Gardena se adentra en el futuro del agua con LinMot
26 de junio de 2023
Considerando las tijeras para bordes de césped a batería introducidas ya en 1973 o el sistema de riego computarizado de la década de 1980, GARDENA siempre se ha distinguido por su enfoque innovador en la sostenibilidad. Sin embargo, la era de la Industria 4.0 y los límites cada vez más evidentes de la sostenibilidad ecológica y económica plantean a esta filial global del Grupo Husqvarna el reto de producir de una manera más conectada, rápida y, sobre todo, más respetuosa con el medio ambiente. Gracias a un socio, ya se han cumplido los requisitos fundamentales para una producción sostenible y orientada al futuro: con la tecnología de elevación, rotación y lineal de vanguardia del especialista en accionamientos LinMot, GARDENA ha logrado redefinir la precisión, la velocidad y la sostenibilidad de sus instalaciones de producción.
De vuelta a las raíces
130 litros por persona. Esa es la cantidad de agua que cada persona en Alemania utiliza diariamente para beber, lavarse, limpiar y cocinar. Una cantidad considerable, pero solo una fracción del consumo total real. Un indicador a menudo invisible, la llamada agua virtual, contribuye de manera mucho más significativa al uso excesivo de los recursos hídricos. Si se incluye esta agua incorporada, necesaria para la producción de alimentos, bebidas, ropa y otros bienes de consumo, la huella hídrica asciende a aproximadamente 7.200 litros por persona al día, o 219 mil millones de metros cúbicos al año para toda Alemania, según los resultados de un proyecto de investigación de la Universidad Técnica de Berlín. Sin duda, los fabricantes industriales de muchos sectores, con sus instalaciones de producción a veces enormes, son responsables en gran medida del aumento vertiginoso del consumo de agua. GARDENA es consciente de esta responsabilidad y sus consecuencias, y lleva décadas diseñando sus procesos de producción con una perspectiva ecológica sobre el futuro del agua. “Tanto nuestros productos como su producción deberían ser más delicados, más eficientes y más económicos”, resume Heribert Wettels, Gerente de Comunicaciones de Relaciones Públicas en GARDENAresumiendo brevemente la filosofía de la empresa.
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Más informaciónQue esta filosofía siempre ha sido una práctica cotidiana queda mejor demostrado por el sistema de riego por goteo modular de la filial de Husqvarna, que ha mantenido un liderazgo absoluto en el mercado de consumo durante décadas. El Micro-Drip-System (MDS) es una solución de riego eficiente en el uso de recursos que suministra agua gota a gota donde las plantas la necesitan: a las raíces. «La primera versión del MDS se lanzó en 1985. Eso fue mucho antes de los grandes debates sobre sostenibilidad y los periodos de sequía en Europa», explica Heribert Wettels, Jefe de Comunicación, sobre la historia del sistema de riego, subrayando así el enfoque medioambiental de la empresa, que también ha influido en la tecnología de automatización de sus instalaciones de producción a lo largo de los años. «Dado que la nueva generación del Micro-Drip-System se ha rediseñado por completo, también fue necesario un mayor desarrollo del sistema de fabricación subyacente y su tecnología de accionamiento», explica Reinhold Steck, Jefe de Diseño de Maquinaria Especial en GARDENA, sobre los aspectos técnicos de la transformación. Dado que el sistema MDS ya se encuentra en su cuarta fase de expansión, este avance en los procesos de fabricación también tuvo que implementarse en prácticamente todos los niveles de la tecnología de accionamiento. "En las tres primeras fases de expansión del MDS se utilizaron soluciones convencionales", explica el jefe de diseño, Steck. Como la nueva generación de sistemas estaba diseñada para ofrecer mayor fiabilidad básica y de proceso, mayor precisión en el control de fuerza y parámetros de proceso, así como una sostenibilidad y eficiencia energética optimizadas, Steck afirma que el departamento de ingeniería de maquinaria especializada recurrió inevitablemente a un fabricante "donde finalmente encontramos la solución para nuestras exigentes tareas de recogida y colocación. Los sistemas de accionamiento LinMot son insuperables en su dinámica y precisión, especialmente en estos procesos".
PR02 – Precisión con solo pulsar un botón
La creación de sistemas industriales para el cierre, atornillado o ensamblaje preciso y dinámico representa un desafío extremadamente complejo con las soluciones servo convencionales. Los diversos componentes, como los dos tipos de servomotores, pinzas, mangueras, sensores, etc., deben coordinarse e integrarse en el diseño. Esto hace que la creación de máquinas industriales eficientes sea un proceso que requiere mucha planificación, materiales, costes y tiempo, y aun así no garantiza la precisión y versatilidad totales en el procesamiento —como ocurre, por ejemplo, con el sistema de microgoteo de GARDENA— de componentes de pequeña escala. Por ejemplo, el gotero en línea para cultivos en hileras y el gotero final, ideal para el riego dirigido y el ahorro de agua incluso con diferencias de elevación, son muy pequeños y, por lo tanto, requieren un nuevo nivel de precisión de ensamblaje. «Si bien es posible el funcionamiento controlado por fuerza con dos servomotores, la precisión requerida para los sistemas MDS se pierde al tratar con la gran masa que se debe mover», explica el jefe de diseño Steck, destacando el problema fundamental del ensamblaje de piezas pequeñas con servoaccionamientos convencionales. Esto pone de relieve la primera ventaja competitiva crucial de los motores PR02: gracias al servomotor rotativo desacoplado de los módulos lineales-rotativos LinMot, solo es necesario acelerar o desacelerar el eje del motor. Esto reduce significativamente la masa móvil, tanto rotacional como linealmente, y permite un control muy preciso de la fuerza de avance, incluso en procesos orientados verticalmente.
Módulo de elevación y rotación PR02
- El esfuerzo de mantenimiento se ha reducido al mínimo.
- Monitorización de procesos en tiempo real
- Disponible como producto de catálogo estandarizado.
- Función plug-and-play integrada
- servomotores programables
- Sensores calibrables con una precisión <1%
Procesos totalmente automatizados gracias a los componentes de LinMot: independientemente del tamaño, el material, el contorno o la complejidad de las piezas a procesar, los módulos lineales y los motores de elevación rotativos de LinMot implementan procesos completos de recogida y colocación de forma rápida, rentable y sostenible.
Pero no son solo los procesos en los sistemas GARDENA los que se benefician de las características de los motores PR02. LinMot, líder del mercado en servomotores tubulares, comprende todas las necesidades del cliente: ya sea para atornillar, ensamblar o cerrar, los motores lineales-rotativos de la serie PR02 se caracterizan por su alta flexibilidad, dinamismo, seguridad y conectividad. Los sensores de fuerza y par calibrables garantizan la reproducibilidad precisa y el registro de secuencias de movimiento. Además de los puntos de ajuste proporcionados por el controlador servo, estos sensores ofrecen la posibilidad de monitorear y evaluar parámetros de proceso en tiempo real, como fuerza de presión, par, ángulo o posición lineal para cada proceso, con una precisión superior o igual al 1 % del valor nominal. "Esto también permite ajustar los parámetros de control con mucha más precisión al contorno del componente correspondiente", confirma el Sr. Steck, y demuestra los beneficios resultantes para GARDENA: "Gracias a la precisión de los motores LinMot PR02, nuestros sistemas son más estables en el proceso y los tiempos de reacción y de ciclo se han reducido significativamente", afirma el Jefe de Diseño. Si bien un tiempo de ciclo de 6 a 7 segundos era perfectamente adecuado para las condiciones y volúmenes de producción de hace 15 años, los sistemas MDS y los actuadores rotativos LinMot que incorporan ahora están diseñados para altas velocidades y operan con un tiempo de ciclo de 1 a 2 segundos, incluso en una configuración de doble carril. «Estos tiempos de ciclo ya no se pueden lograr neumáticamente», afirma el jefe de diseño, Steck, refiriéndose al gotero en línea mencionado anteriormente. Gracias al LinMot PR02, este se puede enroscar en la pieza en T en tan solo 0,3 segundos.
Además, los componentes LinMot pueden satisfacer requisitos especiales adicionales derivados de la posición única del departamento de diseño de GARDENA: «La alta flexibilidad de accionamiento es particularmente importante para nosotros, ya que desarrollamos constantemente nuevos sistemas especiales personalizados para cada nuevo producto», explica el jefe de diseño. Los parámetros y contornos pueden cambiar de forma fundamental y rápida, tanto en el producto como en la máquina, por lo que el reaprendizaje de las posiciones individuales debe ser rápido, sencillo y preciso. «Gracias a su flexibilidad, los componentes LinMot se adaptan instantáneamente a todos los ajustes de las máquinas de producción, y todos los cambios se pueden implementar en un instante», afirma Reinhold Steck.
Módulos lineales LinMot: paquete completo en lugar de complejidad.
Los módulos LinMot DM01, SM01 y SM02, de gran dinamismo, son unidades preensambladas listas para instalar. Representan una evolución de las guías B y H de LinMot, que llevan más de 20 años en el mercado, y ofrecen todas las ventajas de diseño de un sistema de accionamiento moderno. Heribert Wettels explica: «Un sistema GARDENA no es una solución estándar. Esto implica que sus componentes deben ofrecer una gran flexibilidad. Además, nuestros colegas, como fabricantes de maquinaria especializada, trabajan con diversas tecnologías. Los módulos LinMot deben integrarse a la perfección». Este es un reto que los módulos lineales LinMot superan con creces: los módulos DM01, por ejemplo, permiten realizar un número ilimitado de secuencias de movimiento para cualquier aplicación del cliente. Con numerosas clases de resistencia, tamaños y longitudes de carrera, así como accesorios opcionales específicos para cada sector, como un interior del motor completamente lavable para procesos de limpieza y esterilización in situ, versiones de acero inoxidable, estator totalmente encapsulado y longitudes de carrera de hasta 2 metros, las guías lineales y los módulos LinMot son insuperables en cualquier entorno de producción y máquina.
Módulo lineal DM01
- Disponible con certificación para salas blancas hasta ISO4.
- Módulo listo para instalar, no requiere ingeniería.
- Implementación de aplicaciones controladas por fuerza
- Monitorización de procesos en tiempo real
- Carcasa de aluminio anodizado, fácil de limpiar.
- Varillas guía resistentes a la corrosión
La modularidad de los módulos lineales LinMot también impresionó a los ingenieros de GARDENA. En primer lugar, los módulos lineales utilizan el mismo sistema de control que los actuadores rotativos existentes, lo que hace que la configuración eléctrica de los sistemas GARDENA sea significativamente más rápida y eficiente. En segundo lugar, los numerosos orificios de centrado en las placas frontales y el bloque guía permiten una fijación mecánica rápida, versátil y precisa de la carga o de módulos LinMot adicionales. «LinMot nos brindó un amplio apoyo durante la fase de desarrollo», afirma Felix Kaifel, Jefe de Ingeniería de Proyectos de Software para los sistemas MDS. Esto permitió a GARDENA investigar los diversos procesos y determinar secuencias de programa óptimas mediante una configuración de prueba. Gracias a la función cinemática, tanto el eje X como el eje Y de la secuencia de movimiento pudieron implementarse con puntos de esquina en tierra en los dos módulos lineales LinMot ensamblados. «Estas ventajas de los módulos lineales LinMot nos permiten lograr un funcionamiento significativamente más amigable para el accionamiento y la máquina, a la vez que más rápido y sin movimientos bruscos», informa el Jefe de Proyecto Kaifel.
Seguro y eficaz gracias a Safety Drives
Como es bien sabido, Alemania cuenta con altos estándares de seguridad en la producción industrial. Para los ingenieros de GARDENA, la seguridad funcional que ofrece LinMot es, por lo tanto, de particular importancia. Los variadores LinMot con la opción -2S incorporan un módulo de seguridad integrado y certificado en la misma carcasa. En combinación con los motores -2S, esto permite la implementación de funciones de seguridad como la reducción segura de velocidad (SLS) y la parada/apagado seguro (SOS). «Con la opción de seguridad -2S de LinMot, no solo hemos aumentado la seguridad, sino que también hemos mejorado la comodidad, tanto en la resolución de problemas como en la puesta en marcha de las líneas de producción», explica el jefe de proyecto Kaifel. Gracias a la alta seguridad inherente de los componentes LinMot -2S, las puertas de seguridad de los sistemas pueden abrirse con el motor en marcha para programar posiciones o corregir averías. «Esta resolución de problemas no solo es más segura, rápida y eficiente, sino que también aumenta la disponibilidad del sistema. Esto ha demostrado ser una ventaja significativa para un rápido lanzamiento de la producción y la comercialización de todos nuestros productos de jardinería de temporada GARDENA», afirma el jefe de ingeniería de software.
¿Sostenibilidad o eficiencia?
La solución integral definitiva para aplicaciones de recogida y colocación: su excepcional modularidad y capacidad de combinación con sistemas de dos ejes, así como sus aceleraciones de hasta 50 m/s² y velocidades de hasta 5 m/s², hacen que las soluciones convencionales parezcan obsoletas y convierten a los módulos LinMot DM01 en inigualables para cualquier aplicación del cliente.
Hace unos 15 años, la disyuntiva era entre sostenibilidad y eficiencia, o viceversa. Sin embargo, la colaboración entre GARDENA y LinMot demuestra hoy que la producción industrial respetuosa con el clima y el aumento de la eficiencia no son mutuamente excluyentes, sino que incluso pueden generar beneficios adicionales con la tecnología de accionamiento adecuada. La alianza entre GARDENA y LinMot aporta un doble beneficio: por un lado, da como resultado productos que utilizan los recursos naturales de forma responsable; por otro, desarrolla nuevos procesos de fabricación que ayudan a reducir eficazmente el consumo de agua en la producción industrial. «Para GARDENA, invertir en tecnologías de automatización sostenibles es lógico. Por lo tanto, la colaboración con LinMot seguirá desarrollándose significativamente», resume Heribert Wettels. «Los sistemas ya se están suministrando a plantas en la República Checa, China, Estados Unidos y Australia. Esto significa que las máquinas especializadas con componentes LinMot tienen una presencia global y son tan populares como la propia GARDENA».
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