Industria 4.0: por qué la tecnología de medición sigue desempeñando un papel clave

En la fabricación aditiva, por ejemplo, es importante que las superficies de la impresora 3D tengan unas características ultrafinas exactas, independientemente de si están hechas de metales, plásticos u otros materiales. Aquí es necesario comprobar la rugosidad y ondulación de las superficies fabricadas aditivamente, medir sus contornos o longitudes en las unidades más pequeñas y certificar así la funcionalidad de los componentes.

Por ejemplo, los investigadores del Laboratorio de Servicios de Nanoestructuras del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT ) utilizan un explorador MarSurf CM para comprobar este tipo de superficies. El microscopio confocal de alta resolución de Mahr proporciona valores de medición tridimensionales en unos pocos pasos funcionales y analiza estas superficies tridimensionalmente, sin contacto, independientemente del material y con rapidez. Los investigadores utilizan el dispositivo para investigar micromatrices como componentes ópticos tridimensionales, estructuras de andamiaje tridimensionales funcionalizables molecularmente y otras aplicaciones en el rango micrométrico o submicrométrico. De este modo, avanzan en este proceso de ahorro de recursos para la producción de componentes complejos de forma selectiva.

Generación de grandes cantidades de datos

La tecnología de medición también es esencial para los procesos que funcionan con inteligencia artificial (IA), aunque de una forma completamente distinta. Así lo demuestra el ejemplo enmarcado en el proyecto de investigación "MuPro2" de la Cátedra de Ingeniería de la Fiabilidad y Análisis de Riesgos (LZR ) de la Universidad de Wuppertal: un fabricante de cuchillos de cocina de alta calidad encargó a la cátedra la puesta en marcha de un proceso de control automatizado y de máxima fiabilidad para la calidad de las hojas. Los cuchillos se forjan a partir de aleaciones de acero, se rectifican, se afinan y se someten a pruebas. Desde la punta de la hoja hasta la virola, cada detalle debe ser exacto hasta el micrómetro.

Para poder evaluar las imágenes de las superficies de los cuchillos con ayuda de la IA, primero fue necesario realizar mediciones 3D precisas. Esto se debe a que las cámaras para la evaluación de imágenes tienen que detectar los defectos de forma fiable y "aprenderlos" de antemano mediante IA. Para ello se necesitaron grandes cantidades de datos.

Un algoritmo decide sobre la calidad de la superficie

Para generar datos sobre superficies, el especialista en tecnología de medición Mahr también intervino aquí con una MarSurf CM móvil. Con este dispositivo de medición 3D se pueden realizar mediciones de rugosidad y geometría, así como análisis de estructuras tridimensionales; el tiempo de medición del dispositivo oscila entre cinco y diez segundos. Con las evaluaciones del dispositivo de medición móvil, el equipo del LZR alimentó, entrenó y evaluó varios algoritmos de aprendizaje automático. El algoritmo decidía por sí solo la calidad de la superficie de las cuchillas. Resultado: La fiabilidad del algoritmo fue extremadamente alta, la tasa fue de casi el 100 por cien con el microscopio óptico 3D. El ojo humano, que funciona/percibe en función de las condiciones de iluminación y de la forma cotidiana del individuo, puede sustituirse por un sistema de control extremadamente fiable que nunca se cansa. Los empleados pueden dedicar su atención a tareas menos repetitivas.

Conclusión: independientemente de que se utilicen métodos de producción convencionales o procesos completamente digitalizados, la calidad debe ser la adecuada. Esto significa que la tecnología de medición sigue siendo indispensable. Y al igual que la mayoría de los procesos industriales se han digitalizado, la tecnología de medición hace tiempo que ha hecho lo mismo. Puede integrarse directamente y, dependiendo de la aplicación, automatizarse por completo en los procesos de la Industria 4.0. Y así, la cartera del especialista en tecnología de medición Mahr abarca ahora desde calibres manuales hasta tecnología de medición 3D de alta resolución para innumerables aplicaciones.