universidad tecnológica de querétaro

Universidad Tecnológica de
Querétaro
Digitally signed by Universidad Tecnológica de Querétaro
DN: CN = Universidad Tecnológica de Querétaro, C =
MX, O = UTEQ
Date: 2004.10.12 12:50:51 -05'00'
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA
DE QUERÉTARO
VOLUNTAD. CONOCIMIENTO. SERVICIO
Reporte de Estadía para obtener el título de:
TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN
PROCESOS DE PRODUCCIÓN
EMPRESA
FORJAS SPICER S.A. DE C.V.
OPTIMIZACIÓN DE LAS OPERACIONES DE LOS ROBOTS
DE LA SERIE R-J2 Y R-J3.
PRESENTA: C. JOSÉ MANUEL VÁZQUEZ DE STGO.
.
Santiago de Querétaro, Qro.
14 de Septiembre del 2004
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA
DE QUERÉTARO
VOLUNTAD. CONOCIMIENTO. SERVICIO
Reporte de Estadía para obtener el título de:
TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN
PROCESOS DE PRODUCCIÓN
EMPRESA
FORJAS SPICER S.A. DE C.V.
OPTIMIZACIÓN DE LAS OPERACIONES DE LOS ROBOTS
DE LA SERIE R-J2 Y R-J3.
PRESENTA: C. JOSÉ MANUEL VÁZQUEZ DE STGO.
ASESOR EMPRESA
ING. SALVADOR GARCÍA J.
Santiago de Querétaro, Qro.
ASESOR UTEQ
ING. VICTOR HUGO LARA P.
14 de Septiembre del 2004
AGRADECIMIENTOS
Quiero darle las gracias principalmente a DIOS por darme la fuerza, voluntad y
la fe necesaria de creer en mi y así terminar mi carrera como TSU.
™ A MIS PADRES
A ti madre santa que me diste la vida, los cuidados, las enseñanzas necesarias
para ser un buen ser humano, gracias por estar siempre a mi lado a lo largo de
este arduo y difícil caminar, por estar junto a mi cuando más te necesité
dándome todo lo que requería económicamente
para sacar adelante mi
carrera, gracias por esos consejos, regaños, y sonrisas que me sirvieron
cuando más lo necesitaba y que nunca olvidaré. También por celebrar conmigo
mis éxitos y por tenderme tus brazos en mis fracasos.
A
ti padre por ser el pilar de esta familia, aunque nunca estás conmigo y
cuando estás no platicamos, sé de antemano que en tu corazón existo yo, sé
que aunque no me lo dices me quieres y siempre me has apoyado.
Espero que sigas conmigo por este camino que apenas va a la mitad.
Gracias a los dos, los amo, que mi DIOS los bendiga y me los cuide por
siempre.
™ A MIS HERMANOS
Le doy gracias a mis hermanos por apoyarme económicamente, por respetar
mis decisiones, por acompañarme en el transcurso de mi vida y por el buen
ejemplo, los quiero mucho. ¡Gracias por todo!
™ A MI NOVIA
Mary te agradezco por estar siempre conmigo, por alentarme a seguir adelante,
por darme la mano en cada tropiezo que tuve en este camino y por darme esos
consejos que me ayudaron a reflexionar sobre mi existir y el por que estoy
aquí. ¡Te amo!
™ A MIS PROFESORES
Gracias por transmitirme sus conocimientos, por sus enseñanzas que me serán
necesarias para poder enfrentar los problemas y necesidades de los
empresarios y sobre todo gracias por ser mis amigos.
Dedico este proyecto a mis padres, hermanos, a mi novia (Mary) por que
siempre me apoyaron para lograr esta carrera como TSU en Procesos de
Producción y en especial a ti mi DIOS por brindarme esta oportunidad de ser
alguien mejor en esta vida.
¡Los quiero mucho!, que mi DIOS los bendiga
2
INTRODUCCIÓN
La Universidad Tecnológica de Querétaro es una institución que cuenta con un
modelo educativo poco común en México, este modelo educativo es similar a
los que se imparten en Europa. Instituciones como ésta fueron implantadas en
toda la Republica Mexicana siendo su principal objetivo la formación de
Técnicos Superiores Universitarios capaces de cubrir las necesidades del
sector industrial.
La calidad educativa que ofrece la UTEQ, es generada por un modelo educativo
que tiene un periodo de duración de 2 años, dividido en 6 cuatrimestres donde
el 70% es practico y el 30% teórico.
Los Estudiantes y Profesores forman parte de la “Universidad Tecnológica de
Querétaro” y estos a su vez están comprometidos a el nivel educativo que la
Universidad les proporciona. Los 3 primeros cuatrimestres son impartidos en
una aula de clases así como el quinto cuatrimestre, ayudándose de visitas
industriales que la Universidad ofrece para que los alumnos observen donde se
pueden aplicar sus conocimientos adquiridos. El cuarto cuatrimestre es una
Estancia en una Empresa por un mes para que el alumno comience a
desenvolverse el ámbito industrial, y el sexto cuatrimestre el alumno es enviado
a una empresa donde elabora un proyecto basándose en los conocimientos
adquiridos.
El proyecto que se va a elaborar a continuación se trata de la Optimización de
las Operaciones de los Robots, se elaborará un manual así como implemente
ayudas visuales para su rápido entendimiento, disminuir el tiempo que puede
durar la capacitación. Con este manual el operador podrá manejar el robot y
también iniciar la operación de la pieza que se esté fabricando desde el
encendido de máquinas hasta el final de ella.
3
ÍNDICE
AGRADECIMIENTOS................................................................................01
DEDICATORIAS.........................................................................................02
INTRODUCCIÓN........................................................................................03
CAPÍTULO I
ASPECTOS GENERALES DE LA EMPRESA.
1.1 Antecedentes de la Empresa...............................................................07
1.2 Productos.............................................................................................08
1.3 Misión.................................................................................................. 10
1.4 Visión................................................................................................... 10
1.5 Política y Valores................................................................................. 10
1.6 Clientes................................................................................................ 12
1.7 Ubicación............................................................................................ .13
CAPÍTULO II
DEFINICIÓN DEL PROYECTO.
2.1 Antecedentes........................................................................................15
2.2 Definición del Problema........................................................................16
2.3 Justificación..........................................................................................17
2.4 Objetivos...............................................................................................18
4
CAPÍTULO III
DESARROLLO DEL PROYECTO.
3.1 Etapas en las que se planeó el desarrollo del proyecto.......................20
3.2 Cronograma..........................................................................................22
3.3 Soporte técnico.....................................................................................23
3.4 Desarrollo del proyecto.........................................................................33
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y ANÁLISIS.
4.1 Análisis de los resultados....................................................................43
4.2 Conclusiones finales.............................................................................45
GLOSARIO............................................................................................. 47
BIBLIOGRAFÍA......................................................................................50
5
CAPÍTULO I
ASPECTOS GENERALES
DE LA EMPRESA
6
CAPÍTULO I
ASPECTOS GENERALES DE LA EMPRESA
1.1 ANTECEDENTES DE LA EMPRESA
En 1950 Spicer inició su primera aventura en la fabricación de productos para la
industria automotriz mexicana.
Desde entonces mantiene una serie de programas para la creación de nuevas
industrias y productos utilizando procesos y tecnologías especificas.
AUTOFORJAS, es una de ellas, nació en el año de 1974 probando la primer
máquina fue creada para producir forjas de acero, las cuales, se convierten en
partes indispensables para que un vehículo automotor funcione.
En el año 1992, año en el que se fusionó con la empresa Forjamex ubicada en
San Cosme Xolostoc, Tlaxcala; por lo que a partir de esa fecha cambio de
razón social a la actual, Forjas Spicer, S.A. de C.V. La Planta de Tlaxcala está
definida como una línea mas de manufactura.
La planta Querétaro está ubicada en el acceso II #8, fracc. Industrial Benito
Juárez y la planta de Tlax. En el Km. 143.6 carretera federal México-Veracruz
San Cosme Xolostoc, Tlax. Se forjan un promedio de 360 número de partes
diferentes agrupadas en 17 familias, cinco familias son claves por su alto
volumen (coronas, piñones, campanas, tubos y semiejes) están dentro de la
competitividad en el ámbito mundial en precio, tecnología y entregas justo en
tiempo.
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1.2 PRODUCTOS
Cliente: Ejes Tractivos s.a de c.v (ETRAC).
Aplicación: Esta pieza se utiliza principalmente
en la fabricación de Ejes Tractivos para Camiones
Material: Acero 1020
Cliente: Engranes Cónicos s.a de c.v
Aplicación: Esta pieza se utiliza en la fabricación de Ejes
Tractivos para autos y camiones.
Material: Aceros 8620, 8615 H.
Cliente: Engranes Cónicos s.a de c.v
Aplicación: Esta pieza se utiliza en la fabricación de ejes
Tractivos para autos y camiones.
Material: Aceros SAE 8625, SAE 8620 H, SAE 4320 H
Cliente: Velcon y Cardanes s.a de c.v
Aplicación: Esta pieza se utiliza principalmente
En la fabricación de flechas de velocidad constante
Y Flechas Cardan para autos y camiones,
Material: Acero CK-45.
Cliente: Ejes Tractivos s.a de c.v
Aplicación: Esta pieza se utiliza principalmente
en la fabricación de Ejes Tractivos para Autos y Camiones
Material: Acero 1020.
8
Clientes: Cardanes s.a de c.v
Aplicación: Esta pieza se utiliza
Principalmente en la fabricación
De Ejes Tractivos para Autos y Camiones.
Material: Aceros 8625.
Clientes:
Motoreductores us s.a de c.v
Tremec
Transmisiones T.S.P s.a de c.v
Aplicación: Esta pieza se utiliza
Principalmente en la fabricación
de Tractocamiones, Camiones, Autobuses.
Cliente: Ejes Tractivos s.a de c.v
Aplicación: Esta pieza se utiliza principalmente
en la fabricación de Ejes Tractivos para Autos y Camiones
Material: Aceros SAE 1020.
Cliente: Engranes Cónicos s.a de c.v
Aplicación: Esta pieza se utiliza en la fabricación de Ejes
Tractivos para Autos y Camiones.
Material: Aceros SAE 8620.
Cliente: Ejes Tractivos s.a de c.v
Aplicación: Esta pieza se utiliza principalmente
en la fabricación de Ejes tractivos para Autos y Camiones
Material: Aceros SAE 1050 M, SAE 1541, SAE 1541 M,
SAE 1500M, SAE 1038
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1.3 MISIÓN
Es la manufactura y venta de forjas con formas cercanas la perfil de maquinado,
para obtener la preferencia de nuestros clientes; con un equipo humano de
calidad.
1.4 VISIÓN
Lograr la preferencia y entusiasmo de nuestros clientes, excediendo sus
expectativas, con la gente Spicer, un equipo humano de gran calidad.
1.5 POLÍTICAS Y VALORES
POLÍTICA DE CALIDAD.
Manufacturar productos forjados de calidad, basados en la mejora continua y
trabajo en equipo.
OBJETIVOS DE CALIDAD.
¾ SATISFACCIÓN AL CLIENTE.
¾ MEJORA DE IMAGEN.
VALORES DE LA ORGANIZACIÓN.
™ Respeto
Considerar al individuo en sus sentimientos, sentimientos y capacidad.
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™ Honestidad
Hacer lo que se debe con entereza e integridad.
™ Trabajo en equipo
Trabajar con los demás con interés en un fin común.
™ Primero el cliente
Mostrar la actitud para mantener entusiasmados a nuestros clientes internos y
externos
™ Mejora continua
Aceptar el cambio teniendo acciones de calidad en un clima de aprendizaje y
progreso.
11
1.6 CLIENTES
™ CARDANES, S.A. DE C.V.
™ ENGRANES CONICOS, S.A. DE C.V.
™ TRANSMISIONES T.P.S. S.A. DE C.V.
™ TREMEC, S.A. DE C.V.
™ VEL CON, S.A. DE C.V.
™ DANA, S.A. DE C.V.
™ DIRONA, S.A. DE C.V.
™ MOTO REDUCTORES U.S.
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1.7 UBICACIÓN DE LA EMPRESA.
Forjas Spicer S.A. DE C.V. se localiza en:
Acceso II #8, Fracc. Industrial Benito Juárez
Querétaro, Qro.
C.P. 76120
Tel. 2-11-72-45
R.F.C. ESP-920429-Q15
13
CAPÍTULO II
DEFINICIÓN DEL PROYECTO
14
CAPÍTULO II
DEFINICIÓN DEL PROYECTO
2.1 ANTECEDENTES.
Forjas Spicer S.A. de C.V., es una empresa dedicada a la fabricación y venta de
forjas automotrices para componentes que se integran al eje trasero,
transmisión, flecha de velocidad constante, embragues y flecha cardan, tanto
para autos, camionetas y camiones, así como algunos vehículos fuera de
carretera. Sus principales clientes son: Ejes Tractivos (Etrac), Engranes
Cónicos (Enco), Cardanes, Velcon, Transmisiones y Equipos Mecánicos,
(Tremec),
Transmisiones TSP (TTSP) y DANA en Estados Unidos de
Norteamérica.
Dentro de Forjas Spicer S.A. de C.V., existen diferentes áreas como son:
El área de Martillos, Prensas, Recalcadoras, Cizallas, Tractor y Proceso Final
(Tratamientos térmicos). En el área de Martillos y Prensas se encuentran
ubicados tres Robots que facilitan el trabajo que puede ser riesgoso para el
operador. Los robot
fueron implementados para disminuir riesgos de
accidentes, facilitar el trabajo, disminuir tiempo del proceso y sobre todo
disminuir costos.
Estos robots se encuentran en los siguientes procesos:
¾ El primer robot se encuentra en el proceso de elaboración de fecha.
¾ El segundo robot se encuentra en el proceso de elaboración de espiga.
¾ El tercer robot se encuentra en el proceso de elaboración de semi eje.
Los robot están instalados en las prensas, un robot en una prensa vertical y los
otros dos en prensas horizontales llamadas también recalcadoras.
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ROBOT M-710i R-J3
PRENSA VERTICAL
2.2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA.
Este proyecto constará en elaborar un manual optimizado para capacitar al
personal operador para el manejo adecuado del robot y el proceso de
elaboración de las piezas que en estas baterías se realicen.
Para realizar el manual y optimizarlo es necesario tomar muchas ayudas
visuales, actualizar la información y corregir la anterior proporcionada por los
encargados de los robots.
Las causas del exceso de tiempo en el aprendizaje del funcionamiento del robot
y del proceso de elaboración de las piezas es debido a la poca información
proporcionada y errónea, esto es debido a no tener una persona especializada
para capacitar a los operadores, y da lugar a una gran pérdida de tiempo. La
poca información proporcionada, errónea y con muy pocas imágenes difíciles
de comprender en su totalidad. También los textos son el inglés y esto es un
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obstáculo para que un operador lo entienda ya que la mayoría de ellos cuenta
únicamente con la primaria y una pequeña parte con secundaria.
La pérdida de tiempo en la capacitación de los operadores es grande para la
empresa, y esto provoca una inestabilidad en la misma.
Aparte de la capacitación de cómo operar al robot se le tiene que dar otra más
sencilla de cómo arrancar la operación del proceso de elaboración de la pieza.
Desde el inicio del proceso al final.
2.3 JUSTIFICACIÓN.
Toda persona que opera una máquina debe ser capacitado para el uso correcto
de la misma y lograr un mejor desempeño en su trabajo.
Esta capacitación muchas veces es muy costosa y por periodos de tiempos
muy largos, teniendo así pérdidas de producción debido a que el operador se
encuentra en un curso de inducción y posiblemente no hay quien supla su lugar.
De esta manera se recurre a una capacitación de forma rápida, eficaz y de bajo
costo, que reduce el tiempo de aprendizaje en un 25% o 40% ya que este
manual se encuentra detallado con ayudas visuales las cuales apoyan a el
reconocimiento del entorno de trabajo y la máquina sea eficiente.
Los beneficios que se obtendrán al elaborar este manual y optimizarlo serán:
™ Los operadores estarán más familiarizados con las imágenes, ya que
serán fotos de las herramientas y de las partes que forman al robot.
™ Disminuir el tiempo de la capacitación.
™ Obtener las causas y las soluciones de los problemas más frecuentes en
menos tiempo.
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™ Aprender a operar al robot en menos tiempo y conocer la secuencia de
arranque de toda la batería.
2.4 OBJETIVOS
Reducir el tiempo de la capacitación en el manejo del robot, usando
ayudas visuales para mayor comprensión.
Proyectar información para que los operadores valoren su seguridad,
reconozcan símbolos y colores de seguridad.
Reducir tiempo de aprendizaje para el manejo de toda la batería.
Analizar con facilidad los problemas que se suscitan frecuentemente en
el proceso de elaboración de la pieza y en el manejo del robot.
18
CAPÍTULO III
DESARROLLO DEL
PROYECTO
19
CAPÍTULO III
DESARROLLO DEL PROYECTO
3.1 ETAPAS EN LAS QUE SE PLANEÓ EL DESARROLLO DEL PROBLEMA.
Para el desarrollo de este proyecto, es necesario visualizar el proceso de
elaboración de las piezas, las funciones del robot, partes en las que se divide y
sobre todo intercambiar puntos de vista y opiniones con los operadores.
La primera etapa del proyecto constará de acumular ayudas visuales, que son
indispensables en este manual; elaborar una introducción para el operador,
traducir y elaborar esquema del panel maestro y definir el funcionamiento de
todas las teclas de este, ya que el panel maestro sirve para maniobrar el robot
manualmente y también es utilizado para elaborar programas.
En la segunda etapa se investigará el funcionamiento, uso adecuado y las
especificaciones del tablero gral. El tablero gral es una pieza importante ya que
en él se almacena todos los programas para las diferentes operaciones que
realiza el robot.
En la tercera etapa se de investigarán las medidas de seguridad que debe
tomar el operador para su seguridad, así como imágenes para que le sea fácil
captar, identificar los símbolos de seguridad. En está misma etapa se o
analizará el procedimiento de arranque del robot y el de toda la batería. Estos
procedimientos se optimizarán para que se pueda seguir la secuencia con
facilidad.
La cuarta y quinta etapa constará de elaborar el procedimiento manual básico y
el procedimiento automático del manejo del robot. Este procedimiento sirve para
cuando hay un problema en el proceso y es utilizado para que el robot no sufra
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avería. Este procedimiento también es utilizado cuando se realizan pruebas
antes de dar arranque a toda la batería o iniciar el proceso.
En la sexta etapa se desarrollará el punto de cómo parar al robot, esto se utiliza
cuando visualizamos un problema y no queremos que el robot sufra algún daño.
También se elaborarán los pasos necesarios para llevar al robot a una posición
de mantenimiento y únicamente en el robot dos del proceso de espiga para
llevarlo a una posición segura.
En la séptima y octava etapa se visualizarán los principales problemas a los que
se enfrenta el operador, sus causas y algunas soluciones. Esto le ayudará al
operador a resolver los problemas el mismo para no perder tiempo, también se
realizará un enlistado de algunas respuestas a las dudas más frecuentes del
operador.
De la novena etapa en adelante se realizarán otros dos manuales, siguiendo la
misma secuencia para no tener variación en el resultado de los mismos.
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3.2 CRONOGRAMA
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO
CARRERA PROCESOS DE PRODUCCIÓN
Asesor empresa: Ing. Salvador Garcia Jiménez.___________
Proyecto: Optimización de Operaciones de los Robots____________________
Empresa: Forjas Spicer S.A de C.V.__________________________________
Asesor UTEQ:_Ing. Victor Hugo Lara Pelayo.______________
MAYO
P
R
P
R
P
R
P
R
P
R
P
R
P
Operador, sus Causas y Las Soluciones
Pertinentes
R
Correcciones de Rev., Respuesta a dudas
Frecuentes, Conclusiones.
R
P
Actualizacion Manual II
P
R
Actualizacion Manual Ill
P
R
Presentación, revision total 3 Manuales
P
R
Liberación
P
R
P = Avance programado
R = Avance real
JULIO
AGOSTO
07/05/O4 14/05/O4 21/05/O4 28/05/O4 04/06/O4 11/06/O4 18/06/O4 25/06/O4 02/07/O4 09/07/O4 16/07/O4 23/07/O4 06/08/O4 13/08/O4
ACTIVIDAD
Introduccion, Definicion de botones del Teach
Pendant, Esquema detallado del robot
Correcciones de Revision, Especificacion del
Tablero Gral., Funciones y Uso adecuado.
Correcciones de Revision, Medidas de
Seguridad, Procedimiento de Arranque
Correcciones de Revision, Procedimiento Manual
Basico de Operación,
Correcciones de Revision, Procedimiento
Automatico de Operación
Correcciones de Rev., Paro del Robot, y
p Posicionamiento para
q Mantto.
JUNIO
20/08/O4
3.3 SOPORTE TEÓRICO.
En el siguiente soporte teórico se contemplaran los siguientes aspectos:
•
Prensa.
•
Forjado.
•
Robot.
•
Horno de inducción.
•
Definición y clasificación del acero.
3.31 PRENSA.
Definición. Máquina hidráulica provista de dos planchas que sirven para
comprimir.
La máquina utilizada para la mayoría de las operaciones de trabajo en frío y en
caliente, se conoce como prensa. Consiste de un bastidor que sostiene una
bancada y un ariete, una fuente de potencia, y un mecanismo para mover el
ariete linealmente y en ángulos rectos con relación a la bancada.
PRENSA VERTICAL.
PRENSAS HORIZONTALES.
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Una prensa debe estar equipada con matrices y punzones diseñada para
ciertas operaciones especificas. La mayoría de operaciones de formado,
punzonado y cizallado, se pueden efectuar en cualquier prensa normal si se
usan matrices y punzones adecuados.
SU CLASIFICACIÓN.
Tipos de prensas:
1. Prensa sencilla.
2. Prensa abierta con guía punzones.
3. Prensa cerrada con guía punzones y guías laterales.
4. Prensa abierta con columnas de alimentación.
5. Prensa con sujetados y columnas de guía.
6. Prensa abierta con porta punzón y sujetador.
7. Prensa abierta con guías y resorte de repulsión.
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3.3.2 FORJADO.
Es el proceso que modifica la forma de los metales por deformación plástica
producida por presión o impacto. Esta deformación controlada del metal,
realizada a alta temperatura, produce mejor calidad metalúrgica y mejora las
propiedades mecánicas.
Al calentarla es importante conseguir la uniformidad de temperatura en toda la
pieza. Si el corazón del lingote o desbaste está "frío" (menos de 1250º C)
pueden aparecer roturas internas, al no tener la misma plasticidad que la
superficie.
Forja libre.
Se caracteriza porque la deformación del metal no está limitada. Es utilizado
cuando la cantidad de piezas a fabricar es pequeña o si el tamaño de la pieza a
forjar es muy grande.
Existen dos tipos de forja libre: con martillo; donde el lingote del desbaste se
apoya en yunque inferior y éste a su vez en la "chabota" produciéndose la
deformación por los fuertes golpes de la maza que cae sobre el lingote; y la
forja en prensa, los lingotes grandes se sitúan entre el yunque superior y el
inferior de prensas hidráulicas.
Forja por estampación:
La fluencia del material queda limitada a la cavidad de la estampa. El material
se coloca entre dos matrices que tienen huecos grabados con la forma de la
pieza que se desea obtener. El metal llena completamente los huecos de la
estampa por medio de golpes o presión empleando martillos o prensas. El
25
proceso de estampado termina cuando las dos matrices llegan a ponerse
prácticamente en contacto.
Se puede realizar en caliente (unos 1000 ºC), en semicaliente (Tibio)
(entre 850 ºC y 1250 ºC) o en frío (temperatura ambiente).
3.3.5 ROBOT.
Máquina controlada por ordenador y programada para moverse, manipular
objetos y realizar trabajos a la vez que interacciona con su entorno. Los robots
son capaces de realizar tareas repetitivas de forma más rápida, barata y precisa
que los seres humanos. El término procede de la palabra checa robota, que
significa 'trabajo obligatorio”.
CÓMO FUNCIONAN LOS ROBOT.
El diseño de un manipulador robótico se inspira en el brazo humano, aunque
con algunas diferencias. Por ejemplo, un brazo robótico puede extenderse
telescópicamente, es decir, deslizando unas secciones cilíndricas dentro de
otras para alargar el brazo. También pueden construirse brazos robóticos de
forma que puedan doblarse como la trompa de un elefante. Las pinzas están
diseñadas para imitar la función y estructura de la mano humana.
3.3.6 HORNO DE INDUCCIÓN.
Un tipo de horno eléctrico más moderno es el de inducción, formado por un
crisol en el que se calienta una carga metálica mediante corrientes rotacionales
inducidas magnéticamente. Alrededor del crisol hay una bobina por la que se
hace pasar una corriente alterna de alta frecuencia. El campo magnético
generado por la bobina induce corrientes rotacionales en el metal contenido en
el crisol. Los hornos de inducción tienen una serie de ventajas, la principal de
26
las cuales es la velocidad con la que puede fundirse el metal. Cuando la
frecuencia de la corriente es relativamente baja, las corrientes de remolino
inducidas ejercen una acción de agitación sobre el metal fundido. Como las
frecuencias más altas son más eficaces para calentar, algunos hornos de
inducción disponen de dos bobinas, una para corriente de alta frecuencia y otra
para corriente de baja frecuencia. Los primeros hornos de inducción empleaban
frecuencias de entre 60 y 60.000 hercios (ciclos por segundo), pero algunos
hornos actuales están diseñados para emplear frecuencias de 1 millón de
hercios o más.
3.3.7 DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DEL ACERO.
DEFINICIÓN.
El acero es una aleación de hierro con pequeñas cantidades de otros
elementos, es decir, hierro combinado con un 1% aproximadamente de
carbono, y que hecho ascua y sumergido en agua fría adquiere por el temple
gran dureza y elasticidad. Hay aceros especiales que contienen además, en
pequeñísima proporción, cromo, níquel, titanio, volframio o vanadio. Se
caracteriza por su gran resistencia, contrariamente a lo que ocurre con el hierro.
Éste resiste muy poco la deformación plástica, por estar constituida solo con
cristales de ferrita; cuando se alea con carbono, se forman estructuras
cristalinas diferentes, que permiten un gran incremento de su resistencia. Esta
cualidad del acero y la abundancia de hierro le colocan en un lugar
27
preeminente, constituyendo el material básico del S. XX. Un 92% de todo el
acero es simple acero al carbono; el resto es acero aleado: Aleaciones de hierro
con carbono y otros elementos tales como magnesio, níquel, cromo, molibdeno
y vanadio.
TIPOS DE ACEROS.
Acero aleado o especial.
Acero al que se han añadido elementos no presentes en los aceros al carbono
o en que el contenido en magnesio o silicio se aumenta más allá de la
proporción en que se halla en los aceros al carbono.
Acero autotemplado.
Acero que adquiere el temple por simple enfriamiento en el aire, sin necesidad
de sumergirlo en aceite o en agua. Este efecto, que conduce a la formación de
una estructura martensitica muy dura, se produce añadiendo constituyentes de
aleación que retardan la transformación de la austenita en perlita.
Acero calmado o reposado.
Acero que ha sido completamente desoxidado antes de colarlo, mediante la
adición de manganeso, silicio o aluminio. Con este procedimiento se obtienen
lingotes perfectos, ya que casi no hay producción de gases durante la
solidificación, lo que impide que se formen sopladuras.
Acero de construcción.
Acero con bajo contenido de carbono y adiciones de cromo, níquel, molibdeno y
vanadio.
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Acero de rodamientos.
Acero de gran dureza y elevada resistencia al desgaste; se obtiene a partir de
aleaciones del 1% de carbono y del 2% de cromo, a las que se somete a un
proceso de temple y revenido. Se emplea en la construcción de rodamientos a
bolas y en general, para la fabricación de mecanismos sujetos al desgaste por
fricción.
Acero dulce.
Denominación general para todos los aceros no aleados, obtenidos en estado
fundido.
Acero duro.
Es el que una vez templado presenta un 90% de martensita. Su resistencia por
tracción es de 70kg/mm2 y su alargamiento de un 15%. Se emplea en la
fabricación de herramientas de corte, armas y utillaje, carriles, etc. En
aplicaciones de choque se prefiere una gradación de dureza desde la superficie
al centro, o sea, una sección exterior resistente y dura y un núcleo más blando y
tenaz.
Acero efervescente.
Acero que no ha sido desoxidado por completo antes de verterlo en los moldes.
Contiene gran cantidad de sopladuras, pero no grietas.
Acero fritado.
El que se obtiene fritando una mezcla de hierro pulverizado y grafito, o también
por carburación completa de una masa de hierro fritado.
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Acero fundido o de herramientas.
Tipo especial de acero que se obtiene por fusión al crisol. Sus propiedades
principales son:
1) Resistencia a la abrasión.
2) Resistencia al calor.
3) Resistencia al choque.
4) Resistencia al cambio de forma o a la distorsión al templado.
5) Aptitud para el corte.
Contienen de 0,6 a 1,6% de carbono y grandes proporciones de metales de
aleación: tungsteno, cromo, molibdeno, etc.
Acero indeformable.
El que no experimenta prácticamente deformación geométrica tanto en caliente
(materias para trabajo en caliente) como en curso de tratamiento térmico de
temple (piezas que no pueden ser mecanizadas después del templado
endurecedor).
Acero inoxidable.
Acero resistente a la corrosión, de una gran variedad de composición, pero que
siempre contiene un elevado porcentaje de cromo ( 8-25% ). Se usa cuando es
absolutamente imprescindible evitar la corrosión de las piezas. Se destina sobre
todo a instrumentos de cirugía y aparatos sujetos a la acción de productos
químicos o del agua del mar (alambiques, válvulas, paletas de turbina, etc.)
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Acero magnético.
Aquel con el que se fabrican los imanes permanentes. Debe tener un gran
magnetismo remanente y gran fuerza coercitiva. Los aceros de esta clase,
tratándose aplicaciones ordinarias, contienen altos porcentajes de tungsteno
( hasta el 10%) o cobalto(hasta el 35% ).Para aparatos de calidad se emplean
aceros de cromo-cobalto o de aluminio-níquel.
Acero no magnético.
Tipo de acero que contiene aproximadamente un 12% de manganeso y carece
de propiedades magnéticas.
Acero moldeado.
Acero de cualquier clase al que se da forma mediante el relleno del molde
cuando el metal esta todavía liquido. Al solidificar no trabajado mecánicamente.
Acero para muelles.
Acero que posee alto grado de elasticidad y elevada resistencia a la rotura.
Aunque para aplicaciones corrientes puede emplearse el acero duro, cuando se
trata de muelles que han de soportar fuertes cargas y frecuentes esfuerzos de
fatiga se emplean aceros al sicilio con temple en agua o en aceite y revenido.
Acero rápido.
Acero especial que posee gran resistencia al choque y a la abrasión. Los mas
usados son los aceros tungsteno, al molibdeno y al cobalto, que se emplean en
la fabricación de herramientas corte.
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Acero refractario.
Tipo especial de acero capaz de soportar agentes corrosivos a alta
temperatura.
Aceros forjados.
Los aceros que han sufrido una modificación en su forma y su estructura interna
ante la acción de un trabajo mecánico realizado a una temperatura superior a la
de recristalización.
ACERO.
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3.4 DESARROLLO DEL PROYECTO.
Se inició con la primer etapa que consiste en visualizar y analizar un documento
que tenían los supervisores encargados de área para consulta sobre el
funcionamiento del Robot. Éste es proporcionado a los operadores para
resolver algunas dudas, el documento no tiene mucho beneficio para los
operadores ya que en su mayoría está en inglés .
Con esto se procedió a optimizar este documento, traduciendo y analizando las
partes más importantes para su mayor comprensión.
Después de optimizar esta parte se procedió a obtener fotos de todos los
elementos más importantes del Robot. Con éstas se sustituyeron los dibujos
que tenían en los documentos, obteniendo una mejor comprensión de lo que
explica el documento, logrando que por medio de fotos se puedan conocer la
parte tal y como está en cada robot para que no haya confusión. Con esto se
obtuvo la descripción de las partes y el funcionamiento del mismo .
Con el funcionamiento ya obtenido se continuó con la búsqueda de información
sobre la seguridad personal, equipo de seguridad que debe utilizar, imágenes y
significado de los símbolos y color de seguridad.
Ya obtenida la información de seguridad se anexó a la primera parte del
manual, dándole importancia a la seguridad del operador como parte importante
para el manejo de la batería*.
Dada la importancia del operador en el manejo de la batería, se procedió a:
* Es toda la maquinaria necesaria en el proceso de elaboración de una pieza.
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Investigar el arranque del robot y de toda la operación el general, desde revisar
el material y que número de pieza se realizará hasta el encendido de bombas,
horno, etc.
PARTES IMPORTANTES QUE FORMAN AL ROBOT.
Panel estándar
de operación.
Robot.
Panel Maestro.
Ya obtenido el arranque se investigaran los procedimientos de los manuales
básicos de operación del robot y el automático. Los dos procedimientos se
corren desde el panel maestro, el procedimiento manual se corre línea por línea
hasta terminar el programa, la finalidad de correr así el programa es que no
haya ningún problema con los desajustes provocados por los cambios de pieza,
ya que se puede dañar el herramental y el robot. El automático se pone en
marcha cuando el programa ya no tiene errores y está probado en la operación
con el modo manual.
Con los procedimientos ya actualizados y corregidos, se investigó cómo realizar
el paro al robot, éste, es por si sucede algún accidente o algo sale mal en la
operación que se esté realizando, también se investigarán los pasos para
poderlo llevar a una posición segura, ésta es utilizada cuando se le da
mantenimiento, limpieza posición antes o al final de la operación o cuando se
trabaja manualmente la operación por algún problema que tenga el robot.
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Con la obtención de la información anterior solamente quedaba buscar, y
analizar las causas más frecuentes que afectan o que paran la continuidad del
proceso que se está efectuando en la batería.
Por último se le agregó un glosario con palabras de difícil comprensión por
parte del operador.
El primer manual fue la base para la elaboración de los otros dos restantes, son
los mismos pasos de la operación del robot, pero donde cambia es en el
proceso de elaboración de las piezas y en las partes que forman la batería.
Cada manual fue elaborado para operaciones distintas y para baterías
diferentes.
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MANUAL DE OPERACIÓN
DEL ROBOT S-420i R-J2
PARA EL PROCESO DE
ELABORACIÓN DE SEMI EJE.
T. S. U. José Manuel Vázquez de Santiago.
UTEQ. PROCESOS DE PRODUCCIÓN.
SANTIAGO DE QUERÉTARO A 20 DE AGOSTO DEL 2004.
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INTRODUCCIÓN.
En este paso se da una breve explicación al operador de lo que trata el manual,
y algunas definiciones técnicas de las partes del robot (las más importantes) y
las partes de las que está compuesto el mismo.
PARTES PRINCIPALES DEL ROBOT.
En este apartado por medio de una gráfica, se muestran y se señalan la más
importantes que integran al robot.
TEACH PENDANT.
Describe brevemente qué es el panel maestro (teach pendant), su función y
sus usos.
PARTES IMPORTANTES DEL TEACH PENDANT.
Muestra en foto al panel maestro (teach pendant), señala cada una de las
partes más importantes que lo conforman y se da una breve descripción de su
uso y funcionamiento.
FUNCIÓN DE LAS TECLAS DEL TEACH PENDANT.
Describe brevemente el uso de cada una de las partes que conforman al panel
maestro y muestra cada una de las teclas del mismo y describe el uso de cada
una de ella.
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INDICADORES DE ESTADO.
Se da una breve explicación de qué son los indicadores de estado, se muestra
una foto de ellos y de su ubicación, se proporciona el nombre y se describen
cada uno de ellos.
PANEL DE OPERACIÓN STANDARD (OPS).
En este punto se muestra en una foto la figura del panel de operación standard
(OPS), los botones que lo integran y una breve explicación del uso de cada uno
de ellos.
DEADMAN SWITCH.
Muestra gráficamente cual es el Deadman Switch y cuál es el modo adecuado
de accionarlo.
EQUIPO DE SEGURIDAD.
En este apartado se da un mayor énfasis a la seguridad, se dan
recomendaciones de seguridad, se muestran imágenes del equipo que deben
de portar los operadores antes de empezar a trabajar, muestra algunos
símbolos de seguridad y su significado.
LOS COLORES DE LA SEGURIDAD.
En este punto se muestra la explicación de los colores de la seguridad, para
qué son utilizados cada uno de ellos con el fin de obtener una rápida
identificación, y de conocer lo que cada color representa para evitar accidentes.
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PROCEDIMIENTO DE ARRANQUE. (Antes de iniciar la operación).
En este punto muestra paso a paso lo que se tiene que realizar antes de
arrancar la operación, todos están apoyados con ayudas visuales. También
muestra los procedimientos de arranque del robot y de toda la operación.
CORRIENDO EL PROGRAMA PASO A PASO.
En éste se muestran los pasos a seguir si se quiere tener un control instrucción
a instrucción del programa que se está corriendo. Se agregaron los pasos con
imágenes para mejor comprensión.
DESDE EL TEACH PENDANT.
Aquí se muestra los pasos a seguir si se quiere correr el programa desde el
panel maestro.
PROCEDIMIENTO AUTOMÁTICO.
Muestra los pasos a seguir si se quiere arrancar el procedimiento de forma
automático y muestra las imágenes de los botones y las teclas que se deben de
presionar en cada paso.
PROCEDIMIENTO DE PARO.
En este apartado muestra los pasos que se deben tomar para llevar al robot a
un paro seguro, también muestra los pasos a seguir si se quiere reanudar al
robot de manera automática.
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ABRIR Y CERRAR GRIPPERS.
Muestra los pasos necesarios para poder abrir y cerrar los grippers apoyados
con ayudas visuales.
CONTADOR DE PIEZAS FORJADAS.
Muestra las teclas y las instrucciones a seguir para visualizar el contador de
piezas.
DIAGRAMAS DE BLOQUE DE OPERACIÓN.
En este apartado se muestran algunos diagramas de bloques que resumen
algunas operaciones descritas con anterioridad, esto con el fin de hacer más
sencillo su comprensión.
PROBLEMAS, CAUSAS Y SOLUCIONES.
Muestra algunos de los problemas más frecuentes que se pueden presentar en
la operación, también muestra las posibles causas y soluciones.
GLOSARIO.
Muestra algunas palabras técnicas que puedan resultar un obstáculo para el
operador en el entendimiento del manual.
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CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y ANÁLISIS
42
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y CONCLUSIONES
4.1 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS.
El principal objetivo de este proyecto fue la elaboración y optimización de los
manuales de los Robots en los procesos de espiga vel-con y semi ejes. Nos
permitió reducir el tiempo de capacitación. Pero para poder lograr este objetivo
se tenía que convencer a los operadores las ventajas que se tendrían al contar
con los manuales, lo cuál fue posible efectuando conferencias sobre la
aplicación de los mismos.
Tomando en cuenta que sólo se contaba con documentos que contenían poca
información acerca de los robots. La optimización fue la siguiente:
¾ El cambio de dibujos por fotos.
¾ Disminuir las palabras técnicas.
¾ Traducir partes del documento.
¾ Describir el proceso de las operaciones.
En cada manual se describe la estructura del robot con sus componentes
básicos, las teclas, su funcionamiento, los componentes que integran al panel
maestro y al panel standard de operación (OPS). El arranque automático y el
manual de los robots y cómo llevar al robot a una posición segura.
Se describe también lo que se tiene que hacer antes del arranque de máquinas
y el uso adecuado de las hojas operación. Así como el logro es la aceptación de
los manuales por parte de los encargados de la producción.
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El manual cuenta también con diagramas de bloque de operación que facilitan
el entendimiento y en menor espacio las instrucciones de algún proceso.
Esto llevó a la aceptación de los manuales por parte de los encargados de
producción para los futuros operadores de los robots y procesos ya
mencionados.
MANUAL DE OPERACIÓN
DEL ROBOT SS-420i
420i R-J2
PARA EL PROCESO DE
ELABORACIÓN DE SEMI EJE.
T. S. U. José Manuel Vázquez de Santiago.
UTEQ. PROCESOS DE PRODUCCIÓN.
SANTIAGO DE QUERÉTARO A 20 DE AGOSTO DEL 2004.
También fueron aceptados estos manuales por los encargados de producción,
ya que son considerados como un apoyo valioso para los operadores de nuevo
ingreso.
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4.2 CONCLUSIONES FINALES.
Los conocimientos obtenidos en la Universidad Tecnológica de Querétaro
fueron la base para poder desarrollarme dentro de Forjas Spicer, lugar donde
mi estadía fue placentera. Gracias a la amabilidad y flexibilidad de parte de todo
el personal que en ella laboran.
La oportunidad que nos da la Universidad Tecnológica de Querétaro de adquirir
experiencia realizando una estancia con duración de un mes en el cuarto
cuatrimestre, en el sexto cuatrimestre la estadía, nos permite poner en práctica
los conocimientos adquiridos a lo largo de la misma.
Considero que el modelo educativo de la Universidad es de calidad por la
aceptación que tenemos en las empresas. Gracias a ésta pude desarrollar
todas las actividades que me fueron encomendadas a mi preparación
académica, para mi desarrollo en el sector productivo.
El estar en una empresa como es Forjas Spicer, me dio la oportunidad de
observar diferentes procesos como es el forjado en tibio y en caliente, cizallado
y principalmente pude aprender la captura de producción.
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GLOSARIO
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GLOSARIO.
ARRANCAR. Iniciarse el funcionamiento: Arrancar el motor, arrancar la
maquina.
ARRANQUE. m. Acción y efecto de arrancar. Pieza para poner en
funcionamiento un motor.
BATERÍA. Es toda la maquinaria necesaria en el proceso de elaboración de
una pieza.
DIAGRAMA. Diagrama secuencial empleado en muchos campos para mostrar
los procedimientos detallados que se deben seguir al realizar una tarea, como
un proceso de fabricación.
ESQUEMA. Organización del contenido de una obra en partes, componiendo
un texto o figura gráfica y visualmente sencilla que deja claro las relaciones que
hay establecidas en dicha obra.
FORJA. Proceso de modelado del hierro y otros materiales maleables
golpeándolos o troquelándolos después de hacerlos dúctiles mediante
aplicación de calor.
FORJADO. La conformación por deformación plástica aprovecha la capacidad
de conformación de deformación de los metales para provocar en ellos
desplazamientos de masa, más o menos acusados, según las características
del metal y la temperatura de aplicación del proceso.
GRIPPERS. Pinzas con las cuales el Robot sujeta la pieza que se va a forjar.
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HERRAMENTAL. M. Conjunto de herramientas de un oficio. Herramientas de
acero que son parte importante para el proceso de forjado.
INDICADOR. M. Aparato que sirve para indicar la falla de algún programa,
proceso por medio de luces.
MANUAL. m. Libro que recoge lo esencial o básico de una materia: un manual
de proceso, de instrucciones.
PANEL. Tablero de metal con indicadores, teclas que sirve para controlar al
robot.
PRENSA. f. Máquina hidráulica provista de dos planchas que sirven para
comprimir: el esquema representa una prensa romana de aceite.
PROCEDIMIENTO. m. Manera de hacer o método práctico para hacer algo.
PROCESO. Conjunto de pasos consecutivos que tienen como fin realizar un
producto o servicio.
PROGRAMA. Conjunto de instrucciones preparadas para que un ordenador,
máquina herramienta u otro aparato automático puedan efectuar una sucesión
de operaciones determinadas.
ROBOT. Máquina controlada por ordenador y programada para moverse,
manipular objetos y realizar trabajos a la vez que interacciona con su entorno.
SOFTWARE. Programas de computadoras. Son las instrucciones responsables
de que el hardware (la máquina) realice su tarea.
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BIBLIOGRAFÍA
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BIBLIOGRAFÍA:
Eugene A. Avallone
Manual del ingeniero mecánica Marks
Editorial Mc. Graw Hill. 9ª edición, año 1995
Heinrich Gerling
Alrededor de las máquinas - herramientas
Editorial Reverté. 2ª edición , año 1964
http://galileo.dim.udec.cl/cursos/pdp/procesos.htm
http://www.metalunivers.com/arees/corte/tutorial/punzonado.htm
http://www.utillaje.com/srg/troquelf.htm
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