Hacer que las reparaciones de engranajes sean un proceso más sostenible

FORCE Technology, una empresa de servicios y consultoría tecnológica danesa, ha completado, en asociación con Hexagon Manufacturing Intelligence y RoboDK, un proyecto revolucionario centrado en hacer que la reparación de engranajes sea un proceso más sostenible para los fabricantes.

El objetivo del proyecto era mejorar los procedimientos de soldadura por láser y determinar si era posible reparar engranajes de forma sostenible mediante la programación de trayectorias de herramientas de robots, gemelos digitales, simulación y posprocesamiento. La mejora de esta aplicación práctica con la simulación de robots revela un proceso de reparación de engranajes sostenible que puede garantizar resultados de alta calidad.

La reparación del engranaje utilizando robots industriales y simulación de robots ayudará a las industrias a reducir los desechos, el consumo de energía y el costo de reemplazar componentes. Esta aplicación está diseñada para el proceso de mantenimiento, reparación y operaciones y se enfoca en restaurar de manera segura los engranajes reparados al servicio.

Utilizando el conocimiento de la industria de Randers Gears y Villiam Petersen Tandhjulsfabriken Horsens, el proyecto procedió utilizando la experiencia de FORCE en soldadura láser.

Tecnologías involucradas

El proyecto utilizó la tecnología de deposición de energía directa (DED), un proceso que sigue una trayectoria creada directamente a partir de una geometría CAD y acumula piezas en capas sucesivas. En este caso, la trayectoria de herramienta DED se programó utilizando las funciones de programación de trayectoria de herramienta aditiva de ESPRIT, un software CAM de Hexagon Manufacturing Intelligence.

El gemelo digital y las funciones de posprocesamiento de RoboDK se utilizaron para generar el programa del robot. La extensión RoboDK en ESPRIT simplificó la comunicación entre sistemas y la hizo más fácil para los usuarios finales.

FORCE Technology utilizó un brazo robótico KUKA de 6 ejes montado en un riel (eje lineal), una mesa basculante para operación rotativa y un husillo para producir la pieza.

Además, un cabezal de revestimiento GTV (polvo y láser) habilitó funciones adicionales que resultaron en un tiempo de ciclo general de 5 minutos al recargar piezas de acero 4140.

Ivar Dale, especialista en fabricación aditiva de FORCE Technology, explica: "El proyecto fue un gran paso hacia la normalización de la reparación de engranajes y el logro de la garantía de calidad y confianza necesaria para volver a poner en servicio los engranajes reparados por los fabricantes de engranajes".

Las herramientas de simulación y programación fuera de línea de RoboDK también pueden reducir el tiempo de inactividad de la producción causado por la programación en el taller. Las empresas pueden probar las habilidades de un robot en un entorno virtual con RoboDK.

Dale continúa: "Usando la solución aditiva del planificador de rutas de ESPRIT/Hexagon y el posprocesador de RoboDK, ahorramos una gran cantidad de tiempo para programar la ruta con un desplazamiento positivo de 1 mm, ya que la forma del diente era orgánica. Esto nos ahorra tiempo en la impresión, especialmente en reparaciones más grandes, pero también le ahorra tiempo al fabricante de engranajes, ya que el material que agregamos es muy duro y cada mm requiere tiempo para ser cuidadosamente CNC".

En general, FORCE Technology empleó ESPRIT, el CAM 'híbrido' de Hexagon para programar la planificación aditiva de la trayectoria del cabezal, y RoboDK para resolver la cinemática y las colisiones mientras generaba código de robot para crear las trayectorias de la trayectoria de la herramienta para la fabricación aditiva.

Configuración de hardware y software

El hardware utilizado para este proyecto incluyó el sistema GTV PLC, el cabezal HighYag/Coherent Laser montado en un sistema de revestimiento GTV, el robot KUKA KR30 y un sistema láser Trumpf 16KW. El software utilizado para este proyecto incluía el software ESPRIT Hybrid CAM y RoboDK: software de programación y simulación de robots.

Cambio Tecnológico Sostenible y Amigable con el Medio Ambiente

Siempre conscientes de sus responsabilidades ambientales, el proyecto permitió que FORCE Technology determinara cómo reparar un engranaje en lugar de reemplazarlo. A su vez, evitaban tirar una pieza entera y desperdiciar materiales y costos de mano de obra.

Además, mantuvieron el tiempo de inactividad y los costos bajos debido a que eliminaron la necesidad de piezas de repuesto. El proyecto es un ejemplo exitoso de cómo la integración de robots puede mejorar MRO (Mantenimiento Reparación y Operaciones).

FORCE Technology, Hexagon Manufacturing Intelligence y RoboDK demostraron cómo las empresas contemporáneas pueden colaborar utilizando tecnología de punta para implementar procesos de producción en beneficio de la industria. La asociación ilustra la implementación de reparaciones sostenibles y la reducción de residuos y consumo de energía para negocios industriales que ahorran tiempo y son más respetuosos con el medio ambiente.

El proyecto fue posible gracias a la generosa financiación de la Academia de Fabricación de Dinamarca (MADE).

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