Cómo el PMD Profiler ayuda a Ford a evitar errores en la fabricación de sus carrocerías
Siguiendo el espíritu de su fundador, Ford sigue apostando por tecnologías innovadoras y soluciones de automatización para combinar e incrementar la calidad y la eficiencia en la producción de vehículos. Este es también el caso de la planta de Valencia, en España, donde el sensor de perfiles PMD Profiler de ifm analiza con detenimiento la producción del Ford Kuga.
Ya en aquel entonces, Henry Ford reconocía la importancia de mantener un estricto control de calidad, utilizando en todo momento componentes de la máxima calidad y con las menores desviaciones posibles para garantizar una producción en masa eficiente y una calidad constante de los vehículos. Estos principios se han mantenido vigentes hasta el día de hoy; sin embargo, la fabricación de carrocerías es ahora mucho más compleja y minuciosa. E igualmente complicado resulta garantizar la calidad en estos modernos procesos de producción de vehículos.
La producción del Ford Kuga, que se fabrica junto con otros modelos en las plantas de Ford en Valencia (España), resultó ser un enorme desafío. El paso de trabajo concreto consiste en soldar una pequeña chapa de refuerzo completamente plana en una pieza más grande. "El operario introduce primero una pieza grande de la carrocería en una plataforma giratoria y después coloca la chapa encima", explica Mario Eschweiler, ingeniero de fabricación de carrocerías en Ford Europa. Él ha sido el encargado de supervisar el correspondiente proyecto de garantía de calidad desde la sede alemana de Ford en Colonia. "En esta fase es importante poder reconocer de forma fiable si la chapa está correctamente colocada o no. Además, hay que asegurarse de que no se han colocado dos o más chapas de refuerzo por error. En el siguiente paso, se gira la plataforma giratoria, y un robot suelda y retira ambos componentes".
A fin de garantizar la calidad del vehículo hasta el más mínimo detalle, cada paso de la producción debe llevarse a cabo con suma precisión. Fuente: Ford Werke GmbH.
Una tarea imposible para los sistemas con cámara
Debido a esta secuencia de producción establecida, se descartó la opción de un sensor de distancia óptico convencional para la detección de presencia. El motivo: no habría sido posible un montaje que no obstaculizara a los trabajadores y a los robots en su trabajo. "Por la misma razón, tampoco eran adecuados los detectores inductivos ni los interruptores mecánicos. Se descartó una detección inductiva de doble chapa por un solo lado debido a las reducidas dimensiones de la pieza pequeña y también a la capacidad de posicionamiento asociada", así acotaba Eschweiler aún más las posibles soluciones. Además, las pequeñas dimensiones y la superficie plana ya suponían de por sí un reto exigente. Asimismo, la elevada fluctuación de las condiciones de iluminación debido a la luz solar durante el día y a la luz artificial por la noche, dificultaron aún más la tarea. "Tal y como demostraron las pruebas iniciales, estos requisitos llevaron a los sistemas con cámara convencionales hasta el límite de su capacidad y más allá", explica Eschweiler. Durante la fase de puesta en marcha, las soluciones de cámara probadas generaron una tasa de errores de lectura del uno por ciento o más. "Sin embargo, el criterio decisivo para no optar por el sistema con cámara tenía que ver con otro aspecto fundamental: con esta solución no podíamos asegurar que se colocara una sola chapa de refuerzo". En definitiva, era el reto perfecto para el PMD Profiler de ifm.
Imagen 1: La elevada fluctuación de las condiciones de iluminación debido a la luz solar durante el día y a la luz artificial por la noche dificultaron aún más la tarea. Esto fue resuelto fácilmente por el PMD Profiler. Fuente: Ford Werke GmbH. Imagen 2: El PMD Profiler detecta si la pequeña chapa está colocada correctamente. Fuente: Ford Werke GmbH.
El PMD Profiler garantiza con seguridad la utilización y el montaje correctos de componentes. Para ello, el escáner optoelectrónico en línea proyecta un haz de luz láser sobre la zona de trabajo que se va a supervisar y determina el perfil de altura existente por medio de la luz reflejada. Si este perfil de altura coincide con el perfil especificado, el PMD Profiler confirma que el montaje es correcto. Si el perfil se desvía del valor de tolerancia definido, el sensor emite una señal de error. Con una precisión en la medición de 500µm, el PMD Profiler es capaz de detectar la más mínima desviación y, por tanto, también si falta la fina chapa de refuerzo o si se ha colocado más de una. La orientación correcta del componente también se puede controlar comparando el perfil de altura real y el especificado. El PMD Profiler es tan preciso como tolerante en su entorno de trabajo: su inmunidad a la luz ambiental y su autonomía respecto a la distancia permiten un posicionamiento flexible.
Una solución técnicamente robusta
Tanto en un primer montaje experimental y durante una demostración funcional por parte de los expertos alemanes en automoción de ifm como en la posterior fase de prueba real, que fue supervisada por la filial española de ifm, el escáner en línea logró convencer a los miembros de Ford que participaron en el proyecto. El resultado: "Al utilizar el PMD Profiler, hemos podido resolver la tarea de una forma técnicamente robusta, minimizando así de forma eficaz los tiempos de inactividad mediante la detección fiable de errores", afirma Eschweiler. "Actualmente, la tarea se resuelve de forma excelente durante su ejecución. Ya en su primer mes de funcionamiento normal, la tasa de error fue de tan solo el 0,2 por mil. Y es muy probable que, en efecto, se tratara de verdaderos errores de carga, advertidos acertadamente por el Profiler".
Conclusión
Gracias al PMD Profiler, Ford pudo garantizar de forma fiable la calidad de esta fase de la producción. Sin embargo, según el director alemán del proyecto, esto no se debe únicamente al rendimiento del escáner en línea: "Durante todo el proyecto recibimos un apoyo constante, competente y personalizado de los expertos industriales de ifm, tanto aquí en Alemania como in situ en España. En mi opinión, este es un factor crucial que ha contribuido a encontrar la solución ideal y a aplicarla con éxito".
