Monitorización de procesos para una producción altamente automatizada

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Los sistemas de monitorización de procesos de Kistler fueron elegidos para cumplir con los exigentes requisitos de trazabilidad y calidad en la industria automotriz

Monitorización de procesos para una producción altamente automatizada

El fabricante suizo de electrónica Schurter AG tiene que hacer frente a los exigentes estándares establecidos por la industria automotriz, por lo que precisa el 100% de control y trazabilidad 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 el monitoreo de procesos, y conllevan tiempos de ciclo rápidos, clasificación automática y capacidad de ensayo de instrumentos de medida.

Schurter, el fabricante suizo de productos electrónicos con sede en Lucerna, tiene planes ambiciosos para el futuro: con una plantilla de más de 2 000 personas, 11 fábricas y empresas en 17 países, el escenario está claramente preparado para que su crecimiento continúe. Las adquisiciones están generando un impulso adicional; la facturación ya ascendió a 259 millones de francos suizos en 2017, y la tendencia es al alza. La cartera de Schurter tiene dos pilares: componentes eléctricos y electrónicos (conectores, interruptores y disyuntores, etc.) y sistemas 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 electromovilidad se acelera, los fusibles eléctricos asumen un papel clave, especialmente en la producción de baterías para automóviles eléctricos. Cada celda de la batería requiere protección individual con fusibles, por lo que el número total de fusibles en un vehículo puede alcanzar rápidamente cuatrocientos o quinientos. En 2017, un cliente final del sector encargó a Schurter que produjera grandes cantidades de fusibles para su uso en áreas críticas para la seguridad. André Schürmann, Jefe de Automatización y Mantenimiento de Schurter, explica los antecedentes:

"Podemos contar con muchos años de experiencia en la automatización de procesos de producción de fusibles. Y gracias a nuestra ventaja tecnológica, todavía podemos llevar a cabo el trabajo de desarrollo aquí en Suiza, así como parte de la producción. Eso es algo que nuestros clientes realmente aprecian". Los fusibles incorporan numerosas piezas pequeñas. Se deben fabricar grandes cantidades con la máxima automatización, cumpliendo con los estándares y, por supuesto, con alta calidad. Para cumplir con estos desafíos excepcionales, Schurter invitó a un vecino cercano a unirse: el fabricante de maquinaria especial ROBO • MAT AG. "ROBO • MAT nos presentó una oferta muy detallada para el desarrollo de la planta. Combinando con su proximidad física y la estrecha relación de trabajo que se desarrolló desde el primer día, esto se convirtió en un muy convincente conjunto integrado", recuerda Schürmann.

Pruebas de alta precisión en segundos

Markus Zimmermann, propietario y CEO de ROBO • MAT, explica el proyecto: "Se producen dos versiones de fusibles en esta planta, a un ritmo de aproximadamente 3 000 componente por hora y con un tiempo de ciclo de 2.7 segundos. El producto pasa por 16 estaciones diferentes en ese breve período de tiempo. El diseño de la planta nos enfrentó al desafío de coordinar los pasos del proceso para lograr el tiempo de ciclo corto. La belleza de esto fue que Schurter aún no había finalizado el diseño del fusible cuando comenzamos a trabajar. Significaba que aún se podían incorporar requisitos especiales en el diseño. Por supuesto, eso solo es posible si estás lo suficientemente cerca del cliente ", subraya Zimmermann.

Los sistemas de monitorización de procesos de Kistler fueron elegidos para cumplir con los exigentes requisitos de trazabilidad y calidad en la industria automotriz. Se implementaron un total de cuatro pequeños sensores piezoeléctricos de fuerza del tipo 9217A 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 persuadieron para optar por Kistler fueron el pequeño rango de fuerza y el muy bajo umbral de respuesta ". apunta Zimmermann. Las variables clave medidas se registran y visualizan durante el proceso; además, los criterios definidos se utilizan para la segregación automática en proceso de piezas buenas y malas.

Las pruebas incluyen la fuerza del resorte, así como la fuerza aplicada para colocar las cubiertas en los fusibles. Los sensores en sí también se prueban: "Lo que es realmente especial de esta planta es que el equipo de medición en sí mismo se verifica de forma cruzada durante el proceso real. La tecnología del sensor se mide aproximadamente una vez cada 100 piezas - para verificar si los sensores continúan captando lo que deberían ", continúa Zimmermann. "Este desarrollo está impulsado por los requisitos de la industria automotriz. De acuerdo con el estándar IATF 16949 del 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 esto punto particular aquí en nuestra planta ", añade Schürmann.

Se logró un nivel sin precedentes de adquisición de datos de calidad gracias a esta combinación de exigentes especificaciones del cliente, cumplimiento de los estándares y una planta altamente compleja: "Para cada fusible, se capturan 76 parámetros específicos y se almacenan en una base de datos central, - además de la fuerza y el desplazamiento los datos cubren muchas otras variables como la temperatura del horno y del aire. Esta es la adquisición más extensa de datos de calidad que hemos implementado en una planta ", señala Zimmermann. Schurter y ROBO • MAT han cumplido todos los requisitos especificados para el aseguramiento de la calidad y la documentación, por lo que ahora pueden concentrarse en optimizar la operación de la planta.

La tecnología de medida intuitiva genera valor añadido

Todavía hay un camino por recorrer antes de que la producción en serie pueda finalmente comenzar. La aceptación del cliente final ya se obtuvo después de aproximadamente un año de trabajo de desarrollo, pero eso no es lo mismo que la producción en volúmenes de 24/7 dirigida por Schurter. Por lo tanto, la fase dos se enfoca en pruebas intensivas y optimización de factores críticos como materiales, configuraciones de plantas y otros parámetros. "La tecnología de medida no necesitó mucho esfuerzo porque los sistemas se pueden operar de forma intuitiva", señala Schürmann.

"Ya hemos utilizado los productos 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 alcanza el objetivo, los ajustes se transfieren directamente a una segunda planta para que podamos cubrir las altas cantidades planificadas", prosigue Zimmermann . El sistema maXYmos y el resto de la tecnología de monitorización de procesos de Kistler estarán nuevamente 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 estaremos encantados de elegir Kistler nuevamente en el futuro". Schürmann esboza las perspectivas para el futuro: "Las plantas tendrán que ser cada vez más inteligentes para hacer frente a los desafíos que plantea la movilidad eléctrica y la Industria 4.0. El registro continuo de la producción, el mantenimiento predictivo y la trazabilidad a nivel de lote se convierten cada vez más en un estándar. Esto requiere una tecnología de medida que se pueda integrar fácilmente y operar intuitivamente, y tiene que ofrecer resultados precisos y fiables. El monitorización del proceso definitivamente genera un valor añadido al producto, razón por la cual un número creciente de fabricantes lo integran en su producción."

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