Historia de éxito

Todo incluido para Francia: Tout compris — à la carte

Rectificadora vertical Berthiez RVU en la producción de turbinas de gas de General Electric

En General Electric Energy Products France, el fin del exigente proceso de mecanizado de los componentes de las turbinas de gas, que requería múltiples pasos de trabajo, se resumió con un sencillo «C'est fini». Con ello, el Grupo está trasladando el mecanizado completo de alta precisión de los elementos de accionamiento a las rectificadoras Berthiez RVU 2800/250.
El éxito de la revolución energética depende de las nuevas y eficientes turbinas de gas, que se utilizan, por ejemplo, en las nuevas centrales eléctricas de gas y vapor, limpias y eficientes. Las instalaciones deben cumplir requisitos especialmente exigentes para garantizar un mecanizado de máxima precisión, con bajas vibraciones y, al mismo tiempo, altamente productivo de los elementos de accionamiento. La gama de productos Berthiez de Starrag SAS, con sede en Saint-Étienne, se ha labrado una excelente reputación en este ámbito del sector energético gracias a sus grandes tornos verticales y rectificadoras. La fábrica de GE Energy Products Europe en Bourogne, Francia, fabrica discos para turbinas de gas de acero e Inconel utilizando cuatro máquinas herramienta Berthiez, cuyo mecanizado de alta precisión (concentricidad y excentricidad axial inferiores a 2,0 micras) no es el único aspecto en el que marcan la pauta. En 2019 se entregará una quinta máquina.
 

El posprocesamiento es cosa del pasado

«El objetivo principal de la adquisición de esta máquina es reforzar nuestra capacidad de producción», explica Patrick Kaufmann, jefe de proyectos de GE Energy Products. «Esto se consigue, en parte, reduciendo los ciclos de las máquinas y los pasos de posprocesamiento, lo que significa que podemos cumplir nuestros criterios de calidad con mayor rapidez». 

La nueva fórmula del éxito se basa en un procesamiento integral de alta precisión, y las aspiraciones de GE en este sentido son muy concretas: «Debido a los requisitos específicos de nuestros productos, no estamos realmente en condiciones de someter las piezas a un procesamiento posterior repetido a lo largo de varias fases de trabajo. Por lo tanto, hemos decidido trasladar la producción a una máquina multifuncional. La nueva máquina cumple todos nuestros requisitos de procesamiento. Solo es necesario sujetar la pieza de trabajo una vez. Además, se cumplen estrictos requisitos en cuanto a la precisión de las dimensiones».

Las máquinas en cuestión son los nuevos centros de mecanizado Berthiez RVU 2800/250, aptos para rectificar, tornear, taladrar, cortar y realizar mediciones en línea en componentes de gran tamaño (diámetro: máx. 2500 mm; altura: hasta 1500 mm) con un peso de hasta 20 t en una sola operación de sujeción. La inversión era necesaria, dados los enormes cambios que se han producido en las condiciones de producción desde la adquisición de las dos primeras rectificadoras verticales RVM de Berthiez en 2002. El tamaño de los componentes no deja de aumentar, mientras que las tolerancias son cada vez más estrictas. «Por eso tuvimos que buscar un fabricante de máquinas capaz de combinar durabilidad, estabilidad en el procesamiento y precisión», subraya el Sr. Kaufman. «La situación se complica aún más debido a un entorno específico y cambiante. «Por lo tanto, necesitamos máquinas que nos permitan perfeccionar aún más nuestros productos con la menor inversión posible».

Enfoque en XXL

Los sistemas hidrostáticos permiten posicionar componentes de gran tamaño, con un peso de hasta 20 t, con una precisión de 5 micras sobre la mesa giratoria de la rectificadora vertical Berthiez RVU 2800/250.

Máquina

Precisión inferior a 5 micras gracias al mecanizado completo en una sola sujeción

Posicionamiento de piezas de varias toneladas

Exactamente a 5 micras

El cabezal de referentado desempeña un papel importante en el mecanizado de alta precisión, por ejemplo. Con una velocidad de giro de hasta 200 rpm, un motor de 51 kW, un mandril hidráulico de pinza y una unidad de posicionamiento hidrostática, permite colocar incluso piezas especialmente pesadas con una desviación de 5 micras. Las distintas herramientas colocan en posición un cabezal multifuncional de herramientas que puede girar ±90° y desplazarse a lo largo de los ejes lineales X y Z. Un husillo de fresado de 45 kW (velocidad máxima de 6.000 rpm) acciona los discos de rectificado y las herramientas de taladrado y fresado. Las herramientas y sondas para torno se montan por separado. 

Una de las principales ventajas del cabezal multifunción es la integración de dos asientos complementarios e independientes, cada uno de los cuales cuenta con un rodillo de rectificado con diamante y una boquilla adaptados a la forma del disco de rectificado. Estas dos fijaciones están dispuestas en dos ejes lineales controlados que siguen el desgaste del disco de rectificado y garantizan un rectificado continuo y una lubricación eficaz (40 bar, 300 l/min) de cada disco de rectificado. Esto hace que sea totalmente innecesario el rectificado en una estación de rectificado alejada. La simplificación de los ciclos de trabajo también aumenta considerablemente la productividad.

Gracias al procesamiento completo, el posprocesamiento ya es cosa del pasado.

Turnos sin personal con un robot

Nuevas mejoras en la productividad

Para impulsar aún más la productividad, este cliente de larga trayectoria de Starrag, perteneciente al sector energético, encargó en 2015 otras tres máquinas Berthiez RVU 2800/250 equipadas con nuevos sistemas de cambio de herramientas robóticas. Estas máquinas permiten ahora realizar turnos sin personal. La automatización ha tenido un impacto positivo en la producción: La integración de un robot en el cargador de herramientas permite almacenar todas las herramientas juntas en un único espacio de almacenamiento. «La mayor ventaja que hemos observado en todo esto es la eliminación de los componentes que utilizábamos en nuestros tornos anteriores, incluidos los que tenían una varilla de medición y una barra deslizante», afirma el señor Kaufman. «La máquina también es capaz de procesar piezas de mayor tamaño». Al utilizar un robot en lugar de un cambiador de palés, la empresa necesita menos herramientas en almacén, ya que ahora una sola herramienta puede utilizarse para diversas aplicaciones. «Esto nos ha permitido reducir considerablemente nuestros costes. Creemos que aún podemos seguir avanzando en este tema». Teniendo en cuenta todos los factores, los expertos prevén un aumento de la productividad de alrededor del 30 %. 
El robot tiene acceso directo a siete palés, así como a 78 herramientas de torneado, taladrado y fresado. Cada palé está compuesto por el disco de rectificado, su rodillo de rectificado y su boquilla, ambos adaptados a la forma del disco de rectificado. El robot selecciona la herramienta o el sistema de rectificado necesarios y los acopla directamente al cabezal de herramientas. El funcionamiento y la programación se ven facilitados por un sistema de control digital (Siemens Sinumerik 840 D sl) con la interfaz de usuario Berthigrind de Starrag, que también tiene en cuenta las características especiales del nuevo sistema de cambio de robot. Es la guinda digital del pastel de un modelo de éxito ampliado para adaptarse a los retos de la Industria 4.0. Esto encaja bastante bien con la estrategia del gran grupo energético, que, como dice el señor Kaufman, «busca continuamente tecnologías nuevas y potentes capaces de adaptarse a diversos procesos, garantizando así una mejora constante de la calidad de nuestros productos».

30 %

Productivity gains 

Automatización a la carta

El robot, situado lateralmente, equipa automáticamente el cabezal portaherramientas de la Berthiez RVU 2800/250 con todas las herramientas necesarias para el mecanizado completo de los discos de turbinas de gas. 

Al utilizar un robot en lugar de un cambiador de palés, se necesitan almacenar menos herramientas. Esto ha permitido reducir los costes considerablemente.
 

Máquina eléctrica
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