Los avances en la digitalización y automatización han provocado un desarrollo tecnológico sin precedentes para integrar instrumentos de medición y procedimientos de uso avanzados en robots, máquinas y procesos. Lo explican en el siguiente artículo Unai Mutilba y Gorka Kortaberria, investigadores del Grupo de Precisión y Metrología de Tekniker.
La metrología, así como la sensórica integrada, permiten ya monitorizar máquinas y procesos en tiempo real, disponer de los datos al instante y tener un control y trazabilidad a lo largo del ciclo de vida del producto, desde la concepción a la aplicación en un entorno real.
Debido a la digitalización de los procesos productivos, en los últimos años la metrología ha pasado de ser el último eslabón del proceso industrial a convertirse en el mejor aliado de la fabricación avanzada para atender a los retos de un modelo de industria inteligente.
Esta transición está siendo condicionada y acelerada por las demandas productivas de los principales sectores industriales: automoción y aeronáutica.
En Euskadi, los avances en la investigación fundamental en ingeniería de precisión y metrología para atender estas necesidades están siendo abordados principalmente por el grupo de investigación compuesto por Tekniker, en estrecha colaboración con Ideko, Tecnalia, Vicomtech, la Universidad del País Vasco UPV/EHU y el IMH Campus.
Pero, ¿cuáles son los retos que presenta realizar actividades de metrología en un entorno digital no controlado, como puede ser un medio o proceso productivo?
Para entender la magnitud del desafío, es conveniente detenerse en primer lugar en dos de las principales propiedades de la metrología: la asignación de la incertidumbre de medición y el aseguramiento de la trazabilidad metrológica.
Incertidumbre y trazabilidad
La incertidumbre de medición se define técnicamente como un “parámetro no negativo que caracteriza la dispersión de los valores atribuidos a un mensurando” y permite saber cuánto nos equivocamos cuando reportamos un resultado de medición.
En el caso de la trazabilidad metrológica, esta se refiere a “la propiedad por la cual el resultado de una medición se puede relacionar con una medida de referencia mediante una cadena ininterrumpida y documentada de calibraciones”.
Ambas propiedades están relativamente bien controladas cuando la metrología se realiza en un laboratorio con ambiente controlado, pero no se puede decir lo mismo cuando se materializa en un entorno de producción.
En la incertidumbre de medición en máquina y proceso, nos encontramos con el reto de mantenerla lo más baja posible a un coste económico razonable y, lo que es más importante, la necesidad de cuantificarla.
El entorno productivo presenta una serie de variables que limitan la metrología durante el proceso, como la temperatura, la aparición de vibraciones o la suciedad de algunos procesos de fabricación.
A esto se añade la necesidad de cumplir los requisitos de tiempo de respuesta y precisión suficientes para integrar la metrología como elemento activo en los procesos de fabricación.
Desarrollo tecnológico sin precedentes
Ante estos retos, se lleva a cabo un desarrollo tecnológico sin precedentes para integrar instrumentos de medición y procedimientos de uso avanzados en medios y procesos.
Por ejemplo, se desarrollan nuevos sensores capaces de monitorizar los procesos productivos; se automatizan los procedimientos de medición y procesamiento mediante el uso de instrumentos a bordo de robots industriales, y se consigue realizar metrología con y sin contacto con las máquina-herramienta.
Estos avances van acompañados de investigaciones para asegurar las propiedades metrológicas de incertidumbre y trazabilidad, como el desarrollo de nuevos patrones metrológicos, procedimientos de autocalibración y marcos metrológicos externos. Los agentes de I+D mencionados analizan también cómo mejorar los procedimientos metrológicos y su integración en el lazo de control de una máquina y/o proceso, así como nuevas metodologías para el procesamiento rápido y preciso de los datos de medición.
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