Berkoa encabeza una alianza estratégica para transformar la soldadura avanzada con un gemelo digital

SoldAvanza representa uno de los proyectos más ambiciosos en el campo de la soldadura avanzada desarrollado en territorio nacional. Esta máquina de soldadura por fricción rotativa, fabricada por Berkoa Machine Tools en colaboración con Lortek, se ha posicionado como la única de su tipo fabricada a nivel estatal. Su peculiaridad radica en ser capaz de alcanzar dos gamas de trabajo: hasta 20 toneladas de empuje con 3.000 rpm y hasta 60 toneladas de empuje con 1.500 rpm. Esta versatilidad le permite abarcar un amplio espectro de aplicaciones, aunque también plantea desafíos técnicos importantes.

Al ser una máquina destinada a la fabricación de series cortas y prototipos para clientes, se enfrenta a una gran variedad de formas y materiales de las piezas que debe soldar, lo que plantea un reto a la hora de fabricar piezas sobre los límites de capacidad de la máquina. Obtener buenos resultados en estos límites, exige un ajuste en el control de la fuerza de empuje; es aquí donde entra en juego el control basado en modelos.

Se planteó un proyecto de modelado que sirviera como herramienta para comprender mejor la dinámica del proceso y optimizar el control del proceso para asegurar el nivel de calidad exigido en sectores como el de la automoción, máquina herramienta o generación eléctrica.

El cimiento sobre el que se ha desarrollado el proyecto ha sido el controlador registrado BLSC 4.0 codiseñado con Lortek. Gracias a su arquitectura modular y a sus capacidades de trazabilidad y almacenamiento de parámetros, el sistema ha permitido agilizar la creación de nuevos procesos de experimentación. Además, el registro de nuevas variables se realiza de forma automática, lo que facilita la identificación precisa de los parámetros del modelo.

Vors Control, spin-off de la Universidad Pública de Navarra especializada en ingeniería de control avanzada, ha aportado su experiencia en implementación de modelos de control en entornos reales como la generación de energía o la industria.

Este gemelo digital consiste en un modelado detallado del proceso de soldadura, fundamentado en modelos physics-based, que permiten simular y prever el comportamiento real del sistema. Esta modelización avanzada ha facilitado la parametrización precisa de los procesos, adaptándose a las necesidades específicas de cada aplicación.

Los modelos han sido validados rigurosamente utilizando datos obtenidos en condiciones reales de operación, asegurando su fiabilidad y capacidad predictiva en entornos industriales. Se han implementado ajustes en los sistemas de control, optimizando la respuesta dinámica del proceso. Entre las mejoras técnicas destacan: la reducción significativa del ruido en las señales del sistema, la disminución del sobrepaso en las respuestas transitorias, la corrección de fenómenos de flickering (parpadeo) en el control y el reajuste de los parámetros del lazo control fuerza para una mayor estabilidad y precisión.

El trabajo realizado conjuntamente ha permitido identificar oportunidades de mejora y proponer un rediseño del sistema, orientado a elevar aún más la calidad y fiabilidad del proceso de soldadura.

La máquina SoldAvanza, se ha convertido en un banco de pruebas fundamental para que los clientes puedan experimentar con nuevas soluciones de unión y validar sus diseños antes de pasar a la producción a gran escala. Esto permite a las empresas acceder a una tecnología avanzada sin necesidad de realizar una inversión inicial significativa.

El proyecto representa un caso ejemplar de cómo la colaboración entre empresas industriales como Berkoa Machine Tools, centros tecnológicos como Lortek y spin-offs universitarias como Vors Control puede generar soluciones altamente innovadoras que responden a necesidades específicas del mercado.