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Reportaje de la sección de metrología del Centro Tecnológico de Seat

La metrología dimensional en SEAT evoluciona hacia lo virtual

01/01/2002

El departamento de metrología de prototipos de Seat se encuentra en una gran sala acondicionada, llena de equipos de medición y control de toda clase (desde una mesa de fundición hasta el equipo de fotogrametría más avanzado), que está en el departamento de prototipos que la compañía posee, rodeado de fuertes medidas de seguridad, en sus instalaciones de Martorell.

Manuel Martín Alonso y Pedro Jiménez Martín nos reciben en las dependencias donde se diseñan los prototipos (quizá futuros modelos, de aquí las medidas de seguridad) y nos llevan a través de las tripas de Seat Martorell hacia una sala perfectamente silenciosa y “metrológica”.

En palabras de sus responsables, Martín Alonso y Jiménez Martín, se trata de una pequeña fábrica dentro de otra, que posee sus propias rutinas de trabajo y una cierta libertad para escoger el tipo de equipos que necesitan.

Trabajar en metrología para prototipos e I+D tiene otras ventajas (o inconvenientes, según se mire), como es el hecho que el producto a medir cambia contínuamente (de hecho, no hay tiempo para el aburrimiento). En contrapartida. medir prototipos, si se trata de modelos de diseño, no requiere en algunos casos de la misma precisión que si de piezas de mecánica se tratase.

Han cambiado mucho las cosas pero tanto Martín Alonso como Jiménez Martín recuerdan la primera máquina metrológica programable con la que trabajaron, una DEA, que funcionaba con cintas de papel perforado y tardaba siete horas en controlar una carrocería. Quizá por eso Martín Alonso y Jiménez Martín piensen que a pesar de todos los adelantos, el problema de la metrología dimensional "es uno y está clarísimo y consiste en situar bien la pieza en el espacio. Se trata de lo fundamental y aún así a veces cuesta entender como se tarda más en alinear una pieza que en controlarla”.

¿A qué funciones se dedica este centro?

El trabajo que hacemos se puede definir como el control de todas las piezas que equipan un prototipo. Esta definición es pura teoría porque no tendríamos capacidad para controlar todas las piezas que lo conforman. En teoría, deberían controlarse las piezas, los conjuntos y el vehículo ya construido. ¿Qué hacemos en realidad? Todo lo que somos capaces de construir en casa. En Seat ensamblamos toda la carrocería y ensamblamos todas las piezas, por tanto hay que controlar los subconjuntos y el producto final.

A esto hay que añadir que desde que se implantó la filosofía de los RPS, todas las firmas estamos intentando ensamblar mediante ellos para minimizar dispersiones. Para no sumar tolerancias, todas nuestras piezas se ensamblan según este sistema y nosotros controlamos los conjuntos. En primer lugar para asegurar su calidad y en segundo lugar para conocer las desviaciones y si es necesario introducir las mejoras en el útil.

Realmente, controlamos todas las piezas que se construyen en prototipos, es decir, una parte de las piezas de chapa, y una parte de las piezas de acabado, todo lo que no se subcontrata a ingenierías.

¿Qué tanto por ciento se subcontrata?

Prototipos realiza el 30% de las piezas

¿Qué arte de magia utilizan para compatibilizar equipos y software con las tareas y el equipo humano?

Dividiendo las tareas en grupos especializados. Hay un equipo que se dedica exclusivamente a chapa, otro exclusivamente a acabados, otro a utillajes, otro a digitalizado... por ejemplo, el equipo de chapa trabaja exclusivamente en chapa. Para ello utiliza dos software comparativos con CAD (el Metrolog y el Interprog). Si empleamos los software de medición casi todos los equipos emplean el Metromec, por tanto no hay tanta variedad de software.

Utilizamos básicamente comparativos de CAD –todos debemos conocer CATIA como mínimo–. Después tenemos a una persona destinada únicamente a hacer auditorías (de las carrocerías, de la chapa y de vehículo terminado).

Estamos especializados en equipos. Para dar cuenta de esto solamente hay que pensar que tenemos un equipo dedicado a medir Modelos de Control de Datos (DKM). Se trata de un automóvil entero fresado interior y exterior a partir de un modelo virtual (el DKM digital o DDKM). Este coche es el que permite liberar estas superficies para el proyecto. Como decía, aquí tenemos un equipo especializado en este tipo de trabajos, porque no es lo mismo medir chapa que medir modelos, a nivel de tolerancias.

¿Debéis tener por tanto un importante equipo humano?

En la actualidad trabajan 25 personas, contando los dos equipos en los que se divide el departamento. El área dimensional está a su vez dividida en dos áreas: una dimensional propiamente dicha, que realiza mediciones de carrocerías, piezas y auditorias entre otras cosas, y otra área que hemos denominado virtual.

¿Puede hablarnos de esta área?

Está más volcada en la virtualidad y el cumplimiento de la cadena de desarrollo. Dentro de esta parte se encuentra la fotogrametría o digitalizado, la realidad virtual y los calibres de montabilidad. Esto último lo utilizamos como complemento para corroborar que lo que virtualmente funciona, realmente funcione. Estos calibres de montabilidad dividen el vehículo en cuatro partes y la parte que más nos interesa controlar, por su grado de dificultad, es el interior del automóvil.

En general, todas las empresas están apostando por la virtualidad, entendiendo virtualidad como la posibilidad de conocer un producto antes de construirlo físicamente, con el fin de no construir nada de lo cual no se tenga la seguridad que va a funcionar.

Virtualidad

¿La virtualidad no lleva a tener en cuenta todo el flujo de producción desde la concepción misma del producto?

Muy pocas o ninguna empresa tienen una visión del producto virtual, lo que ha venido en llamarse ViPro. Es decir, que el producto no es solamente el proyecto sino el proyecto puesto en fábrica. La idea que tiene Seat y el consorcio es ir en una línea que es un breve espacio de tiempo nos permita ser capaces, no solo de filtrar un proyecto virtualmente, sino de ponerlo en una fábrica virtual, ejercer todas las montabilidades con los manipuladores definidos y asegurar antes de empezar que todo el proceso vaya a funcionar.

Por el momento tenemos la posibilidad en este departamento de probar virtualmente los prototipos. No llega a ser una sensación completamente inmersiva pero sí se consigue una cierta sensación de volumen. El equipo de R.V., actualmente lo estamos utilizando para hacer valoraciones de superfícies, tanto interiores como exteriores.

¿Por qué metrología y realidad virtual? hay quien la considera parte del diseño.

Estos conceptos se deciden en función de quien los plantea. En Volkswagen fotometría y realidad virtual forman parte de diseño, mientras que en Seat se encuentran en calidad, posiblemente la razón fue que fuimos los primeros en tener información sobre estos temas.

Ya hemos hablado de la realidad virtual como posible desarrollo, si bien no específico de la metrología. ¿En el campo específico de la medición dónde está el futuro?

La medición sin contacto es algo que queremos experimentar ahora y creo que puede dar muy buenos resultados. En la actualidad acabamos de adquirir un nuevo equipo de fotogrametría, que en cuanto a mediciones tridimensionales se refiere no es del todo útil, ya que tardamos lo mismo en situar la pieza y controlarla en fotogrametría que haciéndolo mediante comparativa CAD. Sin embargo, este equipo presenta algunas características muy interesantes.

Normalmente en producción se utilizan calibres para liberar piezas. Montan las piezas y van midiendo y anotando el resultado. Se trata de una forma de trabajar laboriosa y pesada que puede aliviarse substancialmente con este equipo de fotogrametría. Esto es así porque el equipo genera mapas de colores como resultado de comparar la realidad con el CAD, mostrando el estado de la pieza.

Por otra parte, en un futuro sería interesante poder vincular estas informaciones reales obtenidas con fotogrametría con representaciones de piezas virtuales, para ver si encajan. Esto sería muy útil si has fabricado una pieza real pero no la pieza contigua y quieres valorar como se acoplan, por ejemplo.

Pero la fotogrametría presenta problemas con brillos y texturas...

Hay problemas con brillos y con colores. El sistema de fotogrametría más antiguo que tenemos, de hace cuatro años, nos obligaba a matizar los prototipos para poder medirlos. Antiguamente se hacía con un abrasivo fino y más tarde con spray de talco. Con este nuevo equipo podemos trabajar sin matizar los colores pero hemos detectado que en función de los colores el sistema comete errores considerables. No obstante, estos errores pueden ser intolerables en aplicaciones como control de piezas y tolerables para aplicaciones como modelos de diseño (que o bien se han hecho manualmente o bien tienen retoques manuales). De todas maneras, hemos de experimentar más que este equipo para poder valorarlo de manera adecuada.

¿Cuanto tiempo hace que trabajan en fotogrametría?

Digitalizamos con fotogrametría desde hace cuatro años. Tenemos dos equipos. El más antiguo realizaba la captación a través de dos cámaras. Tardaba unas 8 horas en captar el vehículo y entre 4 y 5 días en procesar los datos. El nuevo equipo, que hemos adquirido hará mes y medio, utiliza cámaras de vídeo y tarda dos días en efectuar todo el proceso.

Otro sistema de captación sin contacto es el láser. ¿Qué valoración les merece?

Hace años adquirimos un sistema sin contacto con láser y la experiencia no fue muy positiva. Quizá fuimos demasiado ambiciosos y queríamos que el sistema fuera inteligente. Quizá nos gustaba mucho la ciencia ficción y confiábamos demasiado en las noticias de mísiles guiados por láser. De manera que pedimos una máquina equipada con un láser inteligente, que reconociese el camino que va a recorrer y se autoorientase. Lo necesitábamos para digitalizar sin contacto, ya que los modelos que utilizamos son blandos y la sonda de contacto acostumbra a dejar huella.

La teoría era que emitía un rayo con dos frecuencias, una se utilizaba para reconocer el camino y otra era de lectura. En teoría funcionaba pero en la práctica el haz de luz se perdía cuando llegaba a zonas complicadas (como parrillas...). Por tanto, tenía que complementarse con otros sistemas de medición y acabó siendo una tarea demasiado pesada.

Una fábrica dentro de otra

El aspecto metrológico en SEAT es modular y adaptable. No depende de un único departamento ni está a cargo de los mismos responsables. En este caso, por ejemplo, visitamos el departamento metrológico que se encarga de “controlar” los prototipos; poco tiene que ver en cualquier caso, con el control en línea de producción o con los encargados de controlar la calidad en material de compras, que también utilizan sus máquinas de medir y sus softwares.

Sin embargo, la diversidad no es el caos y para controlar que todo esté en su sitio se encuentra el laboratorio de metrología de Seat. Éste dispone de máquinas mucho más precisas y también de un interferómetro láser periodicamente controla las máquinas de medición que se utilizan en toda la empresa, incluidas las de este departamento de metrología en prototipos.

“Muy por encima de las exigencias”

El departamento “controla” unos dos coches semanalmente. En la mayor parte de las ocasiones se trata de chapa y acabados ya que los motores vienen de las otras firmas del consorcio (Audi o Volkswagen), aunque están preparados para controlar piezas de mecánica de mediana precisión. Utilizan comparativa CAD en casi todas sus máquinas, de hecho lo utilizan más que el propio software que lleva aparejado la máquina, y acumulan en este sistema 7 años de experiencia. Para máquinas manuales emplean Metrolog (los adquirieron porque en producción también los emplean) y para máquinas automáticas CNC se utiliza un producto de la casa, AudiMex.

Respecto a las máquinas, aunque las últimas se adquieron hace cinco años, Manuel Martín afirma que realmente, estan muy por encima de las exigencias que tenemos". Una de ellas posee una incertidumbre de 4µm (una distancia de 100mm aprox.) y exceptuando el mármol de fundición, todas las demás están del orden de las dos centésimas.

La parte que más nos interesa controlar, por su grado de dificultad, es el interior del automóvil

El equipo de R.V., actualmente lo estamos utilizando para hacer valoraciones de superfícies, tanto interiores como exteriores

En un futuro sería interesante poder vincular estas informaciones reales obtenidas con fotogrametría con representaciones de piezas virtuales, para ver si encajan. Esto sería muy útil si has fabricado una pieza real pero no la pieza contigua y quieres valorar como se acoplan, por ejemplo.

Hace años adquirimos un sistema sin contacto con láser y la experiencia no fue muy positiva. Quizá fuimos demasiado ambiciosos y queríamos que el sistema fuera inteligente.

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