Vástagos con engranajes: peening automatizado en Opel Austria

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Wheelabrator de Metelen, Alemania, ha entregado una granalladora de mesa rotativa satélite (SDT) en las instalaciones de Opel Austria que se dedican a la fabricación de motores y cajas de cambio. La nueva máquina aplica peening de precisión a las piezas de transmisión rotacionalmente simétricas.

Lo que hace especial a esta nueva instalación es la inclusión de un sistema de alimentación totalmente automatizado. Este sistema alimenta de forma directa a la máquina con conjuntos de engranajes apilados en barras verticales a la vez que verifica –de forma visual mediante un sistema de cámaras– el correcto orden de apilado de acuerdo con el programa de granallado seleccionado. Por lo tanto, evita errores de proceso o de carga.

Ciclos de duración reducida, alto nivel de control del proceso

La máquina, modelo SDT 200/18-17.4-3/22, está diseñada para que anualmente funcione durante 15 turnos por semana a lo largo de 46 semanas. Durante este tiempo, ha de cumplir un objetivo de producción de 50 000 piezas. Para lo cual, la duración del ciclo ha de ser inferior a 25 segundos.

Las tensiones de compresión que se generan sobre la superficie de la pieza durante el proceso de peening contribuyen de manera crítica al comportamiento del engranaje en la caja de cambios. Por lo tanto, ha de ser aplicado de forma constante y con un alto nivel de precisión. El concepto de esta máquina de mesa rotativa satélite cumple con estos exigentes requisitos, en particular porque su funcionamiento se combina con un control inteligente de las piezas y los procesos.

Mano a mano con una pareja de robots

El eje central de la solución ofrecida al fabricante de automóviles Opel consiste en dos brazos robóticos conectados al proceso mediante un sistema de alimentación avanzado. Uno de los robots recoge una «brocheta» o barra (cargada con engranajes), que es suministrada en palés por un transportador de rodillos, presenta cada barra delante de una cámara para su verificación visual y, cuando el ordenador indica que el apilado es correcto, introduce la carga en la máquina. Dentro de la máquina, las pilas de engranajes van pasando de forma cronometrada por el proceso de peening. Si el orden de apilado es incorrecto, la barra es expulsada a través de una compuerta para reapilar los componentes manualmente. Si esto ocurre repetidas veces, el palé es expulsado por completo para proceder de nuevo al apilado.

El shot peening se lleva a cabo con tres turbinas roto-jet que son alimentadas con material abrasivo mediante válvulas dosificadoras electromagnéticas. Debido a la inteligente disposición de las turbinas, la combinación de los flujos de granalla de las tres turbinas cubre simultáneamente tres «satélites» (portapiezas giratorios). El sistema de control de la máquina permite configurar de forma separada los valores de la duración del granallado, de la pausa y del ciclo.

Fiabilidad del proceso e Industria 4.0

Heinrich Dropmann, director de OEM Wheel de Wheelabrator, comenta: «La fiabilidad del proceso es muy importante, en particular para las aplicaciones de shot peening. Las tensiones de compresión han de ser aplicadas con mucha precisión para que la pieza obtenga las características deseadas. Para nosotros, como fabricantes de equipos de granallado, el desafío adicional es lograr esta fiabilidad del proceso en un entorno de alta eficiencia como lo es el sector de la automoción. La solución brindada a Opel combina los avances más recientes en todas estas áreas, pero partiendo de un concepto de máquina que ha sido probado y ensayado.»

Desde el año pasado, Wheelabrator ha empezado a ofrecer un paquete de control de procesos patentado que incluye tecnologías de monitorización, control y sensores para las máquinas modelo SDT, que también se encuentra disponible como una opción adicional para las máquinas «estándar». Las máquinas especiales que se utilizan en entornos de producción exigentes, como la que desarrollamos para Opel, continuarán desafiando los límites de I+D de procesos de control.