La detección de posición impulsa la fabricación inteligente...

El concepto de fabricación inteligente existe desde hace algún tiempo. Básicamente, su objetivo es hacer que los procesos sean más eficientes y adaptables a las necesidades cambiantes del mercado. Todo esto se logra manteniendo una alta calidad de producción, seguridad de los trabajadores y tiempo de actividad del equipo. La detección de posición juega un papel clave para lograr esto.

Al hacer que una planta o proceso de fabricación sea más inteligente, las expectativas de los clientes también se cumplen con mayor rapidez. Esto podría incluir la creación de productos más personalizados y personalizados para satisfacer necesidades específicas, cuya fabricación de otro modo sería ineficiente o no rentable. En sectores altamente competitivos, tener una mentalidad más inteligente y ágil podría marcar la diferencia entre mantenerse a la vanguardia o quedarse atrás. Pero cuando se trata de ejecutar metodologías inteligentes a nivel de producción, ¿qué tecnologías están disponibles?

La detección de posición es un elemento crucial de muchos procesos de fabricación más inteligentes, en particular para permitir la automatización de la fábrica. Tareas como recoger y colocar o ensamblar productos requieren que el equipo conozca con mucha precisión su posición para poder moverse con precisión, información que se puede obtener mediante sensores de posición. Dependiendo del tipo, estos sensores pueden determinar la posición de un objeto directamente encontrando su ubicación absoluta o indirectamente midiendo su desplazamiento relativo.

Un ejemplo común es el sensor de posición inductivo. Basándose en principios de inducción electromagnética, estos sensores de posición permiten la detección sin contacto de objetos metálicos. Los objetivos conductores provocan perturbaciones en el campo magnético, que son detectadas por el elemento sensor. Debido a que sólo los objetos metálicos afectarán el campo magnético, la detección de posición inductiva no se puede utilizar para detectar no metales como el plástico. Pero la ventaja de esto es que es menos probable que el sensor se vea afectado por la acumulación de polvo o suciedad porque no afectarán el campo magnético. Esto los hace ideales para operar en entornos industriales más sucios.

Otro tipo es el codificador de posición óptico. Por lo general, constan de un LED y un fotodetector, con un disco óptico o una escala, dependiendo de si el codificador mide el desplazamiento lineal o giratorio. Los codificadores ópticos pueden funcionar con altas resoluciones, lo que los hace ideales para aplicaciones donde la alta precisión es importante, como una máquina CNC.

Cuando el fotodetector captura fotones de luz, se genera una señal eléctrica débil. Este debe amplificarse mediante un circuito de acondicionamiento de señal antes de digitalizarse con un convertidor analógico a digital (ADC). Luego puede ser recibido por una CPU o un microcontrolador, que puede calcular la posición del objeto en función de la señal. La unidad de procesamiento es capaz de reconocer eventos como el paso de marcas de referencia y puede tomar medidas correctivas de inmediato dentro de un sistema de circuito cerrado.

Es vital que estos procesos de detección, condicionamiento y digitalización estén a la altura. Los fallos o imprecisiones de los sensores podrían provocar una fabricación incorrecta de los productos, lo que provocaría una caída de la productividad y una pérdida de tiempo y materiales.

Cuando se desarrolla por primera vez un codificador, puede estar compuesto por componentes discretos o circuitos integrados (CI) disponibles en el mercado. Y para volúmenes de producción bajos, esta puede ser una solución adecuada. Pero para un sistema de sensores que supera a su competencia, es preferible optar por un IC de aplicación específica o ASIC.

Un ASIC es simplemente un IC que ha sido diseñado y fabricado teniendo en cuenta su aplicación exacta. Este enfoque personalizado del diseño de circuitos integrados da como resultado un chip totalmente optimizado para su función, a menudo con un consumo de energía reducido y un tamaño de chip más pequeño como beneficios adicionales a su rendimiento mejorado.

La elección del diseño ASIC también ofrece protección IP para asegurar a los fabricantes de sensores que su IP no estará disponible para la competencia, manteniéndolos un paso por delante. La naturaleza del desarrollo y diseño de circuitos integrados personalizados también hace que sea mucho más difícil realizar ingeniería inversa que un circuito integrado estándar, lo que ofrece otro nivel de defensa.

Los fabricantes buscan cada vez más métodos para maximizar la eficiencia del taller. Y en aplicaciones críticas, incluso la más mínima fracción de milímetro podría significar la diferencia entre el éxito y el fracaso. Al utilizar tecnologías basadas en ASIC, es posible optimizar los sistemas de sensores directamente desde el nivel del chip para lograr un rendimiento superior, sin importar el proceso.

Richard Mount es director de ventas de la empresa de diseño y suministro de ASIC, Swindon Silicon Systems.

www.swindonsilicon.com

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