Mobac: parar cuando se acerca el final
El truco de reflectancia del sensor O3D resuelve la aplicación de desenrollado
Mobac GmbH es una empresa especializada en máquinas de enrollado y desenrollado de cable y alambre. Fiel al lema de los principales fabricantes de cables y alambres "Si quieres fabricar cables y alambres, primero tendrás que ser capaz de poner freno", Mobac dedica especial atención al punto exacto de frenado de sus máquinas. La razón es que, si antes de llegar al final del cable no se logra detener a tiempo el rápido proceso de desenrollado, el cable unido a la bobina destruirá irremediablemente la bobina y toda la mecánica de rebobinado. Para evitarlo, Mobac utiliza un sensor con cámara de ifm, que detecta de forma fiable la última capa de material en la bobina e inicia el proceso de frenado en el momento oportuno.
Michael Will, director técnico de Mobac: "Construimos máquinas para enrollar, desenrollar o rebobinar diferentes materiales. Aunque en un principio nos dedicamos a la industria clásica del cable y el alambre, hoy en día también enrollamos láminas, productos de extrusión, cuerdas o incluso fibras, como las de carbono. Básicamente, todos los materiales que se deben enrollar y desenrollar de alguna manera, y que se deben aplicar de forma versátil y flexible".
Rebobinado de alambres de soldadura
Una de estas máquinas especiales, fabricada según los requisitos del cliente, es una instalación de rebobinado para diferentes tipos de alambres de soldadura. Su tarea consiste en repartir el alambre de soldadura de una gran bobina de alimentación entre varias bobinas personalizadas de menor tamaño.
Michael Will explica el problema: "El deseo de nuestro cliente era detener automáticamente el proceso de rebobinado antes de que el material de la bobina de alimentación se terminara. Normalmente, el extremo del cable está firmemente sujeto a la bobina de alimentación. Si en el proceso de desenrollado se alcanza el extremo del cable a gran velocidad, las bobinas u otros componentes de la instalación de rebobinado sufrirán daños irreparables, pues los alambres de soldadura poseen una resistencia a la tracción bastante alta.
En el pasado, un operario vigilaba la bobina de desenrollado y detenía manualmente el proceso a tiempo. A continuación, el operario desenrollaba el resto de material de la bobina de forma manual o simplemente cortaba el extremo y lo desechaba. Esto no resultaba especialmente seguro ni eficaz. El reto consistía ahora en desarrollar una máquina de desenrollado que se acercara al extremo del cable a gran velocidad y que detectara automáticamente cuándo empezaba a desenrollarse la última capa de la bobina de alimentación".
El sensor pone freno
En busca de una solución, Mobac recurrió al especialista en automatización ifm. El objetivo era encontrar un sensor que detectara la última capa de material en la bobina de desenrollado y activara un frenado suave, pero a tiempo, de la instalación de rebobinado.
Tras haber probado diferentes tipos de sensores ópticos para detectar el extremo del cable en varias bobinas, el sensor fotoeléctrico 3D O3D de ifm resultó ser la solución más fiable y universal para la aplicación de Mobac. Aunque originalmente fue desarrollado para la detección de escenas y objetos en tres dimensiones, en esta aplicación se utiliza una característica completamente diferente de este sensor.
Desenrollador para diferentes tipos de bobinas
Valores de reflectancia y ROI
Stefan Leimann, ingeniero sénior de ventas de sensores de posición en ifm, explica el truco: "Para cada píxel de la imagen de la cámara, el sensor proporciona un valor de reflectancia de gran utilidad para nosotros. En el sensor, se representa como un valor de amplitud de 0...65.536. Cuando el sensor “mira” al cable, ve una línea blanca brillante, que es la luz reflejada por el cable. Esto genera un valor de amplitud muy alto. Un valor por debajo de un determinado umbral, indica una reflectancia reducida. Y esto es exactamente lo que ocurre cuando ya no se ve ningún cable.
El sensor con cámara evalúa dos posiciones, denominadas ROI o regiones de interés, que hemos definido internamente y que se corresponden al lado izquierdo y derecho de la bobina. Esto significa que es irrelevante si la última capa se desenrolla desde la izquierda o la derecha. En cuanto una de las dos ROI del sensor “mire” a la bobina, el valor de reflectancia disminuirá. Entonces, una señal del sensor hará que el proceso de desenrollado se detenga justo antes de llegar a la última capa de material, que está unida a la bobina. De este modo se evitan de forma fiable daños en la máquina”.
Máxima flexibilidad
Un reto que había que resolver: las bobinas de alimentación están formadas por diferentes tipos de soporte. A veces se trata de bobinas de plástico formadas por lo que se conoce como cuerpo macizo, mientras que otras veces se trata de las clásicas bobinas para alambre de soldadura fabricadas en tela metálica. Además, hay diferentes tipos de cable: cables metálicos desnudos o esmaltados en diferentes colores.
Nuestro cliente utiliza en esta máquina cables de diferentes diámetros en diferentes soportes de bobinas. Gracias a una parametrización universal del sensor, no tenemos que ajustar los parámetros ni siquiera cuando existen diferentes combinaciones de cables y bobinas. La última capa se detecta siempre de forma fiable en función del valor de reflectancia. Esa fue la razón por la que nos decidimos por este sensor de ifm. Con él, podemos cubrir toda la gama. Nuestro cliente puede utilizar cualquier tipo de bobina, aunque no las hayamos probado previamente en esta máquina", afirma Michael Will.
Mobac tiene la intención de equipar todas las futuras máquinas con esta función de parada automática cuando sea necesario. "Nuestras máquinas se fabrican en función de las necesidades de los clientes. La cámara resulta útil cuando no hay operarios in situ o cuando un operario maneja varias máquinas al mismo tiempo. En estos casos, ofrecemos a nuestros clientes la opción de usar este sensor".
La bobina vacía refleja mucha menos luz que el cable. El sensor indica que ya no queda cable.
Conclusión
A veces hay que pensar de forma diferente. Puede resultar que un sensor desarrollado para un propósito diferente sea el ideal para resolver el problema. En Mobac están encantados: "Compacto, robusto y fácil de usar, el O3D de ifm es ideal para nuestra aplicación. Una solución que cumple todas nuestras expectativas. Si se nos hubiera ocurrido antes, nos habríamos ahorrado mucho tiempo probando otros sensores. Para nosotros ha sido interesante descubrir todo lo que es capaz de abarcar el sensor", concluye Michael Will.