Desarrollo de un sistema de medición automatizado para bloques motor basado en robots colaborativos

Abstract

[ES] El objetivo que se ha perseguido a lo largo del proyecto ha sido la automatización de los bancos de mediciones de la línea de mecanizados de la Planta de Motores Ford, haciendo énfasis en la demostración de la viabilidad técnica mediante el desarrollo y validación de sistemas de medición propios para los tipos de inspección que mayor carga de trabajo suponen, es decir, la inspección de diámetros, profundidades y roscados. Para ello, en primer lugar, se han investigado las posibles alternativas para realizar cada tipo de inspección, haciendo un análisis comparativo entre todas ellas y eligiendo las más convenientes: para los diámetros, las inspecciones van a seguir realizándose con los calibres pasa/no pasa, para las profundidades se va a combinar el uso de los calibres con un palpador y para los roscados se va a hacer uso del sistema anterior pero con la adición de una atornilladora. Ninguna de estas alternativas es tan sencilla como comprarla y montarla en el robot, sino que todas ellas requieren de cierto desarrollo: se debe diseñar un sistema de cambio de calibres, el sistema de medición de profundidades y el soporte para la atornilladora, todo ello con harmonía para que la herramienta resultante sea solamente una. El primer paso, por tanto, ha sido el diseño de una herramienta capaz de realizar cambios entre calibres. Una vez diseñada, se ha impreso en 3D y se han hecho las pruebas pertinentes para su validación. Posteriormente, y siguiendo la misma secuencia (diseño, fabricación y pruebas), se ha desarrollado y validado el sistema de medición de profundidades y de roscados, hasta llegar a obtener la herramienta definitiva, capaz de realizar los tres tipos de mediciones, demostrando la viabilidad técnica de la automatización de estos bancos.

[EN] The objective that has been pursued throughout the project has been to automate the bench gauges of the machining line of the Ford Engine Plant, emphasizing the demonstration of the technical feasibility through the development and validation of gauge systems for the types of inspections that involve the highest workload, that is, diameter, depth and thread inspections. With this regard, the possible alternatives for doing each type of inspection have been researched. A comparative analysis among them has been done, and the best ones have been chosen: for diameters, the inspections will continue being done with the go/no go gauges, for depths the use of the gauges will be combined with a contact sensor and for threads the latter system will be used but with the addition of an electric screwdriver. None of these alternatives is as simple as buying and mounting it into the robot, but all of them require some development: the gauge-changer system, the depth system and the screwdriver fixture need to be developed, all of that with harmony so that the resulting tool is only one. The first step, therefore, has been to design a tool capable of doing changes between gauges. Once designed, it has been 3D printed and the validation tests have been done. Later, and following the same sequence (design, manufacture and tests), the depth and thread system have been developed and validated, until the ultimate tool has been got, capable of performing the three types of measurements, and demonstrating the technical viability for the automation of these benches.

[CA] L’objectiu que s’ha perseguit al llarg del projecte ha sigut aconseguir l’automatització dels bancs de mesuraments de la línia de mecanitzats de la Planta de Motors Ford, fent èmfasi en la demostració de la viabilitat tècnica mitjançant el desenvolupament i la validació de sistemes de mesura propis per als tipus d’inspecció que més càrrega de treball suposen, es a dir, la inspecció de diàmetres, profunditats i roscats. Per a açò, en primer lloc, s’han investigat les possibles alternatives per a realitzar cada tipus d’inspecció, fent un anàlisi comparatiu entre totes elles i elegint les més convenients: per als diàmetres, les inspeccions van a seguir fent-se amb els calibres passa/no passa, per a les profunditats es va a combinar l’ús dels calibres amb un palpador i per als roscats es farà ús del sistema anterior però amb l’adició d’una atornilladora. Ninguna d’aquestes alternatives es tan senzilla com comprar i muntar-la al robot, sinó que totes elles necessiten d’alguna mena de desenvolupament: es deu dissenyar un sistema de canvi de calibres, el sistema de mesurament de profunditats i el suport per a l’atornilladora, tot allò amb harmonia per a que la ferramenta resultant sigui solament una. El primer pas, per tant, ha sigut el disseny d’una ferramenta capaç de fer canvis entre calibres. Una vegada ha sigut dissenyada, s’ha imprès en 3D i s’han fet les proves pertinents per a la seva validació. Posteriorment, i seguint la mateixa seqüència (disseny, fabricació i proves), s’ha desenvolupat i validat el sistema de mesurament de profunditats i de roscats, fins aplegar a obtindre la ferramenta definitiva, capaç de realitzar els tres tipus de mesuraments, demostrant la viabilitat tècnica de la automatització d’aquests bancs