Storia di successo

All inclusive per la Francia: Tout compris — à la carte

Rettificatrice verticale RVU di Berthiez per la produzione delle turbine a gas General Electric

Presso General Electric Energy Products France, la fine della precedente impegnativa lavorazione di componenti di turbine a gas in più fasi di lavoro è stata segnata con un semplice "C'est fini". Con ciò, il Gruppo sta trasferendo la lavorazione completa ad alta precisione degli elementi di azionamento sulle rettificatrici Berthiez RVU 2800/250.
La rivoluzione energetica si basa sulle nuove ed efficienti turbine a gas, che vengono utilizzate nelle nuove centrali elettriche a gas e a vapore pulite ed efficienti, ad esempio. Gli impianti devono soddisfare requisiti particolarmente elevati per una lavorazione di massima precisione, a basse vibrazioni e allo stesso tempo altamente produttiva degli elementi di azionamento. La gamma di prodotti Berthiez di Starrag SAS di Saint Etienne si è fatta un ottimo nome in questo settore dell'energia, con i suoi grandi torni verticali e le sue rettificatrici. La fabbrica di GE Energy Products Europe a Bourogne, Francia, produce dischi per turbine a gas in acciaio e Inconel utilizzando quattro macchine utensili Berthiez la cui lavorazione ad alta precisione (concentricità e runout assiale inferiori a 2,0 µm) non è l'unico ambito in cui sta imponendo degli standard. Una quinta macchina sarà consegnata nel 2019.
 

La post-elaborazione appartiene al passato 

"L'obiettivo principale dell'acquisto di questa macchina è quello di rafforzare le nostre capacità produttive" spiega Patrick Kaufmann, project manager presso GE Energy Products. "Ciò si ottiene in parte riducendo i cicli macchina e le fasi di post-lavorazione, il che significa che i nostri criteri di qualità possono essere soddisfatti più rapidamente." 

La nuova formula per il successo consiste in una lavorazione completa ad alta precisione, e le aspirazioni di GE a questo proposito sono altamente specifiche: "A causa dei requisiti specifici dei nostri prodotti, non siamo nella posizione di eseguire ripetutamente la post-lavorazione dei pezzi in diverse fasi di lavoro. Abbiamo quindi scelto di spostare la produzione su una macchina multi-task. La nuova macchina soddisfa tutti i nostri requisiti di lavorazione. Il pezzo da lavorare deve essere bloccato una sola volta. Inoltre, vengono rispettati rigorosi requisiti di precisione dimensionale." 

Le macchine in questione sono i nuovi centri di lavoro Berthiez RVU 2800/250, che sono adatti per rettifica, tornitura, foratura, taglio ed esecuzione di misure in linea su componenti di grandi dimensioni (diametro: 2500 mm max.; altezza: fino a 1500 mm) fino a 20 t di peso con un'unica procedura di bloccaggio. L'investimento si è reso necessario a causa degli enormi cambiamenti nelle condizioni di produzione riscontrati dopo l'acquisto delle prime due rettificatrici verticali Berthiez RVM nel 2002. Le dimensioni dei componenti aumentano continuamente, mentre le tolleranze diventano sempre più strette. "Abbiamo quindi dovuto trovare un costruttore di macchine che fosse in grado di combinare durata, stabilità di lavorazione e precisione" sottolinea il Sig. Kaufmann. "La situazione è ulteriormente complicata da un ambiente specifico e mutevole. Abbiamo quindi bisogno di macchine che ci permettano di perfezionare ulteriormente i nostri prodotti spendendo il meno possibile."

Focus su XXL

L'idrostatica consente di posizionare entro 5 µm componenti molto grandi, fino a 20 t di peso, sulla tavola rotante della rettificatrice verticale Berthiez RVU 2800/250.

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Precisioni < 5 µm grazie alla lavorazione completa con un'unica procedura di bloccaggio

Posizionamento di pezzi di diverse tonnellate

Con una precisione di 5 µm

La grande testa di sfacciatura ha un ruolo importante nelle lavorazioni di alta precisione, ad esempio. Ruotando fino a 200 giri al minuto con un azionamento da 51 kW, un mandrino a pinza idraulico e un'unità di posizionamento idrostatica, aiuta a posizionare anche pezzi particolarmente pesanti con una deviazione di 5 µm. I vari utensili portano in posizione una testa multifunzionale in grado di ruotare di ±90° e di spostarsi lungo gli assi lineari X e Z. Un mandrino di fresatura da 45 kW (velocità massima di 6.000 giri/min) aziona i dischi abrasivi e gli utensili di foratura e fresatura. Gli utensili e le sonde del tornio sono montati separatamente. 

Uno dei principali vantaggi della testa multi-task è l'integrazione di due supporti complementari e indipendenti, ognuno dei quali è dotato di un rullo diamantato di ravvivatura e di un ugello adattato alla forma del disco abrasivo. Queste due attrezzature sono disposte su due assi lineari controllati che seguono l'usura del disco abrasivo e assicurano una ravvivatura continua e una lubrificazione efficiente (40 bar, 300 l/min) di ogni disco abrasivo. In questo modo, la ravvivatura in una stazione di ravvivatura distante non è più necessaria. La semplificazione dei processi di lavoro aumenta notevolmente la produttività.

Grazie alla lavorazione completa, la post-lavorazione appartiene al passato.

Turni non presidiati con un robot

Ulteriori incrementi di produttività

Per aumentare ulteriormente la produttività, il cliente di lunga data di Starrag dal settore energetico ha ordinato altre tre macchine Berthiez RVU 2800/250 con nuovi sistemi di cambio utensile robotizzati nel 2015. Queste macchine consentono ora turni di lavoro non presidiati. L'automazione ha avuto un impatto positivo sulla produzione: L'integrazione di un robot nel caricatore di utensili consente di alloggiare tutti gli utensili in un unico magazzino. "Il più grande vantaggio che abbiamo riscontrato in tutto questo è l'eliminazione dei componenti utilizzati nei nostri torni precedenti, compresi quelli con asta di misura e asta di guida" riferisce il Sig. Kaufmann. "La macchina è anche in grado di lavorare elementi più grandi." Utilizzando un robot al posto di un cambio pallet, l'azienda ha bisogno di un minor numero di utensili in magazzino, dato che un singolo utensile può ora essere utilizzato per diverse applicazioni. "Questo ci ha permesso di ridurre notevolmente i costi. Riteniamo di poter fare ulteriori passi avanti in questo ambito." Tutto considerato, gli esperti prevedono un aumento della produttività di circa il 30%. 
Il robot ha accesso diretto a sette pallet e a 78 utensili di tornitura, foratura e fresatura. Ogni pallet è composto dal disco abrasivo, dal rullo di ravvivatura e dall'ugello, entrambi adattati alla forma del disco abrasivo. Il robot seleziona l'utensile o il sistema di rettifica richiesto e lo collega direttamente alla testa dell'utensile. Il funzionamento e la programmazione sono facilitati da un sistema di controllo digitale (Siemens Sinumerik 840 D sl) con l'interfaccia utente Berthigrind di Starrag, che tiene conto anche delle caratteristiche speciali del nuovo sistema di cambio robotizzato. È la ciliegina digitale sulla torta di un modello di successo ampliato per implementare Industria 4.0. Si collega piuttosto bene alla strategia del grande gruppo energetico, che come dice il Sig. Kaufmann "cerca continuamente nuove e potenti tecnologie con la capacità di adattarsi ai vari processi, garantendo così un continuo miglioramento della qualità dei nostri prodotti."

30%

Productivity gains 

Automazione à la carte

Il robot posizionato lateralmente equipaggia automaticamente la testa utensile della Berthiez RVU 2800/250 con tutti gli utensili necessari per la lavorazione completa dei dischi delle turbine a gas. 

Utilizzando un robot invece di un sistema di cambio pallet, è necessario immagazzinare un minor numero di utensili. Questo ha permesso di ridurre notevolmente i costi.
 

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