Sistema automatizado de control de movimiento para una visita al estudio.

Se nos encargó desarrollar un sistema personalizado de movimiento automatizado de brazo-mástil para su uso en un espacio de eventos de gran escala. El proyecto combinó control de movimiento de precisión, integración avanzada de seguridad, redes en tiempo real y software de automatización a medida para crear un sistema de movimiento suave y cinematográfico capaz de funcionar con seguridad alrededor de intérpretes y personal técnico.

En un principio, el encargo parecía relativamente sencillo: mover un mástil suspendido entre posiciones programadas. Sin embargo, a medida que el proyecto avanzaba, los requisitos de movimiento se fueron haciendo mucho más ambiciosos, y exigieron patrones de movimiento muy orgánicos y la sincronización con la reproducción de vídeo pregrabado.

Diseño del sistema de movimiento a medida

El equipo de producción nos facilitó las velocidades de movimiento, la información de carga y el rango de movimiento requeridos, lo que nos permitió especificar los motores, actuadores y hardware de control adecuados para la aplicación.

Para este proyecto incorporamos una nueva gama de actuadores que no habíamos utilizado antes, lo que nos brindó la oportunidad de explorar diferentes características de movimiento y técnicas de control. Todo el sistema se diseñó y programó en el entorno Beckhoff TwinCAT 3, que nos dio un control preciso en tiempo real sobre varios ejes de movimiento de forma simultánea.

Crear un movimiento “flotante” natural

Uno de los requisitos creativos clave era que el sistema de brazo se moviera con un efecto suave, casi ingrávido y flotante, en lugar de un simple movimiento lineal punto a punto.

Para lograrlo, desarrollamos un perfil de movimiento matemático a medida basado en múltiples cálculos de ondas senoidales. Se combinaron tres ondas senoidales independientes para controlar simultáneamente los actuadores y el movimiento de rotación, creando una trayectoria de movimiento mucho más natural y fluida.

Este enfoque permitió que el brazo se moviera con una sensación mucho más suave y cinematográfica que la de los sistemas de automatización tradicionales, en estrecha sintonía con el estilo visual que requería la producción.

Sistemas de seguridad integrados

Como el sistema funcionaba cerca de los intérpretes y en un entorno de producción en directo, la integración de la seguridad fue una parte fundamental del proyecto.

Diseñamos y construimos un armario de control dedicado que incorpora:

• Sistemas de parada de emergencia

• Controles de marcha y parada

• Supervisión de seguridad

• Funcionalidad de apagado automático

Utilizamos el ecosistema Beckhoff TwinSAFE, que sustituyó al hardware de seguridad independiente anterior y permitió una integración más estrecha con la arquitectura de control general.

Escaneado de seguridad por tiempo de vuelo

Para proteger a cualquier persona que trabajara cerca del brazo en movimiento, implementamos un sistema de escáner láser de seguridad de SICK.

Mediante zonas de seguridad programables, trazamos el área física por la que podía moverse el brazo. Si una persona entraba en esta zona protegida mientras el sistema estaba activo, el escáner activaba de inmediato una parada de seguridad y detenía el movimiento en toda la instalación.

Este aspecto del proyecto resultó especialmente difícil debido a las tolerancias de instalación extremadamente ajustadas. El área de escaneado tenía muy poca holgura operativa entre el brazo en movimiento y la superficie del escenario, lo que se complicó aún más cuando el diseño del decorado cambió de altura durante la instalación.

Fueron necesarias una calibración exhaustiva y ajustes in situ para garantizar un funcionamiento fiable manteniendo la cobertura de seguridad exigida.

Sincronización con la reproducción de vídeo

A mitad de la instalación, la especificación del proyecto cambió de forma significativa cuando el equipo de producción pidió que el movimiento del brazo se sincronizara con precisión con la reproducción de un vídeo en bucle.

Esto introdujo una capa de complejidad completamente nueva: tuvimos que analizar manualmente la temporización del contenido de vídeo y hacer coincidir las señales de movimiento fotograma a fotograma en tiempo real.

Aunque no formaba parte del encargo de diseño original, el equipo adaptó con éxito el sistema durante la instalación y afinó los perfiles de movimiento para crear un movimiento suave y natural que se alineaba de forma convincente con las imágenes proyectadas.

La experiencia también influyó en cómo abordamos futuros proyectos de control de movimiento, sobre todo en lo relativo a los sistemas de grabación de reproducción y a los flujos de trabajo de previsualización.

Integración de control basada en red

El sistema final se integró en la infraestructura general de la producción mediante comunicación de red UDP.

Los sistemas externos de control del espectáculo podían enviar órdenes sencillas como:

• Ejecutar secuencia

• Parar

• Reiniciar

El controlador de automatización devolvía entonces paquetes de confirmación para proporcionar información de estado y asegurar una comunicación fiable entre los sistemas.

Este enfoque simplificado permitió manejar toda la instalación de forma remota desde el entorno de control central de la producción, sin necesidad de interfaces independientes adicionales.

Combinar ingeniería y control creativo del movimiento

Este proyecto reunió varias disciplinas de ingeniería, entre ellas:

• Control de movimiento

• Automatización en tiempo real

• Sistemas de seguridad

• Modelado matemático del movimiento

• Comunicaciones de red

• Integración mecánica

• Tecnología para producciones en directo

La instalación final ofreció un sistema de movimiento automatizado muy pulido, capaz de producir un movimiento cinematográfico suave y de funcionar con seguridad y fiabilidad en un entorno de producción en directo exigente.

Fabricado en Gran Bretaña