Sistemas RFID en estampación industrial de metales

Confirmar que el troquel correcto se acciona para un trabajo determinado es quizás el paso de detección de errores más importante en un proceso de estampación. ¿Por qué? Un troquel desalineado puede chocar en la primera carrera, con los consiguientes costes que una empresa tiene que soportar por daños en las herramientas y la máquina, además de los asociados al tiempo de inactividad no planificado, que puede significar días y a veces semanas.

El proceso de identificar el conjunto de troqueles y cargar la información en el software de control de prensado se ha venido realizando hasta ahora de forma manual, con la consiguiente susceptibilidad a errores humanos. Los números de serie simples, pintados/impresos son probablemente el identificador de troquel más común. Sin embargo, con el tiempo, las marcas se desgastan y se vuelven irreconocibles, lo que aumenta el riesgo de errores. Si se desgasta o emborrona, in código de identificación puede leerse como "KY537-2" o "KV537-2"; depende de la interpretación visual del trabajador. Incluso si un número de serie pintado se lee correctamente, un operador puede por equivocarse a la hora de introducir los caracteres en el sistema.

Una mejora para la identificación manual de troqueles es usar escáneres de códigos de barras. Cuando se conectan a un sistema de control de prensado, los sistemas de códigos de barras eliminan los errores humanos mediante la identificación automática del troquel con la lectura electrónica. Existen muchas tecnologías de lectura ópticas diferentes, desde el uso de etiquetas adhesivas hasta directamente grabar, imprimir o grabar con láser códigos Data Matrix en el bloque de troqueles. Sin embargo, los códigos de barras autoadhesivos a menudo carecen de la durabilidad necesaria en la sala de prensado, y las variantes más caras y robustas ofrecen más durabilidad mecánica, pero resultan impredecibles en términos de legibilidad. Especialmente cuando se acumulan contaminantes o con distancias más largas entre el escáner y el código.

Ninguna de las opciones anteriores proporciona la seguridad o legibilidad que ofrece una solución RFID. 

Las ventajas de RFID no se limitan al prensado. Se aprecian antes en el proceso, en el área de almacenamiento de troquel. Los diseños de almacén de troqueles van desde lotes poco organizados y dispersos por el suelo, hasta sistemas de estanterías perfectamente coordinados. Todo depende de las necesidades, el tamaño y el presupuesto de la empresa. En un momento dado, puede haber desde "docenas" hasta “cientos” de troqueles a mano, algunos de los cuales se utilizan semanalmente, mientras que otros solo se necesitan una vez cada pocos años.

Cuanto más fácil sea localizar un troquel, más rápido podrá comenzar la prensa a estampar las piezas y generar ingresos. Localizar un troquel "etiquetado" es tan sencillo como ver la ubicación de recogida en el panel del ordenador o del teléfono, verificar el ID con un lector de mano y transferir el troquel a la prensa. Sin la verificación RFID, un trabajador puede escoger el troquel equivocado de la estantería incorrecta. O quizá se haya dirigido al lugar correcto, pero el troquel se almacenó allí tras usarlo por última vez y ese no era su sitio indicado. La leer mediante escáner el ID se activa una notificación inmediata de una colocación incorrecta.

Si el troquel incorrecto llega a la prensa, un trabajador puede detectar el error antes de empezar el proceso. Sin embargo, incluso si la suerte y un operador atento evitaron lo peor, un error de almacenamiento implica un coste. El proceso de desinstalación del troquel incorrecto supone una pérdida de horas valiosas que podrían haberse dedicado a producir piezas.

Con los troqueles etiquetados y un escaneo de confirmación desde un lector RFID, se evita la selección o la colocación incorrectas del troquel.

Hay una variedad de productos RFID que superan las deficiencias de la identificación manual y óptica.

Un sistema RFID consta de un escáner, una etiqueta de identificación y un controlador. Además de poder leerse, en las etiquetas electrónicas también se puede escribir información sobre el trabajo. Por lo tanto, los datos como el uso del troquel, el historial del operador y las instrucciones de configuración específicas del troquel se pueden actualizar y están disponibles al instante. Por otra parte, muchas etiquetas se pueden incrustar enrasadas en metal, protegiéndolas de daños durante el almacenamiento y la recuperación.

La confirmación del conjunto de troqueles de RFID se puede realizar con una certeza del 100 % sin contacto. A diferencia de los lectores ópticos, la alineación es mucho más flexible. La antena utilizada para leer o actualizar la información de la etiqueta cubre un área amplia. Este amplio campo de detección resulta especialmente útil en prensas grandes en las que los troqueles superior e inferior se almacenan por separado. Si los troqueles superior e inferior no se alinean para encajar correctamente durante la instalación, es inevitable que se produzca un fallo importante del troquel. Un único sistema UHF puede leer simultáneamente las etiquetas montadas en los troqueles superior e inferior antes del arranque para garantizar el encaje perfecto. 

Características técnicas de los lectores y etiquetas RFID

• Frecuencia de funcionamiento 13,56 MHz
• Cumple la norma ISO 15693
• Grado de protección (IP67/68)
• Las etiquetas de identificación se pueden incrustar enrasadas en metal y tienen una distancia de lectura de unos 4 metros
• Orificios de montaje para facilitar la instalación de etiquetas
• Los cabezales de lectura/escritura tienen dos LED para la visualización de funciones
• Los sistemas UHF permiten la lectura de varias etiquetas

Las ventajas de RFID van mucho más allá de la simple pero importante detección de errores iniciales. Realmente solo dependen de los requisitos de la sala de prensado y la inventiva de los recursos de ingeniería. Aquí es donde entra en juego el IIoT.

Con el poder de la identificación de troqueles, es fácil realizar un seguimiento de las horas de uso. En lugar de depender del trabajo de un operador para determinar el estado de un troquel, el mantenimiento preventivo puede activarse automáticamente. Ya no tendrá que preocuparse del deterioro en la calidad de las piezas producidas porque, sin que se haya percatado, se ha pasado el plazo de renovación de las las herramientas.

La combinación de escáneres RFID con sensores de piezas proporciona una vista de alta resolución del uso real del troquel. Muchos sistemas RFID se conectan fácilmente al software MES/ERP/SCADA de una empresa a través de protocolos de comunicación IIoT estándares como MQTT, OPC UA o REST API. Esto facilita más que nunca cambiar de un proceso manual de análisis del rendimiento mediante una hoja de cálculo a actualizaciones de estado en tiempo real y sin errores. El número de piezas producidas, las horas restantes hasta el mantenimiento necesario, la ubicación del troquel, el estado de disponibilidad y los resultados mensuales del troquel: todos los datos que considera importantes están disponibles para cualquiera, en cualquier momento y lugar.

• La identificación automática de troqueles elimina los errores humanos
• La implementación de RFID en la sala de prensado es una puerta de acceso a iniciativas de IIoT que mejoran la eficiencia
• Se eliminan los fallos del troquel debidos a una selección y colocación incorrectas del troquel
• La información importante del trabajo, como el uso del troquel, se puede escribir en etiquetas RFID