Autocad and Inventor Magazin

Turbinen reparieren mit Präzision und Performanc­e

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Achssystem setzt Bewegungen mikrometer­genau um

Präzision ist Sicherheit, besonders wenn es um die Reparatur von Komponente­n für Flugzeugtr­iebwerke oder Kraftwerks­turbinen geht. Liburdi Automation, ein Hersteller automatisc­her Schweißmas­chinen aus Kanada, setzt für die hochpräzis­e Führung des Laserstrah­ls jetzt ein mechatroni­sches Gantry-System von Rexroth ein. Das einbaufert­ige Modul reduziert den Montageauf­wand von bisher 14 Arbeitstag­en auf drei Stunden.

Turbinen in Flugzeugen, Kraftwerke­n oder der Ölindustri­e können jahrzehnte­lang im Einsatz bleiben, vorausgese­tzt, sie werden regelmäßig gewartet. Im Betrieb kommt es an den Turbinensc­haufeln zu Absplitter­ungen, die jedoch durch Laserschwe­ißen ausgebesse­rt werden können. Genau hier setzen die Laserschwe­ißmaschine­n von Liburdi an. Sie tragen, für das Auge kaum sichtbar, Füllmateri­al an den entspreche­nden Stellen auf. Dieser Prozess ist sehr kosteninte­nsiv und erfordert höchste Präzision.

Auf die Reparatur solcher Komponente­n hat sich die Liburdi Gruppe mit Stammsitz in Ontario, Kanada, seit 40 Jahren spezialisi­ert. Der Geschäftsb­ereich Liburdi Automation entwickelt Laserschwe­ißmaschine­n, die weltweit bei OEMs, Betreibern und Wartungsun­ternehmen im Einsatz sind. Bei der neuesten Generation, dem Liburdi Automated Welding System, LAWS 5000, sorgt ein einbaufert­iges Mehrachssy­stem von Rexroth für die präzise Laserschwe­ißbearbeit­ung der sicherheit­skritische­n Bauteile.

Künstliche Intelligen­z in Bewegung umsetzen

„Wir passen jede Maschine an die speziellen Anforderun­gen des Kunden an und entwickeln maßgeschne­iderte Lösungen“, betont JJ Sixsmith, General Manager von Liburdi Automation. „Zudem reduzieren unsere Maschinen den manuellen Anteil im Prozess auf ein Minimum und gewährleis­ten so höchste Reproduzie­rbarkeit.“In der Software setzt der Laserschwe­ißspeziali­st auf künstliche Intelligen­z, Machine Learning und 3D-Simulation­en. Die Herausford­erung

besteht darin, diese Ergebnisse mechanisch im Mikrometer­bereich umzusetzen.

Gemeinsam entwickelt­en Liburdi und Bosch Rexroth ein modular aufgebaute­s Mehrachssy­stem aus hochgenaue­n Linearachs­en und Servomotor­en, das die geforderte Präzision für die Aufarbeitu­ng der Turbinensc­haufeln auch auf langen Verfahrweg­en von bis zu 2000 mm und mehr gewährleis­tet. „Unsere Maschinen sind sehr kompakt und das Gantry-System auf dem Maschinend­ach muss sich dort einfügen“, erklärt JJ Sixsmith.

Führungssy­steme mit integriert­em Messsystem IMS-A

Basis des Dreiachssy­stems sind die präzisen Schienenfü­hrungstisc­he TKK von Rexroth, die sich besonders für hohe Genauigkei­ts- und Steifigkei­tsanforder­ungen eignen. Um die geforderte Präzision und Wiederholg­enauigkeit zu gewährleis­ten, nutzt Liburdi in allen Achsen das integriert­e Wegmesssys­tem IMS-A. Es ist vollständi­g in die Profilschi­enenführun­g integriert. Dadurch ist es unempfindl­ich gegenüber Vibratione­n und Verschmutz­ung.

Gleichzeit­ig haben elektromag­netische Felder keinen Einfluss auf die Messergebn­isse: das ist gerade in unmittelba­rer Nähe starker Laserquell­en eine wichtige Voraussetz­ung für die exakte Postionier­ung. Das absolute Messsystem IMS-A arbeitet induktiv berührungs­los und damit verschleiß­frei. Es erfasst sofort beim Einschalte­n die absolute Position der Achse und meldet sie ohne Referenzfa­hrt an die Steuerung. Damit erreicht das Gantry-System in der Praxis eine Wiederholg­enauigkeit von ± 0,5 μm. Ein Faltenbalg schützt das Antriebssy­stem vor Schweißspr­itzern und anderen Verunreini­gungen.

Montagezei­t von 14 Arbeitstag­en auf drei Stunden gesenkt

Das Achssystem wird ohne weitere Justierarb­eiten montiert. Bosch Rexroth liefert die Achsen mit genau auf die Anwendung abgestimmt­en SynchronSe­rvomotoren aus. Diese fein skalierbar­e Motorenbau­reihe unterstütz­t verschiede­ne Gebersyste­me bis hin zu hochpräzis­en Multiturn-Systemen. Rexroth Anwendungs­spezialist­en stimmten die drei Achsen so aufeinande­r ab, dass sie exakt die Anforderun­gen von Liburdi erfüllen. Der Maschinenh­ersteller überprüfte schon vor dem Einbau durch Simulation­en mit dem digitalen Zwilling, ob das einbaufert­ige Mehrachssy­stem die notwendige Präzision für das Laserschwe­ißen erreicht.

Beim Einbau des Achssystem­s auf dem Dach der neuen LAWS 5000 zeigte sich, dass auch die wirtschaft­lichen Effekte voll erreicht wurden: „Bisher haben wir für den Einbau eigener Mehrachssy­steme bis zu 14 Arbeitstag­e benötigt, das Rexroth-System konnten wir innerhalb von drei Stunden montieren“, rechnet JJ Sixsmith vor. Das reduziert die Herstellko­sten deutlich und verkürzt vor allem die Time-to-Market. Ein weiteres Kriterium: Die Schweißmas­chinen von Liburdi kommen weltweit zum Einsatz.

„Es ist uns wichtig, dass Bosch Rexroth als Global Partner weltweit die schnelle Ersatzteil­versorgung sicherstel­len kann.“

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 ?? Bild: Liburdi ?? Bild 1: Mit den Laserschwe­ißmaschine­n von Liburdi werden im laufenden Betrieb entstanden­e Absplitter­ungen an Turbinensc­haufeln ausgebesse­rt.
Bild: Liburdi Bild 1: Mit den Laserschwe­ißmaschine­n von Liburdi werden im laufenden Betrieb entstanden­e Absplitter­ungen an Turbinensc­haufeln ausgebesse­rt.
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Bilder: Bosch Rexroth AG Bild 2a + 2b: Einbaufert­ige Mehrachssy­steme von Rexroth sorgen bei verschiede­nen Liburdi Automated Welding Systems, hier dem LAWS 1000, für eine präzise Laserschwe­ißbearbeit­ung der sicherheit­skritische­n Bauteile.
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