Examinados bajo la luz adecuada

drylin®® -eje lineal en sistemas de inspección de alta velocidad

Inspección visual de componentes pequeños en cantidades muy elevadas: Gefra GmbH en Friedewald/Westerwald se ha propuesto automatizar esta tarea - y tiene éxito con ello en todo el mundo. Para el ajuste eléctrico de las unidades de iluminación, Gefra utiliza unidades de accionamiento lineal completas del programa drylin® de igus®.

¿Cómo inspeccionar 900 tornillos o 700 piezas moldeadas por inyección por minuto para detectar daños? Cualquiera que se haga esta pregunta encontrará la respuesta adecuada en Gefra GmbH, una empresa fundada en 1995 que se especializa en el desarrollo de sistemas automatizados para la inspección y medición óptica rápida y precisa de componentes.

La razón de fundar la empresa fue la constatación de que existía una necesidad en este ámbito. Thomas Rothweiler, fundador y socio gerente de la empresa, asesoraba a empresas de producción sobre racionalización y automatización. Al hacerlo, se dio cuenta de que al final de los procesos altamente automatizados, a menudo las mercancías se siguen comprobando con el ojo humano y clasificando manualmente.

Máquina OptiSort clasificando cajas azules en una cinta transportadora.

Ensayos automatizados a gran velocidad
Las máquinas Optisort que desarrolló posteriormente utilizan tecnología de cámaras junto con alimentación automatizada y sistemas informáticos muy rápidos, y la velocidad es impresionante cuando se ve uno de estos sistemas en acción: las muestras de ensayo se alimentan individualmente desde un sistema de tolvas a través de un transportador vibratorio, en la posición correcta si es necesario, y se pasan a las cámaras bien en una placa de cristal, en una placa metálica especial para tornillos o en una cinta transportadora. También es posible realizar inspecciones de 360° con cuatro cámaras. Las piezas buenas se expulsan activamente y las defectuosas se separan.

Todo esto sucede a una velocidad que el ojo humano apenas puede seguir. "Los sistemas inspeccionan varios cientos de piezas por minuto, en algunos casos más de 50.000 piezas por hora," dice Thomas Rothweiler. Son muy flexibles porque inspeccionan distintos componentes: "Cada máquina suele inspeccionar entre 200 y 300 productos." Para cada producto se crea un programa de inspección distinto.

La mecánica y la velocidad de cálculo ponen límites técnicos
Con el continuo perfeccionamiento de los sistemas, la mecánica, es decir, la alimentación a tan alta velocidad, siempre ha alcanzado sus límites en el pasado. En algunos casos, sin embargo, la velocidad de cálculo de los sistemas de control disponibles también alcanzó su límite, lo que también es obvio si se tiene en cuenta que en algunos casos ocho o diez cámaras inspeccionan la probeta y el sistema de control tiene que decidir si es "buena" o "no OK" en cuestión de milisegundos.

Ajuste eléctrico de la iluminación
Aunque cada máquina se adapta a las necesidades del cliente, Thomas Rothweiler subraya que no se trata de la construcción de una máquina a medida: "Nuestras máquinas se basan en un principio modular y utilizamos muchas piezas idénticas."

Otro desarrollo actual se refiere a la iluminación, que se utiliza para colocar las muestras de ensayo bajo la luz adecuada para las cámaras. La distancia entre las luces y la probeta varía en función del producto, y el usuario ajusta las luces manualmente mediante un dial con escala. El objetivo de Thomas Rothweiler era integrar este proceso en el sistema de control y hacerlo así reproducible. Con ello no sólo se pretendía ahorrar pasos manuales del proceso y eliminar la posibilidad de ajustes incorrectos. Aún más importante era poder integrar la posición de las luces en la documentación.

Sistema lineal con módulo de guiado y actuador de igus sobre fondo blanco.

Unidad de accionamiento lineal completa como solución
En su búsqueda de accionamientos lineales adecuados, los ingenieros de Gefra encontraron lo que buscaban en el programa drylin® de igus®. Basándose en el eje lineal drylin®, en el que un carro del polímero de alto rendimiento iglidur® se mueve con la ayuda de un husillo de accionamiento, igus® desarrolló el programa drylin® E. (E de eléctrico). Se trata de unidades de accionamiento lineal completas en las que un motor paso a paso acciona el eje mediante una brida opcional y un acoplamiento de garras opcional.

Con este eje, Gefra ha creado el requisito previo para integrar el ajuste de la luminaria en el sistema de control del PC y, por tanto, en el respectivo plan de ensayo, llevando la automatización un paso más allá. Se utiliza un eje con una carrera de 60 mm, accionado por un motor paso a paso NEMA 17, que mueve cargas de hasta 1000 g con una precisión de +/- 0,5 mm.

Funcionamiento sin lubricante
El funcionamiento sin lubricantes del husillo y el carro fue un criterio crucial en el proceso de selección: Dado que las unidades de iluminación se encuentran directamente encima, al lado y debajo de los objetos a inspeccionar en la zona de trabajo del sistema, los accionamientos no deben emitir sustancias extrañas que puedan perjudicar el proceso de inspección.

También era importante que los accionamientos fueran compactos. Thomas Rothweiler: "Como en el futuro ofreceremos el ajuste eléctrico como opción, debe ser posible integrarlo en el diseño existente. También es importante para nosotros obtener la unidad completa con motor, carro y montaje lista para su instalación de un solo proveedor."

Sistema automatizado con un sensor de visión en una máquina industrial.

Optisort también en igus®
El nuevo concepto ya ha sido probado en un sistema que comprueba juntas. Cuatro mesas lineales de husillo del tipo drylin® SAW-0630 con accionamiento eléctrico, brida de motor y acoplamiento de garras integrado están conectadas al PC del sistema mediante controladores, y los accionamientos se adaptan perfectamente al entorno.

Por cierto, las ventajas de los sistemas Optisort son muy apreciadas en igus®. En la planta de producción de Colonia se utilizan un total de cuatro sistemas Gefra para probar cojinetes lisos. Se trata principalmente de componentes relevantes para la seguridad que igus® fabrica para la industria automovilística y que se comprueban al 100%. igus® planea actualmente la compra de un quinto sistema Optisort y, si los responsables eligen la opción del ajuste eléctrico de la iluminación, algunas de las unidades drylin® E entregadas a Friedewald volverán a su lugar de producción.