Visión para ganar... La medición sin contacto supera a la CMM tradicional

Jun 18, 2023

Todas las fotos son cortesía de Roush Yates Engines y Roush Yates Manufacturing Solutions.

El sondeo por contacto con MMC seguramente tiene su lugar en los procesos de medición e inspección, sin embargo, no siempre es una solución óptima para determinadas geometrías y aplicaciones de piezas. Roush Yates Engines (RYE) de Mooresville, Carolina del Norte, y su división de fabricación, Roush Yates Manufacturing Solutions (RYMS), reconocieron que había mejores opciones para el control de calidad en las cuñas y casquillos que fabrica para el automóvil de “próxima generación” de NASCAR.

RYE es el fabricante exclusivo de motores de Ford Performance para los niveles más altos de NASCAR, incluidas la Copa NASCAR y la Serie Xfinity, así como el IMSA Michelin Pilot Challenge. Además, RYMS es una organización de fabricación por contrato CNC de precisión con experiencia en mecanizado multieje de piezas de metal y plástico con geometrías complejas. La producción interna de RYMS incluye piezas mecanizadas para el Ford FR9 V8 NASCAR y Xfinity Engine para los programas Ford Performance, el Ford Mustang 5.2L V8 y fabricación por contrato de CNC para otros mercados de deportes de motor, aeroespacial, de defensa, espacial y médico. También suministran piezas para el nuevo automóvil de “próxima generación” de NASCAR a los equipos Ford Performance, Chevy y Toyota.

El sistema de gestión de calidad de RYMS cuenta con la certificación AS9100 Rev D e ISO 13485 de NSF-ISR, así como con el Tráfico Internacional de Armas (ITAR) y la Certificación del Modelo de Madurez de Ciberseguridad (CMMC).

Para ayudar a lograr su exigente rendimiento y sus objetivos empresariales, RYE eligió los sistemas de metrología de precisión y herramientas de precisión de Starrett para garantizar que las especificaciones de diseño críticas se cumplan al nivel esperado y requerido por la ingeniería. Los deportes de motor requieren estándares estrictos para lograr una calidad constante. Agregue requisitos complejos para piezas confiables y de alto rendimiento, y los procesos de prueba y medición son aún más exigentes.

RYMS cuenta con dos laboratorios de calidad bien equipados que cuentan con las herramientas necesarias para medir e inspeccionar una amplia variedad de piezas que se fabrican y suministran para sus motores de carreras, así como para clientes externos.

Un motor de NASCAR normalmente tiene 857 componentes, por lo que es probable que algunos tengan geometrías que son problemáticas de medir e inspeccionar. En el caso del buje del auto de “próxima generación” de NASCAR, el uso de una sonda táctil para medir los radios en el socavado presentó varios desafíos que aumentaron el tiempo y los costos de inspección.

Todd English, vicepresidente de asociaciones estratégicas y marketing de RYE, explicó: "Para tener una idea clara del papel del socavado, es útil saber que el socavado del buje tiene dos propósitos". En primer lugar, permite un chaflán mínimo en el orificio de la pieza coincidente para maximizar el área de apoyo debajo de la brida del buje. Además, la socavación permite un radio grande que reduce el factor de concentración de tensiones en el casquillo.

El gerente de control de calidad de RYMS, Ryan Osborne, dijo: “Era casi imposible verificar con precisión la socavación con una MMC de gatillo táctil. El tamaño de los radios y los problemas de compensación de la herramienta eran difíciles de ver y determinar”. English estuvo de acuerdo en que la medición tradicional de CMM no estaba funcionando bien, lo que generaba resultados inconsistentes.

En otro ejemplo de pieza de auto de carreras, medir una cuña de “próxima generación” de NASCAR para cumplir con las especificaciones presentó desafíos al sondear con una CMM debido al tamaño y la planitud de la pieza. Osborne dijo: “Al igual que con la chapa metálica, puede resultar complicado medir bordes con MMC de gatillo táctil. Era difícil medir el tamaño y el grosor de la cuña con la MMC”. Continuó: "Intentamos utilizar también un micrómetro, pero distorsionaría el diámetro exterior". Tanto para el casquillo como para la cuña, RYE debe cumplir con tolerancias de +/- 0,13 mm.

RYMS analizó varios sistemas de visión para determinar cuál era mejor para satisfacer los requisitos del cliente. En la búsqueda se incluyó tecnología del socio de RYE desde hace mucho tiempo, The LS Starrett Company (división de metrología en Laguna Hills, CA, y sede en Athol, MA).

RYMS analizó cómo el sistema de visión Starrett AV450 podría proporcionar la primera línea de defensa para garantizar que se estuvieran fabricando las piezas correctamente, la primera vez. Los criterios importantes para el sistema de visión incluyeron precisión, velocidad y la capacidad de medir geometrías desafiantes. "El sistema Starrett cumplía todos los requisitos y era especialmente flexible y fácil de usar, por lo que seleccionamos el AV450 y lo implementamos en nuestro laboratorio de control de calidad", dijo Osborne.

El sistema de visión AV450 de 3 ejes ofrece una solución rentable para lograr inspecciones de alto rendimiento y es ideal tanto para aplicaciones repetitivas y de tiradas parciales más grandes como para el control de calidad de rutina. Con una envolvente de medición X,Y,Z más grande de 18” x 14” x 8” (457 mm x 356 mm x 203 mm), el Starrett AV450 tiene óptica de zoom de video de alta resolución y puede ser preprogramado (CNC) para inspección repetitiva de piezas, o accionado manualmente mediante una bola de seguimiento para mediciones individuales. Con su diseño mecánico altamente estable, rodamientos lineales de precisión y movimiento suave de la plataforma, se puede lograr fácilmente el máximo rendimiento y rendimiento. El rendimiento se mejora aún más con el software MetLogix™ M3 que controla la detección de bordes de video y la iluminación LED o de fibra óptica de múltiples canales. La iluminación anular de cuadrante (LED) controlada por computadora, la iluminación debajo del escenario y la iluminación opcional a través de la lente cumplen con los requisitos de iluminación más desafiantes.

La precisión del sistema de visión automática Starrett AV450 es de 2,5 + 5 L/1000 y la resolución de lectura es de 4 µin (0,1 µm). La ampliación en un monitor de 24”, la configuración de píxeles 1:1 es de 31x a 198x con zoom de 6,5:1 y de 26x a 310x con un zoom de 12:1. El sistema cuenta con una cámara de video digital en color de 1,3 megapíxeles y una base de granito de precisión.

El AV450 también cuenta con una unidad de control de movimiento externa e incluye un sistema operativo basado en Windows® con una interfaz de operador a través de una PC de escritorio con un monitor de pantalla táctil de 24”, así como conectividad de red Wi-Fi. Los archivos CAD se pueden importar/exportar y se pueden generar y archivar informes. El software de metrología M3 admite mediciones de 3 ejes y construcciones geométricas 2D (como puntos, líneas, ángulos, rectángulos y ranuras) y correcciones de nivel, inclinación y origen de referencia. La funcionalidad de pantalla táctil con solo pellizcar, deslizar y tocar proporciona un funcionamiento intuitivo para todos los usuarios.

English dijo: "El sistema de visión Starrett pudo medir la socavación del casquillo de manera precisa, eficiente y oportuna". Osborne estuvo de acuerdo: “Cuando se trata de comprobar radios pequeños, el sistema de visión es muy superior a las MMC tradicionales con gatillo táctil. Los múltiples niveles de zoom óptico nos permiten ver claramente las líneas tangentes de los radios, lo que brinda a nuestros maquinistas información crítica sobre características desafiantes”. Osborne también señaló que, alternativamente, podrían haber utilizado un comparador óptico para medir el casquillo, pero el sistema de visión es superior en términos de velocidad y facilidad de uso.

“La velocidad y la facilidad de uso nos permitieron determinar rápidamente qué ajustes de la máquina eran necesarios. La tecnología de visión nos permite medir el tamaño del corte y detectar cualquier pequeño desajuste que hayamos tenido en la brida”, continuó Osborne.

Para medir la cuña, los beneficios de utilizar el sistema de visión son igualmente impresionantes, especialmente para lograr precisión y repetibilidad. La cámara del sistema de visión enfoca la pieza sin necesidad de tocarla, asegurando que las dimensiones estén dentro de las especificaciones. Osborne dijo: “Al utilizar el sistema de visión, eliminamos la necesidad y el tiempo de una CMM para verificar la pieza. Además, ya no necesitamos utilizar métodos de medición manuales para comprobar el diámetro exterior, lo que eliminó el error del operador”. Dado que obtener mediciones precisas del diámetro exterior en cuñas delgadas mediante el uso de una CMM o un micrómetro puede ser un desafío, el sistema de visión ofrece varios beneficios. Los resultados son repetibles y RYMS puede seleccionar rápidamente puntos de medición en todo el diámetro exterior de la pieza, lo que garantiza resultados de datos completos.

Se ha reducido el tiempo de preparación, se ha mejorado la calidad de las piezas y se están cumpliendo los plazos de entrega. Osborne dijo: “El AV450 ahorra tiempo al inspeccionar la primera pieza al obtener buenas medidas de inmediato, en lugar de tener que ir y venir con la producción para determinar si la dimensión es buena o no. Hemos ahorrado cientos de horas desde que implementamos el sistema”. Con volúmenes anuales de piezas de más de 12 000, tanto para las cuñas como para los casquillos combinados, hacer el trabajo correctamente desde el principio es una gran victoria para RYMS.

El 26 de mayo de 2023, el director ejecutivo de NASCAR, Jim France, entregó a Roush Yates Manufacturing Solutions (RYMS) el premio Proveedor del año de “próxima generación” de NASCAR 2022. Este reconocimiento fue una decisión unánime entre todos los equipos de entre más de treinta proveedores únicos de la Cup Series. Este premio es la culminación de un proyecto que comenzó en 2019 y representa innumerables horas de arduo trabajo y dedicación que han aportado los empleados y proveedores estratégicos de RYMS.

RYMS ha suministrado miles de montantes, barras estabilizadoras, varillajes de palanca de cambios, soportes de transmisión, hardware y accesorios para la NASCAR Cup Series a partir de 2021 y hasta la actualidad. Proporcionan algunas de las piezas más confiables del automóvil, sin fallas hasta la fecha.

The LS Starrett Company – División de Metrología | www.starrettmetrology.com | (949) 348-1213 Motores Roush Yates | www.roushyates.com | (704) 799-6216 Soluciones de fabricación de Roush Yates | www.roushyates.com | (704) 662-7165