L'entretien des roues ferroviaires à l'aide d'un robot portique améliore la productivité et la sécurité

Jul 24, 2023

Article de Güdel Lineartec (UK) Ltd.

Le Royaume-Uni compte environ 10 000 milles de voies ferrées sur son réseau tandis que les États-Unis comptent plus de 140 000 milles. Une chose que les deux réseaux ont cependant en commun est la nécessité d'entretenir et de réparer le matériel roulant, en particulier les roues qui peuvent être sujettes à des méplats ou à d'autres dommages les provoquant un faux rond. Dans le cas des États-Unis, cependant, l'ampleur du réseau exacerbe ces problèmes, donc pour maximiser l'efficacité et la productivité dans leurs ateliers de réparation, Simmons Machine Tool Corp. s'est tourné vers Güdel pour trouver une solution.

L'entretien des essieux ferroviaires représente un coût important pour les opérateurs ferroviaires, car lorsque les roues des wagons ferroviaires ont été en service pendant de longues périodes, elles sont sujettes à l'usure, notamment au niveau des boudins et de la bande de roulement. Cette usure rend le fonctionnement moins efficace et, dans les cas extrêmes, peut même entraîner des déraillements. Il n'est donc pas surprenant de constater que l'automatisation joue un rôle essentiel à la fois dans la mesure et la maintenance des essieux ferroviaires.

Simmons Machine Tool Corp., Albany, New York, construit des machines-outils, des machines de mesure et des systèmes d'automatisation qui se concentrent sur la maintenance et la production d'essieux ferroviaires depuis 1910. Lorsque l'entreprise a commencé à concevoir son nouveau centre de tournage de roues (WTC), un tour CNC vertical pour l'alésage et l'usinage de roues ferroviaires, elle avait deux objectifs en tête. Premièrement, concevoir un système qui maximise la sécurité des opérateurs ferroviaires et des opérateurs de machines et, deuxièmement, augmenter la productivité pour éviter les retards dans la réparation des roues ferroviaires.

Lorsque des essieux montés usés arrivent à une installation d'entretien de roues ferroviaires, les embouts et les roulements sont d'abord inspectés manuellement et retirés. Les numéros de série de chaque composant d'essieu monté sont ensuite entrés dans un système de contrôle de supervision et d'acquisition de données (SCADA). Une machine de mesure qualifie les paramètres du train de roues usé et, sur la base de ces données, le train de roues est soit reprofilé, soit si la roue est en dehors des tolérances fixées par l'Association of American Railroads, les roues sont retirées de l'essieu et mis au rebut.

Une nouvelle roue sera alors nécessaire. Pour assurer un ajustement serré précis entre la roue et l'essieu, le trou central de la roue doit être percé pour correspondre au siège de roue de l'essieu. Traditionnellement, chaque roue était placée sur un centre d'usinage à l'aide d'un chariot élévateur, d'une grue ou d'un autre système de manutention manuelle. Le processus était lent et incohérent, et la sécurité des travailleurs était une préoccupation.

Aujourd'hui, avec l'aide de Güdel, la cellule de machine Simmons WTC automatise la majeure partie du processus. Les travailleurs chargent de nouvelles roues sur un convoyeur d'alimentation, qui les transporte dans un système de manutention automatisé composé d'un portique à double axe Güdel ZP-6 avec des pinces spéciales pour manipuler les roues lourdes.

Le système transfère une roue au WTC, qui perce le trou central de la roue et plusieurs autres nouvelles fonctionnalités, en fonction du client final. Après alésage et/ou usinage, les roues sont ensuite replacées par le portique Güdel sur le convoyeur de sortie pour être pressées sur un essieu. Ce niveau de manutention automatisée des matériaux crée un processus plus cohérent tout en protégeant les travailleurs du danger lorsque de lourdes roues sont manipulées dans des espaces restreints. L'accès aux données de mesure avant et après usinage est important pour les compagnies ferroviaires, car elles analysent ces données non seulement pour prolonger la durée de vie des roues, mais aussi pour les machines de maintenance et les systèmes d'automatisation.

Des systèmes automatisés tels que celui-ci peuvent être déployés dans une installation de maintenance ou de production d'essieux montés. De plus, ils peuvent être mis en réseau pour créer un système en boucle fermée, augmentant la productivité et diminuant la probabilité d'erreurs de fonctionnement.

« Simmons a choisi le système de portique ZP-6 de Güdel pour cette application, principalement pour sa fiabilité et ses capacités, et parce que la disponibilité de l'équipement est essentielle pour nos clients », a déclaré Jason Steven Murphy, spécialiste du marketing chez Simmons Machine Tool Corp. « Simmons a une longue histoire de projets réussis en collaboration avec Güdel, et il existe un degré élevé de confiance et de compréhension des capacités de chacun, ce qui permet aux projets de se dérouler sans heurts. »

Agrandissement d'un trou déjà percé ou carotté. Généralement, il s'agit d'une opération de dressage du trou préalablement percé avec un outil monopoint type tour. L'alésage est essentiellement un tournage intérieur, dans la mesure où généralement un outil de coupe à une seule pointe forme la forme intérieure. Certains outils sont disponibles avec deux arêtes de coupe pour équilibrer les forces de coupe.

Système CNC dans lequel la sortie du programme, ou la distance parcourue par la glissière, est mesurée et comparée à l'entrée du programme. Le système ajuste automatiquement la sortie pour qu'elle soit identique à l'entrée.

Contrôleur à microprocesseur dédié à une machine-outil permettant la création ou la modification de pièces. La commande numérique programmée active les servos et les entraînements de broche de la machine et contrôle les différentes opérations d'usinage. Voir DNC, commande numérique directe ; CN, commande numérique.

Surface plane usinée dans la tige d'un outil de coupe pour une meilleure tenue de l'outil.

Machine de tournage capable de scier, fraiser, meuler, tailler des engrenages, percer, aléser, aléser, fileter, dresser, chanfreiner, rainurer, moleter, filer, tronçonner, rétreinte, coupe conique, coupe à came et excentrique, ainsi que tournage pas à pas et droit. Se présente sous une variété de formes, allant du manuel au semi-automatique en passant par l'entièrement automatique, les principaux types étant les tours à moteur, les tours de tournage et de contournage, les tours à tourelle et les tours à commande numérique. Le tour à moteur se compose d'une poupée et d'une broche, d'une poupée mobile, d'un banc, d'un chariot (avec tablier) et de glissières transversales. Les caractéristiques comprennent des leviers de sélection de vitesse (vitesse) et d'alimentation, un porte-outil, un support composé, une vis mère et une vis mère d'inversion, un cadran de filetage et un levier de déplacement rapide. Les types de tours spéciaux comprennent les machines à broche traversante, à arbre à cames et à vilebrequin, à tambour et rotor de frein, à filer et à canon de fusil. Les tours d'outillage et d'établi sont utilisés pour les travaux de précision; le premier pour les travaux d'outillage et de matrices et tâches similaires, le second pour les petites pièces (instruments, montres), normalement sans alimentation électrique. Les modèles sont généralement désignés en fonction de leur "oscillation" ou de la pièce de plus grand diamètre pouvant être tournée ; la longueur du lit ou la distance entre les centres ; et la puissance générée. Voir machine à tourner.

Machine-outil CNC capable de percer, aléser, tarauder, fraiser et aléser. Vient normalement avec un changeur d'outils automatique. Voir changeur d'outils automatique.

La pièce est maintenue dans un mandrin, montée sur une plaque frontale ou fixée entre les centres et tournée tandis qu'un outil de coupe, normalement un outil à pointe unique, y est introduit le long de sa périphérie ou à travers son extrémité ou sa face. Prend la forme d'un tournage rectiligne (coupe le long de la périphérie de la pièce); tournage conique (création d'un cône); tournage pas à pas (tournage de diamètres différents sur la même pièce) ; chanfreiner (chanfreiner un bord ou un épaulement); parement (coupe sur une extrémité); filetages tournants (généralement externes mais peuvent être internes); ébauche (enlèvement de métal à grand volume); et la finition (coupes légères finales). Réalisé sur tours, centres de tournage, mandrins, visseuses automatiques et machines similaires.