Máquinas herramienta: cuerpo de acero y sangre digital

En la edición número 32 de la Feria Internacional de Tecnologí­a para Manufactura, IMTS, se develaron algunas tendencias importantes en el panorama de las tecnologí­as para la industria, las cuales descansan en pilares tales como el despliegue intensivo de sistemas de automatización, la comunicación basada en plataformas digitales y de tecnologí­as de la información (mismas que se espera den paso a la inteligencia artificial en las fábricas), y el brote ya incontenible de la manufactura aditiva.

Ineludibles están los datos duros. Un récord de 129,415 personas registradas que llenaron los 132,315 m2 del McCormick Place, el centro de convenciones por excelencia ubicado al pie del lago Michigan, en Chicago. Esto es, el equivalente a unas 15 canchas profesionales de fútbol, espacio en el cual estuvieron por una semana entera 2,407 empresas proveedoras de maquinaria, herramientas y equipo periférico para el sector de la metalmecánica.

El pronóstico de crecimiento de la manufactura tanto en Estados Unidos como en paí­ses de Latinoamérica como México, Perú, Colombia y Costa Rica parece ya evidente según lo que se vio en IMTS y en las declaraciones emitidas por varios de los directivos latinoamericanos que representaron las marcas de maquinaria y equipo presentes como expositoras.

A fin de cuentas, del total del consumo de máquinas herramienta en la región, 60 % es para el mercado mexicano. De hecho, en los últimos 6 años, se registraron ventas de maquinaria y equipo por más de USD 15,000 millones. Es un paí­s que está pasando por un periodo de tecnificación".

Carlos Mortera, director para México y América Latina de la Asociación de Tecnologí­a para Manufactura de Estados Unidos (AMT).

Para Carlos Mortera, director para México y América Latina de la Asociación de Tecnologí­a para Manufactura de Estados Unidos (AMT, por su sigla en inglés), organizadora del IMTS, alrededor de 500 de sus agremiados, de un total de 650, estuvieron en el evento y se mostraron satisfechos por la calidad de los visitantes y la nutrida asistencia. "En lo que respecta a México, fue por mucho la delegación latinoamericana mejor representada, con empresas buscando novedades en tecnologí­a".

Una de las variables en la ecuación del desarrollo industrial, sin duda, ha sido la reciente resolución en lo concerniente al Tratado de Libre Comercio entre Estados Unidos y México pues, de alguna manera, la “modernización” del acuerdo, como le llaman los entendidos del tema, está sellándose con medidas de protección para la producción en el norte del continente americano ante un claro proceso de recuperación geográfica de la manufactura, entendida en el paí­s de las barras y las estrellas como reshoring, que consiste en recuperar lí­neas de producción enviadas en años pasados a otras latitudes (principalmente Asia).

Este esfuerzo ha mostrado la recuperación en la producción industrial que se ha mantenido entre 2 y 3 puntos porcentuales mensuales durante todo el año. El optimismo de este crecimiento pudo sentirse en la feria, aseguró Carlos Mortera, quien comentó que "las expectativas de la mayorí­a de los expositores con los que hemos hablado se han visto rebasadas".

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Manufactura 3D

Lo que en el concepto puede resultar una flagrante ironí­a es que, en el evento cumbre de las tecnologí­as sustractivas, es la manufactura aditiva la que mayor crecimiento ha mostrado en los últimos años y que resultó más que evidente en IMTS 2018.

En 2014 generó gran atención la impresión de un automóvil durante la semana del IMTS. El auto Strati ahora se ha convertido en un í­cono de la feria y aún se puede ver en exhibición. Cuatro años y dos eventos después, el pabellón de impresión 3D ha seguido creciendo y en esta edición alcanzó los 2,900 m2, en los que se ubicaron 51 expositores, la gran mayorí­a, con aplicaciones especí­ficas para impresión en metal. Empresas como Desktop Metal, Stratasys, Renishaw, Optomec y HP llevaron productos y procesos de impresión in situ. En algunos casos, se mostró la impresión de un componente, el cual era luego maquinado, pero solo para su acabado final.

La premisa es que los nuevos equipos de impresión de metal no competirán con los de arranque de viruta, sino que jugarán funciones complementarias. Pero lo más importante es que en esta edición el mensaje quedó claro: no solo es para prototipos, sino para producción. Moldes que toman en fabricarse entre 6 y 8 semanas, por ejemplo, podrí­an realizarse en menos de un dí­a a partir del escaneo con láser y la producción del molde.

El pabellón contó además con un Bar del Conocimiento, una barra donde los visitantes se acercaron para comentar bajo un formato relativamente informal, sobre aspectos importantes relacionados con el despliegue de tecnologí­as. Este proceso de "evangelización" está a toda marcha debido a que la tecnologí­a de impresión de metal tal vez esté ya más disponible de lo que se cree, y los fabricantes de estos equipos desean así­ mostrarlo.

Automatización y robótica

Si pudiéramos resumir en una palabra el porvenir de la manufactura metalmecánica con base en lo vivido en IMTS, esta serí­a: automatización. Por un lado, los fabricantes están centrados en crear soluciones que maximicen la eficiencia de sus equipos a partir de procesos continuos con la menor intervención posible del factor humano.

Los fabricantes de máquinas, como es el caso de GF Machining, mostraron nuevas lí­neas de equipos que pueden ser integrados como celdas, en los que cada máquina tiene una puerta que brinda acceso no a una pieza, sino a todo el herramental ya configurado proveniente de un proceso previo en otra de las máquinas de la misma serie. La idea es no perder tiempo en configuración al cambiar una máquina de una operación a otra, aunque esto signifique cambiar de máquina.

Por otra parte, están las herramientas y los sistemas de sujeción, los cuales promueven sistemas SMED (o de cambios rápidos) mediante soluciones magnéticas o configuraciones de herramental versátiles que preconfiguran la pieza y aseguran un punto cero para trasladar partes de trabajo de una máquina a otra. Tal es el caso de empresas como Schunk, Big Kaiser, Exsys o Rí¶hm, las cuales presentaron en IMTS propuestas con diseños novedosos.

La automatización, pensada de esta manera, no requiere de la incorporación de novedosos equipos diseñados para manejo de materiales, sino de la innovación centrada en variaciones sencillas en los equipos ya existentes.

De la misma manera, la sujeción de la herramienta de corte es fundamental. Por ello, compañí­as como Haimer o Rego-Fix han centrado gran parte de sus desarrollos en sistemas que aseguren la fijación de las herramientas con procesos térmicos o magnéticos, lo que permite acelerar el set up y añade rigidez y estabilidad a los procesos de maquinado.

Además de estas áreas, la automatización está llegando a partir de tecnologí­as robóticas. Empresas como Yaskawa, Mitsubishi, Omron, Universal Robots, Fanuc y ABB presentaron brazos, mecanismos y hasta vehí­culos autónomos robóticos diseñados para acelerar la alimentación de carga y descarga en los procesos de mecanizado.

Cabe destacar que la presencia de los robots colaborativos (o cobots) es cada vez mayor, y permitirán a los operadores de celdas de producción en los talleres metalmecánicos, trabajar "hombro con hombro" con compañeros cibernéticos, quienes ayudarán en las tareas repetitivas, de alta precisión o de mucho peso.

Resulta relevante que ahora, en IMTS, compañí­as dedicadas a la automatización como lo relacionado con protocolos de red, sensores, PLCs y otros dispositivos conexos, incrementaron su presencia en una feria cuyo énfasis es el arranque de viruta. Y es que proveedores como Balluff, Mitsubishi, Siemens y Omron están trabajando en conjunto con los fabricantes de máquinas herramienta para agregar sentidos a las operaciones. Por ejemplo, herramientas de corte con etiquetas RFID que pueden generar información centralizada relacionada con su ubicación, uso y ciclo de vida, lo cual no solo es útil para los procesos, sino para sistemas vitales para la gestión de la planta como los de administración de activos y mantenimiento.

Y son precisamente los sistemas de software los que se suman a las operaciones de maquinado, agregando una capa tecnológica vital intrí­nsecamente conectada bajo los protocolos de comunicación que ahora dan vida a los talleres, tales como MTConnect, una plataforma generada desde las entrañas de la AMT.

Ahora entran a escena los fabricantes de sistemas ERP como el alemán SAP, que no solo promueve conceptos de administración de los procesos y bajo esquemas de fábricas inteligentes, sino que apuestan al futuro de la manufactura con una ejecución de la cadena de suministro diversificada y sostenida en la capacidad disponible de múltiples proveedores, con una plataforma que poco a poco gana conocimiento en el mercado conocida como Blockchain, y que podrí­a romper paradigmas en la manera de distribuir órdenes de trabajo en la manufactura del futuro.

Conectividad

Son precisamente empresas como SAP y Cisco los nuevos jugadores, viejos conocidos en otras industrias, pero con mucho futuro en la metalmecánica. La Industria 4.0, el Internet Industrial de las Cosas o la Fábrica inteligente, son conceptos que más allá de una distancia semántica, tienen un común denominador: la conectividad.

Esta, como primer paso hacia la digitalización de la manufactura, tiene como fin último la simbiosis hombre-máquina. La comunicación comienza ahora con el monitoreo y los procesos automáticos, la manufactura con luces apagadas y la generación de datos dispuestos para el análisis de los ingenieros de planta.

Fanuc, por ejemplo, llevó un despliegue de "cuarto de control" al mostrar planos digitalizados en uno de sus monitores en los que los visitantes podí­an ver el estado real del desempeño de las máquinas que estaban trabajando en IMTS, no solo con controles Fanuc, sino también incluyendo otras marcas. Con un clic, los ingenieros de esta firma global hací­an un acercamiento a un menú de indicadores de desempeño de alguna de las 300 máquinas conectadas de más de 140 empresas, en tiempo real, a este tablero de control.

Okuma, DMG Mori, Mazak, Haas y Methods Machine Tools, solo por mencionar algunas, también tení­an máquinas conectadas entre sí­ durante el evento para que los visitantes en el piso pudieran atestiguar las ventajas del monitoreo en vivo de las operaciones de los centros de maquinado.

Empresas fabricantes de herramientas de corte como Sandvik Coromant han entendido bien este desarrollo digital y presentaron herramientas con sensores integrados capaces de comunicarse con el CNC de la máquina.

Es así­ como las plataformas de software y comunicaciones, todas ellas mostradas durante IMTS, jugarán un papel importante para desplegar plataformas tí­picas de las tecnologí­as de la información (Big Data, Cloud Computing, Seguridad de Datos). La infraestructura está en construcción, la conectividad como medio, la inteligencia es el fin.

'Háblame'

Los escenarios de la inteligencia van más allá de la suplantación de la máquina por el hombre. El objetivo primario es lograr una simbiosis hombre máquina, en la que el primero aproveche a la segunda para concentrarse en la agregación de valor y la innovación. Uno de los primeros pasos para que la tecnologí­a cobre la figura de asistente.

El mejor ejemplo de ello es Athena, el primer asistente computacional asistido por voz para máquinas herramienta. Es como el sistema Siri de iPhone, simplemente basta con hacer algún requerimiento a través del micrófono de diadema para que el sistema lo ejecute. Desde hacer algún ajuste en el proceso de maquinado, hasta hacer una búsqueda de alguna especificación técnica en internet o en una biblioteca de datos contenida en la misma máquina.

Athena es capaz de reconocer instrucciones en diferentes idiomas y facilita al operador la interacción con la máquina. Esto fue mostrado en los estands de Makino, OKK y DMG Mori, y los visitantes pudieron controlar equipos de 5 ejes con tan solo "hablarle a la máquina".

Es curioso que, en el presente artí­culo, al hablar de IMTS 2018, no hablamos en ningún momento de novedades en mecanizado, o aspectos particulares de equipos periféricos de los mismos, o de las herramientas per sé. Sin duda, se presentaron una gran cantidad de avances en estos campos; sin embargo, las tendencias más importantes, aquellas en las que se debe poner especial atención, no son precisamente las operaciones de las máquinas en sí­ mismas, sino los conceptos más amplios que van a causar cambios disruptivos en la manufactura metalmecánica. Desde la automatización, hasta la digitalización y la paulatina agregación de inteligencia, lo que se vio en Chicago es un aviso de las transformaciones que están ya en el umbral de este sector.

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