Controllo della qualità delle pale delle turbine in una cella di produzione automatizzata

Le macchine di misura ottiche offrono vantaggi quando si tratta di testare la qualità delle pale delle turbine. Pertanto, lo faranno Sistemi di scansione ad alta velocità CORE dalla Svizzera Starrag utilizzato in una cella di produzione automatizzata per il controllo finale della qualità delle pale delle turbine. I requisiti fondamentali per le macchine di misura sono: alta precisione, tempo di misurazione minimo e stabilità alle alte temperature.

Da oltre 50 anni, il Gruppo Starrag è il principale partner tecnologico per la produzione produttiva di pale per turbine a gas e a vapore. Le turbine, le pale dei compressori, le giranti, i blisks e le parti strutturali complesse sono prodotti con la massima precisione dalle macchine Starrag. Starragkomplette sviluppa anche sistemi di produzione flessibili, i cosiddetti FMS (Flexible Manufacturing Systems), che consentono la produzione di un'ampia varietà di parti in modalità automatizzata.

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Due sistemi CORE sono stati integrati con successo in un FMS per il controllo finale della qualità. La cella di produzione produce un'ampia varietà di tipi complessi di lame a partire da pezzi grezzi forgiati ad alta precisione ed è composta da quattro fresatrici, che fabbricano le pale delle turbine utilizzando uno speciale concetto di serraggio, oltre a due sistemi di pulizia e due macchine di misura. Le singole stazioni sono gestite da un robot. La comunicazione con le macchine di misura CORE è controllata tramite il sistema di controllo delle celle.

La CORE è una macchina di misura a coordinate con un sensore ottico di punti luce bianca. La misurazione ottica dei punti di luce bianca viene effettuata con un sensore a doppio occhio. È simile al principio di misurazione con una sonda tattile, ma con un minuscolo punto luce bianco il cui diametro è di circa 40 µm. Ciò consente di acquisire con precisione superfici a forma libera o misurare le caratteristiche più piccole, come i piccoli raggi dei bordi di ingresso e di uscita sulle pale delle turbine. Con il sensore a doppio occhio e una routine di misurazione stabile con triangolazione puntiforme, è possibile misurare anche superfici altamente riflettenti senza spruzzare la superficie.

Risparmio di tempo per cicli di misurazione più brevi

La CORE è una macchina di misura a 5 assi con tre assi lineari e due assi di rotazione. Gli assi di rotazione sono formati dalla tavola rotante e dal giunto girevole sulla testa del sensore. Questa combinazione e il controllo simultaneo degli assi lineari e rotativi consentono un'accessibilità ottimale, percorsi di viaggio ottimizzati e quindi risparmi di tempo per cicli di misurazione più brevi. La tecnologia di misurazione ottica elimina la necessità di compensare il raggio della sonda, soprattutto quando si misurano piccoli bordi di ingresso e uscita delle pale delle turbine.

«La decisione per CORE è stata presa dopo un rigoroso processo di selezione», spiega Stefan Mahr, direttore delle vendite per i sistemi ottici di scansione ad alta velocità di WENZEL. Roland Ziltener, responsabile della gestione della qualità di Starrag AG, conferma: «Abbiamo optato per una soluzione ottica perché nessun sistema tattile è in grado di misurare il numero di funzioni richieste dal cliente finale nel tempo richiesto. Il sistema CORE ci consente di misurare le caratteristiche più piccole dove raggiungeremmo il limite con un sistema tattile».

«Un motivo importante per la nostra soluzione di misurazione è che siamo stati in grado di rispettare i tempi di ciclo impegnativi», aggiunge Mahr «Inoltre, il design CORE è estremamente stabile. Le grandi guide lineari con ampie distanze tra i cuscinetti garantiscono una lunga durata e un funzionamento stabile, anche in condizioni di produzione difficili. Inoltre, il CORE offre uno spazio compatto e non richiede aria compressa. Il sistema di misurazione è quindi estremamente portatile».

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In Starrag, la macchina di misura CORE è completamente automatizzata ed è ideale per l'integrazione diretta nel processo di produzione. Da un lato, grazie all'ampio intervallo di temperatura, e dall'altro, il design aperto del CORE con l'ampia gamma di accessibilità da tre lati consente un facile carico e scarico automatico con un robot industriale. Questo comunica con la macchina di misura a coordinate tramite un'interfaccia I/O o una connessione Ethernet.

Il giradischi CORE è stato modificato in base alle esigenze del cliente in modo che il mandrino pneumatico utilizzato fosse integrato direttamente nella tavola rotante della macchina di misura. Il sistema interagisce anche con un controllo cellulare complesso. Questa operazione viene eseguita dal telecomando automatico di CORE. Il dispositivo di misurazione fornisce automaticamente un feedback sul controllo della cella, avvia e interrompe le misurazioni su comando, trasmette i report di misurazione e segnala i cambiamenti nello stato della macchina.

«Abbiamo un'esperienza estremamente positiva lavorando con Wenzel su questo progetto», afferma Ivo Ritter, project manager di Starrag. È il responsabile generale del progetto FMS. «In base alla nostra esperienza, i canali di comunicazione di Wenzel sono brevi e la struttura gerarchica è molto piatta. Questo ci consente di reagire molto rapidamente alle mutevoli esigenze, anche durante il lavoro del progetto, il che è estremamente vantaggioso per l'avanzamento del progetto. Amiamo lavorare con Wenzel e non vediamo l'ora di affrontare le sfide future», elogia Ritter.

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