El sensor portátil inalámbrico alcanza funciones a las que otros dispositivos de medición no pueden acceder

La Bogie Lead-Factory de Siemens-Mobility en Graz, Austria, un centro de desarrollo y planta de fabricación de bogies de alta tecnología, es un socio importante de la industria mundial de vehículos ferroviarios. Ya sean bogies para tranvías, locomotoras, vagones de pasajeros o unidades múltiples de alta velocidad, el Centro de Excelencia Mundial de Tecnología de Bogies de Siemens Mobility cubre toda la gama de productos para el tráfico sobre vías. La alta productividad representa un grado de automatización único en el mundo. Especialmente el uso de la tecnología en la producción mecánica establece nuevos estándares: para el montaje y la sujeción, los bastidores del chasis se miden con éxito desde hace muchos años mediante soluciones de medición API. Desde 2022, se miden utilizando la última generación del API Radian Laser Tracker y el sensor inalámbrico vProbe 3D.

Una de las principales competencias de la planta de Graz es el procesamiento mecánico de bastidores y componentes de chasis, empezando por la alineación de los componentes sobre soportes modulares. Para lograr un mayor rendimiento de producción, la tecnología de medición también tenía que adaptarse a la capacidad de producción, lo que finalmente requirió nuevos sistemas de medición. El requisito básico es el funcionamiento de dos estaciones de sujeción, en las que se alinean los bastidores del chasis en modo de cambio, se miden y se fijan en sus soportes con poca tensión y sin deformación para el procesamiento mecánico posterior.

Lecturas del Laser Tracker mostradas en grandes pantallas LCD

En el pasado, Siemens-Mobility trabajaba con relojes comparadores que se fijaban mediante imanes a los dispositivos de sujeción. Desde el principio surgió la necesidad de medir puntos a menudo de difícil acceso: según el tipo, hasta 30 puntos de medición por carro, lo que implicaba mucho tiempo para el montaje y la sujeción. Para las mediciones se utilizaron simultáneamente hasta 20 comparadores por carro. Con el tiempo, se hizo evidente que esta estrategia de medición no sería capaz de seguir el ritmo del aumento de producción requerido.

Medir puntos difíciles de alcanzar

Medir puntos de difícil acceso es siempre un desafío especial. Los sistemas de medición portátiles, como los brazos de medición, no podían hacer frente a los puntos de medición definidos por el diseño, a menudo situados a una profundidad de componente de 200-300 mm, por lo que se descartaron.

Paralelamente se investigó el uso de Laser Trackers, que prometían precisiones aún mayores gracias a sus principios de medición basados ​​en láser. Al igual que los brazos de medición, los seguidores están reemplazando cada vez más a los sistemas de medición convencionales, como las máquinas de medición por coordenadas (MMC).

Resultó que el principio de medición sin contacto de los Laser Tracker, que resulta ventajoso en muchos casos y que, a diferencia de los brazos de medición mecánicos, también permite medir piezas muy grandes (los bastidores de chasis con 3 ejes pueden tener hasta 7 metros de largo), trajo consigo una desventaja decisiva: la medición con el reflector montado en superficie (SMR), típico de los Laser Tracker, no funcionó en el marco de las mediciones de prueba en Siemens-Mobility, al igual que la medición con brazos de medición, en los huecos del En los bastidores de chasis que debían medirse, el rayo láser del seguidor no podía alcanzar la esfera de medición y, por tanto, no podía medirse.

Los nuevos sensores portátiles ofrecieron ventajas significativas

En principio se reconoció la superioridad de los sistemas basados ​​en láser, pero ninguno de los proveedores evaluados logró convencer a la dirección de la planta: las desventajas de los sistemas técnicamente similares, que sin embargo diferían considerablemente en tamaño y portabilidad, eran demasiado grandes. Las investigaciones de los especialistas en tecnología de medición de Graz dieron un giro decisivo cuando apareció en el mercado una nueva generación de sensores portátiles que presentaban una ventaja significativa sobre los SMR estándar:

vProbe de API es un sensor inalámbrico, liviano y portátil con una sonda que permite la inspección de características intrincadas o puntos ocultos para piezas grandes y complejas. Los sensores inalámbricos reemplazan los SMR existentes dentro del espacio de trabajo del rastreador. Dependiendo de la longitud de la punta (con extensión de hasta 30 mm), ahora era posible alcanzar y medir puntos de los marcos ubicados en huecos. Esto finalmente resolvió el problema del sondeo. Sin embargo, para poder seguir el ritmo del aumento de las capacidades de producción, fue necesario avanzar más en la estrategia de medición.

Nueva estrategia de medición

Tras exhaustivas pruebas, se tomó la decisión a favor del Laser Tracker más pequeño y, por tanto, más portátil, el Radian Laser Tracker de API. Debido a los dos dispositivos de medición contiguos y a los puntos de medición de difícil acceso, no era posible montar el sistema de medición sobre un trípode a nivel del suelo.

En su lugar, el seguidor se montó sobre una columna construida especialmente para este fin en el medio entre las posiciones de sujeción a una altura de aproximadamente 4 metros. Se decidió no montar el Laser Tracker en la pared exterior de la nave después de comprobar que los movimientos de la grúa provocaban vibraciones que afectaban a las mediciones.

El software Polyworks de Innovmetric se utiliza para mostrar y controlar los valores medidos. Así se encontró una solución innovadora y al mismo tiempo práctica: dos grandes pantallas LCD montadas en lo alto de la pared de la nave permiten comprobar los valores medidos desde ambos puestos de trabajo. El rastreador en sí no necesita ser operado y permanece encendido permanentemente.

Procesos de medición automatizados

Pero ese no fue el final de la historia. El alto grado de automatización de la fábrica de plomo de Graz, cuya capacidad máxima anual es de unos 4.000 carros, requirió medidas adicionales en la implementación metrológica del montaje y la sujeción, que debían seguir el procesamiento en diferentes modelos de turnos.

"Lo que necesitábamos era seguridad del proceso en el funcionamiento por turnos", afirma Martin Gruber, jefe de producción mecánica de Siemens-Mobility en Graz. “El sistema de medición tenía como objetivo orientar a los empleados. Necesitábamos documentación significativa de las mediciones y visualización de los procesos”.

El rastreador láser mide dinámicamente

Debido al mecanizado por turnos, un operario cualificado debe poder realizar todas las mediciones por sí solo, sin la ayuda de un técnico de medición. La tarea requiere un alto grado de automatización de los procesos de medición, en los que los especialistas de Siemens-Mobility, en colaboración con API, no sólo definieron todos los tipos de chasis a producir, sino que también almacenaron los pasos de procesamiento en la secuencia respectiva en la que iban a ser procesados. Esto también simplificó las mediciones.

Según Martin Gruber, sin embargo, no sólo se puede ahorrar tiempo de medición. También eran importantes la flexibilidad y la seguridad del proceso hasta la medición final de los bastidores del chasis. Dado que un Laser Tracker puede realizar mediciones dinámicas, también es posible, entre otras cosas, comprobar la torsión cuando el marco está sujeto.

En general, la estrategia de medición sigue el ciclo de montaje de Siemens-Mobility, que se basa en principios lean y garantiza chasis de alta calidad "justo a tiempo".

Para más información: www.apimetrology.com

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