El software posibilita la medición en la misma máquina de producción

Medición en la propia máquina-herramienta

Stephen Logee. Director, Business Development de Wilcox Associates Inc. Sección realizada con el asesoramiento técnico de Hexagon Metrology, S.A.01/06/2005
Los fabricantes son reacios a utilizar sensores de medición aunque hayan existido para las máquinas CNC durante varios años. El mayor impedimento para usarlos es que crear macros para la digitalización a veces es difícil y siempre toma mucho tiempo. Además, las ideas equivocadas de que “si no se hacen actividades de fabricación en una máquina se pierde el tiempo” y “no se tendría que medir nunca una pieza con la misma máquina que la hizo” no ayudan mucho.
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Los fabricantes pueden utilizar PC-DMIS NC para medir antes de cortar la pieza. Después otro software best fit puede señalizar los datos para determinar si la pieza encaja. Métodos similares pueden también representar la mejor estrategia para cortar la pieza.
Con el nuevo software introducido por dos fabricantes en los Estados Unidos este año, se están superando los principales obstáculos para medir en la máquina de producción. Por ejemplo, uno de esos programas, el software PC-DMIS NC, ofrece unas opciones gráficas interactivas para automatizar la tarea de creación de macros en la máquina de producción. Clicando en un modelo CAD, los programadores crean rutinas de digitalización en una fracción del tiempo que se necesitaba antes. Los operarios pueden recuperar esas rutinas cuando las necesiten o se pueden recuperar automáticamente a partir de programas. Ahora que es fácil generar rutinas de medición en la máquina de producción, consideremos las ventajas.

Con la medición de unas características en el momento de configuración, los operarios de la máquina pueden detectar los errores antes de que se conviertan en fallos caros. La digitalización facilita el diagnóstico de problemas relacionados con las herramientas, las configuraciones de trabajo, velocidades y alimentación erróneas, programas NC equivocados y problemas de ese tipo. Al contrario de la inspección convencional, no se tienen que medir todas las características de la pieza. Los errores más graves se pueden detectar comprobando un grupo de características seleccionadas. La clave está en identificar las mediciones que nos ayudarán a destacar los problemas.

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PC-DMIS NC permite hacer pruebas off-line y ejecutar rutinas de inspección para minimizar el impacto en las operaciones de corte.
Tool wear contribuye también a corregir errores. Midiendo de forma periódica las características seleccionadas mientras se produce, los usuarios pueden controlar el grado de tool wear y decidir si se cambia la herramienta, si se ajusta el programa de corte o si se dejan las cosas como están. De ese modo, los fabricantes pueden utilizar datos reales del proceso, en vez de un plan para decidir cuando se sustituyen las herramientas.

Actualmente, los operarios pasan mucho tiempo alineando las fijaciones y las piezas en la configuración. En los procesos cortos, por ejemplo, se puede perder más tiempo en la configuración que en el vaciado de metal. Con la medición automática en la máquina, el operario reduce de forma significativa el tiempo necesario para configurar las fijaciones y las piezas. Además, puede calcular de forma rápida e introducir las configuraciones de herramienta y de trabajo (con eso también se ahorra una gran cantidad de tiempo).

La inspección manual de la primera pieza en la máquina de producción representa otro gran trabajo de configuración. Primero, la máquina está parada esperando a que llegue un operario para inspeccionar. Después se pierde aún más tiempo durante el proceso de inspección y mientras los resultados se calculan y se introducen. Con la inspección automática en la máquina de producción, sólo se tiene que cargar y ejecutar las rutinas de digitalización que se han creado previamente. Si se requieren algunos ajustes, un software como PC-DMIS NC puede, en muchos casos, hacerlo de forma automática. Si no, el operario puede interpretar fácilmente los resultados y hacer rápidamente las correcciones necesarias. Cuando se produce, la inspección automática, integrada con el corte de la pieza, alerta a los operarios de los problemas reales y potenciales antes de que la pieza sea inutilizable o se tenga que rehacer.

Cuando las piezas, sobre todo las grandes, se tienen que sacar de la máquina CNC para inspeccionarlas, la productividad se puede ver muy afectada. La máquina puede estar parada durante horas (a veces días) mientas se saca la pieza, se transporta a la máquina de medición, se configura, se mide, se evalúa, se saca, se vuelve a transportar, se configura una vez más y se ajusta. Usar el software metrológico integrado en el proceso para medir de forma automática la pieza en la máquina de producción elimina este complicado proceso y reduce en gran medida el potencial de errores.

Además de obtener un “feedback” inmediato, el paquete metrológico integrado en el proceso puede pasar sus resultados a bases de datos externas y sistemas de softwares para realizar estas funciones como: SCP, estudios de las capacidades del proceso y de la máquina, generación de informes gráficos, etc.

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PC-DMIS NC de Wilcox Associates Inc. Permite crear rutinas de inspección CNC off-line clicando en el modelo CAD de la pieza real.

Solucionar los problemas difíciles

Con una herramienta potente para la digitalización automática CNC, los usuarios tienen a su alcance soluciones creativas para problemas complejos que de otro modo no tendrían solución. Por ejemplo, un “early adopter” está investigando el uso de la medición en la máquina de producción para garantizar que las piezas existen en una forma cercana a lo necesario. Los datos de la digitalización de PC-DMIS NC van a otro paquete de análisis best-fit que hace los cálculos. Esto permite hacer pruebas en materiales que no son caros antes de pasar a un proceso de producción más caro que quizás no saldría bien.

Otro usuario está desarrollando un proceso interactivo único para fabricar moldes de alta calidad. La máquina corta y mide de forma automática la pieza hasta que se consigue la curva deseada. Esta operación integrada sustituye un proceso de medición fuera de la máquina de producción que tenía un índice de piezas defectuosas del 50 por ciento.

Los usuarios de esta nueva tecnología pueden aprovechar rápidamente estas funciones de reducción de costes. Además, con la integración de la medición en la máquina de producción con una potente base de datos y herramientas de análisis el sistema es aún más eficiente. En un futuro próximo, los sistemas de segunda generación, no sólo presentarán una ventana del proceso de producción en tiempo real, sino que además corregirán el proceso de forma automática. A medida que los usuarios desarrollan estas capacidades, los sensores mostrarán mejor como cortar los metales y lo que es más importante, la productividad aumentará.

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Macros Vs. integración en el proceso

Un solo servidor/estación de trabajo metrologica integrada en el proceso que utilice el nuevo PC-DMIS NC de Wilcox Associates puede generar subrutinas de medición, gestionar el flujo de datos y realizar el análisis de datos como mínimo para diez máquinas CNC. Los programas crean rutinas de inspección off-line clicando en el modelo CAD de la pieza. Entonces el sistema traduce las rutinas a lenguaje CNC y las descarga en la máquina de corte. La máquina las puede ejecutar a medida que se necesiten o los programas de corte las pueden recuperar automáticamente.

Al final de todas las rutinas de medición, los datos vuelven automáticamente al servidor y se almacenan en una base de datos. Una amplia gama de herramientas de creación de informes y de análisis tienen acceso a estos datos. La siguiente tabla compara los softwares metrológicos integrados en el proceso de producción con el método convencional de escritura de macros de digitalización.

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Mediante PC-DMIS NC se puede convertir cualquier máquina de control numérico en un medio de control.
Comparación entre macros de digitalización y metrología dentro del proceso.

Macros de digitalización
Metrología dentro del proceso
Facilidad de programación
Difícil de utilizar y de entender.

Requiere tiempo.
Pruebas en la máquina.
Programación intuitiva con sólo hacer click, que es 5 veces más rápida.

Las pruebas off-line no estorban la máquina.
Versatilidad
Limitada a simples comprobaciones de características
Medición de cualquier característica o relación que indique la condición del proceso
Datos compartios, análisis, realización de informes
Informes simples o que se visualizan en la pantalla
Los datos de las piezas se almacenan en una base de datos común accesible por las herramientas de análisis y de creación de informes
Integración
No
Una amplia gama de máquinas de CNC con sensores y sisemas de medición puede utilizar las rutinas y la base de datos
Posibilidad de corregir el proceso
No
Se pueden sacar informaciones basadas en el análisis de datos
Solución automática de problemas
No
Se pueden utilizar potentes algoritmos, p.e.: "best-fit" para solucionar los problemas de fabricación más complejos.

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