Todas las características a primera vista: cómo los sistemas multisensor minimizan los tiempos de medición

pretema se ha especializado en el desarrollo y la fabricación de componentes electromecánicos. Sin embargo, esta versátil empresa demuestra también su excelencia en las tecnologías de fabricación y en los tipos de material. En el aseguramiento de la calidad, pretema confía en un equipo de medición multisensor de Hexagon Metrology que reduce drásticamente los tiempos de medición y que brinda una flexibilidad sin igual.

A primera vista, algunos de los productos pretema recuerdan a piezas de joyería. Al fin y al cabo, la ciudad alemana de Pforzheim, famosa por sus joyas, no está nada lejos. Brillantes superficies de acero inoxidable, aleaciones de cobre, níquel, aluminio, estaño, paladio y otros materiales reflejan la luz en la nave de la fábrica. En su sede de Niefern pretema cuenta con 550 empleados, especialistas en técnicas de estampado, galvanizado, material sintético, montaje y laminado. También está incluida la construcción de herramientas y moldes. 

A pesar del pequeño tamaño que puedan tener algunas de las piezas de pretema, las funciones que desempeñan son fundamentales para el éxito del producto final. La oferta de productos incluye carcasas pequeñas para sensores de aceleración y presión compuestas por piezas de material sintético y estampadas, que se instalan en automóviles. En caso de colisión, las unidades de montaje complementadas por el cliente envían señales al control de los airbags, ABS o ESP. Las tolerancias en la fabricación son micrométricas; en la estampación de estas piezas, por ejemplo, de tan solo unas pocas micras. La técnica de pretema en formato reducido se esconde también en las tarjetas de circuitos integrados. En este caso, pretema suministra marcos de conductores estampados y laminados para tarjetas de circuitos integrados, una especie de soporte y contacto para los circuitos integrados. Las dimensiones en las piezas de material sintético son algo mayores, por ejemplo, en las unidades de control de los cambios para automóviles. . 

„Trabajamos con todo tipo de materiales, con diferentes grosores, anchuras y geometrías. Por este motivo, la técnica de medición debe cumplir los más diversos requisitos. En las tolerancias, hablamos de más/menos 5 micras. Por consiguiente, los equipos de medición deben llegar también a rangos límite“, comenta Thomas Bauerfeld, director del departamento de calidad de pretema. 

Con el fin de cubrir todos los productos con métodos de medición adecuados, en el pasado pretema apostó por equipos de medición táctiles de Hexagon Metrology y por equipos de medición ópticos de otro fabricante. Con un Optiv Performance de Hexagon Metrology, la empresa invirtió por vez primera en un equipo que aúna ambos métodos de medición. Este equipo se emplea para primeros modelos, ensayos de capacitación de instrumentos de medición y procesos, comprobaciones en serie, mejoras de procesos y comparativas de datos CAD. 

Medición en una sujeción

La gran ventaja de este equipo de medición reside en la combinación de sensores táctiles y de visión en una única máquina. Thomas Bauerfeld: „Siempre teníamos el mismo problema con las diferentes situaciones de sujeción que precisábamos si primero queríamos realizar la medición óptica y luego táctil en distintas máquinas. Por lo general son diferentes dispositivos. El ahorro de tiempo ahora es enorme al no tener que realizar la medición en el dispositivo táctil primero, y luego en el óptico. Gracias a la combinación de diferentes procedimientos de medición en una sola máquina ahorramos mucho tiempo.“

Para pretema, el hecho de la que la nueva máquina pudiera dotarse de palpadores pivotantes y giratorios fue fundamental. „Para medir nuestras piezas de material sintético precisamos un cabezal pivotante y giratorio. Aunque la máquina óptica que utilizábamos hasta ahora podía complementarse con un sensor táctil, este no era pivotante.“ El Optiv Performance resultó ser la solución perfecta. Gracias al diseño Dual-Z puede combinarse con una serie de sensores de visión y táctiles. 

El diseño Dual-Z significa que dos ejes Z verticales se mueven independientemente entre sí. Mientras se mide con el sensor táctil, el eje con el sensor de visión se sitúa fuera del área de medición. De este modo hay suficiente espacio disponible para utilizar también cabezales motorizados pivotantes y giratorios que, por lo general, necesitan más „espacio libre“ para poder ejecutar los movimientos sin chocar. En los sistemas multisensor convencionales, los sensores de visión y táctiles están ubicados en un solo eje, el espacio disponible está limitado y el peligro de colisión es mayor. 

Tiempos de medición sustancialmente menores

Para pretema, el Optiv Performance ha demostrado ser un instrumento flexible con el que los técnicos metrólogos son capaces de medir con eficacia el espectro de piezas en constante cambio. En el caso de la medición de carcasas para sensores, los tiempos de medición se redujeron exponencialmente. El desencadenante de esta enorme ventaja fue una formación realizada en Hexagon Metrology. Willi Littau, técnico metrólogo de pretema, comenta: „Llevábamos ya unos meses trabajando con el Optiv Performance y queríamos ampliar nuestra formación. En el aula de formación descubrimos un equipo Optiv con sensor de luz blanca. Nuestra pregunta fue: ¿Qué puede hacer ese sensor y qué es lo que aporta? Nos presentaron una demostración con la que quedamos gratamente sorprendidos. Nuestra idea consistía en utilizar el sensor de luz blanca para registrar los puntos de enfoque en el eje Z durante la medición de carcasas. Calculamos cuánto podíamos ahorrarnos. Al final ahorramos más tiempo de medición de lo que creímos inicialmente.“ 

Si, anteriormente, los técnicos necesitaban tres horas para medir 32 carcasas con un total de 1.200 características, ahora con el Optiv Performance la medición está lista en una hora. „La inversión en el sensor de luz blanca se ha recuperado con rapidez“, cuenta Bauerfeld. En el caso de esta pieza compuesta por diferentes materiales, las ventajas del sistema multisensor se aprovechan al máximo. Para la alineación aproximada se utiliza el palpador táctil. El sensor cromático de luz blanca de alta resolución acelera la toma de las topografías superficiales con numerosos puntos de medición. Este sensor determina la altura de la carcasa. En base a la medición de la altura, el palpador táctil se desplaza a la pieza y mide características como, por ejemplo, la anchura y la longitud de la carcasa en la pieza de material sintético. El diámetro de la esfera del palpador, apenas visible, es de tan solo 0,3 milímetros. El sensor de visión, una cámara CCD de alta resolución, registra por su parte la geometría de estampación. El sensor de luz blanca interviene también en la medición de la planicidad que debe encontrarse dentro de tolerancias muy reducidas. Los sensores de aceleración y presión se adhieren posteriormente en las instalaciones del cliente a la superficie de la carcasa, por lo que deben ser muy planos. 

Software uniforme

Otro requisito que se exigía del nuevo equipo: pretema deseaba un lenguaje de programación con el que los técnicos metrólogos ya estuvieran familiarizados con el fin de reducir los costes del tiempo de aprendizaje y de la formación. Thomas Bauerfeld: „Nos decidimos por la tecnología multisensor de Hexagon Metrology también porque ya utilizábamos PC-DMIS en las máquinas de medición táctiles. La programación con este software es realmente eficiente.“ Willi Littau añade: „Con Hexagon Metrology estamos sobre seguro. La línea de servicio del software es extraordinaria.“

Para la comprobación en serie por parte de los operadores se modificó la aplicación User Interface de PC-DMIS Vision y se combinó con un software de otro proveedor. De la programación se encargan los especialistas de la sala de medición. De la medición son responsables sus compañeros del ámbito de fabricación. Para iniciar el proceso de medición, el operario hace clic en un botón de la interfaz de usuario. Una máscara solicita el nombre, el lote, el número de aviso y otra información. A continuación se muestra una fotografía donde puede verse la situación de sujeción. El operario sujeta entonces la pieza de forma análoga a la representación, hace clic en la imagen y la medición sigue su curso. De este modo se minimizan las intervenciones de los operarios. pretema aplica el mismo principio con un equipo de medición óptico de la serie Optiv Classic 321 GL utilizado en la fabricación de estampaciones para la medición 2D de serie de bandas de estampación. 

Mayor eficiencia

Las ventajas del Optiv Performance convencen. Por ello, Thomas Bauerfeld va más allá: „Cada vez fabricamos más variantes de carcasas para sensores. En la construcción de herramientas se tiende a integrar cada vez más cavidades del molde en una herramienta. En la técnica de medición, para nosotros esto implica que debemos medir más componentes a la par que debemos ser más eficientes. ¿Cómo podemos hacer frente a esta enorme carga? En mi opinión, un segundo Optiv Performance sería la solución.“