La pieza en el punto de mira: La gestión de la calidad durante el proceso en la producción CNC
Cuando se mecaniza, las virutas vuelan, cuando se trabaja, se producen errores. Para que nada falle en el taller de CNC, Siemens ofrece toda una serie de aplicaciones, en forma de Industrial Edge para máquinas herramienta, que apoyan a los operarios de las máquinas cuando se trata de funciones de gestión de la calidad. Independientemente de si se trata de grandes cantidades de unidades o de piezas individuales: la sujeción incorrecta, las piezas defectuosas y los estados marginales de las herramientas pueden identificarse ya durante la producción.
Control de calidad de todas las piezas
Después de determinados pasos de mecanizado se realizan controles aleatorios para garantizar que la pieza está dentro de las especificaciones, pero por lo general, esto sólo se hace justo al final de la producción. A menudo, se utilizan equipos de medición táctiles y ópticos completos. El control de calidad durante el proceso es una alternativa real, implica menos gastos generales, costes y espacio y tiene todas las piezas en el punto de mira, sin excepciones. Los datos capturados durante el mecanizado, junto con los datos de la pieza y la herramienta, se utilizan para identificar errores e, idealmente, para evitarlos en primer lugar. Para todos los aspectos del CNC de Sinumerik, hay varias aplicaciones Edge disponibles que se complementan entre sí y que son capaces de supervisar ciertos procesos y avisar a los usuarios de los valores dudosos. Funcionan sobre la base de Industrial Edge para máquinas herramienta, donde sólo se requiere una pequeña caja de hardware en el armario de control. Los datos de alta frecuencia pueden captarse y evaluarse mientras la máquina está en funcionamiento sin que ello afecte negativamente al propio proceso de mecanizado.
Al configurar
Cuando se pone en marcha la máquina en un entorno de producción CNC, siempre hay cierta incertidumbre. Esto se debe a que todo tiene que estar bien, por ejemplo, la máquina debe estar correctamente configurada y la pieza debe estar sujeta con precisión. Independientemente de si un operario de la máquina lo ha hecho todo él mismo, o si se trata de un robot en un proceso altamente automatizado, nunca se es completamente inmune a unas pocas virutas que provocan una situación de sujeción ligeramente desviada, o a una caída gradual de la presión en el equipo de sujeción. Desde rechazos, pasando por tiempos de mecanizado más largos e innecesarios, hasta un mayor desgaste de las herramientas o incluso su rotura: Todo jefe de producción conoce las consecuencias de las imprecisiones o errores de sujeción, y en todas las variantes imaginables. Una aplicación que supervisa ópticamente el proceso de sujeción mediante una cámara y la inteligencia artificial (IA) puede venir al rescate. Un algoritmo entrenado con imágenes de referencia comprueba la situación de sujeción registrada y verifica que se dan todas las condiciones previas para una pieza perfectamente mecanizada.
La información de esta aplicación también puede ayudar al sistema de automatización: En un centro de fresado Chiron de la fábrica de Siemens Bad Neustadt, un robot de manipulación es capaz de distinguir entre 13 piezas en bruto diferentes, que se introducen en un palé de blísteres. El sistema asigna los correspondientes programas CNC del robot y de la máquina herramienta a las distintas piezas en bruto y las mecaniza de forma independiente, incluyendo el cambio del equipo de sujeción.
Ahorro de 5 dígitos en euros
Una comparación pone de manifiesto el ahorro de costes: Mediante el uso de sensores, una solución convencional comprueba los atributos específicos de cada pieza en bruto. Cuando se produce un cambio, estos deben adaptarse a un nuevo lote de producción, un proceso tedioso. En cambio, con el enfoque basado en la aplicación, la fábrica de Siemens en Bad Neustadt consigue un ahorro de costes de cinco dígitos.
Producción en serie
Una aplicación muy útil, sobre todo en el caso de grandes cantidades de unidades, es el control de calidad integral de las piezas durante el proceso de producción. Esto se realiza directamente en la máquina, durante o brevemente después del mecanizado. No se necesitan complejos sensores ni instrumentos de medición. Las piezas defectuosas se pueden identificar registrando los datos del CNC durante el mecanizado. Estos datos se contrastan con un algoritmo, que ha sido entrenado con conjuntos de datos de piezas buenas y malas.
No sólo se controlan los parámetros individuales, sino también varias señales simultáneas o incluso señales sumadas. Cualquier desviación indica que la pieza que se acaba de producir posiblemente no cumple las especificaciones de calidad. Se puede retirar del proceso, comprobarla y, si es necesario, volver a trabajarla.
Las pruebas finales son esencialmente superfluas cuando se aplica este tipo de control permanente en el proceso.
En la producción de piezas individuales
Las piezas únicas suelen ser exigentes, especialmente grandes o caras, o tienen todos estos atributos. Por lo tanto, el mecanizado de la primera pasada debe ser perfecto, sin necesidad de realizar pruebas exhaustivas ni de volver a trabajar. La planificación de la producción es la base para conseguirlo si se deriva de los datos CAD y del programa CNC adecuado. Cada optimización que se realiza y cada error que se resuelve tiene un impacto directo en una pieza mecanizada con éxito. El software para PC, incluida la aplicación Edge, puede servir de ayuda en este sentido. Basándose en la reconstrucción de superficies en 3D, puede detectar visualmente aún más errores de mecanizado y analizarlos.
También es relevante para la producción en serie
Los tiempos muertos no productivos pueden identificarse y reducirse, por lo que esta aplicación también proporciona una importante base de optimización para la producción en serie.
Las herramientas
El desgaste de las herramientas no puede preverse con precisión. En algunos casos, la calidad del material base se desvía, a veces las tolerancias de las piezas en bruto, factores que afectan a la vida útil de una herramienta. Un filo de corte desgastado puede afectar negativamente a la calidad de la pieza, e incluso provocar la rotura de la herramienta. Con la información de la aplicación Edge, se puede evaluar el desgaste de la herramienta y decidir si la vida útil restante permite volver a utilizarla. Utilizando una cámara microscópica y la IA, esta aplicación supervisa el desgaste del filo de la herramienta, de modo que no se sustituye ni demasiado pronto ni demasiado tarde.
Resumen
Industrial Edge para máquinas herramienta proporciona continuamente un flujo de datos durante la producción. Estos datos se utilizan de forma directa y significativa: esto es precisamente lo que hacen las aplicaciones Protect MyMachine /Setup, Analyze MyWorkpiece /Monitor, Analyze MyWorkpiece /Toolpath y Analyze MyWorkpiece /ToolCheck. Sobre la base de estas aplicaciones, se puede establecer una gestión integral de la calidad durante el proceso. Cada aplicación individual representa un compañero virtual de confianza en el taller. Vigilan determinados procesos y, a su manera, ayudan a reducir la intervención manual, los tiempos de espera y el espacio de almacenamiento para aumentar la productividad.
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