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Problemas de CMM y cómo abordarlos a través del control de calidad automatizado

En el mercado hipercompetitivo actual, las empresas de fabricación se enfrentan a una multitud de desafíos en sus líneas de producción. Muchos de ellos están conectados al proceso de control de calidad, que tiene como objetivo garantizar la calidad de los productos que se fabrican y envían a los clientes. Una solución que a menudo se presenta para abordar esta tarea es el uso de una máquina de medición por coordenadas (CMM).

Sin embargo, las CMM tradicionales conllevan propio conjunto de problemas, como retrasos en la productividad, dificultades en la contratación y desafíos en la medición de piezas complejas, por nombrar algunos.Y en un entorno de tan alta velocidad, la más mínima ralentización de la productividad, los gastos añadidos o los simples errores pueden pasar factura a una empresa y traducirse en la pérdida de contratos y de la confianza de los clientes.

Cómo detectar problemas de esamblaje anticipadamente, reducir el desperdicio y el tiempo de inactividad

MetraSCAN montado en robot de la R-Series escanea la puerta de un coche blanco

Si bien la CMM tradicional puede ser muy precisa, su complejidad de uso y velocidad limitada pueden retrasar importantes decisiones basadas en información. Como solo unos pocos expertos y profesionales pueden ejecutar estas tareas y las mediciones se toman fuera de la línea de producción, se pueden generar retrasos importantes en la aplicación de medidas correctivas, lo que puede generar desperdicios y tiempos de inactividad.

Un enfoque diferente del control de calidad tiene como objetivo abordar estos desafíos específicos: soluciones de escaneado 3D automatizadas.

 

¿Es la automatización una opción para aumentar la productividad?

Línea de producción de automóviles automatizada de 2 plantas

En los últimos años, las industrias manufactureras globales han creado diseños de montajes y piezas cada vez más complejos para abordar los mercados hipercompetitivos. Sin embargo, la diversidad de componentes tan complejos requiere procesos de control de calidad más avanzados.

¿Qué ocasiona los cuellos de botella?

Con demasiada frecuencia, las inspecciones de control de calidad se realizan en una sala aislada de la planta de producción donde las variaciones de temperatura y de humedad así como las vibraciones son limitadas. Los expertos en control de calidad deben llevar muestras de la planta de producción al laboratorio de control de calidad para realizar una inspección dimensional con una CMM tradicional. Los movimientos de estas piezas tienen varios impactos negativos importantes. Sin duda, requiere una cantidad considerable de tiempo y esfuerzo para mover las piezas de la línea de producción al laboratorio, creando con frecuencia cuellos de botella que no se pueden gestionar en las distintas estaciones de medición y retrasos extensos para tomar decisiones.

Inspección en la línea de producción

Para mitigar estos problemas y junto con la creciente implantación de la Industria 4.0, se requiere que los fabricantes realicen inspecciones de control de calidad justo o muy cerca de la línea de producción para maximizar la eficiencia y la continua comunicación a través de todos sus procesos de fabricación.

Como resultado, nunca había existido una mayor necesidad para realizar inspecciones dimensionales dentro del ciclo de producción usando soluciones de metrología automatizadas cerca de la línea o en la línea.

Sin embargo, si las inspecciones se realizan en las líneas de producción, el ritmo de la inspección debe seguir el mismo de la producción para evitar afectar la productividad. Una parada de la producción debido a cuellos de botella en las inspecciones cuesta mucho dinero. Por lo tanto, el retorno de la inversión de una solución de control de calidad automatizado es muy alto.

Solución: Escaneado 3D automatizado

Gracias a la nueva tecnología y a los avances científicos, los fabricantes están usando soluciones de escaneado 3D de última generación con velocidades de adquisición de datos sin precedentes de hasta 1,5M de mediciones/segundo y generaciones de malla más rápidas. Una combinación de cámaras de alto rendimiento y componentes informáticos ayuda a aumentar la velocidad de adquisición y procesamiento de datos. En otras palabras, las máquinas de medición por escaneado 3D proporcionan una solución que puede escanear piezas de forma continua, más rápido que nunca. Los escáneres pueden incluso ajustar sus ajustes durante el proceso de escaneo para optimizar la adquisición de superficie en conformidad con los distintos colores y texturas. Esta es una mejora importante debido a que podemos escanear superficies brillantes negras y blancas mate en la misma pieza.

Aumento de la productividad de la inspección automatizada

Al utilizar escáneres 3D automatizados, los equipos de control de calidad pueden realizar más inspecciones por hora. Se pueden detectar problemas, defectos e irregularidades con anticipación para tomar medidas de inmediato o a futuro. Además, el mantenimiento del equipo y las medidas correctivas en el proceso de fabricación se pueden identificar y planificar con anticipación. Con la posibilidad de conectarse directamente con las bases de datos de la producción, la información se puede sincronizar automáticamente para ahorrar incluso más tiempo.

En resumen, el número de piezas predeterminadas que deben reconstruirse disminuye, la tasa de piezas descartadas en comparación con las piezas fabricadas también disminuye y se fabrican y se venden más piezas con la misma cantidad de materia prima. Nuevamente, el retorno de la inversión es obviamente un factor ganador con este tipo de solución.

 

Soluciones de control de calidad automatizadas para la complejidad de las piezas y la variedad de acabados

Múltiples modelos de chasis de coches grises junto a la línea de producción

Uno de los principales factores que con frecuencia se descarta, pero que puede tener un impacto significativo en el tiempo total de la medición, es la sensibilidad del acabado de la superficie de los escáneres 3D. Cuando se trata de soluciones de inspección automatizada, el tiempo del ciclo siempre es una métrica clave en la elección de una nueva tecnología. Sin embargo, para calcular correctamente el tiempo de ciclo real de un proceso, no es suficiente tomar solamente la velocidad de medición de los escáneres 3D.

Para los operadores en el taller, los parámetros más impactantes de su rendimiento son tanto la tasa de medición como el área de escaneado. Estudiar estos dos parámetros al mismo tiempo les proporciona a los usuarios una experiencia de escaneado 3D realista. Una vez que sabe de forma más precisa la cantidad de tiempo que se requiere para escanear 1 metro cuadrado, es mucho más fácil escalar esa eficiencia para varios tipos y familias de piezas.

Formas de evitar el impacto en el rendimiento de la inspección

Sin embargo, para calcular el tiempo de ciclo real para una operación completa, es fundamental medir el tiempo necesario para preparar la pieza y para limpiarla después de las mediciones. De hecho, conocer si una pieza requiere pintura o polvo para cubrir el acabado de la superficie es también un factor clave para evaluar qué elegir como tecnología de metrología 3D automatizada ya que requerirá recursos humanos para completar estas operaciones adicionales.

Normalmente, los escáneres basados en el área o escáneres 3D de luz estructurada son extremadamente sensibles al acabado de la superficie. La precisión volumétrica con frecuencia se ve afectada directamente si los usuarios escanean material negro, blanco o brillante. Para evitar este tipo de impacto al rendimiento del escáner, algunas veces se requiere preparar la pieza antes de escanearla. Incluso entonces, es posible que el proceso de escaneado deba ralentizarse y requiera más mediciones. Además, al realizar dicha preparación, es importante recordar que también será necesaria la limpieza de la pieza posterior, ambas operaciones manuales que deben realizarse dentro del tiempo del ciclo de producción. Cuando no es posible mantener el ritmo de la producción, cambiar a una mejor tecnología podría ser interesante.

Hoy en día, los mejores escáneres 3D del mundo pueden tratar distintos materiales y acabados de superficie sin tener que aplicar polvo o pintura antes de lanzar la adquisición. No solamente proporcionan la mejor experiencia de escaneado 3D (puntos por segundo en combinación con el área de escaneo), es la mejor solución para abordar los distintos tamaños y formas de piezas y acabados de superficie.

 

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La contratación de operadores de CMM sigue siendo un problema en la fabricación

Hombre con casco azul midiendo una pieza circular grande con CMM tradicional de contacto

Cuando se habla de Industria 4.0, muchas personas no saben lo que las empresas realmente necesitan y cómo lo pueden obtener. La Industria 4.0 implica muchas cosas diferentes, incluido el sueño de medir el 100 % de todas las dimensiones al 100 % de todas las piezas. Sin embargo, esto no es lo más valorado por la mayoría de las empresas de fabricación. Lo más importante para una empresa de fabricación es tener el control total de su proceso de fabricación. Incrementar el control de calidad es una forma de llegar allí, pero no es el objetivo principal de la gerencia.

Es cierto que un aumento en la productividad del proceso de control de calidad llevará a la detección anticipada de problemas, pero podría también habilitar a las empresas a que adopten una filosofía proactiva y preventiva para planear mejor los métodos correctivos, el mantenimiento del equipo, etc.

La automatización como solución al problema laboral

Obviamente, para poner en práctica estos principios en la vida real, las empresas necesitan mano de obra para operar las CMM del taller. Se requieren técnicos o ingenieros de control de calidad cualificados para operar CMM convencionales o herramientas de metrología manuales. Actualmente es difícil encontrar personas cualificadas para el control de calidad, es un problema real para muchas empresas de fabricación.

Las recientes innovaciones de los fabricantes de metrología han mostrado que la automatización puede proporcionar una solución al problema de mano de obra en metrología y resolver la necesidad de aumentar la productividad. Aunque tradicionalmente una solución de control de calidad automatizada era menos fácil de implementar que los escáneres 3D independientes, la nueva generación de CMM de escaneado 3D automatizado para talleres ha solucionado este problema a través de la integración conjunta de hardware y software. Rapidez, precisión y facilidad de uso son las principales características de la más reciente máquina de medición de coordenadas para talleres.

Los especialistas capacitados solo deben realizar tareas de control de calidad de alto valor

Un elemento clave para este éxito se basa en abordar los desafíos de recursos humanos que tantas empresas están experimentando ya que pueden ser operadas por el personal de producción en lugar de algún miembro del departamento de control de calidad. Por supuesto, en algún momento alguien de ese departamento deberá preparar el plan de inspección, pero para ejecutarlo, son las personas de producción las que utilizarán la CMM en las operaciones diarias. En realidad, el proceso es tan simple como poner una pieza en la CMM y presionar el botón de inicio para que el robot pase por encima de la pieza con el escáner 3D.

Finalmente, gracias a la grandiosa integración de software, los técnicos e ingenieros de control de calidad no tienen que tener formación en robots o en cinemática de robots. Hoy en día, las soluciones de software de gemelos digitales pueden calcular, simular y ejecutar automáticamente la trayectoria del robot a partir de un plan de inspección.

 

Cómo puede ayudarlo el control de calidad automatizado a resolver los desafíos de su CMM

MetraSCAN montado en robot de la R-Series que escanea un montaje tubular complejo junto a la pantalla del ordenador con una marca de verificación verde

En resumen, en comparación con las CMM tradicionales, una solución de CMM de escaneado 3D automatizada es mucho más rápida, lo que a su vez proporciona ganancias en productividad y eficiencia. A través de su velocidad y precisión, elimina los cuellos de botella en la CMM y permite la inspección automatizada directamente en la línea de producción. Ofrece una solución a los problemas de contratación a través de su rápida integración, automatización y facilidad de uso y es la mejor manera de evitar el impacto en el desempeño de la inspección al poder medir piezas complejas con diferentes acabados.

Básicamente, aborda todos los problemas que enfrentan las empresas cuando utilizan una CMM tradicional y proporciona una ventaja definitiva en el mercado para cualquier empresa de fabricación que busque mejorar sus procesos de CMM, acelerar su rendimiento y aumentar la confianza y satisfacción de sus clientes.

Artículo escrito por Creaform

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