El mantenimiento de ruedas de ferrocarril con un robot de pórtico mejora la productividad y la seguridad

Dec 06, 2023

Artículo de Güdel Lineartec (UK) Ltd.

El Reino Unido tiene aproximadamente 10 000 millas de vías férreas en su red, mientras que EE. UU. cuenta con más de 140 000 millas. Sin embargo, una cosa que ambas redes tienen en común es la necesidad de mantener y reparar el material rodante, especialmente las ruedas, que pueden ser propensas a tener puntos planos u otros daños que provoquen que pierdan su redondez. Sin embargo, en el caso de EE. UU., la escala de la red exacerba estos problemas, por lo que para maximizar la eficiencia y la productividad en sus talleres de reparación, Simmons Machine Tool Corp. recurrió a Güdel en busca de una solución.

El mantenimiento de los juegos de ruedas ferroviarias representa un costo importante para los operadores de trenes, ya que cuando las ruedas de los vagones de ferrocarril han estado en servicio durante períodos prolongados, están sujetas a desgaste, particularmente en las áreas de la pestaña y la banda de rodadura. Este desgaste hace que la operación sea menos eficiente y, en casos extremos, puede incluso provocar descarrilamientos. Por lo tanto, no sorprende descubrir que la automatización juega un papel fundamental tanto en la medición como en el mantenimiento de los juegos de ruedas de rieles.

Simmons Machine Tool Corp., Albany, Nueva York, ha estado construyendo máquinas herramienta, máquinas de medición y sistemas de automatización que se centran en el mantenimiento y la producción de juegos de ruedas ferroviarias desde 1910. Cuando la empresa comenzó a diseñar su nuevo centro de torneado de ruedas (WTC), un torno CNC vertical para mandrinar y mecanizar ruedas de ferrocarril, tenía dos objetivos en mente. En primer lugar, diseñar un sistema que maximice la seguridad tanto de los operadores ferroviarios como de las máquinas y, en segundo lugar, aumentar la productividad para evitar demoras en la reparación de las ruedas del ferrocarril.

Cuando los juegos de ruedas desgastados llegan a una instalación de mantenimiento de ruedas de ferrocarril, primero se inspeccionan y retiran manualmente las tapas de los extremos y los cojinetes. Luego, los números de serie de cada componente del juego de ruedas se ingresan en un sistema de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA). Una máquina de medición califica los parámetros del juego de ruedas desgastado y, con base en esos datos, el juego de ruedas se vuelve a perfilar o, si la rueda está fuera de las tolerancias establecidas por la Asociación de Ferrocarriles Estadounidenses, se retiran las ruedas del eje. y desechado.

Entonces se requerirá una rueda nueva. Para garantizar un ajuste de interferencia preciso entre la rueda y el eje, el orificio central de la rueda debe perforarse para que coincida con el asiento de la rueda del eje. Tradicionalmente, cada rueda se colocaba en un centro de mecanizado utilizando un montacargas, una grúa u otro sistema manual de manejo de materiales. El proceso era lento e inconsistente, y la seguridad de los trabajadores era una preocupación.

Hoy, con la ayuda de Güdel, la celda de máquina Simmons WTC automatiza la mayor parte del proceso. Los trabajadores cargan ruedas nuevas en un transportador alimentador, que las transporta a un sistema automatizado de manejo de materiales que consta de un pórtico de doble eje Güdel ZP-6 con pinzas especiales para manejar las ruedas pesadas.

El sistema transfiere una rueda al WTC, que perfora el orificio central de la rueda y varias otras características nuevas, según el cliente final. Después de taladrar y/o mecanizar, el pórtico Güdel vuelve a colocar las ruedas en el transportador de salida para presionarlas sobre un eje. Este nivel de manejo automatizado de materiales crea un proceso más consistente que protege a los trabajadores del peligro cuando se manipulan ruedas pesadas en espacios reducidos. El acceso a los datos de medición previos y posteriores al mecanizado es importante para las empresas ferroviarias, ya que analizan estos datos no solo para prolongar la vida útil de las ruedas, sino también las máquinas de mantenimiento y los sistemas de automatización.

Los sistemas automatizados como este se pueden implementar en una instalación de producción o mantenimiento de juegos de ruedas. Además, se pueden conectar en red para crear un sistema de circuito cerrado, aumentando la productividad y disminuyendo la probabilidad de errores operativos.

"Simmons eligió el sistema de pórtico ZP-6 de Güdel para esta aplicación principalmente por su confiabilidad y capacidad, y porque la disponibilidad del equipo es fundamental para nuestros clientes", dijo Jason Steven Murphy, especialista en marketing de Simmons Machine Tool Corp. "Simmons tiene una larga historia de proyectos exitosos trabajando con Güdel, y existe un alto grado de confianza y comprensión de las capacidades de cada uno, lo que hace que los proyectos funcionen sin problemas".

Ampliación de un agujero que ya ha sido perforado o extraído. Generalmente, es una operación de rectificar el agujero previamente perforado con una herramienta tipo torno de una sola punta. El mandrinado es esencialmente un torneado interno, en el que generalmente una herramienta de corte de un solo punto forma la forma interna. Algunas herramientas están disponibles con dos filos para equilibrar las fuerzas de corte.

Sistema CNC en el que la salida del programa, o la distancia que se mueve la corredera, se mide y compara con la entrada del programa. El sistema ajusta automáticamente la salida para que sea igual a la entrada.

Controlador basado en microprocesador dedicado a una máquina herramienta que permite la creación o modificación de piezas. El control numérico programado activa los servos de la máquina y los accionamientos del husillo y controla las diversas operaciones de mecanizado. Ver DNC, control numérico directo; NC, control numérico.

Superficie plana mecanizada en el vástago de una herramienta de corte para mejorar la sujeción de la herramienta.

Máquina de torneado capaz de aserrar, fresar, rectificar, tallar engranajes, taladrar, escariar, taladrar, roscar, refrentar, achaflanar, ranurar, moletear, hilar, tronzar, estrangular, cortar cónicos y corte excéntrico y de leva, así como como giro escalonado y recto. Viene en una variedad de formas, que van desde manuales hasta semiautomáticas y completamente automáticas, siendo los tipos principales tornos de motor, tornos de torneado y contorneado, tornos de torreta y tornos de control numérico. El torno de motor consta de un cabezal y husillo, contrapunto, bancada, carro (completo con delantal) y carros transversales. Las características incluyen palancas selectoras de engranajes (velocidad) y avance, poste de herramientas, soporte compuesto, tornillo de avance y tornillo de avance inversor, dial de roscado y palanca de avance rápido. Los tipos de tornos especiales incluyen máquinas de husillo pasante, de árbol de levas y cigüeñal, de tambor y rotor de freno, giratorias y de cañón de pistola. Los tornos de taller y de banco se utilizan para trabajos de precisión; los primeros para trabajos de herramientas y matrices y tareas similares, los segundos para piezas pequeñas (instrumentos, relojes), normalmente sin fuente de alimentación. Los modelos generalmente se designan de acuerdo con su "giro" o la pieza de trabajo de mayor diámetro que se puede girar; longitud de la cama, o la distancia entre centros; y caballos de fuerza generados. Véase máquina de torneado.

Máquina herramienta CNC capaz de taladrar, escariar, roscar, fresar y mandrinar. Normalmente viene con un cambiador automático de herramientas. Ver cambiador automático de herramientas.

La pieza de trabajo se sujeta en un mandril, se monta en una placa frontal o se asegura entre centros y se gira mientras se alimenta una herramienta de corte, normalmente una herramienta de un solo punto, a lo largo de su periferia o a través de su extremo o cara. Toma la forma de torneado recto (corte a lo largo de la periferia de la pieza de trabajo); torneado cónico (creando un cono); torneado escalonado (torneado de diámetros de diferentes tamaños en el mismo trabajo); biselado (biselado de un borde o hombro); revestimiento (corte en un extremo); roscas de torneado (generalmente externas pero pueden ser internas); desbaste (eliminación de alto volumen de metal); y acabados (cortes de luz finales). Realizado en tornos, centros de torneado, mandriles, atornilladoras automáticas y máquinas similares.