Rexroth Hydraudyne

Diseño más rápido y exacto de los cilindros hidráulicos

Logotipo de RexrothRexroth Hydraudyne es una división del grupo Bosch, una compañía industrial con sede en Alemania que lleva a cabo actividades que abarcan desde tecnología automovilística hasta redes de banda ancha. Con sede en los Países Bajos, Rexroth Hydraudyne proporciona cilindros hidráulicos especializados de gran tamaño a empresas de todo el mundo. Estos cilindros sirven para accionar y controlar todo tipo de mecanismos. Un importante trabajo requería un sistema hidráulico para una barrera antimareas, una puerta entre un canal y el mar, en el canal Hartel, tan solo a 10 km al sur de Rotterdam.

Ingenieros de Rexroth Hydraudyne utilizan PTC Mathcad, un entorno de diseño visual que permite a los ingenieros de todas las industrias dibujar a partir de una gran variedad de orígenes de datos durante la fase de diseño de un producto y documentar todas las fórmulas y cálculos matemáticos, para diseñar los cilindros hidráulicos industriales de gran tamaño. Si bien cada cilindro es un producto personalizado, los cálculos de cada uno de ellos están muy normalizados y optimizados para lograr la máxima fiabilidad. Diez años usando PTC Mathcad ha aportado un gran ahorro en los costes de producción y una cooperación más eficaz con socios industriales.

El departamento interno de investigación y desarrollo de Rexroth Hydraudyne es responsable de la ingeniería de todos los cilindros. "No hay segundas oportunidades", afirma el director de ingeniería Marc Moolenaar. "En la mayoría de los casos, hacemos solo un cilindro para cada trabajo, así que no podemos probar primero un prototipo. Somos realmente una organización de 'ingeniería a medida'. Tiene que salir bien la primera vez. Eso significa que exigimos mucho de nuestros cálculos técnicos".

Usado por más de 1,5 millones de ingenieros en todo el mundo, PTC Mathcad permite a los ingenieros trabajar con expresiones matemáticas usando notación matemática estándar, pero con la capacidad añadida de recalcular, visualizar, presentar y publicar fácilmente, incluso en la Web. Con PTC Mathcad, los ingenieros pueden comunicar fácilmente la lógica de sus cálculos, lo que permite garantizar la calidad y verificar los diseños, además de facilitar la reutilización de rutinas de cálculo que se realizan con frecuencia.

"En la mayoría de los casos, los sistemas hidráulicos son solo una parte de una entidad mayor", afirma Moolenaar. "Muchas compañías están trabajando juntas al mismo tiempo. Y, por supuesto, todo el mundo está pendiente de nuestros datos de diseño. Muy a menudo, el cliente hace una segunda comprobación de nuestros cálculos. Por ejemplo, para asegurarse de que hemos mantenido los procedimientos, estándares y márgenes de seguridad adecuados. Por eso, el cálculo y la clarificación van inextricablemente unidas. Con PTC Mathcad, podemos proporcionar los documentos correctos cada vez. PTC Mathcad desempeña un papel clave en la comunicación [proceso] con nuestros socios industriales. La presentación coherente y precisa de nuestros cálculos ayuda a nuestros clientes a comprender lo que estamos haciendo. Lo que ven es lo que obtienen. Esta es una ventaja de un valor tremendo".

Situación antes de implementar PTC Mathcad

Rexroth Hydraudyne utiliza PTC Mathcad desde 1993. Dos tercios de los 16 ingenieros de diseño de la compañía utilizan el paquete a diario. Antes de la llegada de PTC Mathcad, los ingenieros dependían del software personalizado de un proveedor para sus cálculos. Esto demostró ser fiable; sin embargo, era una solución inflexible. Cada vez que surgían nuevos tipos de cilindros, nuevos estándares de ingeniería o nuevas aplicaciones, implicaba nuevos cambios de software, lo que suponía un consumo de tiempo y recursos humanos. Los ingenieros necesitaban una solución más flexible y la encontraron en PTC Mathcad.

"Es fácil de aprender", afirma el ingeniero jefe de diseño Kees van de Grint. "Puede hacer casi cualquier cosa y te da la libertad de diseñar tus cálculos en función de tus propias necesidades. Empiezas a hacer los cálculos en una pantalla vacía, igual que harías en papel".

Con la interfaz de autodocumentación, PTC Mathcad permite a los ingenieros combinar fórmulas, texto y gráficos interactivos en una sola hoja de trabajo. A diferencia de la mayoría de los paquetes de cálculo, hojas de trabajo o lenguajes de programación, La interfaz de "pizarra" de PTC Mathcad acepta y muestra notaciones matemáticas naturales usando pulsaciones de tecla o clics en una paleta de menús, es decir, no es necesario ningún tipo de programación. La interfaz "de actualización instantánea" permite a los ingenieros cambiar una variable o un número y volver a calcular de forma inmediata el resultado y los gráficos bidimensionales y tridimensionales.

"Es genial tener tanta libertad", continúa van de Grint. "Pero si quieres tener un método uniforme y una presentación coherente, tienes que organizarlo bien en el departamento". En este sentido, comenzó a elaborar un manual de ingeniería hace tres años. En PTC Mathcad, tiene la forma de una biblioteca electrónica que facilita la organización de la información. Ahí se establece la metodología para los cálculos más importantes junto con texto aclaratorio y las fuentes. Todo lo que el usuario tiene que hacer es copiar los pasajes correspondientes o, incluso, cálculos completos. Tras rellenar alguna información adicional sobre materiales y la situación específica, PTC Mathcad hace todos los cálculos matemáticos de forma automática, de forma que el caso entero está disponible de inmediato.

Resultados

"Incluso los planos realizados con Intergraph SmartSketch, el sistema CAD integrado, se adaptan automáticamente a las medidas calculadas", afirma van de Grint. "La introducción del manual de ingeniería digital supuso un aumento de la productividad en el departamento de ingeniería. Y, puesto que siempre estamos usando las mismas fórmulas ya probadas del manual de ingeniería, el resultado es mucho más fiable". El manual de ingeniería digital en PTC Mathcad ahora consta de 165 cálculos principales y cinco plantillas.

La posibilidad de cometer errores se ha reducido aún más por el hecho de que los usuarios pueden introducir datos con el formato con los que se han proporcionado. No importa si los ingenieros utilizan pulgadas, milímetros o metros. PTC Mathcad controla automáticamente el proceso de conversión de medidas, que a menudo es un proceso propenso a errores cuando se hace manualmente. "Es sumamente útil cuando trabajas en el mercado internacional", afirma van de Grint. "Y, al comprobar las unidades, puedes ver rápidamente si hay algún error en las fórmulas".

La ventaja de ser más competitivos

Cuando se diseña un cilindro hidráulico, es fundamental que el cálculo del barril sea correcto. Es frecuente que tenga que soportar fuerzas y presiones enormes, por eso es una de las partes más caras del cilindro. Cuanto más preciso sea el cálculo que haga el ingeniero del grosor óptimo de la estructura, menor será la cantidad de material necesaria. Eso puede significar una diferencia importante en los costes y beneficios. "Así es como podemos hacer ofertas competitivas", dice van de Grint.

"Por esta razón, hemos incluido algunos cálculos muy detallados en el manual", añade Moolenaar. "Algunas de estas fórmulas las hemos pensado mucho. Pero, después, puedes usarlas del mismo modo una y otra vez".

Pero hay ocasiones en las que Moolenaar no quiere que esas fórmulas estén visibles. "También puedes hacer que una parte de tus cálculos no esté accesible para otros en PTC Mathcad. Al fin y al cabo, no queremos revelar nuestros secretos comerciales", comenta con una sonrisa. "Muy a menudo, tenemos en cuenta construcciones alternativas; por ejemplo, con otros principios de montaje u otros tipos de construcción. Por supuesto, ese no es exactamente nuestro trabajo, pero a veces merece la pena hacerlo. En algunos casos, el uso de supuestos ligeramente diferentes puede abaratar en gran medida los sistemas hidráulicos. Por ejemplo, es posible que puedas hacer algo con mucho menos hormigón. En una situación así, necesitas cálculos muy bien documentados. De lo contrario, nunca podrás hacer un cambio de ese tipo".

A veces, incluso, PTC Mathcad ayuda a cambiar el ámbito de un proyecto. "PTC Mathcad nos permite la máxima flexibilidad a la hora de generar cálculos", añade van de Grint. "Podemos mostrar a nuestros clientes un examen detallado de cada diseño. Evitamos riesgos innecesarios porque usamos reglas de diseño estrictas y probadas. Y todo ello junto hace que podamos satisfacer los deseos de cada cliente".

Acerca de Bosch Rexroth AG

Bosch Rexroth AG, una subsidiaria que es propiedad en su totalidad de Robert Bosch GmbH, alcanzó ventas de 3620 millones de euros en 2002 con, aproximadamente, 25 500 empleados. La compañía se creó en mayo de 2001 con la fusión de Bosch Automationstechnik y Mannesmann Rexroth, e incluye los productos y servicios de las anteriores marcas de Bosch Automation, Brueninghaus Hydromatik, Indramat, Lohmann + Stolterfoht, Mecman, Refu, Rexroth Hydraulics y Star. Rexroth ofrece todas las tecnologías pertinentes de accionamiento, control y movimiento, incluidos sistemas mecánicos, hidráulicos, neumáticos y electrónicos, así como los servicios relacionados, en alrededor de 80 países.