ガントリーロボットを使用した鉄道車輪の整備により生産性と安全性が向上

Jul 24, 2023

Güdel Lineartec (UK) Ltd.の記事

英国の鉄道網は約 10,000 マイルありますが、米国は 140,000 マイル以上を誇ります。 ただし、両方のネットワークに共通していることの 1 つは、車両、特に平らな箇所やその他の損傷が発生して真円がなくなる傾向がある車輪の保守と修理の必要性です。 しかし、米国の場合、ネットワークの規模がこれらの問題をさらに悪化させるため、修理工場の効率と生産性を最大化するために、Simmons Machine Tool Corp. は解決策を Güdel に依頼しました。

鉄道車両の車輪は長期間使用されると、特にフランジやトレッド領域で摩耗する可能性があるため、鉄道の車輪セットのメンテナンスは鉄道運転士にとって多大なコストとなります。 この摩耗により動作効率が低下し、極端な場合には脱線につながる可能性もあります。 したがって、自動化が鉄道車輪セットの測定とメンテナンスの両方において重要な役割を果たしていることがわかるのは驚くべきことではありません。

ニューヨーク州アルバニーの Simmons Machine Tool Corp. は、1910 年以来、鉄道車輪セットのメンテナンスと生産に重点を置いた工作機械、測定機、自動化システムを構築してきました。同社が新しい車輪回転センター (WTC) の設計を開始したとき、鉄道車輪の穴あけと機械加工用の立型 CNC 旋盤には、2 つの目標が念頭にありました。 まず、鉄道と機械のオペレーターの両方の安全を最大限に高めるシステムを設計し、次に鉄道車輪の修理の遅れを避けるために生産性を向上させます。

摩耗した車輪セットが鉄道車輪保守施設に到着すると、まずエンドキャップとベアリングが手作業で検査され、取り外されます。 次に、各ホイール セット コンポーネントのシリアル番号が監視制御およびデータ収集 (SCADA) システムに入力されます。 測定機が摩耗した車輪セットのパラメータを評価し、そのデータに基づいて車輪セットのプロファイルを再作成するか、車輪が米国鉄道協会によって設定された公差を超えている場合は、車輪を車軸から取り外します。そして廃棄されました。

その場合は新しいホイールが必要になります。 ホイールと車軸の間の正確な締まりばめを確保するには、車軸のホイールシートに適合するようにホイールの中心穴を開ける必要があります。 従来、各ホイールはフォークリフト、クレーン、またはその他の手動マテリアルハンドリングシステムを使用してマシニングセンターに配置されていました。 プロセスは遅くて一貫性がなく、作業員の安全が懸念されました。

現在、ギュデル氏の協力により、シモンズ WTC マシンセルはプロセスのほとんどを自動化しています。 作業員は新しいホイールをフィーダー コンベアに積み込み、重いホイールを扱うための特別なグリッパーを備えた Güdel ZP-6 二軸ガントリーで構成される自動マテリアル ハンドリング システムに運びます。

このシステムはホイールを WTC に転送し、WTC はホイールの中心穴をあけ、最終顧客に応じてその他のいくつかの新機能を追加します。 ボーリングや機械加工の後、ホイールはギュデル ガントリーによってアウトバウンド コンベアに戻され、車軸に押し付けられます。 このレベルの自動マテリアルハンドリングにより、より一貫したプロセスが実現され、狭いスペースで重い車輪を操作する際に作業員を危険から守ります。 鉄道会社にとって、加工前後の測定データへのアクセスは、車輪の寿命を延ばすだけでなく、保守機械や自動化システムの寿命を延ばすためにもこのデータを分析するために重要です。

このような自動化システムは、ホイール セットのメンテナンスまたは生産施設全体に導入できます。 さらに、これらをネットワーク接続して閉ループ システムを構築することができるため、生産性が向上し、操作エラーの可能性が減少します。

「シモンズは、主にその信頼性と機能、そして顧客にとって機器の可用性が重要であるため、この用途にギュデルの ZP-6 ガントリー システムを選択しました。」とシモンズ マシン ツール コーポレーションのマーケティング スペシャリスト、ジェイソン スティーブン マーフィーは述べています。ギュデルと協力してプロジェクトを成功させており、お互いの能力に対する高度な信頼と理解があり、プロジェクトをスムーズに進めることができます。」

すでに開けられた穴または中抜きされた穴を拡大すること。 一般的に、一点旋盤タイプの工具を使用して、事前に開けた穴をツルーティングする作業です。 ボーリング加工は基本的に内径旋削加工であり、通常は 1 点の切削工具で内部形状を形成します。 一部の工具は、切削力のバランスをとるために 2 つの切れ刃を備えています。

プログラム出力、つまりスライドの移動距離が測定され、プログラム入力と比較される CNC システム。 システムは出力を入力と同じになるように自動的に調整します。

部品の作成または変更を可能にする工作機械専用のマイクロプロセッサベースのコントローラ。 プログラムされた数値制御により、機械のサーボと主軸ドライブが作動し、さまざまな加工動作が制御されます。 DNC、直接数値制御を参照。 NC、数値制御。

工具の保持力を高めるために、切削工具のシャンクに平らな表面が加工されています。

鋸引き、フライス加工、研削、歯切り、ドリリング、リーマ、ボーリング、ねじ切り、フェーシング、面取り、溝入れ、ローレット加工、スピニング、突切り、ネッキング、テーパーカット、カムカット、偏心カットも可能な旋盤ステップターンと直進ターンとして。 手動から半自動、全自動までさまざまな形式があり、主な種類としてはエンジン旋盤、旋削・コンタリング旋盤、タレット旋盤、数値制御旋盤などがあります。 エンジン旋盤は主軸台と主軸、心押し台、ベッド、キャリッジ（エプロン付き）、クロススライドで構成されています。 ギア (速度) および送りセレクター レバー、刃物台、複合レスト、送りねじおよび逆転送りねじ、ねじ切りダイヤル、早送りレバーなどの機能が含まれています。 特殊な旋盤タイプには、スルーザスピンドル、カムシャフトおよびクランクシャフト、ブレーキドラムおよびローター、スピニングおよびガンバレル機械が含まれます。 工具室旋盤と卓上旋盤は精密作業に使用されます。 前者は工具と金型の作業や同様の作業に使用され、後者は小さなワークピース (機器、時計) に使用され、通常は給電がありません。 モデルは通常、「スイング」、つまり回転可能な最大直径のワークピースに従って指定されます。 ベッドの長さ、または中心間の距離。 そして発生する馬力。 旋盤を参照してください。

ドリリング、リーマ、タッピング、フライス加工、ボーリングが可能な CNC 工作機械。 通常は自動ツールチェンジャーが付属しています。 自動ツールチェンジャーを参照してください。

ワークピースはチャックに保持され、フェースプレート上に取り付けられるか中心間に固定され、回転しながら、切削工具 (通常は一点工具) がその周縁に沿って、あるいは端または面を横切って送り込まれます。 直線旋削（ワークの外周に沿って切削）の形式をとります。 テーパー旋削（テーパーの作成）。 ステップ旋削（同じワークで異なるサイズの直径を旋削）。 面取り（エッジまたは肩の面取り）。 フェーシング（端をカット）。 ねじ山を回す（通常は外部ですが、内部の場合もあります）。 粗加工（大量の金属除去）。 そして仕上げ（最終的なライトカット）。 旋盤、ターニングセンタ、チャッキングマシン、自動ネジ盤などで行われます。