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Preparándose para el futuro
Digitalizar en 3D usando ATOS, una solución de alto rendimiento en cadenas de producción industrial
En un mercado desafiante, definido por la calidad y el coste, los fabricantes de automóviles están buscando onstantemente la mejora de su producto para estar por delante de su competencia, tanto definiendo estándares muy altos en precisión y velocidad para sí mismos como para sus proveedores. Los errores en el proceso de producción pueden generar gastos muy altos, especialmente si éstos se identifican en el proceso de producción en vez de identificarse antes de entrar a producción.
Proceso de producción: Desde el CAD hasta el componente perfecto
Un proceso de producción estándar comienza con la construcción de las geometrías nominales (CAD). Con simulaciones numéricas, se elige el material adecuado y esto puede generar cambios en el CAD. Después de estos pasos iniciales, se empieza con la fabricación del troquel.
El paso de datos nominales a la pieza final es enorme. Aunque las simulaciones se mejoran constantemente, el componente real que sale del troquel ha sido influenciado por el proceso de producción real; y no todos los parámetros se pueden considerar en la simulación. Así es necesario entrar en la fase interactiva del "Try-Out", consistiendo en los pasos de inspección de componentes y modificación del troquel.
Se mecaniza un primer troquel, muy cerca del CAD diseñado y en un proceso de prueba se produce un primer componente preliminar. Se analiza la pieza resultante y las desviaciones sirven como información necesaria para modificar el troquel, hasta que el componente deseado puede producirse finalmente.
Entonces se inicia la primera inspección de la pieza, antes de que el producto pueda ser producido en serie. Aquí, todas las tolerancias se comprueban detalladamente para asegurarse que el componente se pueda producir según los requisitos funcionales y estéticos. Después de terminar la primera inspección del artículo, se ha establecido como obligación archivar o copiar el troquel, que ahora contiene un valor añadido. De esta manera, el tiempo y los gastos que fueron invertidos para mejorar el troquel se preservan. Y el proceso no tiene que ser realizado de nuevo si hay que repetir el troquel.
Finalmente, durante la producción, el desgaste del troquel por un lado, y la inspección del componente por otro lado, son dos tareas importantes a realizar para asegurar estándares de calidad constantes.
Inspección - Métodos tradicionales
Para garantizar productos válidos en el final del proceso de producción, la inspección de componentes la fase de Try-Out, en la primera inspección del artículo y en la inspección final, así como las modificaciones del troquel y el desgaste son las tareas que tienen que ser logradas con un sistema de medición adecuado.
Las máquinas de medición táctil (tridimensionales) están establecidas en la industria. Su ventaja es capturar rápidamente coordenadas de puntos individuales y realizar una inspección puntual. Sin embargo, cuando se enfrentan a objetos o superficies de formas libres, mas complejos, el tiempo de medición aumenta drásticamente, capturando pocos puntos.
Digitalizador ATOS 3D - Una solución completa y segura para la industria
Éste es el punto donde entran las técnicas de medición óptica. El digitalizador ATOS 3D, desarrollado por la compañía alemana GOM, ha revolucionado las tareas de medición e inspección en los procesos de producción industrial durante la década pasada.
Sus ventajas están claras: La medición rápida de toda la superficie permite capturar el objeto completo con muy alta resolución. En vez de capturar apenas un solo punto por cada medición, el digitalizador ATOS captura millones de puntos en segundos, usando una técnica de proyección de alta tecnología. Así, se puede utilizar la representación completa de la superficie del objeto para examinar componentes y troqueles.
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| Digitalizador ATOS 3D. Con millones de puntos de medición en un segundo, los sistemas de digitalización ATOS aseguran una captura de datos rápida y segura |
En el software de inspección incluido, la comparación contra CAD se lleva a un nivel más alto. En vez de comparaciones de puntos individuales y largas tablas, la representación de color de desviaciones ayuda al técnico de metrología a identificar las áreas que necesitan ser mejoradas en el troquel para mejorar el componente final.
Debido a la alta resolución, el sistema de medición se puede incluso utilizar para la reproducción de troqueles y se puede mecanizar directamente los datos creados en STL sin realizar procesos de creación de superficies.
Seguridad por auto-control
Pero solo capturar muchos puntos de medición en poco tiempo no es bastante. En la metrología, una cuestión importante es con qué incertidumbre se pueden medir estos puntos. Al final, cambios de procesos de producción y decisiones de la dirección dependen de la fiabilidad de estos datos.
El sistema ATOS es una solución segura, porque puede controlar la calibración del sistema en cada medición. Este auto-control del sensor es alcanzado por su técnica de cámara estereoscópica. Pues el sensor recibe más datos de los necesarios para ver en 3D, estos datos se pueden utilizar para controlar el estado actual del sensor. Además, un control en línea que, entre otras cosas, puede detectar movimientos entre el objeto y el sensor asegura resultados con una precisión alta y segura.
Aplicaciones
La alta precisión y el control de los resultados de medición han abierto muchas aplicaciones para esta solución de medición, sobre todo en la industria del automóvil.
Comenzando en la fase de la fabricación del troquel, el digitalizador de ATOS 3D desempeña un papel importante en todos los siguientes pasos de la producción. Aquí, las grandes áreas de medición pueden reducir drásticamente el tiempo necesario para capturar los datos y dar una representación rápida del exceso de material, reconociendo así errores de fundición. Otros usos son la optimización de trayectorias de fresado y el control de colisión del cabezal y el objeto fundido. Un conocimiento que no tiene precio en comparación con el ahorro en tiempos muertos.
En la fase de Try-Out, las tareas de copiar troqueles, reproducción del troquel después de la rotura, optimización de la simulación o archivar, se realizan con la preparación de mallas de alta calidad y alto detalle que aseguran la producción de una base válida para la ingeniería inversa. En muchos casos, el simple proceso de digitalizar un troquel que ha sido mejorado manualmente, ha ahorrado miles de euros: si se rompe un troquel, los datos finales están disponibles. Los procesos interactivos para encontrar la forma perfecta otra vez, que son tan costosos, pueden ser evitados.
Finalmente, en la medición de desgaste del troquel y la inspección del componente, el sistema puede ofrecer una regeneración directa sobre cambios indeseados en la geometría del troquel. Los troqueles van cambiándose sobre un cierto número de ciclos de la producción, y así se cambian los componentes. La inspección constante asegura que se pueda producir con la calidad prevista.
Potente software de inspección
Un ejemplo específico para la capacidad del software es que el workflow para la inspección de chapa se ha revolucionado.
En caso del software de inspección de ATOS -certificado por los estándares europeos y americanos- los datos nominales de varios formatos se puede importar directamente.
Si se desea, se pueden importar los planes de medición, utilizados en las tridimensionales de contacto. Así, todas las posiciones y dimensiones, pero también las tolerancias se definen y están disponibles para la inspección adicional. En caso de que un plan de medición esté ya disponible, ésto se alcanza pulsando una sola tecla.
El posicionamiento de las mediciones reales respecto a los datos nominales ya no se realiza alineando el objeto físicamente en el sistema de medición, sino directamente en el software utilizándose diversas técnicas RPS, 3-2-1 ...
Para comparar los datos medidos al CAD, el diagrama de desviación de color de toda la superficie da una representación que resulta fácil de entender. Una primera impresión de la calidad geométrica del producto. A partir de aquí, las posibilidades son virtualmente ilimitadas. Diversos tipos de leyenda permiten al ingeniero entender la condición del objeto a fondo. Los análisis seccionales proporcionan una representación alternativa para los que estén acostumbrados a utilizar datos 2D. Se pueden escoger valores discretos e incluso utilizar calibres virtuales que midan sobre los datos recogidos.
Al final del proceso de inspección, los resultados están disponibles para la creación de informes de medición, según los requisitos de la compañía o pueden ser compartidos simplemente usando un visualizador gratuito.
Los clientes están fascinados
Los sistemas de digitalización ATOS se han establecido en los mercados del automóvil y aeroespacial. Entre muchos otros, BMW, Volkswagen, SEAT, Daimler y Audi confían en las soluciones ATOS para sus procesos de producción.
Éxito a nivel mundial
Más de 2.000 sistemas están instalados por todo el mundo ya, haciendo el digitalizador 3D una verdadera historia de éxito. GOM ha establecido una red de más de 30 distribuidores alrededor del mundo, representando sus productos en los mercados locales respectivos.
En España, la compañía Metronic, S.A., situada en Eibar, Guipúzcoa, lleva 10 años como distribuidor certificado de GOM.
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