Automatizar la inspección de los enlaces de arrastre con un escáner montado en un robot y PolyWorks|Inspector™ reduce el tiempo de operación en un 95%
Saitama Kiki Co., Ltd. ha participado en el sector manufacturero en Japón desde 1956. Como proveedor de Nivel 1, sus actividades van desde la investigación y el desarrollo hasta la producción y las ventas. Sus principales productos son piezas críticas de seguridad e hidráulicas, como frenos para vehículos grandes, componentes de dirección y suspensiones.
Saitama Kiki tiene tres bases de producción en Saitama y una planta en Yamagata. Comenzaron la producción de componentes de dirección en Japón en la década de 1970 y establecieron una planta en Tailandia en 2014 para suministrar productos que satisfagan las diversas necesidades de sus clientes.
El reto
Saitama Kiki produce 800 enlaces de arrastre del árbol de transmisión al día para diferentes tipos de vehículos. Los enlaces de arrastre son varillas de metal dobladas que forman parte de un ensamblaje que transmite el movimiento del volante a las ruedas.
Para controlar la calidad de las piezas, inspeccionan una submuestra de la producción diaria. Anteriormente, las piezas se medían manualmente utilizando una CNC CMM Mitutoyo CRYSTA-Apex y los resultados se introducían en el software Mitutoyo MCOSMOS para calcular las desviaciones. Las dimensiones y los puntos ficticios se tenían que calcular manualmente a partir de otros elementos.
Los enlaces de arrastre son varillas de metal dobladas, una parte importante de un ensamblaje que transmite el movimiento del volante a las ruedas.
Llevaba 20 minutos medir una pieza y 40 minutos calcular los valores de la desviación. Además, diferentes piezas requerían diferentes mediciones y distintos manuales de procedimientos, lo cual aumentaba el riesgo de error humano. Si a esto le añadimos la constante escasez de personal calificado para tomar las mediciones y completar las inspecciones, tenemos un proceso de control de calidad que consume mucho tiempo y es propenso a errores.
El Departamento de Ingeniería de producción descubrió que estos desafíos se debían principalmente a que las mediciones se tomaban manualmente y los cálculos se realizaban manualmente y, por lo tanto, recibió una solicitud del personal de campo para automatizar la inspección de los enlaces de arrastre. Mas específicamente, se solicitó que las dimensiones y los puntos ficticios se calcularan automáticamente a partir de otros elementos. Saitama Kiki recurrió a Toyota Systems Corporation, un distribuidor, para encontrar una solución.
La solución
Al desarrollar un sistema automatizado, Toyota Systems Corporation tomó la iniciativa y comparó diferentes softwares. Con los resultados en mano, el Departamento de Ingeniería de producción decidió adoptar la solución de software PolyWorks|Inspector™ que ofrece alineación basada en entidades plano, eje y punto central, pruebas de tolerancia de pasa/no pasa, cálculo de desviaciones de CAD a medidas, mejoras y correcciones de errores mensuales, y otras características interesantes. Lo más importante es que, aunque Saitama Kiki podía seguir midiendo con el software Mitutoyo MCOSMOS utilizando varios pasos de operaciones manuales después de medir con su CNC CMM Mitutoyo, solo PolyWorks|Inspector permitía automatizar toda la serie de operaciones desarrollando funciones macro. Saitama Kiki adquirió la solución PolyWorks de PolyWorks Japón, una subsidiaria de InnovMetric Software, creadores de PolyWorks® Metrology Suite.
Toyota Systems Corporation hizo equipo con un integrador de sistemas para automatizar la medición de enlaces de arrastre. Después de evaluar diferentes posibilidades, se decidieron por un escáner 3D MetraSCAN de Creaform y un robot industrial para tomar las mediciones sin intervención humana. El software de control utiliza una macro de PolyWorks, y ahora se puede realizar automáticamente la serie de operaciones desde la medición hasta la inspección.
Saitama Kiki decidió solicitar la ayuda de PolyWorks Japón para desarrollar la macro que realiza la inspección. El equipo de PolyWorks Japón entendió sus necesidades y desarrolló la macro usando un archivo STL de un enlace de arrastreescaneado y su archivo CAD correspondiente. Luego, fueron a la planta y probaron la macro in situ con el escáner y el robot. ¡El nuevo sistema automatizado era completamente autónomo y muy eficiente!
Saitama Kiki produce unos 800 enlaces de arrastre para vehículos grandes al día. Unos 100 enlaces de arrastre se miden e inspeccionan automáticamente con macros de PolyWorks, el escáner 3D MetraSCAN de Creaform, y un robot industrial.
Los beneficios
Gracias a la total automatización de la inspección de los enlaces de arrastre, ya no se requiere la operación por parte de humanos ni habilidades avanzadas para la inspección de mediciones, y la nueva operación se puede implementar de manera rápida y fácil. Saitama Kiki utiliza macros de PolyWorks|Inspector para usar diariamente la medición automática de piezas y las pruebas de tolerancia de pasa/no pasa.
El Sr. Akira Harada, Vicedirector del Departamento de Ingeniería de producción, comentó: "Antes, un operador dedicado pasaba 20 minutos midiendo un ítem manualmente usando una CNC CMM Mitutoyo y 40 minutos calculando los valores de la desviación con el software MCOSMOS. Ahora podemos implementar tanto la medición como la inspección en aproximadamente tres minutos, utilizando una operación totalmente automatizada y autónoma, gracias a nuestro escáner montado en un robot, nuestras macros de PolyWorks y PolyWorks|Inspector. En consecuencia, el número de ítems inspeccionados diariamente se ha incrementado unas 20 veces, mientras que el tiempo de operación y los costes de mano de obra se han reducido significativamente."
Una vez que se mide un enlace de arrastre con el escáner montado en un robot, una macro de PolyWorks|Inspector™ automáticamente importa los datos que se utilizan para realizar los análisis dimensionales e informar sobre cualquier defecto.
Continuó: "En consecuencia, un técnico de medición dedicado puede manejar otras tareas de producción. Además, este proceso automático ha eliminado la necesidad de diferentes versiones de manuales de procedimientos, así como errores y variaciones en las mediciones. Los resultados de las mediciones ahora se obtienen de manera uniforme y son más precisos.”
El Sr. Shinya Ueno, Especialista de la División de Ingeniería de producción del Departamento de Ingeniería de producción, señaló: “Medimos e inspeccionamos la calidad de la línea de producción como uno de nuestros diferentes procesos de trabajo. Ahora podemos medir sin siquiera tocar una computadora utilizando PolyWorks|Inspector. Los resultados de la inspección se imprimen y la retroalimentación sobre los defectos se puede implementar automáticamente para mejorar nuestros procesos de fabricación.”
Planes de implementación con PolyWorks|Inspector
Saitama Kiki está considerando:
- Utilizar una versión modificada de sus macros de PolyWorks|Inspector para medir e inspeccionar productos similares automáticamente.
- Conectar el software PolyWorks|Inspector a la CNC CMM Mitutoyo y crear secuencias de medición para tomar mediciones automáticamente.
- Reacondicionar el programa para la planta de Tailandia para automatizar las inspecciones mediante macros de PolyWorks|Inspector.
Desarrollo empresarial para el futuro
Saitama Kiki ha crecido como fabricante de equipos para automóviles y otras industrias y se enorgullece de ser un contribuyente exitoso a la industria manufacturera en Japón. Consideran que sus esfuerzos por producir productos de valor añadido con sus conocimientos de diseño contribuirán al desarrollo de la empresa cuando la electrificación y los automóviles autónomos sean algo común en un futuro próximo.
Saitama Kiki ha mejorado la productividad y la eficiencia del trabajo, y ha logrado una reducción significativa del tiempo de operación mediante el uso del software PolyWorks y el desarrollo de macros. Su objetivo es optimizar todos los procesos de inspección de piezas reduciendo el tiempo que les toma medir las piezas. Además, están considerando automatizar la transmisión de los resultados de medición directamente a las herramientas de mecanizado. Saitama Kiki seguirá suministrando los mejores productos que satisfagan a sus clientes basados en tecnología de producción avanzada y sistemas de garantía de calidad.
