La tecnología potencia la fabricación: cómo una máquina cortadora de papel inteligente para estampado en caliente logra la gestión y el control digitales

Este es un caso muy típico de transformación digital y modernización de las industrias manufactureras tradicionales mediante el Internet de las Cosas, el big data, la inteligencia artificial y otras tecnologías. El objetivo principal de la máquina cortadora inteligente de papel para estampado en caliente es evolucionar de una simple "máquina de procesamiento" a un "nodo de producción inteligente".

Su gestión y control digital se refleja principalmente en los siguientes aspectos:

En primer lugar, la inteligencia del sistema de control central (cerebro y nervios).

El control tradicional de las máquinas cortadoras se basa principalmente en un PLC (controlador lógico programable) para un control lógico y de movimiento simple. El sistema de control de la máquina cortadora inteligente es un sistema inteligente multinivel altamente integrado.

1. Control de movimiento de alta precisión:

◦ Accionamiento por servomotor: se utiliza un sistema servo de alto rendimiento de múltiples ejes para controlar con precisión la velocidad y la tensión de cada enlace, como desenrollado, tracción, corte y bobinado, lo que garantiza que la bobina sea estable y libre de estiramientos o arrugas durante el proceso de corte.

◦ Detección en línea y retroalimentación de bucle cerrado: Monitoreo en tiempo real del ancho de corte, la posición del borde, la tensión y otros parámetros mediante sensores de alta precisión (como sensores de visión CCD, telémetros láser y sensores de tensión) y retroalimentación de datos en tiempo real al sistema de control. El sistema se ajusta dinámicamente mediante algoritmos (como el control PID) para lograr un control de bucle cerrado de "percepción-decisión-ejecución" y garantizar la consistencia de la calidad del corte.

2. Introducción de algoritmos de IA:

◦ Reconocimiento visual y evaluación comparativa automática: el sistema de visión artificial se utiliza para identificar automáticamente el código de color (línea de marca) en el papel de estampado en caliente, y se puede lograr una evaluación comparativa y un corte totalmente automáticos de alta precisión sin configuración manual, lo que reduce en gran medida el desperdicio de material y el tiempo de preparación.

◦ Programación óptima y planificación de la trayectoria de las herramientas: los algoritmos de IA pueden calcular automáticamente el esquema de disposición óptima de las herramientas en función del ancho y la cantidad requeridos por el pedido, maximizando la utilización del material y reduciendo los bordes de desperdicio.

◦ Mantenimiento predictivo: analice datos como la vibración del husillo y la corriente del motor para predecir el desgaste de la herramienta y posibles fallas de los componentes clave, proporcionar alertas tempranas, programar el mantenimiento y evitar tiempos de inactividad no planificados.

En segundo lugar, construcción de una plataforma de gestión digital (inteligencia en la nube)

La máquina cortadora inteligente está conectada a la plataforma de gestión digital de la fábrica (como el sistema de ejecución de fabricación MES, el sistema de planificación de recursos empresariales ERP) a través de la tecnología de Internet industrial de las cosas (IIoT) para realizar la gestión digital de todo el proceso.

1. Adquisición y Monitoreo Integral de Datos (SCADA):

◦ Recopilación en tiempo real del estado del equipo (operación, parada, falla), cantidad de producción (metros, número de vueltas), parámetros del proceso (velocidad, tensión, ancho), consumo de energía y otros datos.

◦ La tecnología Digital Twin crea una imagen en tiempo real de la máquina cortadora física en el espacio virtual, y el operador puede monitorear intuitivamente cada movimiento y estado del equipo en la pantalla.

2. Gestión transparente del proceso de producción:

◦ Asignación de tareas: El administrador emite directamente órdenes de trabajo de producción desde el sistema MES/ERP a la máquina cortadora, incluidas las especificaciones del producto, los parámetros del proceso, los requisitos de cantidad, etc., para lograr una operación "sin papel".

◦ Seguimiento del progreso en tiempo real: la gerencia puede ver el progreso de la producción, la eficiencia (eficiencia integral del equipo OEE) y la tasa de rendimiento de cada equipo en tiempo real en teléfonos móviles o computadoras, y realizar monitoreo y gestión remotos.

◦ Trazabilidad de la calidad durante todo el proceso: Cada rollo de papel para estampación en caliente terminado recibirá un código de identificación único. El sistema registra automáticamente el tiempo de producción, el equipo, el lote de materia prima utilizado, los parámetros del proceso, los operadores y otra información. En caso de un problema durante el uso posterior, se puede rastrear el origen con rapidez y precisión y definir la responsabilidad.

3. Optimización y toma de decisiones basadas en datos:

◦ Análisis de big data: la plataforma recopila datos históricos de producción y, a través del análisis, puede encontrar los parámetros de proceso óptimos (como la velocidad de corte óptima y el valor de tensión) bajo diferentes materiales y especificaciones de productos, formando una "base de conocimiento" para optimizar la producción futura.

◦ Gestión del rendimiento y del consumo de energía: cuente con precisión la producción, la tasa de desperdicio y el consumo de energía por turno, diariamente y mensualmente, brindando soporte de datos precisos para la contabilidad de costos, el rendimiento de los empleados y la conservación y reducción del consumo de energía.

Resumen de los valores y ventajas obtenidos

A través de la gestión y control digitales anteriores, la máquina cortadora de papel de estampado en caliente inteligente ha generado cambios fundamentales:

conclusión

La gestión y el control digitales de la cortadora inteligente de papel para estampación en caliente es la encarnación perfecta de la colaboración "extremo-borde-nube":

• "Terminal": El dispositivo en sí es un terminal inteligente con capacidades precisas de ejecución y recopilación de datos.

• "Edge": El procesamiento de datos en tiempo real y la computación de borde se llevan a cabo en la puerta de enlace del dispositivo o en la computadora industrial para garantizar el control en tiempo real de la máquina.

• “Nube”: agregación de datos, análisis en profundidad y optimización global en una plataforma en la nube.

En última instancia, el propósito del empoderamiento tecnológico no es solo hacer que las máquinas sean más rápidas y precisas, sino también lograr la visualización, el análisis, la previsibilidad y la adaptabilidad del proceso de producción a través de datos, a fin de mejorar de manera integral la eficiencia operativa, la calidad del producto y la competitividad central de la industria manufacturera.