Vicomtech desarrolla un sistema de reconstrucción para inspección superficial de brochas para Ekin

Una brochadora es una máquina utilizada en la industria para elaborar superficies externas e internas de difícil acceso, por ejemplo, ranuras. Para ello hace uso de una brocha, una herramienta de corte con múltiples filos. El brochado consiste en un proceso de corte continuo, con movimientos de corte rectilíneos, aplicados en la brocha o en la pieza. Las brochas están diseñadas para movimientos de avance y retroceso en procesos de mecanizado y están formadas por una serie de dientes o muelas, gemelos entre sí, a lo largo de una revolución (360º). Los diferentes componentes se diferencian en la geometría de las muelas y en su distribución espacial a lo largo de la extensión de la brocha.

Ekin realiza la inspección de las brochas que fabrica de forma manual por parte de un operario a través de una lupa y un carro desplazador y se precisaba aproximadamente 2 horas para inspeccionar un componente. Debido a la alta precisión en las brochas requerida por los clientes de Ekin, tanto en el sector aeronáutico como en el de la automoción, la validación de la calidad de las brochas es un paso fundamental en su proceso productivo. Cada brocha se diseña en exclusiva para elaborar cierta forma geométrica y por lo tanto difiere en gran medida de otras.

El reto de este proyecto ha consistido en abordar los siguientes objetivos:

- Automatizar el proceso de inspección

- Adquisición de la superficie de la brocha mediante visión artificial

- Analizar la calidad de la superficie de la brocha en el caso de uso de Ekin

El desarrollo consiste en un sistema de inspección superficial mediante visión artificial con un software de análisis especializado al caso de uso de Ekin. De esta forma, se consigue digitalizar el proceso: i) mejorando y facilitando la labor de inspección de las superficies de las brochas al operario, así como ii) reduciendo el tiempo dedicado a la inspección de cada brocha.

El sistema propuesto y desarrollado por Vicomtech, proporciona un automatismo muy similar a un torno CNC de 3 ejes, de manera que la brocha se monta entre un plato/utillaje de amarre de brocha y un contrapunto. El plato hace girar la brocha a un avance determinado y los carros porta-herramienta se destinan a posicionar el sistema de visión artificial en el eje X,Y,Z.

La captura de imagen del componente se ha planteado mediante reconstrucción estéreo fotométrica, con el uso de un sistema de captura lineal que puede ser controlada por el automatismo.

Finalmente, el software de análisis desarrollado a partir de librerías de software propiedad de Vicomtech, identifica por cada tramo de 3 o 4 dientes los defectos superficiales que contienen las brochas.

El sistema desarrollado, además de ofrecer a Ekin una ventaja competitiva respecto a la competencia, al disponer de un sistema de inspección avanzado, consolidando su posición tanto a nivel nacional como internacional, aportará las siguientes mejoras al proceso:

• Reducción de costes: La inspección se realizará en un tiempo menor, y además ayudará a que las brochas producidas no contengan defectos. En consecuencia, se reducirán los costes de producción de cada brocha.
• Mejora en la calidad de trabajo: La inspección manual supone un sobreesfuerzo visual prolongado por parte del operario que a la larga puede ocasionarle problemas de salud como vista cansada, por ejemplo. Al digitalizar y automatizar el proceso, se reducirán este tipo de problemas haciendo un mejor uso de los recursos humanos.
• Mejora de la gestión del proceso de calidad: Con la digitalización del proceso se explotarán al mismo tiempo las tecnologías de la información para elaborar informes, históricos, mejorar la comunicación con los interesados, etc.
• Aumento del conocimiento del proceso: Ofrecer la calidad de Ekin y el aseguramiento de defectología mediante el uso de nuevas tecnologías como la visión artificial será un plus añadido a las conocidas soluciones técnicas de Ekin.

El proyecto ha contado con la participación de Ekide Group y con la financiación del Programa Basque Industry 4.0 de SPRI.