Los 5 mejores medidores para la automatización de control de calidad flexible

Jun 08, 2023

Los cobots están haciendo que la automatización del control de calidad sea accesible para las operaciones de fabricación pequeñas y medianas.

La automatización de fábrica se está extendiendo desde las operaciones de producción hasta las operaciones de control de calidad (QC), tanto en la planta de fabricación como en el laboratorio de QC.

El sistema de medición automatizado Q-Span utiliza un robot colaborativo para recoger piezas de una ubicación de presentación de piezas, tomar medidas utilizando una variedad de calibres y colocar piezas en una ubicación de entrega. Recopila y consolida datos de todos los medidores del sistema y se puede utilizar para la toma de decisiones en tiempo real, la documentación de control de calidad y el análisis estadístico.

El sistema de medición automatizado puede realizar una inspección en proceso a la salida de una máquina o en una celda de inspección. Se pueden medir piezas mecanizadas, moldeadas o extruidas. El sistema puede separar piezas buenas/malas o calificarlas y clasificarlas en cualquier número de ubicaciones, según cualquier dimensión medida. Las piezas buenas están listas para enviarse al siguiente proceso; las piezas defectuosas se envían a reprocesar o desechar.

Los datos de medición en proceso del sistema Q-Span también se pueden usar para realizar ajustes en la máquina en tiempo real, como cambiar las compensaciones de la herramienta para compensar el desgaste de la herramienta en un torno o una fresadora CNC. Esto respalda la operación de "luces apagadas" y este control de proceso más estricto puede eliminar casi por completo los desperdicios y desperdicios.

Estas son las cinco principales mediciones manuales de calibre que los fabricantes están automatizando con el sistema Q-Span. Los primeros cuatro implican el uso de un robot colaborativo para mover una pieza a un accesorio y activar un indicador mecánico estándar.

Debido a que este enfoque automatiza los medidores y/o técnicas de medición existentes del fabricante, no es necesario volver a validar los medidores y puede esperar mejoras en la repetibilidad y reproducibilidad de los medidores (GR&R) porque el robot elimina el error humano del proceso de medición.

El sistema Q-Span utiliza un calibrador de caída o una sonda lineal (LVDT) para automatizar las mediciones realizadas previamente con micrómetros manuales o calibradores de altura. Estos sensores de contacto digitales lineales se montan en la mesa de la estación de trabajo, dentro de un dispositivo de medición.

El robot colaborativo, utilizando una pinza de manipulación de piezas adecuada, selecciona una pieza para medirla desde la ubicación de entrada y la coloca en el accesorio. El sistema Q-Span activa la sonda lineal y captura los datos de medición resultantes.

Este calibre se puede utilizar para medir la altura o el espesor de una pieza. Estas sondas lineales varían en rango de recorrido y resolución, con una resolución de hasta 0,1 μm y precisión indicada de 1 μm y rangos de medición de 1 mm a 50 mm o más (0,04" a 1,97").

La selección de la sonda más adecuada depende de las dimensiones y tolerancias de su pieza y de la optimización del sistema para obtener la máxima flexibilidad, ya que se programan piezas adicionales para su inspección dentro del sistema. Las puntas de sonda se pueden personalizar y optimizar fácilmente tanto para las geometrías de la característica inspeccionada de la pieza como para los materiales para industrias y casos de uso altamente regulados.

Las roscas requieren mucho tiempo y mano de obra, y a menudo requieren que los maquinistas o los inspectores giren manualmente un tapón de rosca pasa y no pasa dentro y fuera de la pieza. Esto puede llevar de 5 segundos a minutos por pieza.

La automatización requiere que el brazo del robot simplemente cargue piezas roscadas en un dispositivo y active un medidor de roscas motorizado para verificar mecánicamente los orificios roscados o las características roscadas externamente.

El sistema Q-Span puede clasificar las piezas en función de los datos medidos, como la profundidad de la rosca de los orificios ciegos o rechazar piezas por defectos como falta de roscas, roscas cortas o mal formadas. Los sistemas se pueden configurar con dos pruebas de subprocesos "GO" y "NO-GO" independientes, una conexión de subprocesos combinada que incluye una verificación de funcionamiento y no funcionamiento en el mismo conector de subprocesos o incluso búsqueda y reparación de subprocesos.

Para medir un diámetro interior, la estación de trabajo utiliza una pinza robótica para cargar las piezas en un calibre de orificios o un manómetro de aire que se monta en la mesa de la estación de trabajo. Con estos calibres, el cabezal de medición se adapta a la pieza que se mide, con un espacio libre de tan solo 0,001 pulgadas entre el cabezal de medición y la pieza.

El robot colaborativo del sistema Q-Span tiene una resolución de posición y una repetibilidad que igualan o superan la destreza del operador humano, lo que le permite automatizar de forma fiable la inserción y extracción de piezas en estos calibres.

El sistema activa el indicador y recopila los datos resultantes, luego se retira la pieza y se pasa a la siguiente verificación de control de calidad o paso del proceso.

Las características empotradas, dentro de un diámetro interior, a menudo son inalcanzables con un calibre de diámetro interior estándar. Se puede usar un calibrador robótico (ver a continuación), montado en el brazo del robot y equipado con puntas de sonda adecuadas, como palpadores de disco semiesféricos, para alcanzar estas características empotradas, girando automáticamente para tomar múltiples medidas alrededor del diámetro interior.

Cuando se requieren muchas mediciones simples en las características de las partes externas y especialmente cuando minimizar los tiempos del ciclo de inspección es un requisito crítico de la aplicación, puede ser más práctico usar un sistema de visión, como un perfilador óptico bidimensional.

Estos sistemas incluyen un transmisor y un receptor, que muestran una silueta 2D de la pieza, lo que le permite medir docenas de características de la pieza en milisegundos con una precisión de medición tan baja como +/- 0,2 μm a +/- 2,5 μm.

Estos perfiladores 2D también pueden ser más prácticos al medir roscas externas, mediciones de posición relativa o ángulos de características externas. Si se necesitan múltiples mediciones, como cuando se debe capturar la dimensión mínima y máxima, el robot puede simplemente presentar la pieza al perfilador 2D y girarla a través del medidor para capturar los valores mínimos/máximos muy rápidamente, mientras se minimizan los problemas mecánicos. desgaste que vería en un indicador mecánico.

El inconveniente de los sistemas de visión suele ser la complejidad y el coste de la integración. El precio de lista de estos sistemas es relativamente alto, en comparación con nuestros medidores mecánicos antes mencionados, pero a largo plazo, el sistema puede ser menos costoso porque las mediciones sin contacto agregan flexibilidad al volver a implementar el medidor para muchas partes diferentes, sin tener que compre e integre más calibres mecánicos cada vez que se deba automatizar una pieza nueva.

La ventaja de los perfiladores 2D sobre muchos sistemas de visión 3D es que las mediciones basadas en siluetas son mucho más simples que la visión 3D. Además, los paquetes de software modernos permiten una programación muy sencilla para minimizar la complejidad de la integración.

Para las mediciones automatizadas del calibrador, se monta un calibrador robótico en el brazo del robot. Estas pinzas/calibradores se pueden utilizar tanto para la manipulación de piezas como para una herramienta de inspección. Estos calibradores robóticos se pueden abrir o cerrar para medir diámetros internos, diámetros externos, características de cola de milano, características empotradas y más.

El calibrador robótico del sistema Q-Span tiene una resolución de medición de 2,5 µm (0,0001").

Los robots colaborativos están haciendo que la automatización de control de calidad sea accesible para las operaciones de fabricación pequeñas y medianas porque son más rápidos de implementar, con un menor gasto de capital que los robots industriales tradicionales y ofrecen una mayor flexibilidad para realizar las múltiples funciones necesarias en la fabricación de alta combinación.

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