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APLICACIONES

Temperature measurement in production of automotive exterior parts

La cámara térmica optris PI reduce significativamente el déficit en la producción

Con el uso de la cámara termográfica optris PI Jacob Composite optimiza la preproducción de piezas exteriores de automóviles. Los perfiles de temperatura constante durante el proceso de termoformado, garantizan una alta calidad y esto fortalece el vínculo entre el cliente.

El grupo de Jacob Group combina diferentes áreas y compañías, cada una con muchos años de experiencia. La Dirección Corporativa de Jacob Composite trabaja con el procesamiento para fibras reforzadas, materiales de compuestos termoplásticos para la industria automotriz. Jacob ofrece todo - desde la construcción y soluciones patentadas, incluyendo la producción.

Un fabricante de automóviles muy conocido encargó a Jacob Composite en el 2010 una  producción de piezas ligeras para los interiores de automóviles. La preproducción está en curso. Las películas, que son necesarias para el proceso de termoformado, tienen un espesor entre 3,3 y 3,7 mm y son reforzadas con fibra de vidrio. Antes de ser moldeadas en partes con acabado perfecto, las películas de plástico necesitan ser calentadas. Este proceso se lleva a cabo a través de una máquina de termoformado en un área de calefac-ción, donde se encuentran quemadores colocados en la parte superior e inferior para calentar la hoja.

One heating field has been removed for the field of view of the infrared camera
One heating field has been removed for the infrared camera

Después del proceso de calentamiento, la hoja de fibra reforzada es moldeada a presión para dar forma a las piezas y después son enfriadas. El tiempo entre calentamiento y formación de piezas se reduce al mínimo. Los grupos funcionales (como las boquillas de en-trada de aire) adquieren su forma durante el proceso de remoldeo. En el próximo paso las piezas son cortadas con láser y puestas en forma antes de ser enviadas al cliente final

La optimización de procesos es el objetivo principal de la preproducción de Jacob Composite. Esto también incluye la obtención de una producción en serie estable, un optimizado ciclo de tiempo y un déficit de producción mínima. Durante la preproducción se pueden dar quemaduras ocasionales debido a las altas temperaturas, al igual que la formación de arrugas debido a un perfil de temperatura bajo. El mayor desfío durante todo el proceso  es el constante monitoreo de los quemadores, ya que se tienen que ser ajustando con frecuencia.

A deep-drawing machine of Kiefel monitored by an optris infrared camera

El Ing. Michael Northington, encargado del desarro-llo del proceso I+D en Jacob Plastic GmbH reporta: „El uso inicial de pirómetros a cada lado resultó ser ineficaz debido a las variaciones de temperatura a través de todo el material. También consideré alinear todos los pirómetros. Pero ha sido muy difícil llegar a una temperatura media.“

optris PI160 ir camera recording a thermal image of circuits
optris PI160 infrared camera

La cámara termográfica optris PI demostró ser la solución perfecta. Debido a su extensa medición de la temperatura a través de la perlícula de fibra reforzada, los valores individuales como los puntos fríos y calientes o valores promedio pueden ser mostrados en toda la superficie.

 

La cámara termográfica optris PI con una lente de 64° es instalada en la parte superior e inferior del área de calentamiento. Para cu-brir un área de 400 x 300 mm de la película de fibra de vidrio refor-zada, la cámara es instalada a una distancia de 300 a 350 mm. El frente de la cámara es expuesta a temperaturas de más de 350°C, depído a la cercanía con el sistema de quemadores para la cámara PI es una temperatura muy alta sin una protección adicional. Para resolver este problema la cámara térmica fue colocada dentro de una chaqueta de enfriamiento enfriada por agua, así como una instalación de una hoja de latón enfrente de la chaqueta de en-friamiento (reflexión de la radiación de calor). Una temperatura circundante constante de la cámara de 35 a 40°C puede garantizarse. El software optris PIX Connect es usado para monitorear  la temperatura interna de la cámara y asegurará que no sobrepase la máxima temperatura de 50°C que es la temperatura ambiente máxima que la cámara puede soportar sin ningún accesorio de enfriamiento.

Thermal imager optris PI, water cooled within an industrial protective housing

Evaluación de datos y orientación de programación del software

La evaluación de los datos de temperatura se realizan a través del software optris PIX Connect. El optris PIX Connect es el software para las cámaras termográficas, analiza, documenta y controla el proceso automáticamente. El software garantiza funciones de video y snapshot hasta de 120 Hz. El software permite hacer ajustes perzonalizados y específicos para cada cliente.

La transmisión de datos en Jacob Composite es realizada por la interfaz COM-Port en una interfaz de usuario que ellos desarrollaron. El software fue desarrollado por la compañía novo.design (Neustadt/Aisch) para Jacob Composite. El software busca en tiempos definidos nuevos snapshots entre las dos cámaras. Al mismo tiempo, ambos valores de temperatura son seleccionados y guardados. La información más importante se muestra en un diagrama de temperatura. Si la temperatura no alcanza o rebasa los valores predeterminados, una alarma es activada para dar aviso del hecho. Para asegurar esto, una temperatura máxima y mínima han sido previamente definidas.

“Para facilitar el trabajo en la máquina, la alarma aparece en una ventana emergente con una instrucción adecuada para el operador responsable de la máquina. De esta manera podemos garantizar una respuesta perfecta a la máquina“ informa Michael Northington.

User interface of the software optris Pi Connect of Jacob Composite

La cámara está conectada a la computadora a través de una interfaz USB. Una interfaz adicional de la cámara es la interfaz de procesos (PIF) que a través de un trigger externo puede enviar señales a la cámara. La señal necesaria proviene del control de la máquina. Los últimos snapshots de la película de plástico son mostradas en un historial y son guardadas para la documentación del proceso.

Un tiempo de ciclo ideal, reduce mercancía defectuosa

Mr. Northington (Jacob Plastics GmbH) and Mr. Theilacker (Optris GmbH) during the set up of the camera and software
Mr. Northington (Jacob Plastics GmbH) and Mr. Theilacker (Optris GmbH)

Una optimización en la preproducción a través de un monitoreo confiable de temperatura por el ajuste continuo de los quemadores, es una gran ventaja de la cámara termográfica optris PI en Jacob Composite. Debido al uso de la cámara optris PI durante la producción en serie de las piezas, se dió lugar a tiempos ideales en ciclos de 65 segundos, basándose en la máxima salida de calor posible. De esta manera se incrementa la cantidad y la productividad.

“Hasta ahora la producción de fallas ha sido reducida a través de un perfil de temperatura constante“ explica el Ing. Michael Northington, satisfecho por la mejora.

La mejor ventaja para Jacob Composite es tener la seguridad de una alta calidad. La demanda de una alta calidad hecha por el cliente se puede realizar con la configuración del ajuste de temperatura de calentamiento, por lo tanto, el lazo con el cliente es más fuerte y de esta manera se incrementa la cantidad de órdenes.

Convencidos de la fiabilidad de los productos Optris


“La decisión de Jacob Composite para la Optris PI era evidente. Como pirómetras ya se hán ultilizados con éxito en procesos de flexión de materiales en máquinas de flexión, la implementación de los dispositivos confiables de Optris GmbH para la nueva producción en serie es sensato“ informa el
Ing. Andreas Theilacker, Jefe de ventas regional de Optris GmbH. „Beneficioso ha sido también la oferta de la amplia gama de productos de medición por infrarrojo, accesorios y software.“

Optris no solamente ofrece cámaras termográficas industriales (IP 67 también conectores industriales), pero también componentes importantes como chaquetas de enfriamiento o la integración simple en las máquinas por medio de interfaces como la interfaz USB. El uso gratuito del extenso software, y el libre uso de diferentes interfaces en el software  (COM-Port, DLL, LabView) han influido en la decisión de utilizar la cámara termográfica OPTRIS PI.

Jacob Composite seguirá trabajando con los productos Optris. Ya que para este año está prevista la compra de cámaras OPTRIS PI para el uso móvil dentro de la empresa.

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