidos en una caja serigrafiada con la marca del fabricante, o de la comercializadora, directamente sobre la estantería: es la caja expositora. Esto produce como resultado un ahorro de costes en el personal de reposición del producto en las estanterías, pero obliga a una colocación concreta de los packs en el interior de la caja para que la marca comercial sea visible, de manera diferente a cómo se colocan en la caja cuando los packs se reponen uno a uno en las estanterías. Por este motivo, los fabricantes se ven obligados a hacer cambios y mejoras en sus sistemas productivos finales de embalaje. Sus necesidades se concretan en:

• Velocidad de proceso (packs/min).

• Cambio rápido de referencia. Se-ries más cortas y más referencias.

• Capacidad para nuevos forma-tos.

• Bajo coste del proceso.Simaupro ha iniciado su andadura

en el mercado de la maqui-naria para package dise-ñando una encajonadora totalmente innovadora que cubre a la perfección estas necesidades. Se trata de una máquina encajonado-ra multiformato, con cam-bio rápido de referencia, capacidad para multitud de formatos y bajo coste, sin olvidar por ello la alta velocidad de encajonado.

Su diseño (figura infe-rior) se encuentra protegi-do por patente y se basa en la utilización de un robot Fanuc de brazo articulado, un transportador de banda y un útil de cambio para

■ Configuración con dos robots.

■ Robot Fanuc, cel-dilla y transportador de banda.

97


AplicacionesROBÓTICA

cada referencia como he-rramienta del robot. El concepto es tan simple que hace que el precio del sistema sea inferior a cualquier otra máquina multiformato, pero enor-memente versátil (para adaptarse a cualquier referencia).

El funcionamiento del sistema se basa en ences-tar los packs en la garra del robot. Una vez que el transportador de banda está cargado y se pone en marcha, los packs salen despedidos y se introdu-cen en el útil situado en la muñeca del robot (que llamaremos celdilla). El robot de 6 ejes aporta una gran ventaja respecto a la maquina-ria tradicional: un simple juego de parámetros hace posible adaptar, con mucha precisión, las posiciones de la celdilla para cualquier referencia. Esta celdilla, que es el útil de cambio, es simplemente una caja de acero con algunos dispositivos neumáticos que retienen los packs cuando entran y que luego desbloquean el paso en el momento de la descarga.

En función de la tipología de má-quina, la caja expositora puede estar ya colocada en la parte trasera de la celdilla, con lo cual la descarga se haría directamente sobre un trans-

portador de salida que cierra la caja al paso y la entrega al sistema de paletizado. En otras tipologías, con diferentes prestaciones, se descargan los packs sobre planchas de cartón para luego formar la caja (embalaje wrap around) o en una caja ya conformada.

Además, la disposición espacial del robot, el transportador de banda y el útil de apertura o formación de la caja puede adaptarse al espacio disponible. Esta flexibilidad per-mite colocar toda esta maquinaria en espacios realmente reducidos. Prácticamente sólo existe una li-mitación de espacio que viene dada por la longitud del transportador, ya

que ha de contener todos los packs que se vayan a introducir en la caja más un desviador para formar las filas. Por ejemplo, si se desea formar un paquete de cuadripack RO-100 (300 mm de longitud), en una formación de 6 columnas y cuatro filas, será necesario disponer de una longitud de 1.200 mm (4x300 mm) más 600 mm de longitud de desviador, con un total de 1.800 mm. Como el robot puede estar delante del transportador o a un lado, se podrá elegir au-

mentar el ancho o el largo a partir de esos 1.800mm. La formación de la caja puede también estar a uno u otro lado, delante o incluso encima del transportador, optimizándose de este modo el espacio necesario. En la figura superior se muestra una posible disposición para espacios reducidos.

Y en la parte inferior se muestran varias imágenes de una instalación con dicha disposición, donde puede verse además el transportador de salida (en el que las cajas se cierran al paso de las mismas). En esta confi-guración, el robot obtiene primero la caja expositora de la formadora para, posteriormente, depositarla con los packs ya en su interior en el trans-portador de salida. En la web www.simaupro.com puede verse un vídeo de este sistema en funcionamiento (en este caso, la caja expositora es capturada por la celdilla antes de iniciar la carga)

Ramón González LópezGerente de SimauproJosé Ignacio Armesto QuirogaPresidente del comité organizador de las Jornadas JAI’2010Universidad de Vigo

■ Máquina encajonadora con optimización de espacio.

Es posible visualizar los vídeos y presentaciones en las JAI de este artículo en:

http://tv.uvigo.es/es/serial/859.html

98


Aplicaciones VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

Con tecnología ABB

Estaciones de recarga para vehículos eléctricos

D esde finales del año 2008 Initzia Renovables está tra-bajando en el campo de la

movilidad sostenible elaborando diferentes soluciones para la recarga energética de vehículos eléctricos, diseñando y fabricando Estaciones de Recarga para Vehículos Eléctricos (ERVE) basadas en la tecnología ABB (partner tecnológico de Initzia) que garantizan escalabilidad y flexibili-dad, además de ofrecer una robustez contrastada así como una telegestión simple y eficiente.

Para la implementación de este nuevo modelo de transporte soste-nible es necesaria la distribución de puntos de recarga por todo el territo-rio, y es por eso que las administra-ciones públicas han unido esfuerzos y están incentivando la implantación de infraestructuras para apostar por

un modelo de movilidad sostenible mediante el vehículo eléctrico. Por otra parte, entidades privadas tam-bién se están posicionando en este mercado, y ya son muchas las que

tienen iniciativas de poner puntos de recarga para vehículos eléctricos en sus sedes.

Initzia Renovables dispone de una amplia gama puntos de recar-ga para vehículos eléctricos que se adaptan fácilmente a cualquier necesidad y entorno, permitiendo su funcionamiento de forma autó-noma o formando parte de una red monitorizada desde un punto central que permite controlar el estado y el consumo energético de cada estación de recarga para vehículos eléctricos a través de un sistema de información accesible vía web.

La solución de Estaciones de Re-carga para Vehículos Eléctricos de Initzia ha sido diseñada para dar

Para la implementación de este tipo de vehículos es necesaria la distribución de puntos de recarga por todo el territorio, y es por eso que las administraciones públicas han unido esfuerzos y están incentivando la implantación de infraestructuras para apostar por un modelo de movilidad sostenible mediante el vehículo eléctrico. Algunos proyectos, que ofrecen escalabilidad y fiabilidad gracias a la tecnología que utilizan, ya están viendo la luz.

Instalaciones ejecutadas o de próxima ejecución

• 2 estaciones de recarga en la estación de servicio de Valldoreix de los Túneles de Vallvidrera (Tabasa).

• 1 estación de recarga en el Park & Ride de la estación de FFCC de Vullpalleres-St.Cugat (Tabasa).

• 1 estación de recarga a Sant Cugat del Vallés (Ayuntamiento de Sant Cugat)

• 12 estaciones de recarga distribuidas en 4 municipios diferentes (pendientes de confirmar).

• 1 estación en Madrid (Cobra).

■ Presentación de ERVE S en Feria del Ram (Tordera).

■ Initzia ha desarrollado un nuevo mode-lo pensado para instalación mura ERVE-BOX.

99


AplicacionesVEHÍCULOS ELÉCTRICOS

respuesta desde la configuración más simple a la más compleja, tanto en lo referente a los elementos de conexión y protección como a las ne-cesidades de gestión y comunicación, ofreciendo máxima escalabilidad y fiabilidad gracias a

la tecnología que utilizan, así como facilidad de integración de todos sus elementos y componentes.

La familia de Estaciones de Re-carga para Vehículos Eléctricos está destinada a la recarga de vehículos eléctricos de dos y cuatro ruedas en

la vía pública (ERVE S), en parkings y zonas de equipamiento (ERVE P) o para motocicletas y bicicletas (ERVE M).

Initzia Renovableswww.initzia.com

Equipos ABB utilizados

E stas estaciones incorporan los terminales de operador CP400 de ABB, una gama de terminales de operador HMI que ofrece

una multitud de características y funcionalidades. Se distinguen por su facilidad de programación, integración y uso en campo. Por otro lado, trabajan con la gama de PLC AC500 también de ABB, entre cuyas características, destacan:

• Plataforma escalable y flexible.• Permite una multitud de combinaciones con un número

mínimo de referencias.• PLC robusto para entornos difíciles (temperatura, hume-

dad).• Programación basada en el estándar internacional IEC

61131-3.• Fácil montaje y cableado.• Diagnóstico rápido y avanzado mediante pantalla LCD inte-

grada en la CPU.• Módulos con canales digitales configurables como entrada o

salida de forma individual.• Tarjeta SD opcional y estándar para la descarga del programa

de usuario sin necesidad de conectar el software de programación, actualización del firmware y datalogger (guardar datos).

Protección y reconexión automática Estas ERVE también incorporan interruptores diferenciales de 30 mA de sensibilidad, siendo especialmente indicados para la protección de personas y equipos, asegurando la desconexión de la alimentación en caso de producirse accidentales contactos indirectos o contactos directos

De cara a mantener la continuidad de suministro, el interruptor diferencial lleva acoplado un dispositivo de reconexión automática de ABB. Esta unidad de reconexión automática incorpora una unidad interna de control, la cual, después de detectar que no existe una falta a tierra debido a un fallo de aislamiento, acciona la reconexión del interruptor diferencial. Este hecho permite garantizar la seguridad de las personas y al mismo tiempo la continuidad de suministro ante posibles desconexiones no deseadas.

EnvolventeLa envolvente tiene unas dimensiones máximas de 160 x 30 x 24 cm y está construida en aluminio, propor-cionando un grado de IP44 e IK10 para ofrecer máxima robustez en instalaciones destinadas a la vía pública y al aire libre. El módulo de conexión incorpora unas puertas independientes para cada conector que bloquean los mismos cuando los vehículos eléctricos están cargando y por motivos de seguridad evitan que tengan ten-sión siempre que estén abiertas las puertas. Dispone de un panel frontal mecanizable que permite integrar distintos elementos de activación e información del equipo.

Su interior se divide en cuatro partes fundamentales fácilmente accesibles para tareas de mantenimiento, la de conexión con los elementos de enlace, la de protecciones eléctricas y conectores de energía, la de conexión que permite distintos tipos de conexiones eléctricas y la parte inteligente de control y comunicaciones.

Con estos equipos es posible la supervisión de un parque instalado a través de una red local o Internet de manera segura e intuitiva. Se pueden supervisar y controlar las estaciones de recarga en cualquier momento y desde cualquier lugar mediante la utilización de un navegador Web estándar. Además, el sistema de super-visión comunica con un número ilimitado de PLC AC500 y de variables, evitando así costosas ampliaciones de licencias scada debido al incremento de variables con las que comunicar.

100


Soluciones MEDICIÓN DE TEMPERATURA

Instrumentación para aplicaciones criticas

Medición de temperatura con conformidad SIL

E l SIL (Safety Integrity Level) está descrito en la norma-tiva IEC 61508/IEC61511

y es el marco de referencia para la evaluación de sistemas eléctricos/electrónicos/programables desde la perspectiva de la seguridad funcio-nal. Para conseguir una clasificación a un nivel determinado, el dispositivo debe cumplir principios de construc-ción para reducir la probabilidad de un defecto a un mínimo.

La normativa IEC 61505 detalla en profundidad los principios para:

• Evitar errores del dispositivo.• Detectar errores inevitables.• Señalizar errores detectados.Para conseguir una clasificación

según la normativa EN/IEC 61508-4, el dispositivo debe realizar una evaluación sobre estos estados. Sin embargo, un sensor sin transmisor no está capacitado para evaluarse a sí mismo y, por lo tanto, no cumple

esta normativa. De hecho, un sensor en realidad consiste sólo en un trozo de hilo (la termorresistencia es un hilo de platino y el termopar son dos hilos de materiales distintos) que no puede generar una evaluación. Por lo tanto, la evaluación de un punto de medición requiere un sistema de conjunto entre sensor y unidad electrónica.

Posibles errores de sensoresEl análisis de la seguridad funcional muestra 4 tipos de errores.

• (s=safe) Errores seguros. No tienen consecuencias directas en el resultado de medición.

• (d=dangerous) Errores inse-guros. Distorsionan el resultado y provocan una avería inmediata.

• (d=detectable) Errores detecta-bles. Pueden registrarse mediante la unidad electrónica conectada.

• (u=undetectable) Errores no detectables mediante el dispositivo o sólo con accesorios externos.

Una sobrecarga puede provocar una rotura del conductor y/o estro-pear el sensor. En este caso, el trans-misor puede detectar fácilmente el error y, por lo tanto, se trata de un error del tipo peligroso pero detecta-ble. Para esta categoría se utiliza el símbolo ldd. Las modificaciones del sensor que se producen de manera lenta y a largo plazo también son a

menudo resultado de una sobrecarga mecánica, térmica o química. En este caso, el transmisor no puede detectar si el origen de la modifica-ción está ocasionado por un cambio de temperatura o por un error de medición. Este caso, simbolizado por ldu, es de mayor importancia para el concepto SIL y para la seguridad de la instalación, ya que se trata de un error peligroso y no detectable.

Errores específicos en termorresistenciasUn cortocircuito del sensor, del cable de conexión o en la conexión es fácil-mente detectable por el transmisor. Este tipo de errores se clasifica como error peligroso pero detectable ldd. Los errores suelen aparecer en los bornes, cables de conexión y conec-tores y pueden afectar el resultado de medición. El efecto depende del

La temperatura como valor de medición más importante sirve a menudo para detectar situaciones de peligro en una instalación y para tomar medidas correctoras a tiempo. Si no existen medidas constructivas y logísticas para prevenir peligros, el punto de medición debe diseñarse según las reglas de la seguridad funcional en los procesos.

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SolucionesMEDICIÓN DE TEMPERATURA

conexionado de la termorresistencia. Si la resistencia aumenta en una ver-sión de dos hilos, el valor de medición aumenta de forma proporcional. Por eso se trata de un error del tipo ldu (error peligroso, no detectable). Lo mismo tratándose de una versión de 3 hilos si se modifica tan sólo una resistencia del conductor, ya que también en este caso se falsifica el valor de medición.

En caso de un conexionado de 4 hilos, se compensan los efectos de cable de conexión, bornes y conecto-res. Por lo tanto, las modificaciones de resistencia en alguna ubicación resultan inofensivas y se trata de un error inofensivo pero no detectable lsu. Esta versión constituye la so-lución preferible desde el punto de vista de la seguridad.

Errores específicos en termoparesUn cortocircuito en el conductor y el estado instalación desactivada, igualdad de temperaturas exteriores e interiores presentan las mismas consecuencias. Por lo tanto, en principio se trata del escenario más peligroso ldu, ya que es un error que no se puede detectar. Sin embargo,

en el caso de los termopares este error se convierte en un error del tipo inofensivo pero no detecable (ldu ), ya que esta versión compensa los efectos inducidos por cambios de resistencias en el conductor, en los bornes y en los conectores.

Tasas de error de sondas de temperatura Las sondas de temperatura conforme SIL se aplican preferiblemente en condiciones adversas, por ejemplo, a elevadas temperaturas, en medios agresivos, tóxicos, inflamables o vibraciones. La indicación estadís-tica de la tasa de error se mide con la unidad FIT (FIT = Failure in Time, l=10-9 h-1). Un FIT significa un error esperado en un periodo de mil millones de horas de servicio de todos los instrumentos aplica-dos de una forma constructiva. La

práctica demuestra que el causante primordial para errores son las vibra-ciones, habituales en instalaciones de proceso, provocadas por bombas, compresores o equipos de ventila-ción. En la literatura técnica a estas condiciones se las denomina high stress environment.

Recientemente se han realizado investigaciones exhaustivas sobre varios miles de sondas PT100 del conexionado de 3 hilos. El resul-tado mostraba una tasa inferior de ldu=60 FIT. La aplicación de ter-morresistencias de 4 hilos permite la reducción de la tasa de errores no detectables a un mínimo.

Clasificación SIL de sondas de temperatura con transmisorPara determinar la clasificación SIL de sondas y transmisores se calcula la probabilidad PFD (Probability of Failure on Demand) y la cuota de los errores seguros SFF (Safe Failure Fraction). En las fórmulas especifi-cadas en la normativa entran la suma de las probabilidades de transmisor y sonda: por ejemplo, para 3 hilos Wika Pt100 real stress ldu = 60 FIT + para T321S (sin sensor) ldu = 14 FIT = 74 FIT (T32.1S + Pt100). Para un periodo de calibración de 2 años se calcula la clasificación SIL indicada en la tabla anexa.

Dietmar SaeckerWika

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tecnoMarket NUEVOS PRODUCTOS PARA LA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

Convertidor de señales analógicas

La nueva gama de conver-tidores ACT20M que presenta Weidmüller integra una tecnología innovadora y una máxima fun-cionalidad en una carcasa para componentes electrónicos de solo 6 mm de ancho. Los modelos de esta nueva gama de equipos cuen-tan con dos canales por módulo que permiten ahorrar espacio en el armario de distribución.Ofrecen una elevada separación galvánica de 2,5 kV y una precisión de hasta 0,05%. La gama de productos incluye aisladores pasivos (1 o 2 canales), un convertidor universal de temperatura, un convertidor DC y un divisor de señales, con ocho conexiones añadidas que ofrecen reparto de señales con alimentación del sensor. La con-figuración se lleva a cabo a través del microswitch o del software FDT/DTM, y la alimentación a los módulos ACT20M se realiza con cableado directo o a través de un bus de carril DIN.

www.weidmueller.com

Soluciones para la mejora de la calidad en edificios e instalaciones El nuevo Catálogo Tarifa 2011 que Temper ha editado recientemente incluye los precios actualizados de las últimas novedades que comercializa la firma, incluyendo soluciones para el control y seguridad en la distribución eléctrica y soluciones para la mejora en la calidad y eficiencia energética de edificios e instalaciones. En el catálogo se presentan los cuadros de baja tensión de alta seguridad CBT-HS homologados por Endesa e Iberdrola, la gama de cajas para alumbrado público serie Dylux, los interruptores de corte en carga y mejoras en la gama de fusibles y bases portafusibles de la marca Crady.

Asimismo, Temper ofrece novedades en cuanto a la calidad y la eficiencia energética que abarcan desde las nuevas soluciones en detectores KNX, de-tectores dimmer y balastos electrónicos, hasta el economizador de potencia EcoWatt, las nuevas soluciones en calidad de la energía y la nueva gama de analizadores trifásicos de Koban.

www.temper.es

Lapp España presenta su nueva web Lapp España presenta una nueva página web con mayores contenidos y servicios para los usuarios: www.lappkabel.es. La web ofrece un nuevo diseño basado en los colores corporativos de la empresa y nace con la intención de proporcionar informa-ción actualizada con una estructura mejorada y con la incorporación de una nuevo instrumento,

el catálogo online, herramienta de búsqueda de diferentes productos. En la página principal se han incluido accesos rápidos a los contenidos comúnmente más solicitados, así como informaciones destacadas. A través de menús desplegables, el usuario puede consultar todo tipo de información sobre la empresa a nivel nacional e internacional, navegar por las distintas categorías de productos, conocer las últimas noticias de la marca y su repercusión en los medios de comunicación

www.lappkabel.es

Nueva gama de distribuidores de campo La gama de distribuidores de campo activos (AFD) para bus Profibus PA y FF que comercia-liza Siemens se ha visto ampliada con un nuevo modelo AFD de 8 canales. Además, la firma también comercializa el nuevo AFDiS, que incluye certificación ATEX. Esta nueva caja de distribución AFDiS es instalable directamente en Zona 1 y sus 6 canales pueden conectar instrumentación desde Zona 0 permitiendo, además, crear topologías en anillo, caracte-rística común a todos los componentes de la familia, para aumentar la disponibilidad. Así, pues, Siemens completa con estos equipos su portfolio en buses de campo de proceso para satisfacer los requerimientos más exigentes de la industria.

www.siemens.com

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Todo lo que necesita para empezar el día con éxito: una amplia gamade productos y el servicio fiable de RS

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Automática e Instrumentación Febrero 2011 / n.º 426tecnoMarket

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Escáner láserde seguridad

Omron mejora sus sensores de seguridad industrial con el lan-zamiento del nuevo

escáner láser de seguridad OS32C, un equipo compacto y versátil de fácil instalación y reducido con-sumo eléctrico (modo standby de 3,75W). Ofrece seguridad de categoría 3 en áreas peligrosas con bordes no uniformes o irregulares y puede ser utilizado como alter-nativa a cerramientos metálicos o barreras perimetrales.

Por otro lado, incluye un intui-tivo software en el que el usuario puede configurar y monitorizar fácilmente las zonas de seguridad y alarma, ofreciendo facilidades en su mantenimiento con una base sensora independiente.

www.omron.es

Soluciones en software para el mercado robótico Con el objetivo de dar res-puesta al mercado robótico, Stäubli presenta sus soluciones VALproducts, una nueva línea de programas listos para usar y orientados al usuario. Entre sus características destaca su breve puesta en marcha, no requieren de conocimientos previos de programación y ofrecen menús inte-ractivos e intuitivos. Se trata de soluciones modulares y evolutivas, entre las que destacan los productos VALplast, software para aplicaciones de carga/descarga de máquinas de inyección de plástico y operaciones a pie de máquina; VALtending, software para aplicaciones de carga/descarga y pick & place; y PaintiXen, software de pintura diseñado para simplificar el uso y programación de aplicaciones convencionales, electrostáticas, en polvo o disueltas.

www.staublirobotics.com

Nuevo sistema de entrada de cables Rittal presenta un nuevo sistema de entrada de cables de diseño modular y flexible que permite pasar cables preconfeccionados reduciendo, así, los costes de instalación. Por otro lado, la firma ha lanzado recientemente al mercado una nueva generación de ventiladores con filtro, denominados TopTherm, que actúan contra los focos de calor, y una nueva gama de resistencias calefactores para armarios, diseñadas para la climatización de cajas pequeñas y de mando.

www.rittal.es

TERMOPTOAislamiento eléctrico en formato bornecon tecnología de conexión PUSH IN

Diseño de carcasa cerrada para ahorrar espacio, ya que no necesita tapa final

y se pueden instalar uno al lado del otro. La circuitería interior queda bien

protegida.

La conexión PUSH IN sin

tornillos y los puentes

enchufables reducen el

tiempo de cableado hasta

un 50%.

Ahorro de tiempo

Indicador de esta con LED.

Indicador de estado

El diseño compacto reduce el espacio

necesario en el armario hasta un 80%, en

comparación con otras soluciones de relé.

Compacto

Carcasa cerrada

www.weidmuller.es

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B&R ........................................................................31Beckhoff Automation, S.A. .....................Portada y 68Couth ......................................................................37Emerson Process Management, S.L. ........................3EMVA .....................................................................16Endress y Hauser, S.A. ................................... 27 y 72Festo Pneumatic, S.A. ............................................57Genera ....................................................................48Igus, GMBH. ...........................................................20Industrial Vima .......................................................14Infaimon .................................................................87Instrumentos Testo, S.A. ........................................53Instrumentos Wika, S.A. ........ Interior contraportadaLapp Kabel España, S.L.U. ....................................75Mecánica Moderna .................................................41Mesurex, S.L. ...........................................................4Misubishi Electric Europe, B.V. .......... ContraportadaNational Instruments Spain, S.L. ...........................47Omron Electronics Iberia, S.A. ..............................45Phoenix Contact, S.A. ......... Interior portada, 15, 17,

19, 21Rittal Disprel, S.A. .......................................... 22 y 23RS Amidata, S.A. ..................................................103Sick Optic-Electronic, S.A. .....................................25Side ........................................................................93

Automática eInstrumentación

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EN EL PRÓXIMO NÚMERO

Propiedad intelectualy patentes: Mesa redonda

PanoramaIndustria del plástico

InformeDispositivos de seguridad(Se incluye tabla de oferta)


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ANUNCIANTES

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Siemens ....................................................................6Stäubli ....................................................................29Vega Instrumentos, S.A. .........................................63Weidmüller, S.A. ........................................... 24 y 105Wonderware Spain .................................................13


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Medida de presión electrónica

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El software, en la base

426 / Febrero 2011 Mecánica, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas

INFORME

Equipos de visiónpor ordenador

Robótica: los países asiáticos protagonizan las previsiones de aumento de la demanda


Felipe Pang, de Omron“Queremos democratizar el mundo de la visión artificial”

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Productividady eficienciadel diseño ala producción

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Actualmente nos encontramos con la paradoja de que la “parte” de una máquina que porcentualmente representa el coste más elevado no se mueve, no ocupa lugar, no pesa y no hace ruido: es el programa de software. Pág. 77

Incluye tabla de ofertaPág. 77

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