Control de calidad de los álabes de turbina en la célula de producción automatizada

Las máquinas de medición óptica ofrecen ventajas en la inspección de calidad de los álabes de turbina. Por ello, los CORE sistemas de escaneado de alta velocidad de la empresa suiza Starrag AG se utilizan en una célula de producción automatizada para el control de calidad final de los álabes de turbina. Los principales requisitos de las máquinas de medición son: alta precisión, tiempo de medición mínimo y estabilidad a altas temperaturas.

El Grupo Starrag es desde hace más de 50 años el socio tecnológico líder en la fabricación productiva de palas de turbinas de gas y vapor. Los álabes de turbina, los álabes de compresor, los impulsores, los blisks y las piezas estructurales complejas de la más alta precisión son fabricados por las máquinas Starrag. Además, Starragkomplette desarrolla sistemas de fabricación flexible, los llamados FMS (Flexible Manufacturing Systems), que permiten la producción de una gran variedad de piezas en modo automatizado.

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Dos sistemas CORE se integraron con éxito en un FMS para el control de calidad final. La célula de producción fabrica una amplia variedad de tipos de álabes complejos a partir de piezas en bruto forjadas de alta precisión y consta de cuatro fresadoras, que producen los álabes de turbina con un concepto de sujeción especial, así como dos sistemas de limpieza y las dos máquinas de medición. Las estaciones individuales se manejan mediante un robot. La comunicación con las máquinas de medición CORE se controla a través del controlador de la célula.

La CORE es una máquina de medición de coordenadas con un sensor óptico de punto de luz blanca. La medición óptica del punto de luz blanca se realiza con un sensor de doble ojo. Se trata de un principio de medición similar al de un palpador táctil, pero con un minúsculo punto de luz blanca cuyo diámetro es de aproximadamente 40 µm. Esto permite la detección precisa de superficies de forma libre o la medición de las características más pequeñas, como los pequeños radios de los bordes de ataque y de salida de los álabes de las turbinas. Utilizando el sensor de doble ojo y una rutina de medición estable de triangulación de puntos, pueden medirse incluso superficies muy reflectantes sin necesidad de pulverizar la superficie.

Ahorro de tiempo para ciclos de medición más cortos

La CORE es una máquina de medición de 5 ejes con tres ejes lineales y dos ejes giratorios. Los ejes giratorios están formados por la mesa giratoria y la articulación giratoria del cabezal del sensor. Esta combinación y el control simultáneo de los ejes lineales y giratorios permiten la mejor accesibilidad, recorridos optimizados y, por tanto, ahorro de tiempo para ciclos de medición más cortos. La tecnología de medición óptica elimina la necesidad de compensar el radio de la sonda, especialmente cuando se miden pequeños bordes de ataque y de salida de álabes de turbina.

"La decisión a favor de CORE se tomó tras un riguroso proceso de selección", explica Stefan Mahr, Director de Ventas de Sistemas Ópticos de Escaneado de Alta Velocidad en WENZEL. Roland Ziltener, Jefe de Gestión de Calidad de Starrag AG, confirma: "Nos decidimos por una solución óptica porque ningún sistema táctil podía medir el número de características que requería el cliente final en el tiempo necesario. El sistema CORE nos permite medir las características más pequeñas, donde llegaríamos al límite con un sistema táctil."

"Una razón importante para nuestra solución de medición fue que podíamos cumplir el exigente tiempo de ciclo", añade Mahr. "Además, el diseño de la CORE es extremadamente estable. Las grandes guías lineales con amplias distancias entre rodamientos garantizan una larga vida útil y un funcionamiento estable, incluso en condiciones de producción difíciles. Además, CORE ocupa poco espacio y no necesita aire comprimido. Por tanto, el sistema de medición es extremadamente móvil".

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La máquina de medición CORE funciona de forma totalmente automática en Starrag y es idónea para su integración directa en el proceso de producción. Por un lado, debido al amplio rango de temperaturas, y por otro, el diseño abierto de la CORE con la gran zona de accesibilidad desde tres lados permite una carga y descarga automáticas sencillas con un robot industrial. Éste se comunica con la máquina de medición de coordenadas mediante una interfaz de E/S o una conexión Ethernet.

La mesa giratoria de la CORE se adaptó para que el mandril neumático utilizado se integrara directamente en la mesa giratoria de la máquina de medición. El sistema también interactúa con el complejo control de la célula. Éste se encarga del control remoto automatizado de la CORE. El dispositivo de medición proporciona información automatizada sobre el control de la célula, inicia y detiene las mediciones por orden, transmite protocolos de medición e informa de los cambios en el estado de la máquina.

"Nuestra experiencia de la cooperación con Wenzel en este proyecto es extremadamente positiva", afirma Ivo Ritter, jefe de proyecto de Starrag. Es el responsable de la gestión global del proyecto FMS. "Según nuestra experiencia, los canales de comunicación en Wenzel son cortos y la estructura jerárquica es muy plana. Esto nos permite reaccionar muy rápidamente a las condiciones cambiantes, especialmente en el trabajo de proyecto, lo que ayuda enormemente a que el proyecto progrese. Nos gusta mucho trabajar con Wenzel y ya estamos deseando afrontar futuros retos juntos", elogia Ritter.

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