Sistema de detección de grietas

Sistema de detección de grietas

Mi investigación me llevo a encontrar un sistema utilizado en las cadenas de producción en la Volkswagen. Llamado Sistema Opto-Electrónico Inteligente, utilizado para la detección de grietas en eslabones en una cadena de producción.

A  continuación explicare como está compuesto este sistema y que método utiliza para detectar las grietas.

Objetivo del Sistema

Se ha desarrollado un sistema de detección automática de grietas en los eslabones de una cadena de producción, con el fin de evitar posibles rupturas y facilitar las tareas de mantenimiento. El sistema está gobernado por una tarjeta electrónica cuyo núcleo fundamental es un microcontrolador. Actualmente el sistema está funcionando en una de las plantas de Volkswagen Navarra S.A.

Detección de los eslabones agrietados

El principio para la detección de grietas se basa en el estudio de la potencia óptica que refleja un haz de luz láser proyectado sobre una superficie metálica, que es, en este caso, el perfil de los eslabones de la cadena. Cuando un eslabón presenta una grieta, la potencia óptica reflejada disminuye considerablemente. Es a través de estas atenuaciones en la reflexión como se detectan las grietas.

Para seleccionar el sensor láser, hay que tener en cuenta dos problema a la hora de realizar la detección: el primero es la posibilidad de que la grieta sea suficientemente grande como para que el haz pudiera reflejarse en la cara opuesta del eslabón y el segundo es la vibración vertical que presentan los eslabones conforme pasan por delante del detector.

[pic 1]

Esquema del sensor láser empleado.

Se aprovechan las señales de los sensores de detección de desgaste de bulones para activar y desactivar los sensores láser de detección de grietas (se utilizaron dos, para muestrear los eslabones por ambos lados) de tal forma que sólo se muestre la zona central de los eslabones (zona de menor sección), ya que las grietas únicamente aparecen ahí.

Descripción del sistema

El sistema consta de dos partes fundamentales: el armazón y el armario. El armazón se ajusta a la viga riel de la cadena para poder colocar los sensores frente a los eslabones. Es importante que el armazón esté firmemente sujeto para evitar el movimiento de los sensores. Éstos tienen a su vez varios grados de libertad con respecto al armazón para poder ser ajustados con precisión, ya que su colocación es crítica para el correcto funcionamiento del sistema.

[pic 2]

Sistema colocado en una cadena de producción

Junto con los sensores, sujeta al armazón hay una pistola de pintura que se activa a través de una electroválvula controlada por un relé. Esta pintura se colocó ya que la cadena no puede detenerse cuando el sistema detecte un eslabón agrietado. Así pues, cuando esto suceda, el sistema almacena el número de eslabón que presenta la grieta en la memoria interna y lo marca mediante un disparo de la pistola de pintura para facilitar su posterior identificación.

Pieza con fractura por fatiga

Mi pieza seleccionada del Handbook Fractografy,  fue un acero AISI 4140 de un rotor de cola (drive-pinion) del eje de un helicóptero, el cual tenía un tratamiento térmico a una dureza de 35 HRC. Se anexan 5 figuras de la pieza a evaluar

La figura 343 es una vista del extremo roscado del eje de fractura. Muestra también una ranura de chaveta y una vista oblicua de una fractura superficie, la fractura se originó en una ubicación en el borde chavetero que solo es visible en el zoom 5 ×. En la figura. 342, después de la eliminación del engranaje de piñón.

La figura 344 es una vista de la perforación del engranaje de piñón. Ambas fotografías muestran graves daños mortificantes de la superficie de contacto, lo que resultó en el engranaje de ser congelado en el eje; el engranaje se separó por corte a través de él desde ambos lados. El aspecto de las marcas  indica que la mayoría del daño era hecho en forzar el engranaje sobre el eje.

También se observan dos vistas de una superficie de la fractura por fatiga en el rotor de cola en la figura. 342, tomada con el clave y el engranaje de piñón en su lugar.

...