Medición dimensional: así impacta en el control de procesos
La medición dimensional es una disciplina clave de la ingeniería y la ciencia, ya que, mediante la cuantificación y caracterización de las dimensiones físicas y las relaciones geométricas de un objeto o sistema, los profesionales pueden comprender, diseñar y mejorar una amplia gama de productos y tecnologías.
Los ingenieros y científicos la utilizan para asegurar la precisión, la calidad y la funcionalidad de productos y sistemas, desde microchips hasta edificios, siendo una parte fundamental del proceso de fabricación y diseño, pues permiten verificar que las piezas cumplan con las especificaciones de diseño o establecer tolerancias. Su importancia también alcanza a la investigación científica al ayudar a comprender fenómenos naturales, validar teorías y desarrollar nuevas tecnologías.
Sin embargo, en el siguiente artículo nos centraremos en su aplicación para usos industriales, concretamente para el mecanizado de piezas y el control de procesos
¿Cómo ayuda la medición dimensional al mecanizado de piezas y al control de procesos?
En Renishaw disponemos de muchas aplicaciones en la metrología dimensional industrial destinadas al proceso de mecanizado de piezas, incluyendo el reglaje el de pieza y la verificación en proceso y el postproceso.
Pero antes de llegar a esas fases, las máquinas que miden o fabrican con mucha precisión necesitan estar calibradas y verificadas y, para ello, utilizamos nuestros láseres interferométricos y equipos de verificación rápida. Es lo que llamamos la base de los procesos: asegurar que los medios de fabricación y control se comportan según lo esperado. Una vez garantizada esa estabilidad de los medios, iniciamos las fases del proceso de mecanizado de piezas, en las que la medición dimensional también tiene un papel clave:
1. Reglaje del proceso:
Entre las fuentes de errores de una máquina herramienta, hay dos especialmente importantes: el reglaje de las herramientas y el de las piezas. Para evitarlos, se pueden utilizar sondas de medición. En el caso del reglaje de las piezas, su uso puede ser tanto al comienzo como durante el proceso, reduciendo la necesidad de útiles muy repetitivos y costosos, además del tiempo que debe dedicar el empleado en procesos manuales. Respecto al reglaje de las herramientas, las sondas ayudan a determinar las dimensiones reales de una herramienta, establecer su desgaste y enviar las correcciones correspondientes directamente al control numérico.
2. Medición en el proceso:
Las sondas de medición de piezas también son muy útiles durante la fabricación para medir cotas críticas antes de retirar una pieza de la máquina, medir elementos antes de pasar a las siguientes operaciones y asegurarnos de que ninguna herramienta se ha roto durante el proceso.
3. Postproceso
Una vez acabado el proceso de mecanizado, es importante determinar frecuentemente las dimensiones de las cotas críticas para así detectar tendencias antes de que estas se conviertan en defectos (por ejemplo, dimensiones que están fuera de tolerancias). Aquí entran en juego tecnologías como el sistema de medición en cinco ejes REVO o el calibre flexible Equator.
El control de procesos y la fabricación flexible:
¿Cómo fabricar de forma coste-efectiva y garantizar la sostenibilidad en los procesos de fabricación?
Del control de piezas al control de procesos
Históricamente, la metrología dimensional ha estado confinada en laboratorios, en salas con temperatura controlada y muy limitada por las velocidades permitidas. Esta visión facilita medir con mucha precisión, pero con poca frecuencia, y muchas veces solo detectábamos errores después de haber fabricado muchas piezas, además de obligarnos a almacenar toda la fabricación hasta que fuéramos capaces de “auditarla” con muestras extraídas para su medición. En otras palabras, nos centrábamos en las piezas y no en el proceso.
Desde Renishaw, detectamos una necesidad creciente de incorporar la metrología en taller, integrándola en líneas automáticas de carga y descarga en comunicación con los PLCs y los controles numéricos, enviando, por ejemplo, información de corrección de herramientas directamente en un ciclo cerrado. Esta integración nos permite medir con una frecuencia mucho mayor, detectando tendencias antes de que se conviertan en errores de fabricación. Nos permite, por lo tanto, pasar de controlar piezas a controlar procesos.
Además, facilita la captura de más datos, lo que es fundamental para entrenar algoritmos de inteligencia artificial y aprendizaje automático. Hasta ahora, la automatización se ha centrado en la fabricación misma, pero esta creciente recolección de datos augura un futuro en el que se pueda automatizar la toma de decisiones, como por ejemplo las relativas a la corrección del decalaje de las herramientas debido al desgaste, cosa que ya hacemos mediante nuestro software Renishaw Central.
En conclusión, la medición dimensional es una piedra angular en la ingeniería y la ciencia moderna. Su evolución histórica ha llevado a una mayor precisión y eficiencia en la fabricación y el diseño, y su futuro promete importantes avances a medida que la tecnología continúa progresando. Desde la nanoescala hasta la macroescala, la medición dimensional tiene un gran impacto en la industria.
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