Automatización del control de calidad de brocas quirúrgicas mecanizadas

El sistema Q-Span realiza un control de calidad automatizado. El sistema robótico recoge una broca quirúrgica mecanizada de una bandeja, utiliza un medidor LVDT para medir varias dimensiones, registra las mediciones en un PC y coloca la broca en un cajón de aprobado o suspendido. Foto New Scale Robotics.

Los fabricantes por contrato del sector médico deben inspeccionar con frecuencia el 100 % de sus piezas, un requisito que hace que el control de calidad (CC) manual sea extremadamente ineficaz.

Cuando Orchid Orthopedic Solutions —fabricante por contrato de herramientas quirúrgicas mecanizadas de precisión— buscaba formas de mejorar la eficiencia operativa en su planta de Bridgeport, Michigan, el director de calidad, Joe Farinella, identificó el proceso de calibrado manual de la empresa como un candidato ideal para la revisión.

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Farinella implantó el sistema automatizado de calibrado Q-Span, de New Scale Robotics, en la línea de brocas quirúrgicas de Orchid, un cambio que redujo en más de 50 horas semanales el tiempo de inspección. Ahora los empleados cargan el programa para el cobot del sistema y se retiran para realizar otras tareas de gran valor durante estas horas ahorradas.

El ahorro de tiempo y mano de obra no solo ayuda a amortiguar el impacto de la inflación en Orchid, sino que también ayuda a la empresa a hacer frente al cambio hacia el trabajo a distancia provocado por COVID-19.

“Necesitamos formas creativas de atraer y retener a los empleados en el entorno de la manufactura, donde se les exige estar físicamente presentes —explica Farinella—. Una forma de hacerlo es mediante tecnología de vanguardia que les dé libertad en el lugar de trabajo para desplazarse a las áreas que lo necesiten y no quedarse atrapados en tareas de medición repetitivas”.

El sistema Q-Span sustituye las mediciones micrométricas manuales. El robot colaborativo presenta las piezas de trabajo al medidor LVDT, realiza las mediciones y registra los datos. Foto New Scale Robotics.

El sistema Q-Span consta de un robot colaborativo Universal Robots UR3e, una robusta mesa de trabajo móvil, herramientas de agarre para la manipulación de piezas y software para el control del robot y la recolección de datos. El sistema puede utilizar calibres robóticos de fin de brazo y trabajar con diversos calibres manuales existentes en la fábrica. El tablero de la estación de trabajo permite cambiar fácilmente las bandejas de piezas, los contenedores, las cintas transportadoras y los calibres de referencia.

Cumplimiento de estrictos requisitos de repetibilidad y reproducibilidad

Para utilizar el sistema Q-Span, un inspector carga brocas en bandejas, coloca una bandeja en la mesa de la estación de trabajo en un lugar designado e inicia el programa.

El robot recoge automáticamente cada broca de la bandeja, la presenta a un calibrador de caída neumático para su medición, utiliza estos datos de medición para tomar una decisión de apto/no apto en tiempo real y coloca la broca en la bandeja de apto/no apto correspondiente.

El sistema Q-Span también puede enviar de forma inalámbrica los datos de medición del medidor de caída a un PC para su posterior exportación a los formularios de inspección final de Orchid. Esto elimina los errores de introducción manual de datos tipográficos del operario.

La R&R (repetibilidad y reproducibilidad) total del medidor es inferior al 10 %, lo que satisface los estrictos requisitos de calidad de las piezas.

Para inspeccionar un nuevo número de pieza de taladrado mediante el sistema Q-Span, la ingeniera de calidad Mónica Gonzales edita el programa de control en un PC y lo comprueba en la consola de programación del robot antes de enviarlo a producción. Foto New Scale Robotics.

Programación sin código

El sistema robotizado se valida como unidad móvil, lo que significa que los inspectores pueden desplazarlo entre estaciones en cualquier momento sin que ello afecte su estado validado. Esto le permite a Orchid optimizar el flujo para adaptarse a los requisitos del cliente y a los cambios en la planta de manufactura.

El software Q-Span incluye un programa de plantillas para recoger, medir y colocar. Este programa le indica al cobot que se desplace a una ubicación, utilice su pinza para coger una broca, mueva la broca hasta un calibre y, a continuación, deposite la broca en un contenedor de aprobado o suspendido en función de los datos de medición del calibre.

Los ingenieros de calidad pueden editar el programa de plantilla de forma remota desde un PC o en la planta mediante la consola de programación del robot.

Con el propósito de reprogramar el sistema para un número de pieza diferente, el ingeniero introduce unas cuantas dimensiones clave de la broca y su bandeja en una hoja de cálculo. La hoja de cálculo determina las coordenadas o puntos de la trayectoria de movimiento del cobot, que el ingeniero también introduce en el programa de plantilla antes de guardar el programa y enviarlo remotamente al cobot.

Tras una visita a producción para comprobar que el programa funciona como debe, la nueva rutina está lista para funcionar. Esta función de programación “sin código” es idónea para la manufactura de grandes volúmenes y mezclas.

Mónica Gonzales, ingeniera de calidad, afirma que incluso los empleados de Orchid sin conocimientos de robótica pueden utilizar la plantilla para crear programas específicos de piezas en aproximadamente una hora.

Farinella y Gonzales ya piensan en la próxima oportunidad de automatización. Una idea es realizar la inspección de control de calidad a medida que las piezas salen del torno, y no por lotes. Por ahora, Orchid se beneficia del ahorro de tiempo que le ha proporcionado el sistema Q-Span.