Medición Al Borde

Stihl - Alemania

Cuando se requiere una medición de alta precisión en una operación de tres desplazamientos, los procesos lentos y la tecnología convencional y laboriosa de medición pueden agotar la paciencia, la efectividad y la eficiencia. Con un avance considerable en la tecnología de medición, la tradicional empresa suabia Stihl ha agilizado significativamente la prueba de calidad de los cigüeñales y bielas en su fábrica principal en Waiblingen, Alemania. Utilizan la máquina de medición por coordenadas (MMC) Leitz PMM-C 3D y el software altamente parametrizado que permite al operador la autocomprobación, aún con mediciones complejas.

Ya sea que se trate de un equipo para una caída de árbol, una herramienta fiable para los entusiastas del DIY, una herramienta especializada para su uso por la policía o el ejército, o como salvavidas para los equipos de bomberos o de protección civil, las sierras mecánicas se usan en todo el mundo. De hecho, a veces ha sido necesario alquilar flotillas completas de aviones de carga para cubrir la enorme demanda de los taladores de árboles en Canadá y EE.UU.

Sin embargo, el principal fabricante de sierras mecánicas de todo el mundo puede hacer mucho más que eso. El grupo Stihl Group desarrolla, fabrica y vende una gran variedad de herramientas motorizadas para la silvicultura y la agricultura, así como paisajismo, los oficios de la construcción y los usuarios privados. Su gama de productos se extiende desde los ventiladores hasta los esmeriles angulares y equipo para limpieza en más de 10 grupos de productos.

Fundada en 1926 y establecida en Waiblingen-Neustadt, Alemania, la empresa de Suabia actualmente emplea alrededor de 15,000 personas en todo el mundo y sobrepasó los €3 billones en 2015. Simultáneamente, sus inversiones globales, totalizando €235 millones en 2015, constituyen un nuevo récord en la historia de la empresa. Con un buen espíritu empresarial propio de la región de Suabia, todas las inversiones se financiaron a partir de los activos propios de la empresa como cuestión de principio. También son sujetos a rigurosa consideración económica la efectividad y la seguridad futura antes de tomar alguna decisión.

El plan de inversión incluía la Fábrica 1 en la ubicación principal de la empresa en Waiblingen, donde la garantía de calidad en el Crank Drive Centre coronó el éxito de Stihl en 2015 con un avance considerable en la tecnología de medición al reemplazar su equipo previo con una MMC 3D de alta precisión.

El corazón de las herramientas motorizadas de Stihl, el cigüeñal y las bielas, se fabrican en el Crank Drive Centre. El funcionamiento perfecto de estas piezas es la base para una ejecución óptima y una falta de vibración, así como la larga vida útil de cada motor de Stihl.

“Aquí fabricamos piezas de precisión central con las tolerancias más exigentes, en el rango de las micras,” explicó Stefan Baumert, encargado de la planificación de calidad de mecanismos articulados en la Fábrica 1 de Stihl en Waiblingen.

 

Mayor gasto de ejecución como resultado de múltiples cambios de herramientas
“Generalmente en este lugar llevamos a cabo las pruebas simultáneamente con la producción en serie, así como pruebas de inspección,” continuó el ingeniero contratado. “Básicamente incluye la medición de la forma y la posición, pero también la comprobación de la redondez, paralelismo y cilindricidad, por nombrar las características más importantes. En este lugar se requiere un alto nivel de destreza y paciencia y este fue el principal reto que enfrentamos, especialmente con relación a las pruebas durante la producción en serie.”

Ya que resulta muy complicado para el operador efectuar una autocomprobación durante la producción, las mediciones que acompañan a la producción en serie, además de la prueba de inspección, deben ser llevadas a cabo en la sala de medición de precisión por especialistas en garantía de calidad. En esencia, se trata de procesos de medición que requieren un cierto grado de experiencia y habilidad del usuario.

Fue necesario afinar todo el proceso para hacerlo más rápido, más efectivo y más económico.

“Un grupo de diferentes máquinas de medición, tales como las máquinas de medición de forma, estaban a nuestra disposición para este propósito,” comentó Baumert con respecto al equipo original. “Múltiples sistemas también significa grandes gastos de ejecución, solo por la repetición de fijar nuevamente la pieza de prueba para cada medición individual. Mayores gastos de ejecución solo significan pérdida de tiempo.”

La situación empeoró cuando la capacidad del personal de la sala de medición de precisión difícilmente podía cubrir la demanda de operación de 24 horas, 6 días a la semana. “Para eliminar este cuello de botella, fue necesario incorporar más empleados del departamento de producción para las pruebas en el cuarto de medición de precisión,” comentó Baumert acerca de la situación. Para lograrlo, fue necesaria una capacitación extensiva, calificación y después, la supervisión de los empleados de producción.

A lo anterior, se sumaba la influencia del operador. Las máquinas eran altamente precisas, pero se perdía cierta precisión en la medición por parte del usuario, por ejemplo al orientar de forma manual los cigüeñales durante la representación de las gráficas lineales.

Mayor exigencia en las tolerancias, tiempo más limitado y un incremento en el rendimiento de la medición, un trío que desafiaba al encargado más experimentado en garantía de calidad. “Cuando también se han alcanzado los requerimientos más exigentes de documentación y reproducibilidad de los resultados de medición, es posible llegar rápidamente al límite de lo factible,” explicó el planificador de calidad del Crank Drive Centre.

La necesidad de acción era clara, especialmente debido a que se hacía cada vez más difícil adquirir piezas de repuesto y actualizaciones de software para el equipo de medición existente.„

Fue necesario refinar la totalidad del proceso para hacerlo más rápido, más efectivo y más económico; era necesario reducir la influencia del operador en el proceso de medición y obtener resultados reproducibles,” explicó Baumert como síntesis de las especificaciones de la nueva tecnología de medición establecidas para contrarrestar esta situación.

Grandes expectativas para la precisión  y la repetibilidad

Con base en una exhaustiva investigación de mercado y un proceso crítico de selección, Stihl decidió confiar en la solución experta de Hexagon Manufacturing Intelligence y su tecnología de medición por coordenadas de alta precisión.

“Fueron los especialistas de Hexagon quienes nos explicaron de forma adecuada y convincente cómo era posible satisfacer nuestras necesidades, incluso al llegar al punto de vista funcional del software. La confianza estaba ahí, justo frente a nosotros,” afirmó Baumert.

“El hecho de que pudiéramos satisfacer las especificaciones de precisión del cliente en el rango de las micras usando la MMC Leitz PMM-C de alta precisión fue comprobada para el cliente al ejecutar pruebas de medición en sus componentes en nuestras instalaciones de Wetzlar,” explicó Gerhard Ehling, director regional de ventas en Hexagon Manufacturing Intelligence y coordinador del proyecto Stihl. “De igual importancia fue la comprobación del análisis correspondiente de la capacidad de repetibilidad. Con un valor Cg de 1.33, también se garantiza la seguridad de Stihl”

La Leitz PMM-C es una MMC 3D de tipo puente con un puente fijo. Combina la máxima precisión con una velocidad excepcional, garantizando un rendimiento óptimo de medición. Esto permite que la máquina gestione de forma rápida y económica cualquier tarea de medición compleja, y puede ser usada como centro de medición de engranajes.

El diseño de puente fijo fabricado con hierro fundido y una base de granito garantizan la estabilidad a largo plazo, rigidez en los ejes de medición y precisión consistente a lo largo de todo del volumen de medición.

La alta velocidad de medición es posible gracias al servomotor con husillo de bolas, el cual acelera muy rápidamente en distancias cortas y conserva una determinación de posición altamente fiable. Los ejes X e Y desacoplados habilitan opciones para una rápida corrección y una nueva puesta en marcha.

Equipado con un cabezal LSP-S2 con escaneo incorporado de alta velocidad, el Leitz PMM-C también se caracteriza por su capacidad para capturar grandes volúmenes de puntos. Esta característica también lo hace adecuado para una medición rápida de formas, al igual que en Stihl, en Waiblingen.

El escaneo de alta velocidad variable asegura una óptima velocidad de medición dependiendo de las tolerancias y de las características de la geometría. El palpador puede cubrir rápidamente curvas suaves y líneas rectas, aunque las curvas pronunciadas y las altas tolerancias reducen la velocidad del sistema.

Ahorros significativos de tiempo durante la inspección y prueba serial
“El tiempo que hemos ahorrado durante las pruebas de inspección con el Leitz PMM-C es significativo,” comentó con satisfacción Baumert, el planeador de calidad de Stihl. “Con nuestro equipo anterior, requeríamos por lo menos 30 minutos para efectuar una medición completa de un cigüeñal, debido en parte al frecuente cambio de sujeción. Actualmente, es posible efectuarlo en tan solo 7 minutos. Con un máximo de precisión y absoluta repetibilidad. ¡Es absolutamente impresionante!”

Una porción significativa del ahorro de tiempo se presentó en la interfaz de usuario, basada en el software de medición QUINDOS de Hexagon, el cual fue adaptado a las necesidades de Stihl. Baumert confirmó lo siguiente: “Gracias a la clara guía para el usuario y a la extensiva configuración de los programas de medición, nuestros empleados pueden trabajar con el sistema sin mayor problema en lo que respecta a la autocomprobación del operador. Pueden llevar a cabo mediciones de forma fiable y precisa después de una sola sesión de capacitación.”

“A lo anterior hay que agregar el hecho de que la influencia del operador queda prácticamente eliminada y de que el software ofrece resultados óptimos de medición casi automáticamente en combinación con la máquina,” agregó Ehling, el director de ventas de Hexagon.

Este es también el caso cuando es necesario probar diferentes tipos de componentes. Los programas de medición configurados QUINDOS de la familia de productos individuales, al trabajar en combinación con una máscara de entrada adecuada del producto, garantizan que los procesos de medición siempre sean iguales y que el operador solo se encargue de introducir los datos de la pieza específica.

Beneficios adicionales de la calibración del equipo de prueba
El equipo en Stihl también descubrió otro uso para el Leitz PMM-C de alta precisión. Desde mediados de 2016, también han usado la MMC para calibrar el equipo de prueba, como palpadores en el Crank Drive Centre.

Tan solo para este propósito, Stihl fabricó un dispositivo con hasta 40 unidades de prueba que se puede fijar y evaluar en un solo proceso de medición. Por otro lado, el programa de medición fue desarrollado por Hexagon. Se trata de un programa excelente que muestra las áreas adicionales de aplicación y la gran flexibilidad del Leitz PMM-C en el marco de este exitoso proyecto.

Mayor rapidez, mayor efectividad y con mayor precisión, todo se ejecuta más fácilmente en el departamento de aseguramiento de la calidad del Crank Drive Centre de Stihl. Solo resta aprovechar su tiempo, su temple y su eficiencia.

Caso Práctico: Stihl, Alemania

Leitz PMM-C

La Leitz PMM-C es una máquina de medición de coordenadas de tipo puente fijo/mesa móvil.

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