Control de calidad e inspección automatizada: Desafíos a superar

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Alcanzar el balance perfecto entre la precisión y la productividad

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El papel de un metrólogo ha evolucionado en los últimos años por varias razones. Primero, los metrólogos deben inspeccionar piezas muy complejas, muchas veces compuestas de formas libres y  con acabados múltiples . Sin embargo, estas piezas con geometrías y acabados complejos ya no tienen el lujo de ser inspeccionadas en el área de seguridad de un laboratorio de metrología. En realidad, debido a que los cambios recientes del control de calidad se han transferido en la planta de producción, las inspecciones son confiadas regularmente a los operadores de la línea de producción, quienes generalmente no tienen la experiencia, ni la formación en metrología. Adicionalmente, cuando adquieren el conocimiento y las habilidades deseados para trabajar con el equipo de inspección automatizada, estos operadores con frecuencia adquieren nuevas posiciones en las fábricas.

En pocas palabras, existen piezas más complejas que antes, pero son inspeccionadas por un personal menos cualificado. Esto representa un gran rompecabezas que los metrólogos ahora deben afrontar.

No obstante, los problemas de los metrólogos no terminan ahí y el tiempo es uno de los recursos más limitados. Debido a que ahora el proceso de control de calidad es implementado dentro de la producción, ellos deben controlar la calidad de las piezas fabricadas sin alterar la velocidad de producción. La capacidad de inspección ahora debe alinearse con la capacidad de producción. Medir cada función requerida en una pieza, como orificios, puntos o ángulos, con un alto nivel de precisión ahora es prácticamente imposible sin tener un impacto en el ritmo de la producción. Aquellos que se arriesgan, también corren el riesgo de crear conflicto con el director de producción que desea enviar las piezas fabricadas a los clientes.

Todas esto son inquietudes que los metrólogos, que trabajaban anteriormente en sus máquinas de medición de coordenadas (CMM) en un laboratorio de control de calidad, no tenían que preocuparse en el pasado.

Por lo tanto, ahora que los procedimientos de control de calidad se han transferido a la planta de producción, ¿cómo enfrentamos la nueva ecuación compleja del control de calidad automatizado en la era de la 4.ª revolución industrial?

¿Cómo podemos encontrar el balance entre el riguroso control de calidad de las piezas con las complejas geometrías y acabados y los operadores menos cualificados que las inspeccionan? ¿Existe una forma de mantener una calidad de inspección superior mientras se realiza lo suficientemente rápido para mantener el ritmo de la producción?

¿Cuáles son los principales problemas de productividad

de sus procesos de control de calidad automatizados?

Velocidad,
Mano de obra,
Complejidad

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¿Existe una solución?

Resulta que sí existe. Permite que los metrólogos sigan realizando el control de calidad vanguardista mientras crean alianzas con el departamento de la producción.

Primero, vale notar que los requerimientos de la precisión ya no son necesarios para estar en el rango del micrómetro. Lo que excluimos de un grado extra de precisión, que no necesariamente es validar la calidad de las piezas fabricadas, lo ganamos en la velocidad de ejecución.

Segundo, la inspección es realizada por un personal que solía manipular equipo de producción que generalmente es fácil de entender y manipular. No obstante, las herramientas de control de calidad todavía tienen que ser capaces de inspeccionar piezas con geometrías complejas y acabados mientras que siguen siendo simples y fáciles de usar y proporcionan un análisis detallado basado en una gran cantidad de datos.

Aquí es donde la tecnología de escáner láser 3D automatizada entra en la conversación. Ofrece los siguientes beneficios requeridos mientras compensa los potenciales problemas que queremos evitar.

Precisión

CMM tradicional

La tecnología óptica permite que los metrólogos obtengan un nivel de precisión, que es muy cercano al que solían tener con soluciones de medición de contacto tradicionales como las CMM. Con las CMM ópticas, las mediciones precisas y confiables son posibles gracias a que esta tecnología permite medir piezas directamente en el área de producción, sin un montaje rígido. En realidad, una CMM óptica, esta hecha de un seguidor y reflectores ópticos que proporcionan una referencia dinámica mediante el seguimiento óptico de la pieza medida al mismo tiempo que el escáner de medición. Los reflectores ópticos se usan para crear un sistema de referencia, que se bloquea con la misma pieza, así el objeto se puede mover durante las sesiones de medición. Por lo tanto, el sistema de medición proporciona el mismo nivel de precisión, sin importar las inestabilidades ambientales, ni la rigidez de montaje. Esto significa que se requieren menos alineaciones y manipulaciones, lo que ocasiona menos errores y menos presión en los operadores.

De este modo, el sistema de control de calidad puede mantener un alto nivel de precisión. Sin embargo, ¿qué tan rápido se pueden realizar las inspecciones?

Productividad

Interfaz de productividad para una mejor planeación

Gracias a las recientes mejoras en la velocidad de escaneo 3D, los metrólogos pueden realizar más inspecciones por hora mientras aumenta la productividad. Adicionalmente, se mejora la calidad de los productos fabricados. Con más inspecciones por hora, los problemas, los defectos y las irregularidades se pueden detectar con antelación. Además, las acciones correctivas en el proceso de fabricación pueden identificarse y planearse de manera anticipada.

Hasta ahora, la productividad y la calidad de los productos fabricados aumentan. Ahora, ¿qué habilidades se requieren para operar los robots de escáner láser en los sistemas automatizados de la fábrica?

Simplicidad

Ingenieros en acción

Las inspecciones en línea de la fábrica realizadas con soluciones de medición 3D integran hardware, software y piezas cinemáticas del robot. Esto significa que cualquier operador, sin importar sus antecedentes y nivel de experiencia, puede trabajar con una máquina de inspección automática. Ahora todos pueden sentirse cómodos usando esta solución de inspección. Es simple; solo tiene que importar el modelo 3D en el software de inspección, definir el plan de inspección y determinar qué entidad geométrica es la que se tiene que controlar.

En pocas palabras, la tecnología de escaneo simplifica la realización de inspecciones. Pero ¿qué impacto tiene la complejidad de las piezas en el control de calidad?

Flexibilidad

Piezas complejas para el escaneo 3D

Las geometrías y los acabados ahora son más complejos. Para tratar los acabados de superficies complejas, por ejemplo, brillantes, negro mate o distintos colores, se requiere una solución flexible. Idealmente, una sola herramienta de metrología con ajustes de láser que se pueden cambiar debe ser capaz de adaptarse al acabado de la pieza. Y, para manipular y controlar las complejas geometrías, como las formas libres, se requiere la captura de muchos datos. Idealmente, una sola solución debe poder capturar una gran cantidad de datos en un tiempo muy corto.

Los escáneres láser 3D, con sus mejorados algoritmos de detección láser, son una herramienta de metrología que ofrece la flexibilidad de medir distintas piezas, sin importar su tamaño, su complejidad ni sus variedades de acabados.

En resumen, los metrólogos están teniendo dificultades con muchos desafíos para realizar las inspecciones dimensionales. No obstante, ahora hay soluciones que pueden reducir sus dificultades y cumplir su importante necesidad de precisión, productividad, simplicidad y flexibilidad.

Artículo escrito por Creaform

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