Desafiando el status quo de las mediciones
Los componentes fabricados hoy en día son más complejos que nunca, con más diversidad de piezas, más cambios de modelos y tolerancias más estrictas que nunca. Esto está impulsando la necesidad de un mayor control de calidad, la implementación de dimensiones y tolerancias geométricas (GD&T), y otros procesos de metrología en el proceso de fabricación. Y, con la solicitud de producir piezas aún más baratas y más rápidas, los fabricantes están analizando dónde debería realizarse el proceso de medición de componentes. Tradicionalmente, los fabricantes de componentes han dependido de un proceso de medición en el que operadores capacitados utilizan equipos controlados por computadora para validar piezas seleccionadas al azar en lotes, generalmente en posproducción y fuera de línea de producción, en un laboratorio de calidad u otro entorno controlado.
Este proceso, a veces denominado “tailgate measurement,” puede resultar problemático. Cuando el proceso incluye paradas frecuentes para trasladar piezas al laboratorio para su validación, puede crear cuellos de botella y aumentar significativamente el tiempo total de fabricación. Por otro lado, las mediciones menos frecuentes pueden generar desperdicio, ya que los lotes de piezas que no superan la validación deben desecharse. También puede crear la necesidad de realizar ajustes manuales, lo que aumenta el riesgo de error humano.
Ahora, con una escasez histórica de mano de obra calificada, recursos, y a medida que el Internet de las cosas (IoT) trae una mayor conectividad, los fabricantes están buscando un proceso de medición más ágil y rápido, que elimine la necesidad de sacar piezas de la línea de producción para su verificación. Además de reducir el tiempo necesario para el mecanizado de ajuste fino.
Los Beneficios
Ha llegado el momento de trasladar la medición de piezas de calidad a la línea de producción. El impulso para este nuevo paradigma se originó en la industria aeroespacial, automotriz y de fabricación de dispositivos médicos: industrias que necesitan lograr una inspección de piezas del 100%, con retroalimentación en tiempo real para acciones correctivas rápidas. Ahora, casi todas las industrias buscan acelerar el proceso de fabricación para obtener estos mismos beneficios.
Acercar la medición a la línea de producción acelera el proceso de control de calidad, proporciona retroalimentación en tiempo real y proporciona una base para integrar la automatización y la robótica en el proceso. De hecho, la implementación de mediciones en línea o casi en línea se está convirtiendo rápidamente en una herramienta esencial para los fabricantes, emergiendo como el nuevo estándar para la fábrica inteligente.
Al final, por supuesto, el objetivo es mejorar la calidad aumentando la frecuencia de las inspecciones y disminuyendo el tiempo de inspección durante todo el proceso productivo. Ubicar las capacidades de inspección en o cerca de la línea de producción permite la verificación del 100 % de los componentes, en lugar de la frecuencia de muestreo que resulta del proceso de medición tailgate measurement process. Después de todo, cuando las piezas se inspeccionan con más frecuencia, se enfrentan menos problemas y desafíos durante el proceso de producción. Además, un proceso que proporciona la capacidad de detectar problemas con las piezas (y corregirlos rápidamente) da como resultado que se desechen menos piezas. Con menos desperdicio, se reducen los costos de material y los retrasos.
Enfrentando los desafíos con las CMM
Si bien la inspección en línea/casi en línea se está convirtiendo rápidamente en el nuevo estándar, los fabricantes enfrentan desafíos en sus esfuerzos por integrarla en sus procesos de producción. Estos desafíos incluyen la falta de espacio disponible para la instalación de un equipo adicional, las variaciones diarias en la temperatura del piso de fabricación que pueden afectar la precisión y repetibilidad del equipo y las vibraciones del tráfico constante de montacargas en el piso de producción. El polvo, los desechos y otros contaminantes (otro hecho inevitable de la vida en entornos industriales) también pueden afectar la precisión y confiabilidad de estos instrumentos extremadamente delicados.
Debido a que muchas instalaciones de producción funcionan las 24 horas del día, la capacidad del equipo para proporcionar un tiempo de actividad 24 horas al día, 7 días a la semana para mediciones constantes es otra preocupación importante. La fabricación justo a tiempo, en la que se fabrican varios tipos de productos simultáneamente, añade complicaciones adicionales. Primero está la necesidad de medir múltiples piezas sin ralentizar la línea de producción, seguida por el desafío de los reinicios frecuentes e importantes.
Como los componentes actuales son más complejos que nunca, se requiere una mayor necesidad de flexibilidad en el proceso de medición. Al llevar estas capacidades al taller, los fabricantes pueden cambiar la configuración y realizar cambios de diseño más fácil y rápidamente para mejorar el componente. Con la flexibilidad de las máquinas de medición de coordenadas (CMM’s) actuales, las configuraciones a menudo se cambian en una o dos horas más o menos.
Actualmente hay disponibles muchas CMM’s que pueden afrontar el desafío de las rápidas tasas de producción actuales. Su tamaño más pequeño hace que sea fácil colocarlas en ubicaciones difíciles del piso de producción (algunos dentro de gabinetes en centros de mecanizado CNC) o con diseños con fácil acceso en múltiples lados para facilitar su integración en sistemas de manejo de piezas y para que los utilicen los operadores.
Traslado de la inspección al taller: ¿cómo llegar allí?
Ya que el mercado global exige productos de mayor calidad (y el cumplimiento de ISO 9000/QS-9000 y otros estándares), trasladar la medición al taller es el siguiente paso lógico en la evolución de la medición tradicional de posproducción a la inspección y medición en tiempo real. Una transición exitosa a la inspección y medición en línea o cerca de línea requiere planificación y ejecución de un proceso bien pensado que incluya los siguientes pasos:
1.) Examinar los métodos de inspección actuales.
Observe de cerca cómo se realiza actualmente la inspección y medición de piezas en sus instalaciones, incluidos los pasos y el personal involucrados en el proceso así como cualquier problema o desafío que se encuentre con frecuencia.
2.) Determinar el espacio disponible.
Tomando en consideración el flujo de componentes hacia el equipo de medición, mida el espacio físico que será necesario para el equipo que se instalará. Si el espacio es limitado, considere optar por una solución de ingeniería personalizada que se integre directamente en su línea o incluso se monte en la propia máquina herramienta.
3.) Examinar el taller.
Considere factores ambientales como cambios de temperatura ambiente, protección contra escombros y vibración excesiva. Debido a que la variación de temperatura es una de las fuentes más importantes de errores de medición, elegir una MMC altamente resistente al medio ambiente con una amplia garantía de precisión de temperatura es una forma efectiva de minimizar las pérdidas y garantizar la precisión a medida que cambian las temperaturas.
4.) Determinar la necesidad de capacitación.
Si está trasladando el proceso de inspección y medición desde un laboratorio con personal especializado, es posible que deba brindar capacitación a las personas que serán responsables del uso de la CMM en el taller.
5.) Establecer nuevos procesos para monitorear y mantener la condición del sistema de medición.
Realice un seguimiento cuidadoso del uso del equipo para determinar si cumple con las expectativas de tiempo de ciclo y reducción del tiempo de inspección.
6.) Explore las capacidades de fabricación inteligente de su sistema.
Es posible automatizar completamente el proceso de identificación de errores, de modo que las máquinas herramienta se ajusten automáticamente en función de los resultados de la inspección.
Encontrar la CMM adecuada
Dados todos los desafíos en el taller, es importante considerar cuidadosamente la construcción de la CMM para garantizar que funcionará de manera efectiva en su entorno de fabricación. Un requisito absoluto para una CMM que debe funcionar las 24 horas del día en línea de producción es el diseño estructural. Se debe tener en cuenta la durabilidad para garantizar operaciones estables y precisión en una amplia gama de entornos de temperatura. La máquina también debe ser fácil de mantener. Cuando el espacio lo permite, un recinto puede ayudar a evitar que los contaminantes afecten el rendimiento, pero las máquinas también deberían poder superar ciertos niveles de contaminación.
Los sistemas CMM de línea de producción Mitutoyo están diseñados para afrontar los desafíos de fabricación actuales para una amplia gama de piezas de trabajo. La MiSTAR 555, es la solución de medición en línea/casi en línea más nueva de Mitutoyo, presenta un conveniente diseño de acceso abierto y una estructura ergonómica que ahorra espacio para mediciones rápidas, precisas y confiables en una amplia gama de piezas de trabajo de tamaño mediano.