La empresa Berkoa Machine Tools ha desarrollado, en colaboración con el centro tecnológico Lortek y la spin-off universitaria Vors Control, un gemelo digital que sitúa al banco de pruebas SoldAvanza como referente en el desarrollo de máquinas de soldadura por fricción rotativa a nivel estatal. SoldAvanza destaca por su capacidad de adaptación a un amplio rango de aplicaciones industriales, alcanzando hasta 20 toneladas de empuje con 3.000 rpm y hasta 60 toneladas con 1.500 rpm. Esta versatilidad abarca un amplio espectro de aplicaciones, aunque también supone retos técnicos que han sido abordados mediante un modelado avanzado del proceso de soldadura. Dado que se trata de una máquina pensada para la fabricación de prototipos y series cortas, 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.

Los modelos han sido validados con datos en condiciones reales

Según sus impulsores, obtener buenos resultados en estos límites exige un ajuste en el control de la fuerza de empuje. Y 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 eje central sobre el que se ha desarrollado el proyecto es el controlador BLSC 4.0, diseñado junto con Lortek. Este sistema de control modular permite registrar y analizar en tiempo real múltiples parámetros del proceso, lo que ha facilitado la implementación del gemelo digital: un modelo virtual basado en principios físicos (physics-based) que simula con precisión el comportamiento real de la máquina.

Vors Control, spinoff de la Universidad Pública de Navarra, especializada en ingeniería de control avanzada, ha aportado su experiencia en la implementación de modelos de control en entornos reales como la generación de energía o la industria. El gemelo digital se basa en un modelo virtual 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 y la corrección de fenómenos de flickering.