En las máquinas cableadoras y trenzadoras industriales, la rotura de un cable durante el proceso de fabricación puede provocar defectos en el producto, daños mecánicos y paradas de producción prolongadas. Detectar rápidamente estas incidencias resulta fundamental para garantizar la calidad del cable y proteger la instalación.
El sistema FMS-cradleGUARD, desarrollado por FMS, permite detectar roturas de cable mediante la monitorización inalámbrica de la velocidad de giro de las bobinas. Una solución especialmente interesante para modernizar máquinas existentes y mejorar la fiabilidad del proceso.
¿Por qué se producen roturas de alambre en las máquinas cableadoras?
Durante el proceso de cableado, los hilos están sometidos a esfuerzos mecánicos que pueden provocar su rotura. Entre las causas más habituales destacan:
Tensión excesiva: una fuerza de tracción elevada o una tensión de desbobinado incorrecta puede superar la resistencia del cable.
Regulación inadecuada de los frenos: un frenado excesivo o desigual de las bobinas genera variaciones de tensión.
Defectos del material: pequeñas grietas o puntos debilitados pueden provocar roturas inesperadas.
Rozamiento mecánico: guías desgastadas, rodamientos defectuosos o aristas pueden dañar el cable.
Fuerzas centrífugas: a velocidades elevadas, los cables sueltos pueden golpear elementos de la máquina y quedar atrapados.
¿Qué consecuencias tiene una rotura de cable no detectada?
Cuando un cable se rompe y la máquina continúa funcionando, las consecuencias pueden ser importantes.
La ausencia de uno de los hilos compromete la estructura del cable y puede afectar a su resistencia mecánica o funcionalidad. Además, el extremo libre puede enrollarse alrededor de componentes giratorios, provocando averías.
Prevención de daños: El extremo libre de un cable roto puede quedar atrapado en los elementos giratorios de la máquina, enrollarse alrededor de ellos y provocar daños en sus componentes. Esto puede dar lugar a reparaciones costosas.
Seguridad de los operarios: Debido a las elevadas fuerzas centrífugas que se generan en las jaulas giratorias, los extremos de los cables rotos pueden salir proyectados y causar lesiones graves. Por ello, detener la máquina lo antes posible cuando se produce una rotura resulta fundamental para proteger al personal.
Reducción de los tiempos de parada: Si el hilo roto llega hasta el punto de cableado, puede ser necesario deshacer parte del producto ya fabricado para volver a unir el cable, una operación que requiere mucho tiempo y prolonga la parada de producción.
Los sistemas de detección existentes, basados en palpadores mecánicos, sensores ópticos o sistemas de monitorización electrónica, suelen situarse en dos extremos: soluciones muy sencillas y económicas, o sistemas complejos con un coste de adquisición elevado. Por tanto, resulta difícil encontrar una solución que combine fiabilidad de detección y un coste razonable.
Por estos motivos, detectar la rotura lo antes posible permite limitar sus consecuencias y reducir los costes asociados.
¿Cómo funciona la detección de rotura de alambre mediante FMS-cradleGUARD?
A diferencia de los sistemas basados en palpadores mecánicos o sensores ópticos, el FMS-cradleGUARD analiza la velocidad de giro de las bobinas de desbobinado.
El principio de funcionamiento es el siguiente:
Un sensor de proximidad detecta el giro de cada bobina mediante una corona dentada, normalmente instalada en el disco de freno.
Un módulo transmisor instalado en cada cuna recoge las señales de velocidad.
Los módulos transmiten inalámbricamente los datos a una unidad central de recepción y evaluación.
El sistema compara las velocidades de giro y los valores configurados para identificar posibles roturas.
Cuando se detecta una anomalía, las salidas de relé permiten generar una alarma o solicitar la parada de emergencia de la máquina.
Para esta función pueden utilizarse hasta 42 módulos transmisores por sistema, permitiendo supervisar múltiples bobinas de forma simultánea.
La detección se realiza mediante el análisis de su comportamiento dinámico, independientemente del punto donde se produzca la rotura.
¿Cómo identifica el sistema una rotura durante el desbobinado?
Durante el funcionamiento normal, la velocidad de giro de una bobina aumenta progresivamente a medida que disminuye su diámetro, manteniendo la velocidad lineal de alimentación.
Cuando se produce una rotura, el comportamiento de giro cambia de forma anómala. El sistema identifica esta desviación y, al alcanzarse un umbral específico de la máquina, activa automáticamente una alarma.
Comportamiento de la velocidad de desbobinado ante una rotura de alambre.
En condiciones normales, la velocidad de giro aumenta progresivamente conforme disminuye el diámetro de la bobina. Si se produce una rotura repentina del alambre, el sistema detecta la anomalía y genera una alarma al alcanzarse el umbral configurado. Esta señal puede utilizarse para activar la parada de emergencia mediante una salida de relé.
¿Puede instalarse FMS-cradleGUARD en cableadoras existentes?
Una de sus principales ventajas es la posibilidad de modernizar instalaciones existentes sin recurrir a anillos colectores para transmitir las señales de los sensores.
De hecho, el FMS-cradleGUARD se desarrolló inicialmente para sustituir los sistemas de cableado asociados a los interruptores de seguridad de las cunas, especialmente la supervisión del cierre de las pínolas.
Posteriormente, FMS amplió sus funcionalidades incorporando sensores de proximidad, sensores de inclinación y detección de rotura de alambre.
Esta versatilidad permite conservar determinadas funciones de supervisión existentes y añadir nuevas capacidades de detección.
¿Qué ventajas aporta FMS-cradleGUARD a la producción de cables?
La combinación de transmisión inalámbrica y monitorización de velocidad ofrece ventajas especialmente relevantes:
Detección de roturas de alambre en diferentes puntos del recorrido.
Reducción del riesgo de daños mecánicos y producción defectuosa.
Eliminación de anillos colectores para la transmisión de las señales supervisadas.
Posibilidad de modernizar máquinas existentes.
Integración de varias funciones de monitorización en un mismo sistema.
Instalación y puesta en marcha simplificadas.
Las primeras experiencias de FMS en instalaciones reales, tras seis meses de funcionamiento, destacaron la fiabilidad del sistema y la facilidad de adaptación a máquinas existentes.
¿Cómo mejorar la fiabilidad de una cableadora industrial?
La modernización de los sistemas de supervisión permite prolongar la vida útil de las máquinas cableadoras, reducir incidencias y mejorar el control del proceso sin necesidad de sustituir toda la instalación.
Con FMS-cradleGUARD, ofrecemos una solución para la detección de roturas de cable y la supervisión inalámbrica de elementos de las cunas rotativas.
En Herrekor podemos ayudarle a evaluar la integración de esta tecnología en sus instalaciones, tanto en nuevos proyectos como en la modernización de maquinaria existente.
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