Diseño de un sistema automatizado para el proceso de pulido mecánico en la caja de aguas de un generador de vapor

Abstract

El siguiente proyecto trata sobre el “DISEÑO DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL PROCESO DE PULIDO MECANICO EN LA CAJA DE AGUAS DE UN GENERADOR DE VAPOR” en el que se estudiará el proceso manual de pulido y la posibilidad de incorporar un robot industrial para la automatización del proceso. Se valorarán e investigarán nuevos tipos de tecnologías que hagan de este nuevo proyecto un proceso más seguro, eficiente y productivo. El proceso de pulido se realiza en la caja de aguas de un generador de vapor, se divide en dos procesos (pulido mecánico y electropulido) cuyo objetivo principal es obtener una superficie lisa y brillante, con grandes propiedades ante la corrosión. El proyecto se centra en el pulido mecánico, el cual tiene la función de eliminar el máximo de las rebabas formadas en la superficie hasta alcanzar la rugosidad definida por el cliente. El motivo por el que se realiza este proceso es para evitar una zona contaminada procedente de la radioactividad, ya que en algunos casos se pueden producir averías en el interior del generador siendo necesaria la reparación por un operario. Debido al gran riesgo de este proceso, y las condiciones tan desfavorables para los operarios, Equipos Nucleares S.A, se ha planteado la idea de realizar este proyecto. El objetivo principal es automatizar el proceso de pulido mediante un robot industrial, con el fin de reducir los tiempos de proceso, mejorar la seguridad de los operarios y conducir a la empresa hacia un futuro mas innovador y automatizado. Para ello, se han estudiado las características técnicas del proceso manual de pulido mecánico, que se han empleado para realizar la adaptación para la correcta elección del robot y la herramienta del proceso automatizado. Tras el estudio de diferentes modelos de robots industriales entre marcas como ABB, KUKA o Stäubli. La opción mas acorde a la propuesta seleccionada es el robot TX2-90L de Stäubli, debido a sus dimensiones reducidas y a su capacidad de carga. Se ha realizado a su vez un estudio de la actual herramienta y se ha diseñado una nueva, capaz de incorporarse al brazo del robot y seguir manteniendo la misma funcionalidad que la amoladora manual; Así como de un track que soporte la carga del robot en movimiento y funcione como un eje externo de este. Una vez definidos los componentes que van a formar el proceso de automatización, se han realizado las simulaciones pertinentes, donde se pueden observar los movimientos necesarios para la realización del proceso.

The following project deals with the "DESIGN OF AN AUTOMATIZED SYSTEM FOR THE MECHANICAL POLISHING PROCESS IN THE WATER BOX OF A STEAM GENERATOR" in which the manual polishing process will be studied and the possibility of incorporating an industrial robot for the automation of the process. New types of technologies will be evaluated and investigated to make this new project a safer, more efficient and productive process. The polishing process is carried out in the water box of a steam generator, divided into two processes (mechanical polishing and electropolishing) whose main objective is to obtain a smooth and shiny surface, with great properties against corrosion. The project focuses on mechanical polishing, which has the function of eliminating the maximum of the burrs formed on the surface until reaching the roughness defined by the customer. The reason for this process is to avoid a contaminated area from radioactivity, as in some cases breakdowns may occur inside the generator and need to be repaired by an operator. Due to the great risk of this process, and the unfavorable conditions for the operators, Equipos Nucleares S.A, has raised the idea of carrying out this project. The main objective is to automate the polishing process by means of an industrial robot, in order to reduce process times, improve operator safety and lead the company towards a more innovative and automated future. In order to do this, the technical characteristics of the manual process of mechanical polishing have been studied, which have been used to carry out the adaptation for the correct choice of the robot and the tool of the automated process. After studying different models of industrial robots between brands such as ABB, KUKA or Stäubli. The most appropriate option for the selected proposal is the Stäubli TX2-90L robot, due to its reduced dimensions and load capacity. A study of the current tool has also been carried out and a new one has been designed, capable of being incorporated into the robot arm and maintaining the same functionality as the manual grinder; as well as a track that supports the load of the moving robot and works as an external axis of it. Once the components that are going to form the automation process have been defined, the pertinent simulations have been carried out, where the movements necessary to carry out the process can be observed.