Selección de la solución adecuada para la inspección de ejes

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Históricamente, la producción de ejes ha sido, y sigue siendo, uno de los procesos más comunes en los talleres de máquinas-herramienta. Los ejes son un componente elemental de la mayoría de los sistemas mecánicos que utilizamos en nuestra vida cotidiana y, dado que los requisitos de mayor calidad y precisión de esos ejes se han vuelto más restrictivos, también lo han hecho los requisitos para la inspección de las características del eje. No hace mucho tiempo, los ejes se inspeccionaban con mayor frecuencia utilizando una variedad de calibres manuales, como plantillas de perfil, calibradores, micrómetros o calibres rápidos. En la actualidad, se encuentran disponibles sistemas de medición de ejes especializados que se adaptan mejor a los procesos modernos de producción de ejes.

Para determinar qué tipo de calibre es mejor para la inspección de ejes, se deben considerar varios aspectos de la producción y las características del eje, que incluyen:

El proceso de mecanizado que se emplea

Las piezas producidas por diferentes métodos de mecanizado, ya sea torneado o rectificado, pueden requerir diferentes tecnologías de medición. Esto se debe a los diferentes acabados superficiales producidos, especialmente si está considerando una solución de medición táctil. Las tecnologías sin contacto funcionan muy bien en operaciones de acabado como esmerilado y pulido, pero es posible que no tengan la misma precisión o repetibilidad con operaciones de torneado de desbaste, que pueden mostrar rebabas o acabados de superficie rugosos.

Volumen de producción

Los volúmenes más altos generalmente requieren una solución más dedicada, tal vez automatizada, que pueda medir rápidamente y proporcionar comentarios sin afectar los tiempos de producción generales. Cuando se trata de volúmenes más bajos, una solución portátil o los sistemas de medición flexibles actuales pueden ser prácticos y económicamente viables en muchos casos.

Características de la pieza a inspeccionar

Las diferentes características de las piezas pueden requerir diferentes tecnologías o técnicas para garantizar resultados de inspección precisos y repetibles. Por ejemplo, ciertas soluciones pueden no ser apropiadas para medir características internas como ranuras y agujeros.

Gama de piezas a producir

La cantidad de piezas que se producen y el grado en que difieren influirán en el diseño o el tipo de sistema de inspección que mejor se adapte a su proceso. Estos factores influirán en cuánta flexibilidad se requiere dentro de la solución de medición.

Frecuencia de cambio de pieza

Si está cambiando la producción de una pieza a otra varias veces al día, un sistema de inspección flexible se vuelve mucho más valioso al eliminar el tiempo de inactividad que de otro modo sería necesario para el reequipamiento mecánico.

Consideraciones ergonómicas

Un calibre solo es útil si es utilizable. La carga y descarga de la pieza, la secuencia de operaciones de medición y la interfaz del operador deben ser prácticas y comprensibles. El sistema de inspección también debe entregar resultados que no estén influenciados por la habilidad o el sesgo del operador.

Las soluciones de escaneo óptico ofrecen escaneo óptico sin contacto para una medición rápida y precisa, y sistemas como este se pueden combinar con sondas táctiles para inspeccionar características no visibles.

En el pasado, los fabricantes a menudo se veían obligados a elegir un sistema dedicado en lugar de uno flexible porque los sistemas flexibles sacrificaban la precisión o la velocidad. Hoy en día, existen sistemas de medición flexibles que pueden incorporar varias tecnologías de contacto y sin contacto en un solo sistema, lo que le brinda la capacidad de inspeccionar un amplio espectro de características en una multitud de piezas sacrificando muy poco o nada en el rendimiento del sistema.

Algunos de los primeros sistemas de medición de ejes flexibles empleaban una sonda táctil en una corredera móvil. En términos prácticos, era una CMM 2D. La llegada de las sondas de escaneo, que permiten que el sistema recopile cientos o incluso miles de puntos de datos por escaneo, ayudó a aumentar la precisión en comparación con los sistemas de sonda de puntos discretos. Luego, las sondas de escaneo 2D aumentaron aún más la flexibilidad del sistema para incluir mediciones complejas como dientes de engranajes o geometrías estriadas.

El sistema Optoflash ofrece una unidad de medición óptica basada en una arquitectura de imagen 2D lado a lado donde las imágenes adquiridas por sensores separados se combinan para formar una sola imagen resultante.

Si bien son altamente precisos y flexibles, los ciclos de medición de los sistemas de sonda táctil a menudo son demasiado lentos para mantenerse al día con las tasas de producción requeridas, relegando los sistemas al laboratorio de medición o a las inspecciones periódicas de auditoría. Los medidores en proceso siguen siendo típicamente sistemas diseñados a la medida que requieren cambios mecánicos entre corridas parciales.

Luego vinieron los medidores ópticos que emplean CCD (dispositivo de acoplamiento de carga), también conocido como matriz de matriz, cámaras o cámaras de exploración de línea. Estos dispositivos proyectan luz a través de la pieza y analizan la silueta que se crea para medir las diferentes características de la pieza. Este método, a menudo denominado proyección de sombras, reduce en gran medida los tiempos de ciclo y agrega aún más flexibilidad para inspeccionar diferentes configuraciones de ejes. La medición óptica no es susceptible a las variaciones causadas por las marcas de herramientas que pueden afectar los métodos de medición táctil, por lo que medir piezas con diferentes acabados superficiales no es tan desafiante como lo era antes. Estos sistemas también permiten inspeccionar configuraciones de ejes que no son estrictamente rotacionalmente simétricas. Sin embargo, los sistemas ópticos que emplean este método se limitan a inspeccionar solo las características que crean la silueta. No se pudieron medir características tales como chaveteros y orificios, que no son visibles en silueta.

Hoy en día, hay sistemas disponibles que pueden usar cualquiera de las tecnologías anteriores junto con otras, como láseres, para medir las características más complejas o dispositivos de seguimiento de alta velocidad para inspeccionar rápidamente los diámetros excéntricos. Estos sistemas son capaces de inspeccionar rápidamente no solo diámetros y longitudes, sino también muchas características complejas como chaflanes, radios, roscas, ranuras de chaveteros, estrías y otras.

Un gran avance es que las rutinas de filtrado avanzadas en equipos de inspección óptica ahora permiten que estos sistemas se utilicen en entornos de taller en lugar de solo dentro de un entorno de laboratorio, lo que brinda una mejor medición y eficiencia al proceso.

Los seguidores táctiles de alta velocidad permiten la inspección de diámetros excéntricos o no redondos durante la rotación de alta velocidad, incluidos aquellos con secciones cóncavas.

La programación flexible y fácil de usar le permite personalizar sus rutinas de inspección para una producción completa con carga y descarga automatizadas, así como retroalimentación directamente a su máquina-herramienta para compensar el desgaste de la herramienta, al tiempo que le brinda la capacidad de realizar verificaciones de auditoría periódicas en ciertas características críticas.

Los ciclos de medición de dichos sistemas, cuando se utilizan de forma manual, suelen ser semiautomáticos y solo requieren la carga de la pieza y la selección del plan de inspección deseado. Al presionar el botón de inicio, la inspección se realiza automáticamente y los resultados de la medición se pueden mostrar de varias maneras según las necesidades del inspector. Las pantallas gráficas permiten al usuario concentrarse en las características de la pieza de particular interés.

La medición del eje se puede lograr de muchas maneras diferentes, de acuerdo con las necesidades del proceso de fabricación. Los dispositivos portátiles, como los micrómetros, todavía se utilizan en muchos procesos de bajo volumen, mientras que en muchos laboratorios de metrología se utilizan equipos de laboratorio altamente sofisticados para la inspección y el análisis periódicos. Los sistemas de sonda táctil brindan flexibilidad y resultados precisos, pero a menudo sacrifican la velocidad por esas características. Los sistemas ópticos pueden ser mucho más rápidos, pero están algo limitados en el alcance de las características que pueden inspeccionar. Los sistemas combinados emplean una variedad de tecnologías en un solo sistema para ofrecer un alto nivel de velocidad, precisión y flexibilidad para su proceso.

Para una inspección rápida, precisa y flexible en el taller, hay opciones disponibles para satisfacer las necesidades de cualquier línea de producción de ejes. Si considera los factores que definen su proceso y trabaja con su proveedor de soluciones de calidad, puede elegir el sistema adecuado para sus requisitos.

kurt clancy, vicepresidente de ventas de América del Norte, Marposs Corp.