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Kistler: Monitorización de un proceso de producción altamente automatizado

Schurter confía en la tecnología de medida de Kistler para alcanzar el 100% de control y trazabilidad en piezas críticas para la seguridad

Kistler: Monitorización de un proceso de producción altamente automatizado

El fabricante suizo de electrónica Schurter AG tiene que cumplir con los exigentes estándares establecidos por la industria automotriz, por lo que el control y la trazabilidad del 100% son requisitos esenciales en su proceso de producción. La nueva planta totalmente automatizada de Schurter para producir piezas complejas críticas para la seguridad incorpora cuatro sistemas Kistler para la monitorización de fuerza y desplazamiento, incluyendo ciclos rápidos, la clasificación automática y las pruebas de capacidad del instrumento de medición.

Schurter, el fabricante de productos electrónicos suizo con sede en Lucerna, tiene planes ambiciosos para el futuro: con una plantilla que ya cuenta con más de 2000 personas, 11 instalaciones de producción y compañías en 17 países, el escenario está claramente preparado para que el crecimiento continúe. Las adquisiciones están generando un impulso agregado. El volumen de negocios ya ascendió a 259 millones de francos suizos en 2017, y la tendencia es al alza. El portafolio de Schurter tiene dos pilares: componentes eléctricos y electrónicos (conectores, interruptores e interruptores, etc.) y sistemas de entrada como HMI, paneles táctiles y teclados de membrana. En los últimos años se han agregado soluciones personalizadas basadas en un alto nivel de integración vertical: se agrupan en la división de soluciones de la empresa.

A medida que la tendencia hacia la movilidad eléctrica se va acelerando, los fusibles eléctricos están asumiendo un papel clave, especialmente en la producción de baterías para automóviles eléctricos. Cada celda de la batería requiere protección individual de fusibles, por lo que el número total de fusibles en un vehículo puede llegar rápidamente a cuatrocientos o quinientos. En 2017, un cliente final en el sector automotriz encargó a Schurter que produjera grandes cantidades de fusibles para su uso en áreas críticas para la seguridad. André Schürmann, Director de Automatización y Mantenimiento de Schurter, explica los antecedentes: “Podemos aprovechar muchos años de experiencia en la automatización de procesos de producción de fusibles. Y gracias a nuestra ventaja tecnológica, aún podemos realizar el trabajo de desarrollo aquí en Suiza, así como parte de la producción. Eso es algo que nuestros clientes realmente aprecian”.

Los fusibles constan de numerosas piezas pequeñas. Las grandes cantidades deben fabricarse con la máxima automatización, de acuerdo con los estándares y, por supuesto, con alta calidad. Para afrontar estos desafíos excepcionales, Schurter invitó a un vecino cercano a bordo: el fabricante de maquinaria para fines especiales ROBO • MAT AG. “ROBO • MAT nos presentó una oferta muy detallada para el desarrollo de la planta, que incluye un diseño en 3D y un precio exacto. "Combinado con su proximidad física y la estrecha relación de trabajo desarrollada desde el primer día, esto sumó para formar un conjunto completo altamente convincente", recuerda Schürmann.

Pruebas de alta precisión en segundos

Markus Zimmermann, propietario y CEO de ROBO • MAT, explica el proyecto: “En esta planta se producen dos variantes de fusibles, a una velocidad de aproximadamente 3 000 piezas por hora y con un tiempo de ciclo de 2,7 segundos. El producto pasa a través de 16 estaciones diferentes en ese breve período de tiempo. El diseño de la planta nos enfrentó con el desafío de coordinar los pasos del proceso para lograr el corto ciclo de tiempo. Lo mejor de todo era que Schurter aún no había finalizado el diseño del fusible cuando comenzamos a trabajar. Esto significaba que todavía se podrían incorporar requisitos especiales en el diseño. Por supuesto, eso solo es posible si se está lo suficientemente cerca del cliente ", subraya Zimmermann.

Los sistemas de monitorización de fuerza y desplazamiento de Kistler fueron elegidos para cumplir con los exigentes requisitos de trazabilidad y calidad en la industria automotriz. Un total de cuatro sensores piezoeléctricos para fuerzas pequeñas del tipo 9217A se implementan en la nueva planta, junto con los sistemas de evaluación maXYmos BL correspondientes. "Además de nuestra experiencia favorable en el pasado, los principales factores que nos llevaron a optar por Kistler fueron el pequeño rango de fuerza y ​​el umbral de respuesta muy bajo", señala Zimmermann. Las variables clave medidas se registran y visualizan durante el proceso; además, los criterios definidos se utilizan para la segregación en proceso automática de partes buenas y malas. Las pruebas incluyen la fuerza del resorte y la fuerza aplicada para colocar las cubiertas en los fusibles.

Los sensores en sí también se prueban: “Lo que es realmente especial en esta planta es que el equipo de medición en sí mismo se verifica en forma cruzada durante el proceso real. El estado del sensor se mide aproximadamente una vez en cada 100 piezas, para verificar si los sensores aún están capturando los datos que deberían", continúa Zimmermann. “Este desarrollo está impulsado por los requisitos de la industria automotriz. Según la norma IATF 16949 de International Automotive Task Force para piezas críticas para la seguridad, la capacidad del equipo de medición debe verificarse regularmente durante el proceso de producción. El cliente final auditó específicamente este punto en particular aquí en nuestra planta ", agrega Schürmann

Se obtuvo un nivel de adquisición de datos de calidad sin precedentes en respuesta a esta combinación de exigentes especificaciones del cliente, cumplimiento con el estándar y una planta altamente compleja: "Para cada fusible, se capturan y almacenan 76 conjuntos de datos específicos en una base de datos central. Además de fuerza y desplazamiento, los datos cubren muchas otras variables como el horno y la temperatura del aire. Esta es la adquisición de datos de calidad más extensa que hemos implementado en una sola planta”, señala Zimmermann. Schurter y ROBO • MAT han cumplido con todos los requisitos especificados de garantía de calidad y documentación, por lo que ahora pueden concentrarse en optimizar el funcionamiento de la planta.

La tecnología de medición intuitiva genera valor añadido.

Todavía hay mucho camino por recorrer antes de que finalmente pueda comenzar la producción en serie. La aceptación del cliente final se obtuvo ya después de aproximadamente un año de trabajo de desarrollo, pero eso no es lo mismo que la producción de grandes volúmenes en “ 24/7 “ dirigida por Schurter. Por lo tanto, la fase dos se centra en las pruebas intensivas y la optimización de factores críticos como los materiales, la configuración de la planta y otros parámetros. "La tecnología de medición no requirió mucho esfuerzo porque los sistemas se pueden operar de manera intuitiva", señala Schürmann. "Ya hemos utilizado productos de Kistler en el pasado, por lo que sabemos que podemos confiar en el rendimiento, el servicio y la relación calidad-precio", agrega Zimmermann. “Pero otras partes de la planta son tan complejas que la puesta en marcha y la optimización implican una carga de trabajo sustancial. La ventaja es que una vez que se ha alcanzado el objetivo, los ajustes se transfieren directamente a una segunda planta para que podamos cubrir las altas cantidades planificadas ", continúa Zimmermann. El software maXYmos y el resto de la tecnología de Kistler volverán a estar a bordo en esa etapa, con pruebas dobles para garantizar que los fusibles cumplan sus promesas.

Zimmermann concluye: "Apreciamos la excelente colaboración, el apoyo profesional y las estrechas relaciones de Kistler con sus clientes, y nos complacerá elegir a Kistler nuevamente en el futuro". Schürmann esboza las perspectivas para el futuro: "Las plantas tendrán que convertirse cada vez más inteligentes para enfrentar los desafíos planteados por la movilidad eléctrica y la Industria 4.0. La monitorización continua, el mantenimiento predictivo y la trazabilidad a nivel de lote se están convirtiendo cada vez más en parte de la norma. Esto requiere una tecnología de medición que pueda integrarse fácilmente y operarse de manera intuitiva, y debe proporcionar resultados precisos y fiables. El registro de la calidad en el proceso definitivamente genera un valor productivo agregado, por lo que un número creciente de fabricantes industriales lo están integrando en su producción ".