Identificar y superar las complejidades de la manipulación manual

En las últimas cinco décadas, las instalaciones de fabricación de Nidec Drives en el Reino Unido han experimentado una importante expansión y transformación.

Nidec Drives ha sido pionera en tecnologías de control de motores durante más de 50 años. Con su sede central y sus instalaciones de fabricación en Newtown, en el centro de Gales, y siendo el mayor empleador de la zona, Nidec Drives ha tratado constantemente de impulsar la innovación, evolucionando y adaptándose a la Industria 3.0 y avanzando ahora hacia la Industria 5.0. Nidec Drives mantiene su reputación de avance en automatización y sigue comprometida con el progreso de la tecnología de fabricación, al tiempo que contribuye a la sostenibilidad medioambiental mediante la implantación de variadores de velocidad Control Techniques.

Afrontar el reto: identificar y superar las complejidades de la manipulación manual

Durante las últimas cinco décadas, las instalaciones de fabricación de Nidec Drives en el Reino Unido han experimentado una importante expansión y transformación. Para mantener sus renombrados estándares de calidad y, al mismo tiempo, seguir prestando un servicio eficiente a sus clientes, empleados y partes interesadas, se necesitaba una nueva solución para abordar un reto crítico.

A medida que el centro de fabricación crecía, el movimiento de materias primas desde el almacén hasta la planta de montaje de módulos se realizaba manualmente. Los operarios transportaban físicamente los materiales entre los edificios mediante carretillas elevadoras e internamente a través de tres niveles distintos. Este proceso no sólo requería mucho tiempo, sino también muchos recursos. Dada la complejidad de interconectar los distintos niveles de las instalaciones, Nidec Drives necesitaba una solución a medida.

Jamie Evans, responsable de almacén y distribución de Nidec Drives, nos habló del plan:

"Llevamos a cabo un mapeo del flujo de valor y, al tener una visión general de la producción, la preparación y el proceso, pudimos formular el plan para un sistema de transportadores y elevadores que desplazaría las materias primas por la fábrica, donde y cuando fuera necesario"

Identificar al socio adecuado: Invar, los expertos en intralogística de confianza

Jamie se embarcó en la misión de encontrar al proveedor ideal para implantar los últimos avances en soluciones de almacén automatizado. Nidec Drives opera bajo el 'Nidec Way', un principio de gestión empresarial creado por el fundador de Nidec, Shigenobu Nagamori. Este principio hace hincapié en la excelencia a través de estrategias de gestión ajustada, como la gestión de inventarios Just in Time (JIT). La mejora continua, o "kaizen", es fundamental para las operaciones de Nidec, por lo que Nidec Drives necesitaba un socio que pudiera diseñar una solución que incorporara estas estrategias dinámicas.

"Invertimos mucho tiempo en buscar el proveedor adecuado para que colaborara con nosotros en la consecución de la solución óptima. A través de un extenso diálogo e interacción con Invar, surgió como el claro favorito", comentó Jamie.

Invar son expertos en ingeniería intralogística, que proporcionan soluciones de automatización llave en mano únicas especificadas para clientes individuales. Tanto Invar como Nidec Drives comparten valores fundamentales de innovación y eficiencia. Invar propuso una solución totalmente adaptada a las necesidades y valores de Nidec Drives, ofreciendo un equipo altamente experimentado y experto. Invar se comprometió a ofrecer una solución logística de almacén que permitiera a Nidec Drives seguir defendiendo los principios de eficiencia y excelencia.

Resumen del proyecto - Los variadores de velocidad de Nidec Drives resultan fundamentales para la instalación de un nuevo sistema transportador

Una de las características más singulares y emocionantes de la planta de fabricación de Nidec Drives en el Reino Unido es que, en la medida de lo posible, la maquinaria automatizada que se utiliza, desde las grúas de los almacenes de componentes hasta los equipos de producción, funciona con los mismos variadores de velocidad de Control Techniques que fabrica Nidec Drives. El nuevo sistema de transporte y elevación no será una excepción. Esta práctica subraya la dedicación de Nidec Drives a suministrar productos Control Techniques de la máxima calidad, en pocas palabras: "Nuestros variadores hacen sus variadores"

Invar, al no estar afiliada, seleccionó únicamente los mejores elementos para el proyecto. Combinando el trabajo en equipo, los componentes de máxima calidad y la incorporación de variadores de velocidad de Control Techniques, Invar completó con éxito el proyecto antes de lo previsto y dentro del presupuesto.

En respuesta a la finalización optimizada del proyecto, Sham Jama, Director de Proyectos de Invar, comentó:

"Me gustaría dar las gracias a todos los que han participado en este proyecto. Este logro no habría sido posible sin la excepcional colaboración y apoyo de Nidec"

Una solución sostenible

La solución de Invar consistió en la implementación de un sistema de transporte de contenedores compuesto por aproximadamente 300 metros de transportador de contenedores motorizado de Interroll y tres ascensores Nerak, repartidos en tres edificios. El sistema de transporte cuenta con dos niveles para la entrada y salida de mercancías y la zona de montaje principal. Los operarios utilizan pantallas en las estaciones de entrada para seleccionar el destino de las cajas.

En cualquier edificio de la planta de fabricación, se escanea el número de matrícula del contenedor (LPN) y el operario coloca la caja en el transportador motorizado, seleccionando el destino del contenedor mediante la pantalla HMI. A continuación, el contenedor se transporta al primer elevador y se dirige al puesto del operario. Una vez que el operario ha completado sus tareas, se repite el proceso de escanear el LPN, elegir el destino y despachar los materiales. Además, en la zona de almacén de la instalación, el elevador permite la entrada o salida por ambos lados, en función del siguiente destino de los materiales.

Sin embargo, la verdadera eficiencia reside en la capacidad del sistema para funcionar bajo demanda, deteniéndose completamente entre cargas de contenedores. Esta característica de ahorro de energía y costes reduce significativamente el consumo innecesario de recursos valiosos, y se espera que logre un retorno de la inversión (ROI) en menos de un año.

Aprovechamiento de los productos de Control Techniques

Los accionamientos de Control Techniques son esenciales para la eficacia de parada y arranque de este sistema. Para este proyecto se utilizaron dos tipos de accionamientos: tres Unidrives y once Digitax HD M750.

El Unidrive de Control Techniques fue seleccionado para los ascensores del sistema. Unidrive ofrece una estabilidad de control y un ancho de banda excepcionales para todos los tipos de motores industriales, y la variante M702 incorpora Ethernet integrada y entradas STO dobles.

Se instalaron varios módulos opcionales en el Unidrive. El módulo de interfaz SI-I/O proporciona conexiones de entrada y salida adicionales. También se añadió el módulo de encóder SI-Universal, que garantiza la precisión posicional mediante la conexión a un encóder giratorio en el motor. Este módulo comprueba si el valor del codificador coincide con el de un segundo codificador que mide la posición con un láser; si los valores coinciden, el controlador lógico programable (PLC) permite que el accionamiento funcione; si no, se aplican los frenos del sistema.

Los ingenieros de Nidec también utilizaron el PTi210 Easy Motion Controller. Con este módulo no es necesario desarrollar software; simplemente se enchufó al accionamiento y se conectó mediante el software PowerTools Studio, lo que permitió crear rutinas rápidas, sencillas y repetibles que los Unidrives del transportador ejecutan repetidamente. El PTi210 es compatible con los variadores Unidrive y Digitax HD M750.

Para el movimiento de un solo eje con controles complejos como el del transportador, el PTi210 y el paquete de software Power Tools constituyen una forma rentable de proporcionar un control del movimiento sencillo, rápido y eficaz. Los usuarios de todos los niveles pueden configurar, programar, seleccionar funciones y establecer parámetros, lo que agiliza la configuración, la gestión y el mantenimiento a largo plazo del transportador.

Por último, se instaló el teclado KI-Keypad, que permite a los usuarios ajustar los parámetros del accionamiento al tiempo que muestra información clave, como el consumo de corriente, las RPM o los fallos.

La serie de servoaccionamientos Digitax HD M750 de Control Techniques complementa la gama Unidrive proporcionando el máximo rendimiento servo en un paquete compacto. Digitax HD M750 está optimizado para aplicaciones de alta dinámica y ofrece flexibilidad tanto en configuraciones independientes como modulares. Este accionamiento ofrece servocontrol total, además de control de lazo abierto de motores de imanes permanentes y motores de inducción, en cuatro niveles de funcionalidad: EtherCAT, control de máquinas MCI, Ethernet y el servoaccionamiento base flexible.

Los accionamientos Digitax HD M750 elegidos en este proyecto se utilizaron para controlar los mototambores a lo largo de los transportadores de rodillos motorizados, y en la inclinación y descenso de la cinta transportadora. Este accionamiento se seleccionó por su tamaño compacto, su alta densidad de potencia, su doble STO y su capacidad de comunicación en la red PROFINET.

Como solución completa de control de la máquina, el Unidrive funciona en armonía con tres motores de inducción trifásicos Leroy-Somer IMfinity; uno en cada elevación de la cinta transportadora. Suministrados por Nidec ACIM, los motores IMfinity alcanzan una eficiencia superior hasta IE4, maximizando el ahorro de energía, mejorando el rendimiento y optimizando la productividad de los elevadores. El diseño robusto de la gama IMfinity de motores Leroy-Somer garantiza el rendimiento y reduce los costes de mantenimiento. Para funcionar perfectamente con el Unidrive, los motores IMfinity disponen de protección del bobinado de serie, reserva térmica para mantener el par nominal en un rango de velocidad ampliado y adaptación de la placa de soporte metálica para reducir el ruido electromagnético.

La aplicación de varios componentes Nidec en el transportador Invar culmina para proporcionar un sistema de transporte y elevación eficiente, moderno y funcional; estableciendo las cualidades sinérgicas de una solución Nidec completa.

Impacto y desarrollos futuros

La instalación del nuevo sistema de transporte y elevación se completó en tan solo cuatro meses. Desde su implementación en abril de 2024, el impacto en la productividad y la moral del personal ha sido significativo. El equipo ahora puede recuperar piezas sin tener que mover físicamente y acceder a materiales a granel, se han eliminado los cuellos de botella en la producción y la eficiencia individual ha aumentado notablemente.

Como parte del compromiso de Nidec Drives con la mejora continua (kaizen), Jamie Evans explica:

"El transportador es sólo el último paso en nuestros esfuerzos continuos por mejorar nuestras instalaciones de fabricación. Siempre estamos explorando los próximos pasos que podemos dar para mejorar la eficiencia y la calidad, y esperamos seguir creciendo."

Añade Sham Jama:

"En Invar, instalamos un legado para nuestros clientes. Trabajamos duro para mantener meticulosamente cada elemento de nuestra solución mediante un mantenimiento a medida, comunicación y fuertes conexiones con nuestros clientes. Este proyecto funcionó tan bien con la ayuda de Jamie y su equipo, que creo que esto marca el comienzo de una larga y fructífera relación."

De cara al futuro, Nidec Drives está considerando la implantación de robots móviles autónomos (AMR) en la planta de fabricación del Reino Unido. Los AMR abordan muchos retos en la fabricación de altas especificaciones navegando de forma independiente por su entorno, recogiendo, clasificando y transportando componentes. Estos robots mejoran la seguridad de los empleados y permiten a los equipos centrarse en tareas más complejas.

Nidec Drives colaborará con Nidec Automation, que produce motores, soluciones de control de motores, soluciones de accionamiento integradas y sistemas de gestión de baterías para AMR, para explorar cómo estos robots pueden mejorar aún más la eficiencia y la calidad en el centro de fabricación de Nidec Drives. Este interesante avance consolidará la posición de Nidec Drives a la vanguardia de la excelencia en la fabricación en el Reino Unido y abrirá nuevas vías de innovación y desarrollo en la producción de las gamas de productos y soluciones de Control Techniques.