Solución de escaneo 3D automatizado para la inspección de piezas de automoción

La industria automotriz está experimentando una transformación significativa impulsada por la electrificación, los materiales livianos y una creciente demanda de procesos de producción más inteligentes y eficientes. En este panorama en rápida evolución, el control de calidad y la metrología se han vuelto críticos. Los fabricantes deben asegurarse de que cada componente, por pequeño que sea, cumpla con estrictos estándares de calidad para mantener el rendimiento, la seguridad y el cumplimiento. Sin embargo, los métodos de inspección convencionales a menudo son deficientes para mantenerse al día con la velocidad, la complejidad y la integración digital que exige la Industria 4.0.

Fabricante de componentes automotrices

CIE Automotive es un líder mundial en el diseño y fabricación de componentes y subconjuntos de automoción. La empresa produce una amplia gama de piezas para los principales fabricantes de equipos originales de automoción. Su cartera incluye productos para trenes motrices, cajas de cambios, chasis, sistemas de dirección y elementos estructurales, utilizando diversos materiales como acero forjado, aluminio, compuestos y chapa estampada. Estos componentes se utilizan en una amplia gama de vehículos, desde vehículos de pasajeros y camiones ligeros hasta vehículos comerciales y todoterreno.

Fuente:CIE Automotive

CIE Pemsa Norte, una planta de producción clave del grupo CIE, se centra en los procesos de estampado. Para satisfacer las crecientes demandas de precisión y eficiencia, la planta se propuso modernizar sus capacidades de inspección, en particular para las piezas de metal laminado estampado, que son fundamentales para la integridad estructural y la calidad del ensamblaje final.

Características de la pieza de estampado a inspeccionar

El objetivo principal es medir múltiples láminas de estampado y mejorar el rendimiento y la productividad. Estas piezas suelen ser delgadas, de formas intrincadas y cuentan con múltiples agujeros, bordes y geometrías que deben controlarse estrictamente. Dado su papel estructural y la precisión requerida durante el ensamblaje final del vehículo, incluso pequeñas desviaciones en la geometría pueden resultar en dificultades de ensamblaje, vibraciones o problemas de durabilidad a largo plazo.

Fuente: CIE Automotive

Límites de los métodos de medición anteriores

Antes de adoptar el escaneo 3D automatizado, CIE Pemsa dependía en gran medida de los métodos de inspección tradicionales, como los dispositivos de control físico y las máquinas de medición por coordenadas (CMM). Si bien estos métodos cumplían su propósito, presentaban limitaciones significativas en un entorno de fabricación de ritmo rápido y alto rendimiento.

 Los accesorios se construían a medida para cada tipo de pieza, resultando en altos costos, grandes requisitos de espacio e inflexibilidad. Su naturaleza manual introducía variabilidad dependiente del operador, y la incapacidad de capturar datos 3D completos limitaba su eficacia para la inspección exhaustiva. Los largos tiempos de configuración y medición retrasaban aún más la retroalimentación de calidad.

 Las CMM, aunque son conocidas por su precisión, presentaban limitaciones operativas como velocidades de medición lentas, requisitos de programación complejos y dificultad para acceder a características profundas o desplazadas. Su dependencia de técnicos cualificados y el riesgo de colisiones durante la medición creaban cuellos de botella y tiempos de ciclo prolongados, especialmente para geometrías grandes o complejas.

 En conjunto, estas limitaciones obstaculizaban la toma de decisiones en tiempo real y la integración fluida con los sistemas de fabricación digital. La falta de velocidad, flexibilidad y cobertura completa de las piezas dificultaba la ampliación de las operaciones de inspección o la respuesta rápida a las desviaciones de calidad.

Soluciones 3D automatizadas

Para superar estos desafíos, CIE Pemsa Norte implementó una solución avanzada de escaneo automatizado con las tecnologías 3D de vanguardia de SCANOLOGY. El corazón del sistema es el sistema de escaneo óptico 3D TrackScan Sharp-S, un potente escáner óptico 3D que utiliza tecnología de escaneo triláser. Capaz de capturar hasta 4,8 millones de mediciones por segundo, ofrece una velocidad y precisión excepcionales, especialmente para detectar características geométricas complejas como agujeros, ranuras y bordes.

Este escáner 3D se integró con guías lineales y se controló mediante robots colaborativos, permitiendo el movimiento automatizado y la inspección flexible de piezas. El escáner 3D funciona de forma segura a una distancia de 30 a 40 cm, lo que minimiza el riesgo de colisión y garantiza un espacio de trabajo más seguro para los operadores. La seguridad se refuerza aún más con sensores de zona que restringen el acceso durante el funcionamiento.

El sistema se mejora aún más con la suite de software de 3D Infotech:

1. El software Part-ID utiliza cámaras de alta resolución para identificar y validar la orientación de las piezas antes del escaneo.
2. El software de automatización optimizadosincroniza el movimiento del robot, el funcionamiento del escáner y las posiciones de la guía lineal.
3. Una vez que se completa el escaneo, la nube de puntos recopilada se convierte en una malla y se analiza con PolyWorks, que extrae automáticamente las dimensiones GD&T y las compara con los modelos CAD. Los informes finales se generan en formatos PDF y CSV para su uso inmediato.

La combinación de estas tecnologías crea un sistema de inspección inteligente y totalmente automatizado alineado con los principios de la Industria 4.0.

Beneficios de la solución de escaneo 3D

La implementación de la solución 3D automatizada ha aportado numerosos beneficios a CIE Pemsa Norte:

1. Reducción del tiempo de inspección entre un 40 y un 70 %, lo que mejoró significativamente el rendimiento.
2. Eliminación del error humano en la identificación y colocación de piezas.
3. Precisión de medición mejorada, incluso en geometrías estampadas complejas.
4. Menores costos operativos, ya que se necesita una intervención mínima del operador una vez que el sistema está calibrado.
5. Retroalimentación de calidad en tiempo real, lo que permite acciones correctivas inmediatas y una mayor estabilidad del proceso.
6. Manejo flexible de piezas, ya que el sistema puede cambiar rápidamente entre diferentes tipos de piezas sin cambios de accesorios físicos.

Además, el proceso de inspección totalmente digitalizado permite una mejor trazabilidad, una integración más sencilla en los sistemas de fabricación digital y una mejora de la calidad basada en datos.

Conclusión

Al adoptar las avanzadas tecnologías de escaneo y automatización 3D de SCANOLOGY, CIE Pemsa Norte ha transformado su proceso de inspección desde un flujo de trabajo intensivo en mano de obra y dependiente de los accesorios a una operación rápida, precisa y digitalizada. La solución aborda los desafíos clave de la industria: reducir costos, aumentar la productividad y respaldar una toma de decisiones más inteligente.

 A medida que el sector automotriz avanza hacia una mayor eficiencia e integración digital, las soluciones de metrología innovadoras como las proporcionadas por SCANOLOGY desempeñarán un papel fundamental en la configuración del futuro de la fabricación. El exitoso despliegue en CIE Pemsa Norte establece un punto de referencia de lo que es posible cuando la tecnología 3D avanzada satisface las necesidades del mundo real de la producción industrial.