Domine el control de calidad del mecanizado CNC:una guía paso a paso para la precisión y la confiabilidad

El mundo del control de calidad es una sopa de letras de abreviaturas:QA, PPAP, APQP, CMM, PSW, etc. 

Este artículo explica muchos de ellos. Más importante aún, explora cómo cada uno de ellos es vital para el control de calidad del mecanizado CNC. También aborda cómo centrarse en los estándares de calidad aporta una clara ventaja, especialmente cuando se ejecutan varios proyectos simultáneos.

Por sí solas, las máquinas de control numérico por computadora (CNC) no pueden lograr la precisión, velocidad y repetibilidad requeridas, y la calidad no se puede “probar” en un producto. El control de calidad efectivo solo se logra a través de un proceso probado y un equipo de control de calidad (QA) altamente capacitado.

Así es como funciona:

Paso 1:La producción de la pieza comienza con la revisión del diseño

Con una orden de compra y los dibujos finales aprobados, el proceso de control de calidad comienza formalmente con la revisión de la impresión y la obtención de respuestas a las siguientes preguntas: 

• ¿Se puede fabricar el diseño del cliente? 
• ¿Se pueden alcanzar las tolerancias especificadas? 
• ¿El equipo de medición actual es capaz de comprobar con precisión todas las características de la impresión?

Sólo entonces los equipos de control de calidad y de ingeniería comienzan el proceso de planificación avanzada de la calidad del producto (APQP). Para nuevos diseños, es posible que ambos equipos necesiten trabajo inicial adicional, ya que trabajan mano a mano con los clientes y los proveedores de fundición en piezas nuevas. Juntos, revisan los procesos de diseño y fabricación para optimizar la función del producto y minimizar los costos.

Paso 2:La calidad lidera la producción para un lanzamiento sin problemas

El proceso APQP continúa mientras el equipo de ingeniería diseña accesorios, crea programas y elige herramientas, mientras que el equipo de control de calidad realiza análisis y crea verificaciones para verificar la ingeniería y la producción. Ambos equipos trabajan juntos hacia el objetivo común de una producción precisa y clientes satisfechos.
Se utilizan varias herramientas para analizar, controlar y documentar la producción, entre ellas:

• Plan de control de productos (PCP) — enumera todas las especificaciones del cliente, los pasos del proceso de fabricación y los controles de calidad en cada paso
• Análisis de efectos de modos de falla (FMEA) — se utiliza para comprender el proceso de mecanizado y los controles, además de minimizar los riesgos de defectos
• Diagrama de flujo del proceso (PFD) — describe el proceso de fabricación para inspecciones  

Estos son los entregables más importantes:

• Inspección del primer artículo (FAI) — define todas las especificaciones; Se comprueba cada vez que se configura un nuevo trabajo para producir la pieza
• Hoja de Auditoría del Operador (OEA) — enumera todas las comprobaciones que realiza el operador durante la producción
• Nuevos medidores — ordenado según sea necesario 
• Máquina de medición de coordenadas (CMM) — un instrumento de medición de precisión programado para medir y verificar posiciones y características
• Requisitos de calidad del proveedor (SQR) — se asegura de que cualquier pregunta o problema se comunique y resuelva
• Diseños de ingeniería — revisado por un ingeniero de calidad (QE)

Paso 3:Muestras de producción

La primera muestra de producción recibe una atención especial. Después de que producción configura el trabajo y ejecuta la primera pieza, el operador completa el FAI y la pieza se lleva al equipo de control de calidad que trabaja con el operador y el departamento de ingeniería si alguna de las características es:

• Fuera de tolerancia — Por ejemplo, se necesita un orificio de 5" de diámetro con una tolerancia de +- 0,001". Si el diámetro interior es de 4,9980", es demasiado pequeño y está fuera de tolerancia 
• En tolerancia pero fuera de lo nominal — por ejemplo, para el mismo diámetro interior de 5", el corte es consistentemente 4,9991”, 4,9992”, 4,9991”, etc. El objetivo es acercarlo a 5,000” +- 0,0002” (no 4,9992” +-0,0002”)

Después de que una pieza pasa las verificaciones FAI y CMM, se completa un Informe de inspección de muestra inicial (ISIR), que incluye un diseño dimensional completo de la pieza para verificar las especificaciones de impresión. Además, cada dimensión del dibujo se mide y registra.

A continuación, el control de calidad aprueba el proceso de aprobación de la producción de piezas. Se producen numerosas muestras de producción (normalmente 30 piezas) y se comprueba el ISIR de tres (la primera pieza más dos muestras más, normalmente tomadas de la mitad y del final de la tirada).

DATO RÁPIDO:  Stecker Machine tiene una tasa de éxito del 99,99 % en las piezas enviadas

Paso 4:Garantía de envío de piezas (PSW)

Una vez que las muestras pasan el ISIR y están completas, se finaliza y envía una garantía de envío parcial. Las muestras se utilizan para medir la capacidad del proceso (la capacidad de un proceso para crear un producto dentro de los límites de las especificaciones). En este punto, se mide la repetibilidad y reproducibilidad del calibre, lo que garantiza la precisión del instrumento de medición.

Luego, todo el paquete de documentación del proceso de aprobación de producción de piezas (PPAP) se completa y se envía con una garantía firmada.

DATO RÁPIDO:  Stecker Machine alcanza el 100% tanto en puntualidad como en tasas de aprobación

Un equipo de calidad es clave en la producción de piezas nuevas

Con demasiada frecuencia, el proceso de garantía de calidad en las piezas mecanizadas por CNC se considera “garantía de calidad versus producción”, pero ambos pueden (y deben) ser complementarios. La calidad no debe retrasar la producción.

DATO RÁPIDO:  Stecker Machine entrega más del 99% de sus pedidos a tiempo

Un equipo experimentado de control de calidad equilibra esos dos objetivos en un lanzamiento de PPAP sin problemas. El equipo de 20 miembros de Stecker Machine incluye auditores, técnicos, ingenieros, programadores y un coordinador de sistemas. El equipo cubre varias especialidades, pero todos trabajan juntos para garantizar que la producción se realice según las especificaciones del cliente.

Stecker Machine suele lanzar varias piezas nuevas al mismo tiempo, lo que pone a prueba al equipo de control de calidad.  Los plazos suelen ser ajustados, los recursos se gestionan y alinean cuidadosamente, y varias personas dan un paso al frente para completar los numerosos ISIR con diseños de dimensiones completas. Cualquier cuello de botella en el cronograma y la mano de obra es manejado por programadores, técnicos, gerentes e incluso un aprendiz de maquinista de CMM.

Para un proyecto en particular, las tres CMM de uso común de Stecker Machine para piezas FAI se ampliaron a una cuarta (otras siete son para piezas en ciclo). Eso requirió ajustar el plan de muestreo de producción, principalmente determinando las piezas de producción que fueran estables y pudieran probarse con menos frecuencia. No hubo aumento en el desperdicio de producción y el cronograma se mantuvo sin cambios.

Con un poco de creatividad y mucho trabajo duro, el equipo de control de calidad de Stecker produjo más de 30 piezas nuevas al mismo tiempo manteniendo la calidad. Ese impulso y enfoque finalmente dieron como resultado satisfacer (y superar) las necesidades del cliente.

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Acerca del autor

Brian dirige el Departamento de Calidad de Stecker Machine, encabezando la Planificación Avanzada de la Calidad del Producto (APQP) de nuevos productos, además de implementar y seguir los Sistemas de Gestión de Calidad ISO 9001 e IATF 19649. Él y su equipo completan planes de control y auditorías, garantizando que todos los productos cumplan con las rigurosas especificaciones del cliente. Brian ha ascendido en los rangos de SMC desde programador de CMM hasta ingeniero de calidad y gerente de calidad.