SEMAIQ · REIKU México · Querétaro
Monitoreo del dresspack con sensores: anticipar la falla antes del paro
1. Qué se puede monitorear hoy en un dresspack y qué no
El arnés no falla de golpe: falla por acumulación. La fatiga de los conductores y el aflojamiento de una brida avanzan semanas sin verse desde el pasillo.
Con instrumentación industrial común se miden los ciclos y horas que reporta el controlador, la temperatura en la fijación, la corriente del servo, la vibración del soporte rígido y la presión neumática. Lo que no se mide de forma continua es el estado interno de cada conductor: ningún sensor lee hilo por hilo la fatiga del cobre. La falla eléctrica se conoce tarde, por su síntoma, y el monitoreo trabaja con indicadores indirectos.
2. El monitoreo de dresspack útil: ciclos, temperatura, corriente del servo y vibración
Cuatro señales explican la mayoría de los paros por arnés; quedarse con las accionables.
- Ciclos y horas. El controlador ya los cuenta y son el dato más comparable entre robots gemelos; la fijación que nadie revisó en cientos de miles de ciclos es la que afloja.
- Temperatura. Sobre la abrazadera detecta roce del tubo contra una guía o la estructura. La Poliamida 12 mantiene un rango dinámico de -40 °C a +85 °C, así que el aviso útil no es el techo del material, sino un salto sobre la base de ese punto.
- Corriente del servo. Si el arnés arrastra más —tubo endurecido, resorte más tenso—, el eje consume más para la misma trayectoria. Un desplazamiento sostenido indica falla; un pico aislado no.
- Vibración. Un acelerómetro en la brida mide holgura e impacto y avisa antes que la inspección visual.
3. Sensores típicos y dónde se montan sin estorbar el movimiento
- Vibración: acelerómetro piezoeléctrico o MEMS con salida de velocidad RMS en mm/s. Los modelos con IO-Link evalúan la señal dentro del sensor: un equipo de esta familia muestrea a 25 kHz, entrega RMS por bandas y cubre hasta 5,600 Hz.
- Temperatura: RTD PT100 o PT1000 de contacto, o el canal del sensor combinado, sobre la brida.
El sensor va sobre el elemento rígido —brida, placa de montaje, base—, nunca sobre el tubo flexible ni el resorte, donde toda lectura refleja el movimiento normal del brazo; su cable se tiende como el dresspack. En las series REIKU de Poliamida 12 (PARAB, PARR, PARF) y en las variantes BIORR el punto crítico es la fijación, y un kit como el Robot Cable Saver BIORRB 48G integra el tubo, las abrazaderas y el resorte a instrumentar.
4. Cómo integrarlo al PLC y a un tablero de mantenimiento
Conviene usar dos rutas juntas: leer del robot lo que ya existe —ciclos, horas y corriente del eje— y agregar los sensores de vibración y temperatura a un maestro IO-Link.
El PLC de la célula hace ese cálculo si tiene puertos libres: promediar temperatura, guardar la corriente del eje en la misma secuencia del programa y avisar cuando la desviación se sostiene; esa lógica —filtros, retardos y registro de eventos— la desarrollamos en el servicio de programación de PLC.
Si el dato debe salir de la red de control, el camino es un estándar seguro: el modo de firma y cifrado de OPC UA para monitoreo remoto de PLCs expone información sin abrir el controlador. Para llevarla fuera de la planta, el transporte se resuelve con MQTT y Sparkplug B, que cubre la arquitectura de red; aquí nos quedamos con qué se mide y con qué umbral se acciona.
El tablero no es un muro de gráficas: es una pantalla con una línea por robot —valor, tendencia y estado— y alarmas que dicen qué inspeccionar.
5. Umbrales y alarmas que el equipo de mantenimiento sí atiende
Los umbrales se construyen con la línea base del propio equipo: se instrumenta el robot en buen estado y se registran varias semanas de operación normal; copiar cifras de catálogo solo produce falsas alarmas.
Para la vibración hay una referencia reconocida. ISO 20816-3 evalúa la máquina con la velocidad RMS de vibración en mm/s sobre partes no rotativas, en banda de 10 Hz a 1000 Hz, y define cuatro zonas de severidad, de la A (máquina nueva) a la D (valores que pueden causar daño). La norma recomienda fijar la alarma por encima de la línea base en una cantidad equivalente al 25 por ciento del límite superior de la zona B. El método —base más desviación, no número absoluto— aplica al dresspack.
El criterio en las demás variables es de tendencia:
- Temperatura: alarma cuando el promedio de un turno supera de forma sostenida el histórico del punto; un escalón de tres turnos es una brida rozando.
- Corriente: desplazamiento de la media en la misma secuencia del programa, contra el mismo punto semanas atrás.
Dos detalles evitan que el sistema se abandone: histéresis y retardo en cada alarma, y un límite de alarmas activas por robot. Un sistema que dispara veinte avisos al día termina silenciado.
6. Costo y alcance de un piloto en un solo robot
El alcance correcto es un robot, el más crítico de la línea, no la célula completa: bastan un sensor combinado de vibración y temperatura, un maestro IO-Link y el trabajo de programación; los ciclos y la corriente salen del robot.
El costo se concentra en la ingeniería, no en el sensor. Lleva tres números al comité: horas de paro no programado de ese robot en doce meses, costo de una hora de línea detenida e intervalo real entre cambios de arnés. Si el piloto detecta la falla tres semanas antes, el ahorro no es el arnés: es el turno que no se perdió con la línea abajo.
7. Qué hacer con los datos: órdenes de trabajo, no dashboards decorativos
Un dato sin responsable es decoración. Cada alarma abre una orden de trabajo con tarea de inspección definida y cada orden cierra con el registro de lo encontrado; ese registro, más los ciclos al cambio, produce una estimación de vida útil propia de la planta.
La rutina mínima que sostenemos:
- Línea base de cuatro a ocho semanas en un robot sano con la misma aplicación.
- Orden de trabajo obligatoria por alarma, con inspección del tramo dinámico.
- Revisión mensual de tendencias y registro por robot: ciclos, hallazgos y piezas sustituidas.
8. Tabla de variables, sensor y para qué sirve
| Variable | Cómo se obtiene | Dónde se monta | Qué indica | Acción que dispara |
|---|---|---|---|---|
| Ciclos y horas | Contador del controlador | Sin montaje físico | Desgaste del arnés y las fijaciones | Reemplazo preventivo por horas |
| Temperatura | RTD PT100 o sensor combinado | Abrazadera o brida del eje 3 | Roce del tubo contra guía o estructura | Revisar ruteo y apriete de fijación |
| Corriente del servo | Variador o robot, por bus de campo | Sin montaje físico | Mayor arrastre en la misma trayectoria | Verificar retracción y libertad del tubo |
| Vibración (RMS) | Acelerómetro con salida en mm/s | Soporte rígido, junto a la fijación | Holgura, impacto y cambio de masa | Inspección inmediata de fijaciones |
La vibración avisa temprano, la temperatura confirma el roce y los ciclos sirven para planear; ninguna sustituye a la inspección visual del tramo dinámico.
Caso práctico: Piloto de monitoreo en un robot crítico: la falla que se detectó tres semanas antes
Situación (caso representativo): una planta de autopartes del Bajío tenía un robot de carga y descarga al final de una línea de maquinado, el cuello de botella: cuando el arnés fallaba, la línea entera se detenía. Dos fallas al año, de cuatro a seis horas cada una: señales intermitentes de encoder y después cambio de arnés completo.
Qué se instrumentó: un maestro IO-Link, un sensor combinado de vibración y temperatura en la brida del eje 3, la corriente del eje principal y el contador de ciclos. Cuatro semanas de operación normal dieron la línea base de vibración, temperatura y corriente del eje.
Qué se detectó: en la semana ocho la temperatura en la brida subió de forma sostenida y la velocidad RMS de vibración se desplazó respecto a la base, sin síntoma alguno en producción. La inspección encontró la fijación del eje 3 con holgura, el tubo rozando el soporte y desgaste en la funda de un cable. El cambio de arnés se programó tres semanas después de esa inspección, en un paro de fin de semana.
Resultados: cambio en paro planificado, con refacción en planta; se corrigió la causa del roce —reapriete de fijación y ajuste del ruteo— y no solo el síntoma; y el registro de ciclos alimentó la primera estimación de vida útil de esa aplicación.
Preguntas frecuentes
¿Qué sensores se necesitan para hacer monitoreo de dresspack?
Cuatro señales para empezar: ciclos y corriente del eje desde el propio controlador, un sensor de vibración sobre el soporte rígido y un canal de temperatura en la fijación. Los modelos combinados con salida IO-Link reducen el cableado.
¿Se puede monitorear sin modificar el programa del robot?
Sí. Ciclos, horas y corriente del eje se leen del controlador por bus de campo sin tocar la programación del robot; los sensores nuevos se integran al PLC de la célula, que calcula promedios y alarmas. Solo se toca la lógica si el robot debe detenerse ante el aviso.
¿Cuánto tiempo debe durar el piloto antes de definir umbrales?
De cuatro a ocho semanas de operación normal, para acumular la línea base de temperatura, corriente y vibración de cada punto. Fijar umbrales el primer día garantiza falsas alarmas: todavía no se conoce la variación normal del equipo.
¿Qué umbral conviene usar como alarma de vibración?
El criterio de ISO 20816-3: medir velocidad RMS en mm/s sobre partes no rotativas, definir la línea base y fijar la alarma por encima de esa base en una cantidad equivalente al 25 por ciento del límite superior de la zona B, sin rebasar 1.25 veces ese límite.
¿Hace falta un PLC nuevo o sirve el de la celda?
Casi siempre sirve el de la célula si tiene puertos libres, ya sea IO-Link o entrada analógica. Lo que se presupuesta no es el controlador, sino el maestro IO-Link, los sensores y las horas de programación.
