Impulsado por la urgente necesidad de la industria aeroespacial para establecer enfoques de producción más eficientes y dirigibles, el proyecto de investigación UniFix ha reunido patrones innovadores de la industria y de la investigación en el sector aeroespacial para establecer normas más elevadas con un ingenioso sistema de inspección y producción en línea. El proyecto es una colaboración entre Hexagon, Stäubli WFT, FFT Production Systems y el Instituto de investigación Fraunhofer IFAM.

El concepto UniFix consiste en un soporte de componentes flexible que hace circular de forma independiente diferentes componentes de gran tamaño a través de varias estaciones de procesamiento. En este proceso, se crea un flujo electrónico de todos los componentes y los datos del proceso, lo que permite la reutilización de los datos de medición en todas las estaciones subsecuentes así como un mejor seguimiento de los defectos. Los procesos de medición lentos se externalizan desde las estaciones de producción, que solo llevan a cabo tareas de referencia rápida. Con un sistema así, ya no es necesario instalar ni ensamblar los componentes durante las transiciones entre las estaciones, lo cual aumenta considerablemente la eficiencia del proceso.

El sistema UniFix comienza con los soportes de los componentes – múltiples vehículos guiados automáticamente (AGVs) que al conectarse virtualmente en modo de acoplamiento pueden moverse como un solo vehículo interconectado. Gracias a este sistema de tracción omnidireccional, el vehículo interconectado funciona con agilidad, aún en espacios muy limitados.

Sobre este vehículo está instalado un elemento de fijación a medida diseñado para alojar varios tipos de componentes de gran tamaño. Un diseño especial permite el transporte sin deformar el elemento de fijación.

La selección y la definición de cada proceso de destino en la línea de producción se efectúa de forma sencilla a través de una interface de tableta a medida. Está conectada a un sistema central de gestión de datos del proceso que genera órdenes y gestiona toda la línea de flujo al supervisar indicadores clave de rendimiento definidos.

Guiado por cintas QR en el taller de producción, el sistema móvil puede colocarse con precisión en los distintos pasos de la producción. Esto comienza con una conexión automática del suministro de material, alimentando los datos de ajuste para el dispositivo de sujeción ajustado automáticamente. Después de la colocación, la conservación de la forma se garantiza por los soportes nivelados con precisión.

La posición real de cada moldeado se comprueba con el sistema dinámico de fotogrametría de cámara múltiple 3D Arena de Hexagon, que puede registrar cada pieza del gran elemento de fijación simultáneamente. Al compararlo con el dibujo CAD, ofrece datos de ajuste en tiempo real para garantizar una posición precisa de los elementos de fijación, con parámetros de ajuste mostrados en directo en el software, sobrepuestos al modelo CAD. La capacidad de referenciación dinámica del sistema 3D Arena permite seguir fácilmente la posición de la fijación a lo largo del proceso de ajuste, ya que la posición de cada elemento individual de la fijación se ajusta con precisión.

Posterior a este ajuste, el componente que será trabajado se instala en el dispositivo de fijación. Una vez colocado y asegurado antes del transporte, el vehículo automatizado traslada el componente instalado a la siguiente etapa de producción definida: el proceso de referenciación geométrica e inspección.

Una vez que el sistema llega a la estación de inspección y referenciación, el dispositivo de sujeción móvil es referenciado inicialmente por uno de los sistemas láser tracker de clase alta de Hexagon, el Leica Absolute Tracker AT960. Este equipo puede medir hacia retrorreflectores instalados en la fijación, lo que permite una referenciación muy precisa en la estación de inspección.

Una vez finalizada la referenciación inicial, comienza el proceso de medición. El componente se captura como una nube de puntos 3D a lo largo de toda el área de interés, nuevamente utilizando el láser tracker AT960. En esta etapa del proceso, el láser tracker se combina con un escáner láser 3D Leica T-Scan 5 instalado en el brazo del robot, el cual puede moverse alrededor de la pieza en su propia plataforma AGV independiente.

Con estos datos de inspección, el proceso de producción puede identificar las características principales y definir aspectos como la ubicación de las trayectorias del mecanizado para el corte del borde exterior de un plano de cola de una aeronave o la posición de las perforaciones en los álabes de los aerogeneradores.

Posterior a la inspección, el elemento de sujeción móvil pasa a la estación de mecanizado. Esto marca el final de la línea de flujo de UniFix, con el AGV liberado para recibir la siguiente orden de transporte durante el proceso de mecanizado.

Gracias al método de UniFix, la referenciación del sistema de mecanizado consiste de un número de puntos considerablemente menor que serán medidos, lo que ofrece una importante ventaja de productividad en el proceso de mecanizado. De esta forma, se pone en práctica totalmente el concepto de calibración en varias etapas que requiere la línea de flujo UniFix.

“Se puede concluir que el uso de AGV para transportar el dispositivo de sujeción reduce considerablemente el número de operaciones de manipulación,” explica Christoph Brillinger, Líder de proyecto de UniFix Fraunhofer IFAM en Stade. Gracias al concepto UniFix, el sistema de mecanizado puede enfocarse en su propósito original, es decir, en las operaciones de mecanizado de gran calidad.

“La flexibilidad del concepto del proceso también puede utilizarse para armonizar los tiempos de los ciclo y reducir el plazo de entrega. La capacidad de captura de datos consistentes del sistema de gestión de datos procesados centralmente también simplifica la identificación temprana de los defectos de la fabricación, lo que lleva a una reducción de las piezas de desecho,” agrega Christoph Brillinger.

Gracias a este innovador proyecto de investigación, se han establecido nuevas normas en la productividad de los sistemas de mecanizado.