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Justa medida

12/03/2013

Medición, verificación y control es el tema que centra las interesantes aportaciones de nuestros expertos en esta sección que retomamos este año. Entre los temas concretos del debate, cuyas principales aportaciones encontraréis a continuación, se encuentran los siguientes: puntos críticos a medir, controlar y verificar en el proceso de mecanizado; medición in-process y/o post-process ¿hasta dónde llega la tecnología?; principales tendencias actualmente en el mercado; medición en la máquina, medición de la herramienta, medición de la pieza…; recomendaciones a la hora de adquirir una máquina de medición tridimensional; calibración de los elementos de medida; medición y control de piezas grandes o muy pequeñas.

Los expertos que participan en este debate son:

1-Soraya Plaza y Silvia Martínez (S.P. y S.M.), componentes del grupo de Fabricación de Alto Rendimiento y responsables de la sección de Metrología de la Escuela de Ingenieros de Bilbao.

2-José Ángel Marañón (J.A.M.) de IK4-Ideko.

3- Aitor Olarra (A.O.), Unai Mutilba (U.M.) y Roberto Calvo (R.C.) de IK4-Tekniker

4- Jesús Marrón Fernández y José Antonio Rodríguez González (J.M. y JA.R.) componentes del Departamento Procesos de Inspección de Prodintec

5- Jorge Salguero, José Enrique Garófano, Juan Pablo Contreras y Mariano Marcos del Grupo de Investigación en Ingeniería y Tecnologías de Materiales y Fabricación de la Universidad de Cádiz (TEP-027) (U.C.).

6- Juan José Aguilar Martín (J.J.A.), Grupo de Ingeniería de Fabricación y Metrología Avanzada (GIFMA) del Departamento de Ingeniería de Diseño y Fabricación de la Escuela de Ingeniería y Arquitectura (EINA) de la Universidad de Zaragoza.

Puntos críticos a medir, controlar y verificar en el proceso de mecanizado

S.P. y S.M.:Desde un simple calibre inventado por Henry Maudslay a finales del siglo XVIII hasta los sofisticados métodos ópticos basados en técnicas de interferometría láser, el objetivo final de cualquier tipo de proceso de fabricación pasa por cumplir los requisitos marcados en el plano, como las tolerancias de forma, las tolerancias dimensionales y los acabados superficiales.

Bajo nuestro punto de vista el principal factor a controlar en cualquier proceso de fabricación es la repetibilidad del mismo. Cualquier variación en las distintas etapas de un proceso será el enemigo de la competitividad y la rentabilidad, produciendo piezas desechadas, generando un alto coste de calidad y nivel de mantenimiento, y provocando retrasos en las entregas y una baja trazabilidad. El secreto de un proceso de fabricación uniforme, automático y productivo debe basarse en la detección de las variaciones y su tratamiento en origen.

“Solo lo que se mide es ponderable y por lo tanto susceptible de ser mejorado”. Por ello, toda mejora en la calidad de la medida será bienvenida, a pesar de la incertidumbre de la misma.

Medición in-process y/o post-process: ¿Hasta dónde llega la tecnología?

J.A.M.:La tecnología de medición está avanzando de forma rápida en la medida que se están desarrollando soluciones basadas en sistemas que antes no se empleaban para este tipo de mediciones debido a su coste o al propio estado de la tecnología.

Repasando donde se realizan las mediciones relativas al mecanizado hay tres niveles de medición: in-process dentro de la máquina, in-process fuera de la máquina dentro del flujo productivo (generalmente son sistemas de mediada especiales para cada tipo de pieza) y la que se realiza en salas de metrología.

La separación de la medición in-process o post-process viene dada por el ambiente de trabajo (si es seco mojado, si es limpio o tiene muchas virutas, etc.), por las precisiones, características geométricas, por la posibilidad o no de integrar el sistema de medición necesario dentro del sistema productivo, etc. Lo cual no quiere decir que lo que hoy en día se hace post-process dentro de un tiempo se realice in-process o se puedan desarrollar soluciones especiales para ello.

Los sistemas de medida integrados en etapas intermedias del flujo productivo tienen un efecto doble en la reducción de costes: la identificación y extracción del flujo productivo de la pieza antes de que esté acabada supone un ahorro en tiempo, materiales, desgate de herramientas y consumo energético y además permite detectar problemas en el sistema productivo que pueden ser los que originen el error y de esta forma eliminar la posibilidad de realizar nuevas piezas defectuosas.

Las tecnologías que se utilizan son de lo más variadas y hay que tener en cuenta cual es la que mejor se adapta a la medición que se quiera realizar de la forma más económica, pero cumpliendo con los objetivos y la fiabilidad de la medición. Por otro lado, intentar dar una clasificación de los diferentes tipos de sensores que se utilizan es difícil ya que se tiene por un lado la tecnología, la integración, el rango de los valores que son capaces de dar, etc.

Dentro de los sistemas de medición que se utilizan se tiene la medición por contacto y la medición sin contacto.

Las exigencias de medir con una mayor precisión junto con la aparición de superficies cada vez más complejas o que no admiten ser tocadas durante el proceso están llevando al desarrollo de nuevas tecnologías de medición sin contacto para la detección y la medición.

Principales tendencias actualmente en el mercado

U.C.: Desde que Georg Schlesinger publicara los primeros estándares para la normalización en la verificación de las máquinas-herramienta en 1927, se han ido sucediendo una serie de hitos que han permitido conocer con mayor exactitud las desviaciones intrínsecas a un proceso productivo, en gran parte gracias a la aparición de nuevas tecnologías de medición. El objetivo principal de la evaluación de los medios productivos consiste en conocer y cuantificar los errores, para comprender y documentar sus capacidades. ¿Hasta dónde se puede llegar? Los desarrollos tecnológicos abren grandes esperanzas a poder disponer de un control de medidas de variables dimensionales, geométricas y fisicoquímicas cada vez más amplias y rigurosas, y cada vez con una mayor precisión.

Hoy en día, una de las técnicas más generalizadas para la determinación de la precisión y repetibilidad de las máquinas-herramienta con control numérico, cumpliendo con las especificaciones de la Norma ISO 230-2, consiste en el uso de sistemas de interferometría láser que permiten de manera inequívoca determinar los parámetros de precisión, repetibilidad y error de inversión o backlash, entre otros, de los ejes lineales y/o rotatorios de las máquinas-herramienta.

Otros de los parámetros que definen las capacidades de las máquinas- herramienta se fundamentan en la determinación de las desviaciones geométricas, definidas en la norma ISO 230-1. Bajo este aspecto cabe indicar el uso en la actualidad de métodos convencionales, tales como escuadras, mesas, reglas de rectitud y sistemas de interferometría láser, para la determinación de las deviaciones geométricas resultando un método con un lead time elevado.

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