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Medición múltiple de piezas en producción / nº 255

Forges de Courcelles es una empresa de forja con sede en el departamento de Haute-Marne de la región de Grand-Est en Francia. Es un fabricante especializado de cigüeñales para prestigiosas marcas de automoción. La empresa ha podido mejorar sus procesos de producción al acortar los tiempos de inspección y aumentar la cantidad de datos recopilado gracias al ATOS Scanbox de GOM Metrology, cuyo partner en España es METRONIC, S.A

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Forges de Courcelles es el segundo mayor fabricante europeo de cigüeñales para marcas de automoción de reconocido prestigio y una empresa líder de forja en Francia. Forma parte de Sifcor, un grupo familiar, fundado en la década de 1880 en Nogent, que se encuentra en el departamento de HauteMarn. Originalmente especializado en la fabricación de cubertería, el grupo se diversificó en la década de 1950 en otros sectores comerciales, como la industria de  la automoción. Hoy en día, el sector de la automoción es el principal mercado del grupo. Forges de Courcelles es un fabricante especializado de piezas de acero para sistemas de suspensión, motores y transmisiones. Utiliza procesos de estampacion semi-caliente y caliente combinados con prensas industriales y martillos de forja.

Los principales clientes incluyen marcas de automóviles reconocidas a nivel mundial como Renault, Peugeot, BMW o Volkswagen. Hoy, la compañía tiene alrededor de 450 empleados con una facturación de 150 millones de euros y vende más de 65.000 toneladas de acero, el 41% de las cuales se realiza a través de las exportaciones.

Forges de Courcelles: empresa líder en forja en caliente en la industria de la automoción

Desde la década de 1970, Forges de Courcelles ha introducido prensas industriales y métodos de calentamiento por inducción para alcanzar una escala de producción en masa. Las primeras prensas con un peso de 6.300 toneladas se instalaron en la década de 1990. En 2007, la empresa invirtió en su primera prensa de 8,000 toneladas que le permitió abastecer a fabricantes con sede en Alemania. Se adquirió una segunda prensa del mismo peso en 2014 para ayudar a fabricar cigüeñales a alta velocidad.

Forges de Courcelles siempre ha apostado por la innovación y el desarrollo. Esto incluye la inversión en nuevas máquinas, la producción de piezas nuevas, la robotización y la automatización de las líneas de producción, etc. Su celo los ha llevado a utilizar robots, por ejemplo, para expandir la producción de tipos de piezas más pesadas y mejorar los tiempos de producción. La empresa sabía que tenía que adoptar el cambio tecnológico dentro de su maquinaria de producción. Como parte de su enfoque innovador y su continuo esfuerzo por mejorar, el negocio creció su interés en la metrología óptica 3D y consideró las soluciones que ofrece GOM.

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Exploración compleja de un cigüeñal W12 – Demo GOM 2016 (Imagen: GOM)

Creciente interés en la medición óptica 3D

Cyril Schäfer ha sido Gerente de Metodología e Investigación y Desarrollo (I + D) en Forges de Courcelles durante 15 años. Fue uno de los líderes en el proyecto para adquirir un sistema de medición GOM junto con Vincent Bouet, quien ha trabajado en Forges de Courcelles durante 17 años, 5 de los cuales como Gerente de Calidad, Seguridad y Medio Ambiente (QSE). La compañía comenzó a interesarse en los sistemas ópticos de medición 3D hace aproximadamente 10 años. Comenzó conversaciones con GOM durante las etapas iniciales de su análisis de evaluación comparativa de I + D. En este punto, Forges de Courcelles no tenía ningún conocimiento previo sobre el escaneo 3D y solo había adoptado métodos convencionales de máquinas de medición de coordenadas (CMM) usando sondas.

Asistimos al Workshop de forjas y fundiciones organizado por la oficina de GOM con sede en Metz en 2016. Llevamos un cigüeñal complejo con nosotros que el ATOS Triple Scan pudo medir en solo unos minutos cuando se configuró en modo manual. Gracias a ello comenzamos a considerar el uso de ATOS Triple Scan en el control de producción”, comenta Cyril Schäfer.

Confiado por la demostración del sistema GOM realizada en este evento, Cyril Schäfer y sus colegas iniciaron un período de demostración y validación técnica del ATOS ScanBox como una solución automatizada. En junio de 2018, el ATOS ScanBox 5120, equipado con el sensor ATOS II Triple Scan y el módulo Plus12M, se instaló en los talleres de Forges de Courcelles.

ATOS Scanbox- Serie 5
El ATOS ScanBox es una máquina de medición 3D óptica completa desarrollada por GOM para un control de calidad eficiente en el proceso de producción y fabricación.
Hay 11 modelos disponibles para piezas y aplicaciones de diferentes tamaños. Mientras que los sistemas de medición mecánica capturan datos sobre un punto o de forma lineal, los sistemas ópticos de medición 3D proporcionan datos de campo completo sobre las desviaciones entre las coordenadas 3D reales y los datos CAD. Un digitalizador 3D ATOS está equipado con un robot industrial rápido y robusto que es esencial para esta máquina de medición automatizada.
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El ATOS ScanBox 5120 es capaz de manejar piezas que miden hasta dos metros. Este modelo se utiliza principalmente para componentes mecánicos como el motor, la transmisión y las piezas de escape. El ATOS ScanBox 5120 también ha funcionado bien en aplicaciones de moldeo, forjado y estampado.
La sala de medición virtual: El VMR actúa tanto como la estación de control central como el software de planificación de medición para todos los elementos de ATOS ScanBox 5120. El robot se puede controlar completamente a través de una interfaz de software simple y segura. Por lo tanto, los usuarios no requieren conocimientos de robótica.
La interfaz Kiosk es una interfaz hombre-máquina (HMI) que simplifica la interacción con la máquina de medición. Maneja automáticamente el flujo de trabajo completo de medición y control, así como la visualización de páginas de informes y exportaciones. Como la interacción humana se reduce enormemente, se garantiza una alta precisión y calidad de datos, y los parámetros de medición, datos y sistema operativo están protegidos. 

Inspección automatizada y acelerada

La capacidad de realizar inspecciones rápidamente fue un factor clave para Forges de Courcelles. Dependiendo de los puntos de medición, una medición tomada con una sonda CMM generalmente necesitaría entre 10 y 20 minutos por cigüeñal. “Inicialmente vimos la oportunidad de acelerar los tiempos de inspección. Además, una inspección CMM solo proporciona una cantidad limitada de datos, suficiente para el control de producción, pero podríamos perder información sobre la geometría de la pieza, particularmente durante la etapa de arranque”, dijo Vincent Bouet.

Ahora, los datos digitalizados de campo completo nos permiten continuar el control del proceso estadístico de la producción al mismo tiempo que brindamos a los trabajadores de la forja una vista en 3D, en color, de las desviaciones y deficiencias de material de las piezas que están fabricando. Por lo tanto, pueden detectar variaciones que anteriormente se habrían perdido. 

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Desviación de diseño de datos de campo completo en malla GOM (Imagen: GOM)

En Forges de Courcelles, el ATOS ScanBox se instala en tres estaciones de producción en el taller de forja de cigüeñales. Unos 15 trabajadores de producción llevan regularmente sus piezas al laboratorio de medición. La interfaz del kiosk les facilita hacer inspecciones de ensamblajes de piezas que les permiten obtener 30 o más marcadores de puntos de referencia.

Durante el proceso de fabricación, el control de calidad de la producción se lleva a cabo en tres partes. El objetivo es garantizar el cumplimiento geométrico de las piezas producidas. La automatización completa de nuestras líneas de producción de cigüeñales ha aumentado considerablemente la tasa de producción. Anteriormente, se medían tres piezas en la producción utilizando el CMM. Teníamos que cargar el cigüeñal, realizar la medición, descargarlo y luego rehacer todo el proceso dos veces para las otras dos piezas. De esta manera se necesitarían entre 10 y 20 minutos por pieza. Gracias a la configuración de GOM y su procedimiento de medición rápida y la capacidad de inspeccionar tres partes simultáneamente, hemos mejorado nuestros tiempos de respuesta en caso de que haya problemas con las piezas o desviaciones del proceso estándar. Ahora necesitamos 15 minutos para inspeccionar tres piezas usando el sistema GOM”, explicó Cyril Schäfer.

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Sala de medición virtual (VMR) (Imagen: Forges de Courcelles)a

Vincent Bouet añadió: “Además, así como era importante el objetivo de reducir la cantidad de tiempo lo era también la necesidad de tomar mediciones fiables. Confirmamos con GOM de antemano que sus mediciones eran fiables y precisas al compararlas con nuestras herramientas y métodos de medición convencionales, un factor clave para garantizar la conformidad de las piezas”. En la metrología moderna, donde los procesos son controlados y regulados por los datos de medición, es necesario poder confiar en los datos producidos por el digitalizador. Forges de Courcelles, por lo tanto, trabajó estrechamente con GOM para establecer configuraciones óptimas que cumplieran con los criterios de precisión, resolución y velocidad de adquisición de datos.

La razón principal para elegir GOM para esta aplicación se debe a la calidad de los datos recopilados y la velocidad de su adquisición en comparación con otras tecnologías conocidas como el escaneo láser 3D«, dijo Vincent Bouet. La compañía también valoró la oportunidad de trabajar en asociación con GOM para adaptar la solución estándar ATOS ScanBox 5120 a la aplicación específica requerida por Forges de Courcelles. GOM ayudó a la compañía a diseñar un útil multi-pieza adaptado al entorno de forja para garantizar un alto rendimiento y, en particular, el cumplimiento de la ergonomía para mantener la seguridad de sus empleados.

La celda se adaptó en la etapa de instalación para permitir que las piezas que pesen hasta 35 kg se carguen con una grúa giratoria. Se implementaron las medidas de seguridad necesarias para garantizar que la celda funcionara correctamente. Esta fase supuso un ejemplo de colaboración entre los equipos de GOM y Forges de Courcelles, no solo al instalar el sistema, sino también durante la formación y el soporte posterior a la instalación.

Interfaz hombre-máquina personalizada para usuarios autónomos

Hervé Maupied, empleado de Forges de Courcelles durante 32 años (27 de los cuales como metrólogo) y Franck Dorlet, también empleado de la empresa durante 19 años (3 de los cuales como metrólogo), son expertos en el uso cuando se trata de los sistemas y software de GOM. Utilizan el software GOM Inspect Professional VMR cuando programan fuera de línea y para evaluar los datos medidos. El software ATOS XL Professional VMR es una parte esencial del sistema instalado. Procesa las imágenes capturadas y las transforma en mallas para realizar el análisis. Para que esta solución sea fácil de seguir, solo la HMI, conocida como la interfaz de Kiosk, se hace visible para los usuarios. «GOM nos ayudó a personalizar estos módulos y ahora tenemos autonomía sobre tres sistemas«, explicaron los dos metrólogos.

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Franck Dorlet, metrólogo (Imagen: Forges de Courcelles)

Nuevas perspectivas de la empresa

La mayoría de la facturación de Forges de Courcelles proviene de la industria de la automoción, un sector extremadamente competitivo. Las presiones de precios junto con el mantenimiento de la productividad en este sector han sido significativas y continuas durante muchos años. En Nogent, la empresa ha comprendido esto y ha tomado las medidas necesarias para garantizar que evolucione continuamente. “Gracias al digitalizador 3D, la empresa ahora puede medir el 100% de las superficies de sus piezas. Esto abre nuevas perspectivas para mejorar el equilibrio producto / proceso. Los datos medidos están contribuyendo a nuevos proyectos de I + D”, dijo Cyril Schäfer.

No es solo gracias al apoyo de instalación de los equipos de GOM y al aumento de los esfuerzos de los expertos de Forges de Courcelles que se logró este ambicioso proyecto. El grupo de trabajadores internos también merece crédito por su compromiso de transformar esta máquina de medición estándar «plug and play» en su propia herramienta multifuncional«, agregó Cyril Schäfer.

Sobre Forges de Courcelles

Una empresa familiar establecida en la década de 1880, Forges de Courcelles forma parte del Grupo Sifcor: un fabricante especializado en piezas forjadas de automoción.

Es el segundo mayor fabricante europeo de cigüeñales para marcas de automoción de renombre como como Renault, Peugeot y BMW.  La empresa se encuentra en el departamento francés de Haute-Marne, el negocio tiene actualmente más de 450 empleados y exporta sus productos en todo el mundo. Considerada como la principal empresa francesa de forja en la industria automotriz, la empresa se esfuerza continuamente por mejorar y siempre busca adoptar un enfoque innovador.

Sobre GOM GmbH

GOM, una empresa del Grupo ZEISS, se especializa en la tecnología industrial de medición de coordenadas 3D, la tomografía computarizada 3D, así como los ensayos 3D, y respalda a clientes de todo el mundo que proporcionan máquinas y sistemas para la digitalización 3D manual y automatizada, software de evaluación, formación y soporte profesional desde una sola fuente.

METRONIC

tel. 943 121400
www.metronicnet.com

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