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

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

La automatización de fábricas 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 control de calidad.

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

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

Los datos de medición en proceso del sistema Q-Span también se pueden utilizar para realizar ajustes de la máquina en tiempo real, como cambiar las compensaciones de las herramientas para compensar el desgaste de las herramientas en una fresadora o torno CNC. Esto respalda el funcionamiento “sin luces” y este control más estricto del proceso puede casi eliminar los desechos y los desperdicios.

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

Debido a que este enfoque automatiza los medidores y/o las técnicas de medición existentes del fabricante, no es necesario volver a validar los medidores y se pueden 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 medidor de caída o sonda lineal (LVDT) para automatizar mediciones realizadas previamente con micrómetros manuales o medidores 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, toma una pieza para medir desde la ubicación de entrada y la coloca en el dispositivo. 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 una 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 la pieza y de la optimización del sistema para obtener la máxima flexibilidad, ya que se programan piezas adicionales para 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 inspectores giren manualmente un tapón de rosca pasante y no pasa hacia adentro y hacia afuera de la pieza. Esto puede tardar entre 5 segundos y minutos por parte.

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

El sistema Q-Span puede clasificar piezas basándose en datos medidos, como la profundidad de la rosca de los agujeros ciegos o rechazar piezas por defectos como roscas faltantes, cortas o mal formadas. Los sistemas se pueden configurar con dos pruebas de rosca separadas “GO” y “NO-GO”, un tapón de rosca combinado que incluye verificación de paso y de no paso en el mismo tapón de rosca o incluso seguimiento y corrección de rosca.

Para medir un diámetro interior, la estación de trabajo utiliza una pinza robótica para cargar piezas en un medidor de diámetro o medidor de aire que está montado en la mesa de la estación de trabajo. Con estos medidores, el cabezal de medición se adapta a la pieza que se está midiendo, 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 manera confiable la inserción y extracción de piezas en estos medidores.

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

Los elementos empotrados, dentro de un diámetro interior, a menudo son inalcanzables con un calibre de orificio estándar. Para alcanzar estas características empotradas, se puede utilizar un calibrador robótico (ver más abajo), montado en el brazo del robot y equipado con puntas de sonda apropiadas, como palpadores de disco semiesféricos, que gira automáticamente para tomar múltiples mediciones alrededor del diámetro interior.

Cuando se requieren muchas mediciones simples en características de piezas externas y especialmente cuando minimizar los tiempos del ciclo de inspección es un requisito de aplicación crítico, puede ser más práctico utilizar 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 resultar más prácticos al medir roscas externas, mediciones de posición relativa o ángulos de características externas. Si se necesitan múltiples mediciones, como cuando se deben capturar las dimensiones mínima y máxima, el robot puede simplemente presentar la pieza al perfilador 2D y girarla a través del medidor para capturar los valores mínimo/máximo muy rápidamente, minimizando al mismo tiempo el esfuerzo mecánico. desgaste que vería en un medidor 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 redistribuir el medidor para muchas partes diferentes, sin tener que comprar e integrar más medidores mecánicos cada vez que se deba automatizar una nueva pieza.

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 mediciones automatizadas del calibrador, se monta un calibrador robótico en el brazo del robot. Estas pinzas/calibradores se pueden utilizar tanto para el manejo de piezas como como herramienta de inspección. Estos calibradores robóticos se pueden abrir o cerrar para medir diámetros interiores, diámetros exteriores, 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 del 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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