Con una parada, los diseñadores pueden crear el futuro de la automatización, la agricultura y el transporte

El avance de la civilización se posibilitó en gran parte gracias a nuestra capacidad para manipular materiales, establecer prácticas agrícolas y permitir la facilidad de movimiento y migración. Lo que empezó como una simple elaboración de herramientas ha evolucionado hasta convertirse en una fabricación a ultraescala. La agricultura se ha convertido en la ciencia de la maximización del campo por cada hectárea. Y el humilde automóvil está a la vanguardia tecnológica de un empuje global hacia los vehículos eléctricos (VE) con los requisitos relacionados de optimización de la eficiencia.

Los tres tienen mucho en común, incluida la necesidad de niveles superiores de automatización y control para mantener su ritmo acelerado de producción ante presiones de costo y eficiencia en constante aumento, así como la necesidad de una mejor seguridad. La seguridad es particularmente importante en la fabricación automotriz, donde los humanos y las máquinas trabajan lado a lado, así como en la agricultura, donde la productividad de los vehículos autónomos mejora, pero se necesitan protecciones para evitar accidentes en el campo.

Lograr estas metas requiere la incorporación de enfoques innovadores hacia la automatización y el control y la eficiencia, incluidos los sensores, relés, controladores, cámaras, medidores de energía y cargadores que se han diseñado específicamente para cubrir las necesidades de estas aplicaciones. Para los diseñadores, encontrar y conseguir las soluciones apropiadas puede ser un reto. Afortunadamente, gran parte de ese trabajo ya ha sido realizado por DigiKey. Echemos un vistazo a algunas de estas soluciones para los diseños de próxima generación.

Seguridad de fabricación automotriz

La seguridad en la fabricación automotriz es crítica. Si bien los conceptos de tecnología de punta en el Internet industrial de las cosas (IIoT) se están incorporando para mejorar la productividad, los humanos aún trabajan junto a maquinaria en movimiento y con robots colaborativos (cobots) en diversas etapas a lo largo de la línea de producción. Debe garantizarse su seguridad. Pero puede estar tranquilo; DigiKey lo tiene cubierto con una amplia gama de productos de seguridad, incluidos los relés, los controladores y mucho más.

Un relé de seguridad (Figura 1) ayuda a ejecutar la parada de seguridad del movimiento de un sistema mediante un apagado controlado. Suele utilizarse cuando los sensores que monitorean el equipo detectan situaciones en las que los trabajadores o el personal operativo pueden estar en peligro, o en las que un trabajador activa manualmente un botón de parada de emergencia.

DigiKey no solo ofrece una amplia gama de soluciones de relé de seguridad, sino que esas soluciones también las desarrollan fabricantes líderes en el espacio, como Omron, Banner Engineering, Littelfuse, Altech Corp., Panasonic, Phoenix Contact, SICK, TE Connectivityy Weidmuller.

Figura 1: Los relés de seguridad como el G9SE-221-T30, que ejecutan funciones de parada de emergencia, pueden usarse para garantizar la seguridad del trabajador en entornos de fabricación automotriz. (Fuente de la imagen: Omron Automation and Safety)

Los controladores de seguridad garantizan la productividad segura de máquinas estacionarias y móviles. Normalmente, son controladores lógicos programables (PLC) con elementos de diseño especial en sus entradas, dentro de su procesamiento interno y en sus salidas, para garantizar el nivel requerido de seguridad cuando se usan en sistemas críticos para la seguridad. DigiKey alberga una variedad de controladores para este fin, incluidas las soluciones de Banner Engineering, IDEC, Omron, Panasonic y Schneider Electric. Puede encontrar una guía sobre la cartera completa de seguridad de automatización y control de DigiKey con cortinas ligeras, bloqueos de puerta e interruptores de cuerda, solo por mencionar unos cuantos artículos aquí.

Un futuro agrícola autónomo

Una población global en expansión, combinada con la disponibilidad cada vez menor de mano de obra en muchos países occidentales a medida que las poblaciones envejecen, ha creado la motivación para usar más los vehículos autónomos en la agricultura. Estos vehículos, altamente integrados con los sistemas de IoT diseñados para monitorear el entorno y el crecimiento de plantas para lograr un campo máximo por hectárea, impulsan la innovación y maximizan la productividad. Al mismo tiempo, coexisten con los trabajadores, por lo que deben incorporar medidas que garanticen la seguridad.

Para interactuar de forma segura con su entorno, los vehículos agrícolas autónomos deben reconocer los productos agrícolas y las tareas por procesar, tener brazos flexibles con varios grados de movimiento, y poder recoger y mover la producción sin causar daños. Además, deben poder detectar la presencia humana, evitar obstáculos y navegar de forma precisa y segura. Por lo tanto, los sensores y los sistemas de visión de la máquina forman parte de los numerosos componentes clave que habilitan los sistemas autónomos. Entre estos sensores, se incluyen los que se necesitan para detectar el tacto y varios niveles de fuerza aplicada, así como la proximidad, la posición, la orientación, la temperatura, el sonido y la luz.

Para ayudarle a diseñar e implementar un vehículo que cumpla con estos requisitos de aplicación, DigiKey ofrece una colección de dispositivos esenciales necesarios para usted, incluidas las cámaras, los sensores, los brazos de control, los interruptores, los actuadores, los dispositivos de seguridad y mucho más.

Por ejemplo, un elemento clave que habilita la autonomía es la visión mecanizada, que permite a los sistemas ver el entorno donde trabajan y los objetos que tienen que procesar. Las soluciones de visión mecanizada disponibles gracias a las cámaras de cubierta de DigiKey (Figura 2), los sistemas de iluminación, las lentes y las unidades de procesamiento de control. Actualmente, hay quince líneas disponibles en toda su cartera, incluidas las selecciones de proveedores que van desde Banner Engineering hasta ifm Efector, entre otros.

Figura 2: Los sistemas de visión mecanizada, como la cámara inteligente VE201G1A, pueden agregarse al equipo agrícola autónomo pesado para permitir la manipulación y el procesamiento de productos, la navegación y la seguridad. (fuente de la imagen: Banner Engineering).

Para permitir que los vehículos autónomos ejecuten tareas, los diseñadores pueden seleccionar dentro de una variedad de soluciones robóticas, incluidos los brazos robóticos (Figura 3), los efectores terminales y los accesorios. En la tarjeta de línea de DigiKey, se incluyen soluciones de Denso Robotics, Festoy KUKA Robotics.

Figura 3: La adición de un brazo robótico, como el KR 6 R900-2, podría permitir a los vehículos agrícolas autónomos ejecutar tareas precisas y repetitivas en el campo. (Fuente de la imagen: KUKA Robotics Corporation)

Vehículos eléctricos que impulsan la innovación de sensores y eficiencia

Con la migración a sistemas de transporte de consumo más bajo, se ha impulsado a los VE para que estén a la vanguardia de la innovación en detección y control, así como en cuanto a suministro de energía, almacenamiento y gestión. La cartera de automatización y control de DigiKey está lista para permitir la innovación en esta próxima generación de vehículos inteligentes con consumo de energía lento. La oferta de productos se ha expandido hasta incluir sensores automotrices, controles, medidores de energía e incluso cargadores de VE, para ayudarle a resolver los desafíos en el diseño del auto del futuro.

El corazón de todos los VE es la batería. El "cerebro" de la batería es el sistema de gestión de la batería (BMS), que monitorea el estado de la batería y regula los procesos de carga y el rendimiento durante la operación. Los sensores se encargan del control y del monitoreo, mientras que los componentes están a cargo de la seguridad del sistema y del usuario, como los disyuntores y los fusibles (Figura 4). Todos deben tener calificación automotriz, como los de los proveedores como Eaton y Littelfuse.

Figura 4: Los fusibles con calificación automotriz, como el OGBC016.H, forman parte de los numerosos elementos críticos de una solución de carga de VE. (Fuente de la imagen: Littelfuse)

Conclusión

Los diseñadores involucrados en la rápida evolución de los centros de fabricación de automóviles, de los vehículos agrícolas autónomos y de los VE, en su camino hacia una mayor automatización, autonomía y eficiencia, también deben estar atentos a la seguridad de los trabajadores. Al mismo tiempo, deben manejar los ciclos de diseño, la obtención y los requisitos de entrega relacionados. Al asociarse con DigiKey como distribuidor de línea amplia internacional, pueden tener una línea completa de soluciones garantizada en su cartera de productos de automatización y control que pueda cumplir con los requisitos de sus sistemas de próxima generación.