Nuestro objetivo es la eficiencia
PolyWorks ® ayuda al fabricante de equipos para campos petroleros a reducir a la mitad el tiempo de inspección de componentes de Los motores.
Weatherford International Ltd. es una de las empresas de servicios para campos petroleros más grandes y dinámicas del mundo. Con sede en Houston, la empresa emplea a más de 34.000 personas en todo el mundo; opera en más de 710 ubicaciones y en más de 100 países de todo el mundo. Las instalaciones de la empresa en Edmonton, AB, Canadá, diseñan y fabrican dos productos para las operaciones de producción de petróleo: bombas de cavidad progresiva que se utilizan en la producción de petróleo después de la perforación del pozo y secciones hidráulicas.
El desafío
Para satisfacer las demandas de la floreciente industria mundial de la perforación para obtener petróleo y gas, Weatherford ha aumentado la producción y con ello la necesidad de mejorar la eficiencia de sus operaciones de inspección.
Los productos Weatherford ayudan en las operaciones de las principales empresas productoras de petróleo en todo el mundo. Las instalaciones de la empresa en Edmonton, Alberta, diseñan y fabrican dos productos para operaciones de producción de petróleo: bombas de cavidad progresiva que se utilizan en la producción de petróleo después de la perforación del pozo y secciones hidráulicas. La sección hidráulica es el motor que proporciona la potencia para perforar el pozo. Para ayudar a mejorar la eficiencia de la producción, la empresa buscó una forma nueva y más eficiente de inspeccionar las secciones hidráulicas, que tienen una geometría muy compleja y son difíciles de inspeccionar con métodos tradicionales.
Sección hidráulica.
Anteriormente, la empresa había establecido un procedimiento que requería cuatro personas, una de fabricación, una de control de calidad y dos de ingeniería, para inspeccionar dimensionalmente las secciones hidráulicas después del mecanizado. El proceso de inspección para estos grandes componentes curvados helicoidalmente, algunos de casi 20 pies de largo, tomó aproximadamente una hora para recopilar los datos dimensionales y compararlos manualmente con el diseño original creado en el software CAD. Las compensaciones de la máquina se enviaron al taller, donde se realizaron cambios en el proceso de mecanizado. Se mecanizó otra sección del mismo componente y se repitió el proceso de inspección en esta sección para determinar si las correcciones habían mejorado la precisión dimensional de la pieza de trabajo.
"Este proceso llevó mucho tiempo. Además, tuvimos que restringir nuestras operaciones de inspección al horario laboral normal, ya que era entonces cuando el departamento de ingeniería estaba disponible para comparar la geometría medida con el dibujo CAD", Wayne Pilgrim, Ingeniero de proyectos sénior de Weatherford.
La solución
En 2005, la empresa reevaluó su enfoque a la inspección de estas piezas con el objetivo de encontrar un método más eficiente para recopilar y analizar los datos dimensionales. Parte de ese programa fue la instalación del software de metrología 3D PolyWorks® de InnovMetric Software, un software de metrología con todas las funciones que automatiza y agiliza muchas de las operaciones asociadas con la recopilación y comparación de datos dimensionales con fines de diseño.
A los operadores les ha parecido que PolyWorks es fácil de usar. Las funciones automatizadas del software realmente lo distinguen de los demás." Travis Chometsky, Diseñador de productos de Weatherford.
La solución de software PolyWorks|Inspector™ se utiliza junto con un palpador FARO Laser Line montado en un brazo Faro Platinum de alta precisión. La combinación de hardware y software redujo el tiempo de inspección y análisis a la mitad y redujo el número de personas necesarias para la operación de cuatro a dos. Además, el grupo de fabricación ahora puede operar de forma independiente y trabajar un turno de 24 horas al día.
Recolección de datos de las nubes de puntos
En la práctica, el palpador FARO Laser Line, recopila datos dimensionales a una velocidad de hasta 19,200 puntos por segundo. En los 10 a 15 minutos de la rutina de inspección de las secciones hidráulicas de Weatherford, se recopila una nube de puntos con millones de puntos de datos para crear una imagen dimensional muy detallada de una característica de la pieza.
“Dejamos que el software PolyWorks haga el trabajo, las matemáticas, de determinar cómo tomar la sección transversal adecuada”, dijo Pilgrim. “Debido a sus capacidades de alineación automática, el software PolyWorks asegura resultados consistentes, con lo cual se elimina la influencia del operador durante la recopilación de datos.”
La empresa utiliza un enfoque de inspección en proceso por lote. “Por ejemplo, si se está produciendo un lote de cinco piezas, los operadores realizan el proceso de inspección con el palpador FARO Laser Line/PolyWorks en la primera pieza y luego usan el mismo programa CNC para hacer las siguientes cuatro sin inspección con el láser Faro/PolyWorks”, Dijo Pilgrim. “Inspeccionamos el producto terminado solo si se considera cuestionable por otros métodos de inspección.”
El proceso de inspección de los componentes de la sección hidráulica siempre es el mismo. Después del primer corte de mecanizado en un nuevo modelo de sección hidráulica, se recopila una nube de puntos de datos sin procesar mediante el proceso de escaneo 3D. A partir de la nube de puntos, el software PolyWorks crea una malla que se carga en el módulo IMInspect™. Con las técnicas de alineación de datos a CAD de PolyWorks, el operador alinea la malla con el objeto de referencia, un archivo de ProENGINEER importado a PolyWorks, para registrar ambos modelos en el mismo sistema de coordenadas. Una vez perfectamente alineado, el operador especifica una sección transversal en la que se deben realizar las comparaciones de datos a CAD.
Alineación de múltiples pasadas de escaneo.
Modelo de malla de PolyWorks.
Los beneficios
Para cada sección transversal seleccionada, PolyWorks compara automáticamente el modelo de datos con el modelo de referencia (CAD) y calcula una serie de mediciones que incluyen: desviación estándar, error máximo, error mínimo, etc. PolyWorks también crea un informe en PDF de los resultados de la comparación de datos a CAD. A partir de este informe, el operador de la máquina realiza ajustes. Otra sección se mecaniza y se escanea nuevamente para determinar si, con los ajustes, se acerca más a lo que se diseñó.
"No se necesita mucha experiencia en programación para poder configurar rápidamente un proceso. El lenguaje de programación de macros es fácil de usar y registra las acciones en una ventana de comandos. Hemos demostrado que este enfoque de inspección puede ahorrar tiempo y dinero en las operaciones de fabricación y estamos listos para ayudar a otros departamentos a implementar este enfoque también", afirmó Chometsky. Gracias a las potentes capacidades de programación de macros, los operadores no tienen que realizar manualmente todas las tareas de alineación y comparación en PolyWorks para cada pieza nueva. Con un clic del ratón, el proceso de inspección completo, desde la alineación hasta la comparación y la generación de informes, se puede realizar automáticamente para cada sección que se escanea.
PolyWorks|Inspector™
PolyWorks|Modeler™