Freudenberg Sealing Technologies (FST) ha instalado en Morristown un sistema de inspección visual completamente automático de nuevo desarrollo, y con ello refuerza su política de “calidad de cero fallos”. El moderno sistema puede controlar piezas pequeñas sensiblemente más rápido. Las máquinas desarrolladas y construidas por los ingenieros de la empresa son más pequeñas, eficientes y económicas que los aparatos de inspección usuales en el mercado.
Cero errores. Sin compromisos. Para los proveedores automovilísticos, tales requerimientos figuran desde hace tiempo en su orden del día. Pero en la actualidad el suministro de piezas de máxima calidad representa para ellos un reto mayor, pues el número de piezas aumenta, el diseño de productos es cada vez más complejo y los fallos se castigan más duramente.
“No podemos permitirnos absolutamente ningún defecto de producto”, explica Robert Scavuzzo, Vice President Global Advanced Manufacturing Technology (AMT) en Freudenberg-NOK Sealing Technologies. “Al fin y al cabo, los clientes exigen piezas perfectas. Nuestra misión es realizar esta tarea de forma eficiente y económica”.
Para FST ello significa actualizar los procesos de forma continua, efectuar inversiones a tiempo y desarrollar nuevas tecnologías, inclusive avanzados sistemas automáticos de visión. Para este fin, AMT ha desarrollado un nuevo sistema de inspección automático en colaboración con ingenieros de la empresa de EE UU y Alemania. La primera instalación fue montada a principios de enero en su sede de Morristown, y otra seguirá a ésta en breve.
Es necesaria la automatización
A principios de 2021, la planta de Morristown recibió un pedido de diez millones de juntas de cartucho al año para un cliente automovilístico que opera a nivel global. No hubo tiempo para celebraciones, ya que era necesario preparar el inicio de producción de forma estructurada al objeto de cumplir el calendario del cliente. Durante la producción de prototipos, los ingenieros determinaron que la tecnología de control existente en la fábrica era insuficiente frente a la compleja característica geométrica de la junta. Además, tampoco podía con la velocidad del proceso de moldeo por inyección que es necesaria para la fabricación de las juntas.
“Estas piezas han significado un reto increíble para nosotros”, manifiesta Mike Vieth, Manufacturing Engineering Manager de FST en Morristown. Los cartuchos no solo son extremadamente pequeños, sino también asimétricos y presentan seis en lugar de las dos superficies de sellado usuales. “Estaba claro que necesitábamos un sistema de inspección más avanzado que el que hasta ahora veníamos usando”, explica Vieth.
Desde hace unos 20 años, el equipo de Morristown ha utilizado sistemas automáticos de inspección convencionales. Estos podían detectar fallos sencillos, como rebabas, errores de llenado y grietas en el material, explica Jeff Ellenberger, Advanced Manufacturing Specialist, quien trabaja en Morristown desde hace 22 años.
Estas máquinas debían ser recambiadas en el 2017. Por aquel entonces, Freudenberg trabajaba junto con otro fabricante de maquinaria para ofrecer un sistema de inspección mejorado con software especial y lentes especiales que podían detectar también filtraciones de material y otros fallos. “Esto significó un paso tecnológico hacia delante enorme”, recuerda Ellenberger. Él y sus compañeros reconocieron, no obstante, que esto no sería suficiente para satisfacer los cada vez más rigurosos requerimientos del cliente.
La filosofía del trabajo en equipo
Más o menos en esa época desarrolló AMT su nueva tecnología de visión industrial. El sistema FST prometía ser más eficiente, notablemente menor y económico que los aparatos automáticos de control visual existentes hasta entonces. El Dr. Helmut Hamfeld, Senior Engineering Specialist en AMT, Weinheim, se encargó de dirigir el proceso de desarrollo. Contó con el respaldo de Scott Sulhan, ingeniero jefe de Plymouth, especializado en robótica e ingeniería mecánica.
Ambos trabajaron en estrecha colaboración con Ellenberger para adaptar el nuevo sistema de inspección con arreglo a los requisitos impuestos en Morristown. Aparte de las extensas especificaciones de producto, ellos documentaron los fallos de sellado potenciales que podría encontrar el sistema y que debería detectar. De esta forma tenían posibilidad de enseñar al sistema la diferencia entre piezas correctas y piezas defectuosas.
Una vez programado el aparato, el equipo de Morristown envió de inmediato prototipos a Alemania. ¿El resultado? “El sistema detectó cada fallo según como estaba previsto”, indica Vieth. “Fue asombroso”.
Una perfecta coordinación
“Helmut y Scott desarrollaron y construyeron un sistema de inspección preciso y flexible justamente en el momento en que nosotros lo necesitábamos”, manifiesta Ellenberger. “No solo se podía adaptar fácilmente a nuestra aplicación, sino que era mucho más pequeño y económico”.
Sulhan construyó el sistema de inspección en Plymouth a partir de casi 40 piezas distintas. Fue enviado a Alemania para su control final, el cual superó de forma magistral. A continuación fue enviado de regreso a Morristown.
La máquina de última generación con la denominación FVision GP 50 combina una tecnología patentada de visión industrial con una avanzada automatización. Con tan solo 30 x 30 pulgadas de tamaño (sin los componentes de alimentación y embalaje), requiere únicamente un tercio de espacio y cuesta solo un tercio con respecto a los aparatos automáticos de inspección disponibles en el mercado.
Freudenberg prevé emplear FVision GP 50 en la inspección de un gran número de piezas pequeñas (hasta 50 milímetros de diámetro), por ejemplo, juntas, muelles y juntas tóricas para la industria automovilística, hechas de distintos materiales y aplicando diferentes procesos de producción. La solución propia consta de una nueva tecnología de visión industrial –inclusive la capacidad de autoadaptación a variaciones en el proceso– y admite hasta cuatro cámaras.
Por el diseño de planchas de vidrio de FVision GP 50, las cámaras pueden fotografiar las juntas simultáneamente desde varios ángulos –también desde abajo hacia arriba–, evitando de esta forma maniobras innecesarias. El aparato en servicio en Morristown puede efectuar más de 20 controles de superficie a una velocidad de hasta diez piezas por segundo. Además diferencia entre defectos reales y las eventuales variaciones en el proceso, como por ejemplo las variaciones debidas a la suciedad o al polvo.
Industria 4.0
La mayoría de aparatos de visión industrial de FST están conectados a una base de datos que suministra información en vivo sobre las condiciones de proceso y de la maquinaria, explica Scavuzzo. Con arreglo a Industria 4.0, FVision GP 50 es el punto de partida de un sistema de producción cerrado, en el que las máquinas de inyección son controladas y adaptadas continuamente durante el servicio, para de esta forma asegurar la integridad de los productos y evitar fallos.
FVision GP 50 va a representar un papel importante en la estandarización de instalaciones y procesos en todas las plantas de producción. Para lograr este fin, Scavuzzo valora el hecho de que las nuevas máquinas se podrán integrar en aproximadamente el 80 por ciento de las instalaciones de la empresa, con cambios de diseño mínimos y funciones de cámaras, de iluminación y de software adaptadas a las necesidades y que dan soporte a aplicaciones específicas.
“Los proveedores externos no conocen nuestros productos, procesos de producción y retos tan bien como nosotros”, opina Scavuzzo. “Cuando aprovechamos los conocimientos de nuestros propios ingenieros y científicos, esto nos proporciona una ventaja decisiva frente a la competencia”.
