ESTUDO DE CASO | LASER TRACKER E VPROBE | VEÍCULOS FERROVIÁRIOS
A Bogie Lead-Factory da Siemens-Mobility em Graz, centro de desenvolvimento e fábrica de bogies de alta tecnologia, é um importante parceiro da indústria global de veículos ferroviários. Trata-se de bogies para eléctricos, locomotivas, autocarros de passageiros ou unidades múltiplas de alta velocidade – a Siemens Mobility World Center of Excellence for Bogie Technology abrange toda a gama de produtos para tráfego em via. A alta produtividade representa tambem um alto grau de automação. O uso de tecnologia na produção mecânica, estabelece novos padrões – para configuração e fixação, os quadros do chassi e desde 2022 eles são medidos usando o Radian Laser Tracker be a vProbe, oferecendo:
- Medição de embutimento de até 30mm com estilete estendido;
- Medições de trackers montadas para estabilidade e disponibilidade ;
- Fluxo de trabalho automatizado para suportar operações de turno;
Ajustes iniciais
Uma das principais competências da fábrica de Graz é o processamento mecânico de estruturas e componentes de chassis, começando com o alinhamento dos componentes em luminárias modulares. A fim de alcançar um maior rendimento de produção, a tecnologia de medição também teve que acompanhar o ritmo da capacidade de produção, o que acabou exigindo novos sistemas de medição. O requisito básico é a operação de duas estações de fixação nas quais as estruturas do chassi estejam alinhadas em operação de deslocamento, medidas e presas em suas luminárias com baixa tensão e sem distorção para o processamento mecânico subsequente.
As verificacoes do Radian laser tracker e da vProbe são exibidas em grandes telas LCD
No passado, a Siemens-Mobility trabalhava com relogios comparadores que eram fixados aos dispositivos luminárias de fixação com ímãs. Desde o início, havia a necessidade de medir pontos que muitas vezes eram de difícil acesso – dependendo do tipo, até 30 pontos de medição por carrinho, o que significava que era necessário muito tempo para a configuração e fixação. Para as medições, foram utilizados até 20 mostradores simultâneos por carrinho. Com o tempo, tornou-se evidente que essa estratégia de medição não seria capaz de acompanhar o aumento necessário da produção.
Sistemas de medição modernos – e desvantagens decisivas
Medir pontos de difícil acesso é sempre um desafio. E assim novos sistemas de medição portáteis, como braços de medição, que não podiam lidar com os pontos de medição definidos pelo projeto, muitas vezes localizados a uma profundidade de componente de 200-300mm, também foram descartados aqui.
Paralelamente, o uso de Laser Trackers foi analisado em Graz, por prometer precisoes devido aos seus princípios de medição baseados em laser. Assim como os braços de medição, os lasers Trackers estão substituindo cada vez mais os sistemas de medição convencionais, como a Máquina de Medição por Coordenadas (CMM).
Também verificou-se que o princípio de medição sem contato dos Laser Trackers, vantajoso em muitos casos e que, ao contrário dos braços de medição mecânicos, ainda podem ser usado para medir peças muito grandes (chassis frames com 3 eixos podem ter até 7 metros de comprimento), trouxe uma desvantagem decisiva: Medição com o Refletor Montado na Superfície (SMR), típico para Laser Trackers, não funcionou no contexto de medições de teste na Siemens-Mobility mais do que medir com braços de medição – nos recessos dos quadros do chassi que tinham que ser medidos, a esfera de medição não podia ser alcançada pelo feixe de laser tracker e, portanto, não poderia ser medida.
O melhor é inimigo do bom o suficiente
Em princípio, a superioridade dos sistemas baseados em laser foi reconhecida, mas nenhum dos fornecedores foi capaz de convencer a administração da fábrica: as desvantagens dos sistemas tecnicamente semelhantes, que no entanto diferiam consideravelmente em tamanho e portabilidade, eram muito grandes. As investigações de especialistas em tecnologia de medição em Graz tomaram um rumo decisivo quando uma nova geração de sensores portáteis chegou ao mercado que tinha uma vantagem significativa sobre os SMRs padrão:
Montado em uma coluna: O API Laser Tracker e a direita: A vProbe sem fio
A vProbe da API é um sensor portátil, leve e sem fio com uma ponta que permite a inspeção de recursos intrincados ou pontos ocultos para peças grandes e complexas. Os sensores sem fio substituem as SMRs existentes no espaço de trabalho do tracker.
Dependendo do comprimento da ponta (com extensão de até 30mm), agora era possível alcançar e medir pontos das armações dos trens de pouso localizados em recessos. Isso finalmente resolveu o problema de sondagem. No entanto, para acompanhar o aumento das capacidades de produção, foram necessários novos passos por parte da estratégia de medição.
A nova estratégia de medição
Após extensos testes, a decisão foi tomada a favor do menor e, portanto, mais portátil Laser Tracker, o Radian Laser Tracker da API. Devido as partes a serem medidos possuirem pontos de medição de difícil acesso, a instalação do sistema de medição em um tripé estava fora de questão.
Em vez disso, o laser tracker foi montado em uma coluna especialmente erguida para isso, no meio entre as posições de fixação a uma altura de cerca de 4 metros. Foi decidido não montar o Laser Tracker na parede externa do salão depois de ter sido determinado que os movimentos do guindaste causavam vibrações que afetavam as medições.
O software Polyworks® da Innovmetric é usado para exibir e controlar os valores medidos. Assim, foi encontrada uma solução prática : duas grandes telas LCD montadas no alto da parede do salão permitem que os valores medidos sejam verificados em ambas as estações de trabalho. O tracker em si não precisa ser operado e permanece permanentemente ligado.
Processos de medição automatizados
O alto grau de automação, cuja capacidade máxima anual é de cerca de 4.000 carrinhos, exigiu medidas adicionais na implementação metrológica de setup e fixação, que tiveram que seguir o processamento em diferentes modelos de turno.
“O que precisávamos era de confiabilidade de processo na operação de turnos”, disse Martin Gruber, chefe de produção mecânica da Siemens-Mobility em Graz. “O sistema de medição era para orientar os funcionários. Precisávamos de documentação significativa das medições e visualização dos processos.”
Medição em longas distâncias: Com a vProbe, até mesmo pontos de medição ocultos são alcançados.
Devido à usinagem em operação de turno, um trabalhador qualificado por conta própria deve ser capaz de realizar todas as medições – sem o apoio de um técnico de medição.
A tarefa requer um alto grau de automação dos processos de medição, dentro dos quais os especialistas da Siemens-Mobility, em cooperação com a API, não apenas definiram todos os tipos de chassis a serem produzidos, mas também armazenaram as etapas de processamento na respectiva sequência em que deveriam ser processadas. Isso também simplificou as medições.
De acordo com Martin Gruber, no entanto, não era apenas o tempo de medição que poderia ser economizado. A flexibilidade e a confiabilidade do processo até a medição final dos quadros do chassi também foram importantes. Como um Laser Tracker pode medir dinamicamente, também é possível, entre outras coisas, verificar a torção quando o quadro é fixado.
No geral, a estratégia de medição segue a montagem de ciclo na Siemens-Mobility, que se baseia em princípios enxutos e garante chassi de alta qualidade “just-in-time”.
RADIAN Laser Tracker Pro e Plus
Com seu alcance de medição de até 80 metros junto com a vProbe, eles são o sistema mais compacto para digitalização e inspecao.
vProbe
Sensor portátil, leve e sem fio, vantajoso para medição tátil de pontos de difícil acesso e estruturas ocultas.
A API e a Siemens-Mobility esperam continuar sua parceria no futuro para manter as instalações de Graz com resultados de medição e a produtividade mais rápidos e precisos . Para saber mais sobre como eles podem ajudar a apoiar suas aplicações de inspeção, ou para saber mais sobre a Siemens-Mobility em Graz, visite os links abaixo.
https://new.siemens.com/at/de/unternehmen/ueber-uns/standorte/standort-steiermark.html
Mais informações sobre o Radian Laser Tracker:
https://apimetrology.com/radian/
Informações sobre sondagem portátil com o vProbe:
