En Advics Manufacturing Ohio Inc., una configuración CNC ha transformado drásticamente la medición del perfil de componentes de frenos de automóviles, de una tarea de 45 minutos para un especialista a un trabajo de 3 1/2 minutos para cualquier staff. Fundada en 1987 y ubicada a unas 40 millas al noreste de Cincinnati, Advics Manufacturing Ohio emplea a más de 500 personas dedicadas exclusivamente a la producción de pinzas de frenado y unidades ABS. Estos se suministran a fabricantes de automóviles de todo el mundo para su instalación en más de 20 modelos de vehículos diferentes por parte de la empresa, que tiene la reputación de ser líder en calidad de productos de frenado fabricados en América del Norte.
Mejorar la seguridad, el confort y la responsabilidad medioambiental
La misión de Advics es añadir valor a la sociedad mediante la creación de productos para mejorar la seguridad, el confort y la responsabilidad medioambiental. Prueba de este objetivo es la implementación de un programa de mejora continua, que impacta cada operación. Un área objetivo de desarrollo fue la medición e inspección del diámetro interior de las pinzas. El objetivo era aumentar tanto los tipos de pinzas que se sometieron a inspección como la frecuencia de dichas inspecciones con el resultado neto de aumentar drásticamente el rendimiento de medición/inspección de pinzas.
Una pinza de freno se monta a horcajadas sobre un rotor de freno y alberga pistones a los que se fijan las pastillas de freno. Cuando se aplica presión hidráulica mediante el pedal a través de un cilindro maestro de freno (aumentado, si está equipado, por asistencia de frenado), los pistones aprietan las pastillas contra el rotor para generar fricción de frenado. La pinza incluye orificios de cilindro en los que encajan los pistones. Se debe mantener un sello entre el cilindro y el orificio para mantener la integridad del circuito hidráulico. Este sellado lo proporciona un sello de pistón que encaja en una ranura maquinada en el orificio del cilindro. El sello del pistón en sí es una junta con un perfil cuadrado tanto en su diámetro interior como en su diámetro exterior.
La interacción del diámetro exterior del sello con la geometría de la ranura en el orificio, así como de su diámetro interior con la pared del pistón, es crítica, tanto desde la perspectiva del fluido sellador como porque es responsable de proporcionar lo que se llama “retroceso”. El retroceso se produce cuando el sello se desvía a medida que la fricción con el pistón atrae el sello en la dirección del movimiento del pistón (una cantidad mínima). Los bordes del sello están diseñados con chaflanes y otros detalles para facilitar esta acción. El resultado es que cuando se suelta la presión del pedal de freno, el sello vuelve a su posición original, lo que ayuda a arrastrar el pistón con él. Este fenómeno es muy importante para la función de los frenos en términos de problemas relacionados con el ruido atribuibles al contacto entre la pastilla y el rotor.
Inspeccionar características críticas
El Grupo de Calidad de Advics determinó que existen varias características críticas de las ranuras del orificio de la pinza que deben medirse, inspeccionarse y monitorearse. La frecuencia de medición del diámetro interior de la pinza de Advics Manufacturing Ohio fue establecida por su programa de mejora continua y requiere muestreo en cada cambio de herramienta. El requisito de frecuencia también tiene en cuenta mediciones adicionales entre cambios de herramienta para monitorear los cambios de orificio según lo predicho por la experiencia de desgaste de la herramienta y otros factores. Y con 15 centros de mecanizado que producen millones de diferentes tipos de pinzas de freno por año, el número total de mediciones de diámetros de pinzas en Advics Manufacturing Ohio es extremadamente alto.
Advics utiliza máquinas de medición de perfiles para inspeccionar las ranuras de los orificios de las pinzas. En 2004, la empresa instaló por primera vez un Contracer manual Mitutoyo CV-3000 para medir ranuras. Estos instrumentos ofrecen velocidades de recorrido rápidas (eje X [unidad]; 80 mm/s MAX; eje Z2 [columna; 30 mm/s MAX) e incluyen una escala de arco de precisión integrada en el eje Z1 (detector) que permite la trayectoria del arco de la punta del lápiz se lea directamente, minimizando así el error. Los brazos de la máquina también están equipados con parada automática de colisión para garantizar la seguridad de las mediciones durante el movimiento a alta velocidad. Dependiendo del operador, la medición manual de todos los parámetros del orificio con el Contracer tomó un promedio de aproximadamente 45 minutos cada una.
Se tenía que encontrar una manera de evitar abrumar la capacidad de Advics para tomar estas mediciones. Como resultado de la instalación del CV-3000 manual, Advics visitó el Centro de soluciones M3 de Mitutoyo, suministró piezas de muestra al Centro de soluciones M3 y solicitó una recomendación que permitiera lograr el rendimiento de medición de los orificios requeridos. Al cabo de unas semanas, el centro volvió con un enfoque basado en el uso de un Contracer CNC modelo CV-3000CNC. Esta máquina tiene una velocidad máxima de accionamiento de 200 mm/s y una precisión de desplazamiento lineal de ±(1+4L/200) μm. El control se realiza a través de un joystick fácil de operar.
El Centro de Soluciones M3 propuso combinar el CV-3000CNC con un innovador sistema de manejo de piezas que incluía códigos de barras, programación avanzada de piezas y una rutina de análisis/informes y archivo de datos/conexión en red de gran capacidad. Advics consideró que la solución era acertada. El desarrollo final fue realizado conjuntamente por Advics y Mitutoyo, y se instaló el sistema.
Advics desarrolló un sistema de fijación modular en el que cada fijación está diseñada específicamente para un tipo de pinza. Sin embargo, cada uno de los diferentes accesorios encaja en el mismo tipo de placa base, que se adapta al CV-3000CNC. En cada dispositivo se encuentran códigos de barras que coinciden con el tipo de calibre. Todo lo que el operador tiene que hacer es cargar la combinación de accesorio/pieza en el CV-3000CNC y luego, usando una pistola escáner, escanear el código de barras. El código le dice automáticamente al CV-3000CNC qué programa de pieza ejecutar. Finalmente, el operador confirma la carga adecuada de la pieza y todo lo que sigue es automático.
La programación de piezas se realiza a través de Formtracepak, el software de análisis de perfiles propiedad de Mitutoyo. Formtracepak ofrece soporte total para el control del sistema de medición, análisis de rugosidad de superficies, análisis de perfiles, tolerancia de contornos y generación de informes de inspección. Tanto Contracer como Formtracepak se comunican con MeasurLink, el programa de control de procesos y procesamiento estadístico patentado por Mitutoyo, que realiza análisis estadísticos y proporciona una visualización en tiempo real de los resultados de medición para aplicaciones SPC.
Resuelva los desafíos de medición de características internas
La medición de características internas en piezas complejas ha planteado durante mucho tiempo un desafío para muchos fabricantes. Es habitual que los fabricantes corten las piezas por la mitad o las seccionen para medir determinadas características, inutilizando las piezas. Dependiendo del tamaño de la muestra necesaria para la medición, el proceso puede resultar costoso.
Otra práctica para medir características internas, sin desechar la pieza, es crear un molde de la pieza. Luego se puede medir el molde utilizando un comparador óptico. Sin embargo, el uso de moldes prohíbe la capacidad de medir con precisión y repetidamente características complejas.
Un Contracer, completo con accesorios opcionales, ofrece una solución ideal para resolver estos desafíos de medición al proporcionar resultados precisos y repetibles sin la necesidad de destruir piezas. Existen varias combinaciones de palpadores y brazos que pueden medir en diámetros internos de diferentes tamaños y áreas de difícil acceso.
Los desafíos tales como agujeros y canales profundos se pueden superar con puntas y brazos de diferentes alturas para la aplicación. También se han diseñado palpadores personalizados para hacer del Contracer un sistema versátil de implementar, a diferencia de las costosas técnicas de prueba destructivas del pasado.
Para ciertos modelos, un palpador de doble cara de nuevo diseño puede medir fácilmente tanto la superficie superior como la inferior de un diámetro interno sin la necesidad de detenerse y cambiar físicamente la orientación de medición.