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Control de calidad automatizado: Una estrategia clave para fabricantes de vehículos eléctricos con el fin de acelerar su producción

Desafíos: Las innovaciones del sector automotor ofrecen nuevas oportunidades y desafíos en el control de calidad

Con la popularidad cada vez mayor de los vehículos eléctricos (VE), muchos ingenieros y especialistas en control de calidad están enfrentando nuevos desafíos al inspeccionar piezas. Mientras los autos tradicionales poseían principalmente piezas mecánicas, los vehículos eléctricos ahora poseen complejos dispositivos electromecánicos controlados por software. Si bien poseen menos piezas móviles que los vehículos a gasolina, los vehículos eléctricos tienen innumerables subsistemas complicados, todos los cuales afectan el desempeño y el manejo de estos nuevos vehículos.

Como resultado, los equipos de control de calidad, a menudo compuestos por técnicos que están más acostumbrados a los vehículos convencionales, deben cambiar sus métodos, herramientas y flujos de trabajos a fin de garantizar la calidad y el cumplimiento de los componentes. Además, puesto que los fabricantes de vehículos eléctricos desean llegar al mercado más rápido con sus últimas innovaciones, los equipos de control de calidad deben mantener niveles de producción superiores.

A fin de mejorar la seguridad de los productos y el rendimiento de la producción, cada vez más fabricantes de EV están recurriendo a sistemas de control de calidad automatizado en las plantas y justo en sus talleres de producción. Las anomalías se pueden informar instantáneamente al personal de ingeniería para tomar medidas correctivas rápidas. Acelerar las inspecciones permite tener un mayor rendimiento y acelerar el tiempo de lanzamiento al mercado.

Los métodos poco eficientes de control de calidad y la falta de mano de obra especializada ralentizan la producción

En el duro mercado laboral de hoy en día, existe una evidente carencia de mano de obra especializada con la experiencia y los conocimientos requeridos para llevar a cabo inspecciones de control de calidad efectivas.

Las inspecciones manuales o con máquinas de medición de coordenadas (CMM) convencionales toman tiempo. Ambas dependen de los niveles de eficiencia del operador y están sujetas a los errores humanos. Las CMM a menudo se encuentran en laboratorios dedicados, lo que implica que se requiera mucha programación, configuración y repeticiones en la línea de producción. Las CMM tampoco son muy rápidas y requieren de expertos en metrología para funcionar. Todos estos factores pueden ralentizar enormemente la ejecución de las inspecciones de control de calidad.

Las piezas de vehículos eléctricos complejas y los tipos de producción conllevan inspecciones complejas

Además, puesto que las piezas y subsistemas de los EV pueden ser más complejos que los de los vehículos tradicionales, las inspecciones pueden requerir pasos adicionales. Por ejemplo, algunas tecnologías de inspección convencionales pueden ser muy sensibles a los acabados de superficie, pueden requerir la preparación de las superficies, como, por ejemplo, la aplicación de polvo, para realizar las inspecciones adecuadamente. Esta preparación requiere tiempo adicional, puede ser difícil de predecir y, si no se realiza correctamente, puede afectar la precisión de la inspección.

Además, muchas piezas de vehículos eléctricos no se pueden volver a fabricar. Esto significa que, si los inspectores pasan por alto un problema de calidad y una pieza que no cumple con las especificaciones se agrega a la línea de producción, esa línea podría detenerse inmediatamente. Por este motivo, los fabricantes de vehículos eléctricos a menudo requieren mediciones del 100% de las piezas acabadas antes de que estas pasen a la producción en serie dentro de un tiempo de ciclo especificado.

También es importante tener en cuenta que el sector automotor está avanzando hacia tipos de producción de alta mezcla y bajo volumen para los vehículos eléctricos. Esto significa que los equipos de control de calidad deben cambiar constantemente la programación de las CMM, lo que —nuevamente— requiere tiempo y conocimientos de un metrólogo experimentado.

Línea de montaje del motorLínea de montaje del motor
Crédito: Walter Automobiltechnik

 

Cómo conseguir el equilibrio adecuado entre velocidad y exactitud

Como se mencionó anteriormente, las inspecciones tradicionales manuales o con una CMM dependen de las habilidades de los técnicos, lo que puede comprometer la exactitud de los datos, la fiabilidad y la repetibilidad. Las CMM en particular también son muy sensibles a las vibraciones, al polvo y a la humedad del entorno de producción circundante; de hecho, las CMM a menudo requieren de una losa de concreto aislada a fin de garantizar la precisión de la inspección. Esto añade costos y complejidad significativos al implementar una nueva CMM.

Algo importante que se debe mencionar sobre la exactitud. Las CMM convencionales son muy exactas; a menudo, son demasiado exactas para su uso. Por ejemplo, las tolerancias más estrechas que encontrará al estampar o soldar un perfil de superficie, puntos de recorte, etc., son de +/- 0,5 mm. Incluso, no es inusual ver tolerancias +/- 1,0 y +/- 1,5 mm. ¡La exactitud de una CMM (de hasta algunas micras) es más de 10 a 100 veces superior que la tolerancia más pequeña! Esto significa que las CMM a menudo son demasiado precisas para algunas aplicaciones. Por lo tanto, las CMM solo se deberían usar en casos en los que su exactitud sea realmente necesaria y emplear otras tecnologías más rápidas para inspeccionar la mayoría de las piezas.

Soluciones: Soluciones de control de calidad automatizado para aumentar la eficiencia y la producción de los fabricantes de vehículos eléctricos

R-Series™ de Creaform son la soluciones de escaneado 3D para el control de calidad automatizado y son ideales para fabricantes de vehículos eléctricos que buscan aumentar la eficiencia de sus inspecciones sin comprometer la exactitud ni requerir de técnicos altamente especializados.

El MetraSCAN 3D-R™ es un poderoso e innovador escáner CMM óptico montado en robot que se puede implementar en cualquier proceso de control de calidad automatizado para las inspecciones en la línea. Independientemente del tipo de producción — muchos modelos y bajo volumen o pocos modelos y alta producción —, el MetraSCAN 3D-R se puede configurar como una solución llave en mano con un rastreador óptico C-Track en una célula CUBE-R™ o como parte de una configuración personalizada.

  • Alta productividad
    Los equipos de control de calidad pueden capturar hasta 1.800.000 medidas/segundo independientemente del tamaño, superficie, recorte y características geométricas de las piezas.
  • Multitarea
    Cuando se usan tanto el MetraSCAN 3D-R como VXelements, la plataforma de software 3D de Creaform, los inspectores pueden llevar a cabo simultáneamente la adquisición y el análisis de datos para acelerar la producción.
  • Diseño industrial sólido
    Es estupendo para cualquier entorno de producción que los equipos de control de calidad pueden conseguir una exactitud en el area de trabajo de 0,025 mm (0,0009 pulg.), independientemente de las inestabilidades, vibraciones y variaciones térmicas.
  • Calibración automática
    No se presentan desviaciones de exactitud en el tiempo a pesar de emplearse la producción acelerada

Control de calidad automatizado del montaje de un motor con el uso del MetraSCAN 3D-RControl de calidad automatizado del montaje de un motor con el uso del MetraSCAN 3D-R
Crédito: Walter Automobiltechnik

 

Beneficios: Obtenga resultados de inspección exactos rápidamente con el control de calidad automatizado

Que sea al implementar una solución de control de calidad automatizado llave en mano o personalizable con el MetraSCAN 3D-R, los fabricantes de vehículos electricos pueden realizar inspecciones más rápidas con el nivel de exactitud adecuado, sin personal altamente técnico.

Más aún, el MetraSCAN 3D-R se puede integrar rápidamente en la línea de producción sin necesidad de capacitación extensa ni tiempos de inactividad significativos.

Implementación y capacitación rápidas

Gracias a su diseño y facilidad de uso, el MetraSCAN 3D-R se puede instalar en tan solo una semana. Técnicos con cualquier nivel de habilidad se pueden capacitar en solo un día. Esto le ahorra dolores de cabeza al departamento de RR. HH. de los fabricantes y reduce los tiempos de inactividad para implementar un sistema de control de calidad automatizado.

Inspecciones dimensionales 100% completas y con mayor rapidez

Los fabricantes de vehículos electricos están presionados para introducir sus innovaciones al mercado con mayor rapidez. Las soluciones de control de calidad automatizado, como el MetraSCAN 3D-R, satisfacen la necesidad de velocidad de adquisición de datos sin sacrificar la exactitud, la fiabilidad y la repetibilidad de las mediciones.

Algunos fabricantes están usando el MetraSCAN 3D-R para reducir los tiempos de adquisición de datos de las inspecciones desde horas a unos pocos minutos, todo esto con la seguridad de que las piezas que son aprobadas están conformes con las especificaciones y las regulaciones del sector. En definitiva, el aumento de la capacidad de inspección contribuye con el aumento de la producción.


logo WAT

Walter Automobiltechnik GmbH, un renombrado proveedor alemán de piezas y accesorios para grandes fabricantes de equipos originales de los sectores automotor y de motocicletas, añadió recientemente dos sistemas MetraSCAN 3D-R a su sistema de control de calidad automatizado para evaluar la calidad del montaje de un motor de un auto eléctrico y mantener un tiempo de ciclo corto.

El motor se fabricó usando piezas estructurales soldadas con geometrías complejas, lo que hizo que su inspección fuera difícil y consumiera tiempo. El montaje también se desarrolló usando acero galvanizado reflectivo, lo que formó parte del problema de inspección.

¡Al usar el MetraSCAN 3D-R, que le permitió al equipo de control de calidad capturar un alto nivel de mediciones en segundos, Walter Automobiltechnik pudo reducir drásticamente los tiempos de inspección del montaje del motor de una hora y 30 minutos a solo 8 minutos! Walter Automobiltechnik no hubiera podido lograr este nivel de producción con una CMM tradicional.

El MetraSCAN 3D-R le permitió a la compañía reducir la ocupación de espacio en su taller con el uso de un robot más pequeño, capaz de cubrir la pieza completa. Esto le permitió ahorrar dinero a Walter Automobiltechnik en la inversión del robot y, puesto que la integración tomó menos espacio, hubo menos cambios en el taller de producción.

La compañía está planificando agregar más escáneres ópticos CMM MetraSCAN 3D-R en el futuro cercano para acelerar muchas de sus otras líneas de producción.

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