En el centro de producción de BorgWarner en Changnyeong, Corea del Sur, el cambio global hacia el vehículo eléctrico no es solo una tendencia, sino que es una posibilidad para innovar en la fabricación. A medida que los fabricantes automotrices de todo el mundo reacondicionan sus instalaciones para la producción de vehículos eléctricos, BorgWarner, un proveedor automotriz con sede en Michigan, está estableciendo nuevos estándares de precisión y confiabilidad en el montaje del tren motriz de vehículos eléctricos.
“Estoy emocionado de que estemos haciendo algo nuevo y todavía estoy haciendo preguntas”, dijo Young-jun Lee, quien dirige el equipo de tecnología de producción en la instalación de Changnyeong de BorgWarner. “La fabricación, el ensamblaje y la inspección de todos los componentes de un automóvil eléctrico son refrescantes. Es un trabajo realmente atractivo”.
Para Lee y su equipo, el desafío es claro: Las unidades de potencia EV exigen niveles de precisión sin precedentes durante el montaje y la inspección. Si bien la experiencia humana sigue siendo esencial para el intrincado proceso de ensamblaje, BorgWarner ha descubierto que la tecnología avanzada de visión artificial puede mejorar drásticamente sus capacidades de control de calidad.
Combinar la experiencia humana con sistemas de visión avanzados
La entrega y el control de la cantidad de electricidad utilizada en una unidad de potencia VE es un proceso complejo que involucra varios componentes que deben trabajar juntos en perfecta armonía. El motor convierte la energía eléctrica en energía mecánica; el controlador del motor administra la energía que fluye de la batería al motor y el inversor convierte la corriente continua en corriente alterna.
Las personas son esenciales para el proceso de fabricación. La cantidad de componentes complejos de EV que deben ensamblarse y la cantidad de variables involucradas no se prestan a la automatización.
“Solo la gente puede ensamblar estos elementos con precisión, pero cometen errores”, dijo Daebeom Park, gerente sénior del Equipo de Tecnología de Producción en Changyeong. “Para encontrar esos errores, los sistemas de visión artificial son realmente importantes”.
Encontrar el sistema de visión adecuado para aplicaciones altamente técnicas como el ensamblaje de VE puede ser un camino sinuoso. La industria de los VE requiere equipos de mayor rendimiento que los vehículos con motor de combustión interna.
“Si compra un sensor, tiene que comprar uno bueno, y si compra una pieza, tiene que comprar una pieza más avanzada para cumplir con las especificaciones para el usuario final”, dijo Lee. “Primero, necesito asegurarme de que el sistema de visión artificial pueda resolver el problema. Si no puede resolver el problema, incluso si es un 10 % o un 20 % más barato, será inútil”.
Poner en práctica la “Seguridad primero” con la detección de defectos de EV
El riesgo de perder un defecto o parte en un motor de EV supera ampliamente el costo de un sistema de visión, dijo Park; la seguridad de los pasajeros es la principal preocupación. “Garantizar la precisión y fiabilidad de la inspección de conjuntos finales es de suma importancia”, dijo. “No se puede usar simplemente cualquier sistema de visión porque se trata de la vida de la gente, se debe usar la visión que funcione de manera más confiable y precisa”.
Las soluciones de Cognex también ayudan a mejorar la vida de los empleados en BorgWarner, dijo Park: algunos procesos de inspección requerían hasta cinco personas. El uso de un sistema de visión artificial Cognex permite que BorgWarner utilice a esos empleados en otras áreas.
En la aplicación de ensamblaje de la unidad de potencia EV de BorgWarner, el equipo de tecnología de producción tuvo que detectar piezas faltantes en superficies muy planas. Algunos sistemas de visión artificial no podían detectar defectos debido a la poca contraste de la imagen, incluso cuando se reposicionaba la solución o se observaba una parte diferente de la unidad de potencia.
Inspección avanzada con un solo sistema de visión de máquina
Los sistemas de automatización y visión artificial de Cognex también ayudan a los operadores humanos en la fabricación de electrónica automotriz. El pegamento de silicona vulcanizante a temperatura ambiente (RTV) se utiliza durante toda la fabricación electrónica para proteger placas de circuitos, conectores, sensores y otros elementos de las fluctuaciones de tensión y temperatura.
Confirmar la forma del gel de silicona RTV es una aplicación desafiante con muchas posibilidades de errores. El gel puede aplicarse en exceso o en forma insuficiente, y la forma del gel debe ser uniforme sin burbujas ni defectos. Estas fallas pueden exponer los componentes electrónicos al polvo y las vibraciones o causar un cortocircuito.
BorgWarner probó soluciones de diferentes proveedores de visión artificial antes de aterrizar en otro sistema de visión artificial 3D de Cognex.
“Estamos bastante satisfechos con el hecho de que hemos creado la solución con una cámara y un sistema, y creo que probablemente esa es la mayor ventaja que tiene Cognex”, dijo Park.
Inspección impulsada por IA para componentes de seguridad críticos
El sistema Park-Lock de BorgWarner es un mecanismo de seguridad común en vehículos eléctricos e híbridos. El dispositivo bloquea la transmisión de un automóvil cuando está estacionado, lo que impide que se mueva o ruede involuntariamente. El sistema consta de hasta 20 piezas, incluidos mecanismos de bloqueo, sistemas electromecánicos e hidráulicos, sensores y componentes electrónicos.
Park-Lock también es producido por operadores manuales, que ajustan los pernos y ensamblan las piezas. BorgWarner utiliza el sistema de visión artificial Cognex In-Sight 2800 con Edge Learning, una tecnología de IA de fácil uso, para verificar que todos los componentes de Park-Lock estén instalados correctamente.
“Hay resortes, tuercas delgadas, muchos [posibles] errores de ensamblaje”, dijo Park. “Cuando se coloca un perno en una pieza delgada y plana, es difícil saber si está al ras y cumple con las tolerancias requeridas con la mayoría de los sistemas de visión. Pero desde que hemos tenido el In-Sight 2800, hemos podido detectar todos estos defectos y ha resuelto el 100 % de nuestros problemas”.
Dar forma a la fabricación de vehículos eléctricos del mañana hoy
Desde el ensamblaje de la unidad de potencia hasta la verificación del sistema Park-Lock, la integración de los sistemas de visión 3D y la inspección impulsada por IA ha permitido a BorgWarner alcanzar nuevos niveles de precisión mientras optimiza la implementación de su fuerza laboral.
A medida que la industria automotriz continúa su transformación eléctrica, la experiencia de BorgWarner muestra que el éxito radica en encontrar el equilibrio adecuado entre la experiencia humana y la tecnología de inspección avanzada. Su enfoque no se trata solo de detectar defectos, se trata de generar confianza en cada componente que sale de su instalación.
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