Los resultados del trabajo muestran que la solución desarrollada por Tekniker es más precisa que los sistemas de multilateración tradicionales

El centro tecnológico presentó a finales de 2019 en la XXII edición del Congreso de Fabricación Avanzada y Máquinas-Herramienta una solución integrada en máquina para realizar una verificación de errores de máquina-herramienta de forma automática y volumétrica, sin la necesidad de intervención de personas y especialmente eficiente en máquinas de grandes dimensiones.

Desde que, en 1973, el concepto de verificación y compensación volumétrica fue introducido por primera vez por P. A. McKeown y J. Loxham, este procedimiento de medición ha sido adoptado de manera sistemática y a lo largo de los años. Primero por los fabricantes de máquinas de medir por coordenadas y posteriormente por los fabricantes de máquinas-herramienta para mejorar la precisión de sus máquinas en todo su volumen de trabajo.

En paralelo, la metodología y, sobre todo, los sistemas de medición que permiten materializarla han evolucionado de forma considerable hasta ofrecer soluciones robustas que se emplean en la actualidad. Sin embargo, la verificación rigurosa de la geometría y el volumen de las máquinas-herramienta resulta cada vez más complicada a medida que aumentan sus dimensiones.

No en vano, los sistemas de medición directos empleados tradicionalmente como la interferometría, los patrones de perpendicularidad o los niveles electrónicos no ofrecen una visión volumétrica de la geometría de la máquina-herramienta, ya que no garantizan la elevada precisión que demandan sectores industriales como la aeronáutica, la automoción o la energía eólica para todo el volumen de trabajo del medio productivo.

Igualmente, la precisión geométrica de una pieza de gran tamaño sigue siendo un reto importante en procesos de fabricación donde existen fuentes de incertidumbre como la variación de temperaturas durante el proceso de fabricación, la producción del componente en varias puestas, el propio amarre del componente en el medio productivo o el control de calidad del componente de gran tamaño.

Zayer colabora con Tekniker en el desarrollo de nuevas soluciones que aporten valor al sector de la máquina-herramienta.

Tekniker, miembro de Basque Research & Technology Alliance (BRTA), ha desarrollado una solución integrada en máquina que permita realizar una verificación de errores de máquina-herramienta de forma automática y volumétrica, que no requiera de la intervención de personas y que sea especialmente eficiente en máquinas de grandes dimensiones. Esta aplicación responde al reto de mejorar la precisión de las máquinas-herramienta en todo su volumen de trabajo, reduciendo su sensibilidad a las condiciones ambientales y desarrollando nuevas funcionalidades que aporten valor a los procesos de fabricación, habilitando nuevas estrategias de producción con la propia máquina

El centro ha solicitado la patente de este sistema, para cuyo desarrollo contó con la participación y colaboración del fabricante de máquina-herramienta alavés Zayer, especializado desde hace más de 60 años en fresadoras y centros de mecanizado. La empresa facilitó sus instalaciones para poder validar el método de verificación volumétrica en una máquina-herramienta de gran tamaño.

En concreto, los resultados obtenidos en la aproximación integrada se han comparado con la multilateración tradicional, una técnica que consiste en la medición de distancias o desplazamientos relativos entre un reflector móvil ubicado en la máquina y una serie de estaciones fijas (definidas por los sistemas de medida) ubicadas en el volumen de la máquina o alrededor de la misma.

Los resultados del trabajo muestran que la solución desarrollada por Tekniker es más precisa que los sistemas de multilateración tradicionales. El tiempo empleado en la medición de la verificación y compensación volumétrica se reduce a un 25% en comparación con el procedimiento clásico, lo que permite que la deriva geométrica del medio productivo se reduzca de forma notable y a su vez hace posible materializar una verificación más precisa.

Gracias a esto, no solo se consigue mejorar el proceso de mapeo de errores volumétricos actual, sino que además permite llevar a cabo regularmente una revisión geométrica parcial de la máquina-herramienta. Esta revisión posibilita que las plataformas industriales 4.0 reciban información geométrica de calidad durante la vida útil de la máquina, asegurando su capacidad de fabricación de componentes de alto valor.

Desarrollar nuevas funcionalidades como un sistema de medición trazable en la máquina-herramienta o máquinas-herramienta conectadas geométricamente pueden ser nuevos avances hacia procesos de producción más inteligentes y la consecución de estrategias de fabricación cero defectos.