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Ingeniería de maquinaria y plantas: Desarrollo de una placa portadora para la Raspberry Pi CM4

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Prevenir los tiempos de inactividad antes de que se produzcan: una solución de monitorización basada en el IoT realiza un seguimiento continuo del desgaste de los manguitos de los robots, detecta los problemas de forma precoz y permite llevar a cabo un mantenimiento predictivo, lo que aumenta la disponibilidad del sistema y reduce los costes de mantenimiento.

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¿A qué problema se enfrentaba el cliente?
El cliente se enfrentaba a un problema recurrente en el funcionamiento de sus sistemas robóticos: el conjunto de mangueras guiado por el robot —compuesto por cables y conductos— estaba expuesto a cargas mecánicas, ya que a menudo se veía arrastrado en un movimiento incontrolado durante el funcionamiento del robot. Esto provocaba a menudo que el cable colgara en la zona de trabajo, se enredara o sufriera daños debido a la flexión y la tensión constantes. Esto no solo provocaba un mayor desgaste y fallos en los cables, sino también paradas imprevistas y trabajos de mantenimiento adicionales. Para garantizar el buen funcionamiento del conjunto de mangueras, es necesario llevar a cabo una monitorización continua de su estado con el fin de detectar el posible desgaste en una fase temprana y minimizar así los tiempos de inactividad.

¿En qué consiste la solución?
Se ha integrado en el sistema una unidad de retracción del conjunto de mangueras, equipada con un sensor de infrarrojos con salida analógica o un sensor ultrasónico con salida de «tiempo de vuelo». Estos sensores se utilizan para medir la distancia recorrida. Los datos registrados por los sensores se procesan y analizan en tiempo real. Esta tarea la realiza un Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4), montado en una placa portadora diseñada a medida y desarrollada por esd electronics. Esta configuración lee los datos de los sensores, los preprocesa y calcula el desgaste mediante un algoritmo. A continuación, la información recopilada y procesada se transfiere a un servicio en la nube. La conexión a la nube permite el almacenamiento centralizado de datos, evaluaciones adicionales, visualizaciones y la integración en un sistema de mantenimiento o monitorización de nivel superior.

¿Cómo beneficia esta solución al cliente?
Al implementar el sistema de monitorización basado en el Raspberry Pi CM4, el cliente se beneficia de un aumento significativo de la disponibilidad del sistema y de una reducción de los tiempos de inactividad no planificados. Un componente clave es la placa portadora personalizada desarrollada por esd electronics, que permite tanto la conexión como la evaluación de los sensores y actúa como interfaz central para supervisar el estado del conjunto de mangueras.
El registro y análisis continuos de los datos de estado permiten identificar de forma temprana el desgaste o las anomalías en el conjunto de mangueras antes de que se produzca un fallo. La conexión IoT permite que estos datos se transmitan sin interrupciones a una infraestructura basada en la nube, lo que proporciona al cliente un acceso centralizado a todos los datos operativos y de diagnóstico relevantes desde cualquier lugar. Esto no solo facilita la planificación del mantenimiento, sino que también sienta las bases para el mantenimiento predictivo, lo que reduce los costes de mantenimiento y permite desplegar los recursos de forma más específica.

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