Entrevista a Traian Onaciu, Director del Departamento de Metrología de la Fundación Ascamm

Ferran Puig y Marta Torres15/12/2001

"La evolución de la metrología dimensional de los últimos años se ha basado en el desarrollo del software"

Traian Onaciu nació en Transilvania en 1952, aunque su mirada límpida no recuerda en nada los hálitos que se atribuyen a alguno de sus paisanos. Conserva la ciudadanía rumana desde que, en 1992, se trasladó a España, donde convalido y amplió en gran medida sus estudios de Ingeniería Mecánica, realizando el doctorado sobre MMC.

Parece muy bien calibrado y se esfuerza en expresarse siempre de forma exacta. Está casado y tiene dos hijos. En esta entrevista nos da cuenta de las evoluciones de la metrología dimensional desde que se hizo cargo del departamento en Ascamm hace doce años, y las tendencias que se apuntan en esta ciencia y en la industria relacionada.

MetalUnivers: ¿Cómo han evolucionado los sistemas de medición en estos doce años de actividad del servicio metrológico de Ascamm?

Traian Onaciu: Desde el principio el laboratorio estaba equipado con los medios básicos para dar respuesta a la diversidad de problemas de metrología. A lo largo de este tiempo nuestros medios se han diversificado, se han reubicado en un entorno apropiado y han seguido las mejoras de los programas de aplicación con la ayuda de la informática. Estos programas han migrado hacia el entorno “Windows”, dando facilidad en el uso y mejora en la productividad.

MU: Pero los equipos también han evolucionado en estos años...

TO: Los fabricantes se han preocupado de construir máquinas con estructuras más equilibradas, equipadas con una diversidad de sistemas de adquisición de datos que se complementan uno a otro para dar soluciones mejoradas a la demanda metrológica de complejidad creciente.

Se han desarrollado los sistemas de adquisición sin contacto, basados en el principio de la “triangularización óptica”. Emisores láser de baja potencia o fuentes de luz blanca proyectan sobre el mesurando en análisis patrones conocidos. La proyección se registra mediante receptores de imgn. En el triángulo formado por el emisor, el objeto explorado y el receptor hay suficientes elementos conocidos para poder calcular las coordenadas espaciales de puntos situados sobre las zonas exploradas. Estos sistemas tienen el propósito de reducir el tiempo empleado en el proceso de adquisición de datos. Se demuestran muy útiles en trabajos de dgitalizado y con el tiempo mejoraran la incertidumbre especifica.

En cuanto a las máquinas de medir, el método de análisis de estructuras, utilizando elementos finitos ha determinado cambios estructurales importantes para mejorar los requisitos de rigidez y velocidad en movimiento. Se puede disponer de impresionantes velocidades de posicionamiento y/o exploración a un nivel de incertidumbre aceptable. Esto es muy importante en líneas de fabricación, donde se realiza una inspección en serie de productos y no tanto en nuestro caso, ya que nosotros inspeccionamos mayoritariamente piezas singulares o prototipos en desarrollo.

MU: ¿En que estado de desarrollo se encuentra la medición en línea de producción?

Los que requieren inspección en línea ya están equipados con máquinas incorporadas como una célula más en el proceso de desarrollo del producto. Estas máquinas se encuentran en un microentorno de trabajo para mantenerse en parámetros apropiados de limpieza y temperatura y si es preciso incluyen en su estructura sensores de temperatura que son capaces de corregir la deriva térmica. Hay que tener presente que la fluctuación de la temperatura es el principal factor de error en la metrología dimensional. Si la deriva es constante se puede corregir pero si hay fluctuación de temperatura la corrección es prácticamente inviable. Una pieza recién mecanizada no puede entrar como tal en la célula de medición.

MU: ¿En que ámbito se han especializado?

TO: En el mundo de la medición dimensional creo que en Ascamm hemos hecho pasos importantes en la inspección avanzada de formas por comparación con el modelo CAD y también en la implementación del servicio de calibración.

MU: ¿Qué necesidades cubre este sistema de inspección avanzada?

TO:  Se trata de un servicio con una demanda creciente que deriva del estilo y las capacidades actuales de diseño. Hoy en entornos CAD se modelan con relativa facilidad formas complejas basadas en geometrías SPLINE, NURBS etc y se efectúa un chequeo visual de estilo. Si procede se realiza el prototipado rápido. Los sistemas CAE pueden mejorar el diseño del producto y recomendar los parámetros importantes para la matriz o el molde generador del producto. Los sistemas CAM generan los programas de mecanizado para estas formas complejas. Así se diseñan y desarrollan tecnologías en Ascamm para piezas de plástico y a corto plazo te encuentras con primeras muestras como frontales de automóvil, carcasas de teléfonos celulares etc que hay que inspeccionar para validar su tecnología. Este tipo de piezas no pueden inspeccionarse solo con la ayuda de los medios tradicionales.

MU:¿Podría profundizar más?

TO: Imaginen el espejo retrovisor de un coche. Además de criterios estéticos tendrá que cumplir especificaciones de tipo aerodinámico. De aquí deriva la necesidad de la conformidad con el modelo CAD que no se puede valorar con un “pie de rey”. En este caso se procede a una inspección analítica, punto por punto. En exploración por palpado discreto, la forma correcta de adquisición de puntos se realiza en movimiento 3D a lo largo de la normal local, identificada e importada desde el modelo CAD.

MU: ¿Qué sectores demandan este tipo de análisis?

TO: El sector del automóvil y la aeronáutica son los principales beneficiarios. De las más exigentes son las especificaciones para inspeccionar superficies reflectantes en óptica, perfiles de levas o perfiles y superficies con aplicación en hídro o aerodinámica.

MU: ¿En que situación se encuentra la integración del CAD con los sistemas de medida?

TO: Nos encontramos con mejoras en cuanto a transferencia de información respeto a años anteriores, aunque nosotros sufrimos mucho la falta de compatibilidad entre distintos sistemas. Los traductores funcionan pero casi todos ocasionan pérdida de información. Cada vez es más complicado atreverse a dar servicios de metrología sin tener buenos conocimientos de CAD. La información CAD nos llega a veces desorganizada, con elementos sobrantes (curvas, planos auxiliares, superficies no recortadas etc), con zonas que no tienen la continuidad apropiada o simplemente faltan en el modelo. Antes de empezar a medir hay que preparar el modelo para que sea apropiado para la finalidad metrológica.

A los compañeros de diseño les transmitiríamos este deseo nuestro de mejora en cuanto a la preparación del modelo para la inspección geométrica. Se tienen que especificar con rigurosidad aquellos elementos que participan el la alineación, cada uno con sus grados de libertad. El sistema tiene que quedar “bien restringido” para poder encontrar una solución matemática. Hay que definir cuáles son las zonas a explorar, cual es la densidad y la distribución de puntos en estas zonas. En muchos casos estas especificaciones faltan y tenemos que llegar a acuerdos con nuestros clientes. Si estas hipótesis no se documentan por escrito se pierde la trazabilidad metrológica.

MU: ¿Lo que usted pediría es una integración más sencilla entre CAD y metrología?

TO: Se están haciendo avances pero no a la velocidad que nosotros pediríamos...

MU: ¿Cuáles son los motivos?

TO: No quiero echar la culpa a nadie, pero creo que la economía del mercado libre es generadora de este esfuerzo socialmente inútil – la incompatibilidad. El derecho a la propiedad industrial y todas las tentativas de violarla han generado sistemas que se han encerado (blindado) en si mismos para autoprotegerse. ¿Quién arregla todo esto? Pues entre todos, entendiéndonos mejor creo que podríamos hacer las cosas más transparentes, más transportables pero a la vez con respeto a la propiedad intelectual.

MU: ..y la calibración?

TO: Calibrar supone registrar, procesar y contrastar la información de salida de un instrumento, en varios puntos a lo largo de su escala de capacidad, con el valor de confianza de un patrón de trazabilidad certificada, con el fin de evaluar su incertidumbre. En resumen los sistemas de aseguramiento de la calidad exigen que todos los instrumentos metrológicos superen un test periódico. Con instrumentos de incertidumbre inapropiada existe el riesgo de clasificar como mala parte de la producción buena, lo que se traduce en perdidas económicas. El otro riesgo aún mayor es el de clasificar como buena parte de la producción mala, lo que conduce a perdida de prestigio.

 

Estamos equipados con medios y procedimientos para calibrar anillos lisos, anillos de rosca, tampones cilíndricos o roscados, micrómetros, pies de rey, bloques patrón etc. Nuestro objetivo próximo es conseguir la acreditación ENAC y mientras eso no sea así respetamos la trazabilidad metrológica y las especificaciones de la norma ISO 17025.

MU: Para mejorar la precisión en el mecanizado sería bueno disponer una máquina de medir en lazo cerrado: medir el resultado con un sistema capaz de generar correcciones para mejorar en la siguiente fase. ¿En qué estado está?

TO: En el desarrollo de máquinas- herramienta se han conseguido progresos importantes en cuanto a diseño de estructuras, controles numéricos de varios ejes, sistemas de comunicación y control en bucle cerrado. En el cambiador automático de herramientas uno de los sitios suele ser ocupado por un sensor palapdor con finalidad metrológica. Hay confianza demostrable que las máquinas empiezan dando buenos resultados. No obstante, dependiendo de su origen, del régimen de trabajo, del mantenimiento etc., después de un cierto tiempo, las máquinas acumulan errores y cuando estos sobrepasan un umbral critico plantean problemas.

Para conocer el estado de desgaste de las máquinas en Ascamm hemos pensado en dar un servicio nuevo: se trata de la “verificación geométrica de máquinas-herramienta”.

Se que en el mercado hay tecnologías como la interferometría láser, capaz de señalar fallos de linealidad, rectitud, perpendicularidad de ejes o la tecnología “Ballbar”,capaz de realizar un chequeo rápido de la máquina, mediante el análisis de los resultados del comportamiento en interpolaciones circulares realizadas con un sensor de longitud en los planos principales de trabajo. En estos casos se trata de chequeos que se realizan fuera del funcionamiento normal de la máquina.

Nuestra propuesta supone un chequeo en condiciones reales, con materiales reales, y con los titulares de la máquina, operando en condiciones similares a los del trabajo diario. La máquina mecanizará un modelo diseñado por nosotros, nosotros inspeccionaríamos el resultado y seríamos capaces de proporcionar una información tridimensional sobre su comportamiento. Con esta información el usuario podrá hacer un ranquing de sus máquinas, sabiendo con seguridad cual es la mejor, a la cual puede programar solo desbastes etc.

El modelo test ahora en estudio será una superficie, basada en curvas de geometría conocida que pondrá la máquina en condiciones complejas de interpolación.

Este modelo será propiedad del usuario y realizando el test anualmente se podrá crear un historial de cada máquina.

MU: ¿Cuáles son sus laboratorios de referencia?

TO: Nos consideramos situados más próximos a la base que a la punta de la pirámide de la trazabilida  metrológica, más cercanos a los procesos productivos.

Al mismo nivel que nosotros están los laboratorios metrológicos de ITM, Unimetrik, Tekniker. Por encima de nuestras competencias en nuestra proximidad se encuentra LGAI (Laboratori General d’Assaigs i Investigacions) con medios metrológicos de mejor incertidumbre. A nivel nacional está el CEM  (Centro Español de Metrologia) y a nivel internacional sería el famoso PTB (Physikalish-Technische Bundesanstalt). Se trata de la entidad metrológica de referencia en Alemania que actúa como un faro en la Comunidad Europea, tanto por la difusión de información como por la calibración en el mundo de la metrología.

MU:¿En que estado se encuentra la investigación metrológica en España?

Para mi es una pegunta delicada. Una respuesta apropiada puede venir del Departamento de Ciencia y Tecnología

MU: ¿?!

Personalmente tengo información de los esfuerzos de desarrollo de investigación básica en metrologia en Trimek – el fabricante nacional de máquinas de medir - en Unimetrik, en la Universidad de Zaragoza. Sería para mi una grata sorpresa que se me señale que hay más centros y personas con preocupaciones y resultados que se podrían compartir.

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