Universidad Tecnológica de Querétaro

Universidad
Tecnológica de
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE
Querétaro
Firmado digitalmente por Universidad
Tecnológica de Querétaro
Nombre de reconocimiento (DN):
cn=Universidad Tecnológica de Querétaro,
o=Universidad Tecnológica de Querétaro,
ou, [email protected], c=MX
Fecha: 2011.08.24 08:50:47 -05'00'
QUERÉTARO
Nombre del proyecto.
“ACTUALIZACIÓN DEL SISTEMA DE CODIFICACIÓN PARA CARRUSEL
DE PALLETS”
EMPRESA:
TRANSMISIONES Y EQUIPOS MECÁNICOS. S.A de C.V.
Memoria que como parte de los requisitos para obtener el título de:
TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN
MANTENIMIENTO AREA INDUSTRIAL.
PRESENTA:
JORGE ALBERTO MORENO ESPINOZA
ASESOR DE LA UTEQ:
M. en T.A MIGUEL ÁNGEL VEGA
ASESOR DE LA EMPRESA:
ING. ISRAEL ANDRES OLMOS
MARTÍNEZ
QUERÉTARO, QRO. 18 DE AGOSTO DEL 2011
Resumen
El
proyecto se realiza en Planta Uno en las instalaciones de Tremec
ubicada en Av. 5 de febrero en el estado de Querétaro.
La problemática es en un centro de maquinado, el cual tiene un carrusel de
pallets en donde se colocan diferentes modelos de fundiciones dependiendo
el proceso que se le aplica, este carrusel funcionaba por medio de 9 micros
(limit switch) que accionaban diferentes salidas, pero hoy en día los micros
son difíciles de conseguir ya que están obsoletos en el mercado, por lo
tanto se decidió sustituirlos por un sensor de 8 salidas de la marca Balluff,
por memorias de lectura y escritura a las cuales se les graba las salidas que
se requieren en cada una de las montaduras y por un PLC micrologix 1100
de la marca Allen Bradley.
Toda esta actualización requirió la recopilación de información en los
manuales, guías rápidas, guías de usuario, conocimientos del personal de
mantenimiento, así como de los operadores, además de cursos de
programación de memorias de lectura y escritura.
Abstract
The Project is conducted in one plant in the Tremec facilities, located in Av.
February 5 in the state of Querétaro.
It was a problem in machining center located in the plant one, which has a
carousel where you place pallets in different models depending on the
casting process is applied, the carousel operated by nine limit switch’s that
control different outputs, but today, the limit switch´s are hard to get as
obsolete in the market, therefor it was decided to replace a sensor 8 outputs
brand Balluff by memories of reading and writing to which exits are recorded
required in each of the mounts and a Micrologix 1100 Plc Allen Bradley bran,
All this required the collection of updated information in the manuals, quick
The guides, user guides, knowledge of maintenance personnel and
operators, as well programing courses in reading and writing memories.
ÍNDICE
Resumen
Abstract
I Introducción
3
II Antecedentes
5
III Justificación
6
IV Objetivos
7
V Alcances
8
VI Fundamentación teórica
9
VII Plan de actividades
24
VIII Recursos materiales y humanos
25
IX Desarrollo del proyecto
27
X Resultados obtenidos
34
XI Análisis de riesgos
35
XII Conclusiones
36
XIII Recomendaciones
37
XIV Referencias
38
I. – Introducción.
Transmisiones
y
Equipos
Mecánicos
(TREMEC)
es
fabricante
de
Transmisiones de alto desempeño para vehículos deportivos y de carga
ligera, al igual que de componentes automotrices para vehículos agrícolas y
militares para todo el mundo, han utilizado transmisiones en varias
aplicaciones, teniendo la presencia mundial de ventas directas en 14 países
(clientes) en 5 continentes. Tremec se fundó en 1964 por un equipo de
industriales mexicanos encabezados por el Ing. Bernardo Quintana y Clark
Equipment Co de los Estados Unidos de Norteamérica. Muchos de los
vehículos de alto rendimiento más conocidos en el mundo dependen de la
alta calidad y alto rendimiento de las transmisiones TREMEC. Cada producto
debe pasar innumerables pruebas de laboratorio para garantizar su calidad y
durabilidad. Empleamos ingeniería simultánea y comunicaciones avanzadas
de satélite para continuar el proceso de desarrollo de soluciones de
transmisiones óptimas adaptadas a los requerimientos específicos de los
vehículos. Las transmisiones TREMEC se han puesto a prueba en campo,
como en la Bob Bondurant School of High Performance Driving, donde han
ganado su reputación de rendimiento sin igual.
En las instalaciones de Tremec existen 5 plantas: Forjas, planta I, planta II,
planta III, y ensamble.
En planta I, se llevan a cabo diferentes procesos como: maquinado en duro,
brochado,
tratamientos
térmicos,
granallado,
rectificado,
ensamble,
inspección final y maquinada de frente. Se cuenta con una gran variedad de
equipos, tanto como tornos, fresas, rodillos, brochas de un estilo muy
convencional, hasta equipos con tecnología avanzada como: centros de
maquinado Mazak, Chiron, Heller, Deckel Maho, robots ABB, Nachi, etc.
“El proyecto de actualización para sistema de codificación de carrusel de
pallets” se enfoca a planta I, en donde el carrusel del centro de maquinado
Mori Seiki No. 2602 no puede trabajar de manera automática, debido a que
utiliza micros (limit switch) los cuales ya están obsoletos y no se pueden
conseguir provocando que no se pueda trabajar en modo automático.
3
Por lo anterior es importante realizar un proyecto de actualización para la
codificación de carrusel de pallets, el cual consiste reemplazar los limit
switch por sensores, para con esto reducir los problemas de mantenimiento
al tener acceso a refacciones actualizadas, es decir, que estén disponibles
en el mercado. Por otro lado este reemplazo facilitara el trabajo desarrollado
por el operador al no estar interviniendo en los ajustes de los micros, ya que
los sensores son mas confiables.
4
II. – Antecedentes.
La función de la codificación del carrusel es para determinar el tipo de
proceso de acuerdo al modelo de la pieza con la que se va a trabajar. Cabe
mencionar que hay un carrusel por cada centro de maquinado.
En planta I se cuentan con 3 centros de maquinado de la marca Mori Seiki,
que cuentan con un carrusel de 6 pallets, las cuales van girando y accionan
diferentes micros, dependiendo el tipo de proceso que se le quiera hacer a la
pieza, son 9 micros ver figura 2.1, 8 se encuentran en escalera, a la mitad de
la puerta por donde entra el pallet, y uno se encuentra en la parte inferior
derecha de la puerta y tiene la función de ir frenando poco a poco el riel. Los
8 micros restantes activan salidas dentro del PLC de la máquina. Los
problemas que se tienen son:
Los micros son de contacto así que cualquier pieza los acciona y esto afecta
el proceso por lo tanto se cambiaran por un sensor de 8 bits marca Balluff
ver figura 2.2. Actualmente ese tipo de micros ya no se fabrican, o son
demasiado caros y tardan mucho tiempo en llegar. En la maquina existen
muchos agentes que interrumpen o afectan la función de los micros, como
rebabas, grasa, aceite lubricante. Como no se cuenta con refacciones para
estos micros, el carrusel está parado, así que se tiene que ocupar a un
operador para llevar a cabo la función del riel.
Interruptor de límite.
(limit switch.)Figura 2.1
Sensor Balluff de 8 salidas.
Figura 2.2
5
III. – Justificación.
El proyecto de codificación ayudará a reemplazar los micros que hoy en día
son obsoletos, por sensores ver figura 3.1, PLC micrologix ver figura 3.3,
memorias de lectura y escritura ver figura 3.2, que son de mejor rendimiento,
puesto que solo las memorias pueden activar las salidas ya que la
información es grabada en lenguaje binario (0/1), según las salidas que se
requieran. Se tendrá un ahorro en diferentes costos, como: horas hombre ya
que solo se ocupará una persona 2 veces por proceso, en labores sencillas
que no requieren de mucho tiempo, horas de mantenimiento, ya que el
tiempo útil de estas memorias es mucho mayor a la de los micros,
automatizará el proceso que actualmente es llevado a cabo por un operador,
ya que interviene de 24 a 30 veces en el proceso, apoyará y comprobará la
idea de reemplazar los micros por sensores, ya que su utilidad es más
amplia, las fallas son mínimas, más fáciles de encontrar, mayor tiempo de
vida, mas existencia de refacciones.
Figura 3.1 Sensor Balluff.
Figura 3.2. Memorias de lectura
y escritura Balluff.
Figura 3.3. PLC Micrologix 1100
6
IV. – Objetivos.
El objetivo principal del proyecto es: Actualizar el sistema de automatización
para codificar el carrusel de pallets, que contribuye:
Codificación por medio de memorias, para que esa información grabada se
interpretada por un sensor, activando así las salidas en determinado tiempo
por medio de un programa del PLC.
Reducir en un 40 % el gasto en mantenimiento en el carrusel de pallets.
Reducir horas de paro en un 50% en esta actividad.
7
V. – ALCANCES.
El proyecto está enfocado hacia un solo centro de maquinado marca Mori
Seiki ver figura 5.1, como prueba piloto para posiblemente realizarlo en otras
máquinas.
Al implementar este nuevo sistema de sensores y memorias se tomaron
varios puntos, como; cursos de capacitación para el manejo y programación
de las memorias, practicas hechas con el sensor que se utilizó, manejo de
diagnósticos en el sistema de la maquina Mori Seiki, recopilar información
con el personal tanto como los que la operan como los que le dan
mantenimiento.
Se puede lograr un gran cambio dentro de la planta al comprobar lo que
significa cambiar todos los micros por sensores, ya que disminuirían en una
cantidad considerable las fallas, los gastos, tanto de mantenimiento como de
refacciones y horas de paro.
Figura 5. 1 CNC. Mori Seiki. MH63.
8
VI. – Fundamentación teórica.
Mantenimiento industrial.
El Mantenimiento es una profesión que se dedica a la conservación de
equipo de producción, para asegurar que éste se encuentre constantemente
y por el mayor tiempo posible, en óptimas condiciones de confiabilidad y que
sea seguro de operar.
La función del mantenimiento ha sido considerado históricamente como un
costo necesario en los negocios. Sin embargo, al paso del tiempo, nuevas
tecnologías y prácticas innovadoras están colocando a la función del
mantenimiento como una parte integral de la productividad total en muchos
negocios. Las sólidas técnicas modernas de mantenimiento y su sentido
práctico tienen el potencial para incrementar en forma significativa las
ventajas en el mercado global.
El avance de estas técnicas asociadas con el mantenimiento industrial, en
especial, como sabemos es tarea de todos en las empresas, se deben
buscar oportunidades para hacer el trabajo de una manera más eficiente
cada día, y esto representa hacerlo con mayor calidad y a menor costo. Una
de las tareas más críticas de mantenimiento es sin duda la optimización de
esta labor ya que ha demostrado ser una fuente de grandes ahorros y
aumento importante de la disponibilidad y confiabilidad del equipo.
Uno de los grandes factores en la optimización de este proceso es sin duda
la implementación del TPM que es Mantenimiento Productivo Total, o dicho
de manera más precisa, Mantenimiento de la Productividad Total.
La importancia de mantener la planta en condiciones óptimas de operación
no recae solamente en un pequeño grupo de técnicos o ingenieros, todos
nos beneficiamos de un equipo en condiciones óptimas y por lo tanto todos
debemos buscar la oportunidad de participar en este proceso de
conservación.
9
Es vital que se comprenda ampliamente la cobertura y significado del TPM.
Mantenimiento es una actividad verdaderamente crucial en las empresas de
hoy.
Otros tipos reconocidos de operaciones de mantenimiento, los cuales están
en función del momento en el tiempo en que se realizan, el objetivo
particular para el cual son puestos en marcha, y en función a los recursos
utilizados, así tenemos los siguientes tipos de mantenimiento:
• Mantenimiento Correctivo
Este mantenimiento también es denominado “mantenimiento reactivo”, tiene
lugar luego que ocurre una falla o avería, es decir, solo actuará cuando se
presenta un error en el sistema. En este caso si no se produce ninguna falla,
el mantenimiento será nulo, por lo que se tendrá que esperar hasta que se
presente el desperfecto para tomar medidas de corrección de errores. Este
mantenimiento trae consigo las siguientes consecuencias:
*Paradas no previstas en el proceso productivo, disminuyendo las horas
operativas.
* Afecta las cadenas productivas, es decir, que los ciclos productivos
posteriores se verán parados a la espera de la corrección de la etapa
anterior.
* Presenta costos por reparación y repuestos no presupuestados, por lo que
se dará el caso que por falta de recursos económicos no se podrán comprar
los repuestos en el momento deseado
* La planificación del tiempo que estará el sistema fuera de operación no es
predecible.
• Mantenimiento Preventivo
Este mantenimiento también es denominado “mantenimiento planificado”,
tiene lugar antes de que ocurra una falla o avería, se efectúa bajo
10
condiciones controladas sin la existencia de algún error en el sistema. Se
realiza a razón de la experiencia y pericia del personal a cargo, los cuales
son los encargados de determinar el momento necesario para llevar a cabo
dicho procedimiento; el fabricante del equipo, también puede estipular el
momento adecuado a través de los manuales técnicos. Presentando las
siguientes características:
* Se realiza en un momento en que no se está produciendo, por lo que se
aprovecha las horas ociosas de la planta.
* Se lleva a cabo siguiendo un programa previamente elaborado donde se
detalla el procedimiento a seguir, y las actividades a realizar, a fin de tener
las herramientas y repuestos necesarios a la mano.
* Cuenta con una fecha programada, además de un tiempo de inicio y de
terminación preestablecido y aprobado por la directiva de la empresa.
* Esta destinado a un área en particular y a ciertos equipos específicamente.
Aunque también se puede llevar a cabo un mantenimiento generalizado de
todos los componentes de la planta.
* Permite a la empresa contar con un historial de todos los equipos, además
brinda la posibilidad de actualizar la información técnica de los equipos.
* Permite contar con un presupuesto aprobado por la directiva.
∙Mantenimiento Predictivo
Consiste en determinar en todo instante la condición técnica (mecánica y
eléctrica) real de la máquina examinada, mientras esta se encuentre en
pleno funcionamiento, para ello se hace uso de un programa sistemático de
mediciones de los parámetros más importantes del equipo. El sustento
tecnológico de este mantenimiento consiste en la aplicaciones de algoritmos
matemáticos agregados a las operaciones de diagnóstico, que juntos
pueden brindar información referente a las condiciones del equipo.
11
Tiene como objetivo disminuir las paradas por mantenimientos preventivos, y
de esta manera minimizar los costos por mantenimiento y por no producción.
La implementación de este tipo de métodos requiere de inversión en
equipos, en instrumentos, y en contratación de personal calificado. Técnicas
utilizadas para la estimación del mantenimiento predictivo:
*Analizadores de Fourier (para análisis de vibraciones)
* Endoscopia (para poder ver lugares ocultos)
* Ensayos no destructivos (a través de líquidos penetrantes, ultrasonido,
radiografías, partículas magnéticas, entre otros)
* Termovisión (detección de condiciones a través del calor desplegado)
* Medición de parámetros de operación (viscosidad, voltaje, corriente,
potencia, presión, temperatura, etc.)
• Mantenimiento Proactivo
Este mantenimiento tiene como fundamento los principios de solidaridad,
colaboración, iniciativa propia, sensibilización, trabajo en equipo, de modo tal
que todos los involucrados directa o indirectamente en la gestión del
mantenimiento deben conocer la problemática del mantenimiento, es decir,
que tanto técnicos, profesionales, ejecutivos y directivos deben estar
conscientes de las actividades que se llevan a cabo para desarrollar las
labores de mantenimiento. Cada individuo desde su cargo o función dentro
de la organización, actuará de acuerdo a este cargo, asumiendo un rol en las
operaciones de mantenimiento, bajo la premisa de que se debe atender las
prioridades
del
mantenimiento
mantenimiento
proactivo
implica
en
forma
contar
oportuna
con
una
y
eficiente.
El
planificación
de
operaciones, la cual debe estar incluida en el Plan Estratégico de la
organización. Este mantenimiento a su vez debe brindar indicadores
(informes) hacia la gerencia, respecto del progreso de las actividades, los
logros, aciertos, y también errores.
12
Centro de Maquinado.
Una sofisticada máquina de control numérico que puede realizar
operaciones de fresado, taladrado, roscado y mandrilado en el mismo lugar,
que comprenden hasta de 100 herramientas, con un cambiador automático,
para hacer piezas de gran complejidad con gran rapidez y exactitud.
Centro de maquinado Mori Seiki Modelo. 1987.
MORI SEIKI MH-63 Centro de mecanizado horizontal
Especificaciones:
Desliz de viajes Eje “X” 39.36 "
Eje “Y” 31.50 "
Eje “Z” 29.5 "
Superficie de la mesa de trabajo 25 "x 25".
Cuadro de carga 2200 Lb.
Cuadro posición de índice y mínima posición aumento del índice de 360, de
1 grado.
Eje al centro de la mesa 6.0 "min 35.5" Max.
La nariz del husillo al inicio de la mesa 0.0 "min. A 31.5" Max.
Husillo (infinitamente variable) 0 a 4000 rpm.
Eje del motor a 20 hp .
Motores eléctricos a 220/440 voltios, 3 hp, 60 Hz.
Cambiador automático de herramienta con capacidad de 80 herramientas.
Máximo diámetro de la herramienta 5".
Máxima longitud herramienta 14”.
Equipada con:
Monitor Fanuc 11m con mando a color.
Cambio automático de plataforma (pallet) con 6 plataformas.
Eje de orientación automático.
Selección aleatoria de herramienta.
Lubricación automática.
Eje de carga rpm y metros.
Transportador de viruta.
Sistema refrigerante.
13
Guardia splash completo.
Luz de trabajo.
PLC.
Los controladores lógicos programables o PLC (Programmable Logic
Controller en sus siglas en inglés) son dispositivos electrónicos muy usados
en automatización industrial.
Su historia se remonta a finales de la década de 1960, cuando la industria
buscó en las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente
para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con
relés, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el
control de los sistemas de lógica de combinaciones.
Hoy en día, los PLC no sólo controlan la lógica de funcionamiento de
máquinas, plantas y procesos industriales, sino que también pueden realizar
operaciones
aritméticas,
manejar
señales
analógicas
para
realizar
estrategias de control, tales como controladores PID (Proporcional Integral y
Derivativo).
Su estructura básica son dos o más planos de puertas lógicas, normalmente
AND y OR, que el programador debe conectar de forma adecuada para que
hagan la función lógica requerida. Suelen programarse con lenguaje en
escalera o también con bloques de funciones.
Los PLC actuales pueden comunicarse con otros controladores y
computadoras en redes de área local, y son una parte fundamental de los
modernos sistemas de control distribuido.
Aplicaciones de PLC micro logix.
El MicroLogix 1100 ver figura 6.1 es ideal para una amplia variedad de
aplicaciones. Es particularmente apropiado para satisfacer las necesidades
de aplicaciones SCADA RTU, envasado y manejo de materiales. Con más
memoria aún para Registro de datos y recetas.
14
Figura 6.1 PLC micrologix.
El MicroLogix 1100 combina todas las características requeridas en un
controlador compacto, con transmisión de mensajes por EtherNet/IP, edición
en línea, una pantalla LCD incorporada en cada controlador y una
combinación de E/S versátiles.
El puerto EtherNet/IP de 10/100 Mbps para transmisión de mensajes entre
dispositivos similares ofrece a los usuarios conectividad de alta velocidad
entre controladores y la capacidad de acceder, monitorear y programar
desde la planta a cualquier lugar donde esté disponible una conexión
Ethernet. Un servidor de web incorporado permite al usuario configurar datos
de manera personalizada desde el controlador y verlos como página web.
Más aún, un segundo puerto combinado RS-232/RS-485 proporciona una
variedad de protocolos diferentes de red y punto a punto. Con la edición en
línea, es posible hacer modificaciones a un programa mientras está en
ejecución, lo cual permite realizar el ajuste fino de un sistema de control
operativo, incluyendo lazos PID. Esta función no sólo reduce el tiempo de
desarrollo sino que ayuda en la resolución de problemas.
Sistemas de Identificación.
Los sistemas de identificación RFID (radio frequency identification).
Permiten el seguimiento de unidades producidas o de paquetes con el
objetivo de tener un control en tiempo real y comunicación con bases de
datos. En centros de distribución y compañías de mensajería estos sistemas
ayudan a la eficiencia y control de volumen y peso. Normalmente los
retornos de inversión son menores a 10 meses. En áreas de manufactura se
utilizan los sistemas de identificación para rastreo y control de producción.
15
Como ejemplo la industria automotriz utiliza lectores de códigos de barras en
cada una de sus estaciones de ensamble para un control más eficiente de
los accesorios en cada unidad. El propósito fundamental de la tecnología
RFID es transmitir la identidad de un objeto (similar a un número de serie
único) mediante ondas de radio.
Memoria de lectura y escritura. Marca Balluff.
Las memorias de lectura/escritura ver figura 6.2 permiten que la información
se reescriba en cualquier momento mediante una computadora o un aparato
programador, estas memoria se programan usando el lenguaje binario,
dependiendo las salidas que se requieran según el proceso.
Figura 6.2 Memoria de lectura y escritura marca Balluff.
16
Procesador de Lectura (Sensor) de 8 bits.
Ver figura 6.3
Figura 6.3. Procesador de lectura marca Balluff.
17
Cabezal de Lectura y Escritura.
Ver figura 6.4
Figura 6.4. Cabezal de lectura marca Balluff.
18
Programador Handy.
Ver figura 6.5
Figura 6.5. Programador Handy.
19
Pallets.
Básicamente, un pallet ver figura 6.6, se define como una plataforma
horizontal rígida, cuya altura está reducida al mínimo compatible con su
manejo mediante carretillas elevadoras, tras-paletas o cualquier otro
mecanismo adecuado.
Utilizados como base para agrupar, apilar, almacenar, manipular y
transportar mercancías y cargas en general, los pallets entregan un
considerable número de ventajas, hasta el punto de que la operativa
logística e industrial actual no podría realizarse sin su uso.
Figura 6.6. Pallet.
Interruptores Micro o Limit Switch.
Los interruptores micro ver figura 6.7 de fines generales se utilizan en
circuitos de control de la CA de 50/60Hz, con un voltaje hasta 380V y una
capacidad clasificada del control de 100VA o en circuitos de control de la
C.C. con un voltaje hasta 220V y una capacidad clasificada del control de
10W.
Figura 6.7. Limit switch.
20
Leva
Es un elemento mecánico hecho de algún material (madera, metal, plástico,
etc.) que va sujeto y tiene un contorno con forma especial. De este modo, el
giro del eje hace que el perfil o contorno de la leva toque, mueva, empuje o
conecte una pieza conocida como seguidor. Existen dos tipos de seguidores,
de traslación y de rotación. La unión de una leva se conoce como unión de
punto en caso de un plano o unión de línea en caso del espacio. De ser
necesario pueden agregarse dientes a la leva para aumentar el contacto. El
diseño de una leva depende del tipo de movimiento que se desea imprimir
en el seguidor
Productos que van soportados en los pallets del CNC.
Maza.
La maza es: donde va instalado el balero, sistema de rodamientos
encargado de proteger de los efectos de la fricción al eje. Es común que
estos elementos vengan integrados, e incluso sellados. En automóviles con
tracción, es lo vendría a ser el "dado" (definición de la RAE). El balero o
rodamiento se monta en la maza permitiendo que las ruedas del vehículo
giren. La maza va ajustada al anillo exterior del balero; yendo hacia el
interior tenemos a los balines o rodamientos del balero y luego otro anillo
que lo cierra, la maza sirve asimismo de soporte para el tambor o disco de
frenado. En el caso de la maza balero cuando viene todo sellado si se daña
una de las piezas se debe cambiar completo el asunto, aunque por lo
general por efectos de la fricción el daño ya sea de la maza o balero lleva a
cambiar ambos.
Collarín.
La función del collarín de embrague es desacoplar el motor de la caja de
transmisión al liberar el plato de presión del disco de embrague. Este plato
de presión trabaja con resortes de alta presión y gira a la velocidad del motor
por lo que el collarín debe soportar ambas, altas velocidades y cargas
elevadas. Y no solo eso, sino que muchas veces el eje de giro de la caja de
21
cambios trabaja en condiciones de des-alineamiento, por lo que el collarín
debe también adaptarse perfectamente a dichas condiciones.
CICLO CW y CCW.
CW= Clock Wise: en sentido de las manecillas del reloj.
Figura 6.8. Ciclo CW
CCW= Counter Clock Wise: en sentido contrario a las manecillas del reloj.
Ver figura 6.9.
Figura 6.9. Ciclo CCW
Bit.
Es el acrónimo de Binary digit. (Dígito binario). Un bit es un dígito del
sistema de numeración binario. Mientras que en el sistema de numeración
decimal se usan diez dígitos, en el binario se usan sólo dos dígitos, el 0 y el
1. Un bit o dígito binario puede representar uno de esos dos valores, 0 ó 1.
El bit es la unidad mínima de información empleada en informática, en
cualquier dispositivo digital, o en la teoría de la información. Con él,
podemos representar dos valores cuales quiera, como verdadero o falso,
abierto o cerrado, blanco o negro, norte o sur, masculino o femenino, rojo o
azul, etc. Basta con asignar uno de esos valores al estado de "apagado" (0),
y el otro al estado de "encendido" (1).
22
Bit de Paridad.
Un bit de paridad es un dígito binario que indica si el número de bits con un
valor de 1 en un conjunto de bits es par o impar. Los bits de paridad
conforman el método de detección de errores más simple.
La paridad par es un caso especial del control de redundancia cíclica (CRC),
donde el bit de CRC se genera por el polinomio x+1. Este
método
detecta
los errores, pero no los corrige (salvo en el caso de que la palabra
transmitida sea de tamaño 1 bit).
Lenguaje Binario.
El sistema binario, es un sistema de numeración en el que los números se
representan utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 1). Un número
binario puede ser representado por cualquier secuencia de bits (dígitos
binarios). Los agrupamientos se realizan de 2 en 2: dos unidades de un
orden forman la unidad de orden superior siguiente. Este sistema de
numeración es sumamente importante ya que es el utilizado por las
computadoras para realizar todas sus operaciones.
0000,0001 (cero y uno)
0010,
0100,
0011
0101,
0110,
(dos
0111
(cuatro,
y
cinco,
tres)
seis
y
siete)
1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111 (del ocho al quince)
23
VII. – Plan de Actividades.
En la tabla 7.1 se muestran las actividades realizadas semanalmente durante el desarrollo del proyecto.
Semana
1
2
3
4
5
6
Actividad
Conocimiento de la planta y de personal de
mantenimiento
Recopilar información sobre la máquina
Reconocimiento
del
funcionamiento
de
máquina y del carrusel.
Diagrama eléctrico del carrusel, conexión
de micros hacia CNC.
Pruebas con el sensor y las memorias en el
protoboard.
Cableado de PLC, fuente, relés y sensor.
Pruebas con PLC
Desmontar micros y levas de carrusel
Instalación y conexión de sensor memorias
y gabinete en CNC
Pruebas con PLC y sensor ya instalados
Ayudar en actividades de mantenimiento
correctivo
Tabla 7.1. Tabla de actividades.
24
7
8
9
10
11
12
13
14
15
VIII. – Recursos materiales y humanos.
En la tabla 8.1 y 8.2 se muestran los recursos materiales y humanos necesarios para
el desarrollo del proyecto.
Llave ajustable. (perica)
Riel Din.
Llaves Españolas.
Terminales.
Llaves hexagonales Allen.
Extensión Eléctrica.
Desatornilladores
Protoboard.
Fuente de
Poder a
24Volts
Pinzas para pelar cable.
Multímetro
Fluke
Cable de Ethernet.
Tabla 8.1. Recursos materiales y humanos.
25
Soporte
para
Sensor.
Cautín Tipo Lápiz.
Soporte para Memorias.
Soldadura de Estaño.
Figura 8.2. Recursos materiales y humanos.
26
IX. – Desarrollo del proyecto.
A continuación se describe el área de mantenimiento donde se desarrolló el
presente proyecto, las características de la planta, el departamento, y el orden por el
que se desarrolló el proyecto asignado.
*Reconocimiento de la planta y personal de mantenimiento.
El reconocimiento de la planta al principio fue complicado ya que cuando se referían
a las maquinas solo dicen su número o código y era difícil entender, pero ya
pasando el tiempo nos fuimos acoplando a usar códigos para referirnos hacia un
equipo, otro punto que también se hizo complicado fue la ubicaciónen virtud de que
las maquinas, en un principio se tenían que ver un plano para saber su ubicación.
En planta I se hacen diferentes operaciones como manufactura de ensambles,
componentes y partes para todos los tipos de sincronizadores, maquinado de
fundiciones como campanas, cajas y extensiones, los procesos son: maquinado en
duro, brochado, tratamiento térmico, granallado, rectificado, ensamble e inspección
final. El equipo con el que se cuenta va desde una generadora Mitsubishi, centros de
maquinado Chiron, Heller, Mitsubishi, Deckel Maho, Fadal, Mazak, Mori Seiki,
Muratec Lathe, Gleason Beveling, Robots ABB, Nachi, Mitsubishi.
En el departamento de mantenimiento se encuentra: El jefe de Mantenimiento, el
coordinador de mantenimiento correctivo, así como el de mantenimiento preventivo,
un asesor de mantenimiento y un Ingeniero encargado de proyecto de ahorro de
energía, también existe una área en la cual se encuentran las refacciones
electrónicas como tarjetas de control y potencia, sensores, relevadores, fusibles,
mini-tornillería, resistencias, monitores, fuentes de poder, equipo de medición como:
multímetros,
amperímetros,
cámara
termo-gráfica,
pirómetro,
osciloscopio,
tacómetro, probadores de encoders y Meggers.
En la parte del taller de mantenimiento se encuentran los Electro-Mecánicos
encargados de dar mantenimiento tanto preventivo como correctivo. También se
tienen piezas de refacción para los centros de maquinado, tornillería, válvulas check,
reguladores, cilindros, manguera, conectores, blocks, flechas, conexiones, unidades
de mantenimiento, solenoides, electroválvulas, coronas, husillos.
27
Se cuenta con los manuales eléctricos, mecánicos y de operación de los diferentes
centros de maquinados, así como de los robots.
Se tiene un gabinete para herramental especial, como: pistolas de impacto, taladros,
extractores, vernier, pinzas para seguros, cable acerado, llaves de medida grande,
llaves Stilson, varios tipos de motores.
En la figura 9.1 se muestra la ubicación de la planta I dentro de las instalaciones de
Tremec.
Figura 9.1. Planta I dentro de las instalaciones de Tremec.
*Recopilar información de la máquina.
Debido a que el carrusel de pallets de la maquina Mori Seiki #2602 funciona
mediante micros (sensores de limite) los cuales hoy en día ya están obsoletos, se
optó por remplazarlos por un sensor marca Balluff de 8 bits de salida, por memorias
de la misma marca y por un PLC marca Allen Bradley, con los que se quiere volver a
hacer funcionar este carrusel y además se reducirían gastos tanto de operación
como de mantenimiento.
En primer lugar se hizo un reconocimiento físico de la máquina, observando el
proceso que lleva a cabo, este reconocimiento se hizo en otra máquina de la misma
marca y modelo, ya que la asignada no se encontraba en condiciones de funcionar,
por lo cual, se hicieron diferentes preguntas al operador en turno para resolver y
aclarar las dudas con respecto al proceso del carrusel.
28
Físicamente se pudo observar que la maquina contaba con una serie de 9 micros
colocados en escalera los cuales se activaban por medio de levas que estaban
instaladas en diferentes áreas en cada uno de los pallets.
En la semana siguiente el personal de Balluff que es la marca del sensor y las
memorias, nos dio un curso sobre la forma de programar y las aplicaciones que
tienen estos componentes dentro de la industria ya que son de gran utilidad, de un
fácil manejo y sencillos de programar.
*Diagrama eléctrico del carrusel, conexión de micros al CNC. Ver figura 9.2.
Después nos dedicamos a la recopilación de información del sistema eléctrico de la
maquina así como del carrusel, para darnos cuentas de que era lo que se activaba
al momento de accionar los micros, esta información la recaudamos por medio de
los manuales que se encuentran dentro del taller, además uno de los
electromecánicos también contaba con información que nos proporcionó y fue de
gran ayuda para avanzar en nuestro trabajo. También encontramos un manual
dentro de la máquina, en el cual nos explicaba la conexión que tenían los micros
hacia una tablilla y otros hacia unos relevadores ya que estos activan más de una
salida.
Figura 9.2. Diagrama Electrico del carrusel.
29
Al terminar de recopilar toda esa información fuimos hacia donde se encontraba la
máquina para observar el proceso que esta llevaba a cabo, ahí nos quedó más claro
el proceso que cumple el carrusel, ya que al momento que va girando va activando
los micros, en primer lugar el de desaceleración, después activa 3 micros al mismo
tiempo pero que no se repiten en ningún pallet, poco tiempo después se acciona el
micro de paro del ciclo CCW y se activa también el de estación CW y por último se
activa el micro de la señal estrobo de estación.
Un coordinador del área de mantenimiento nos enseñó a usar los diagnósticos de
las entradas que eran activados al momento de que las levas tocaban los micros y
así nos dimos cuenta que las entradas eran en referencia a X24, yendo de X24.0
hasta X24.7. Después de recopilar esa información, nos mostraron las memorias, los
sensores y el programador con los cuales íbamos a sustituir los micros.
# de
Montura
Estrobo
Desacelera
26.5
24.7
CCW
paro
Estación
CW
24.5
Paridad
LS2
LS1
24.2
24.1
24.0
24.4
24.6
1
LS4
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
4
1
1
1
1
1
1
0
0
5
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
0
2
3
6
Tabla 9.3 Tabla con los diagnósticos de cada uno de los pallets.
Gracias a los diagnósticos Ver tabla 9.3 logramos obtener una tabla en donde
incluimos las salidas que se accionaban al momento de que la montadura hacia
contacto con los micros. La disposición de micros para el carrusel de pallets del CNC
es la siguiente:
30
Estas salidas son las que se grabaron en las memorias según la montadura, va de la
1 a la 6, solo el bit de desaceleración se activa por otro sensor, ya que se coloca al
principio del pallet para que valla frenando poco a poco y así se puedan activar las
salidas sin ningún problema.
La salida 24.3 no se tomó en cuenta para grabarla ya que no interviene en nada
dentro del proceso.
*Cableado de PLC.
Cada salida del sensor se conectó en un relevador para que en caso de que
existiera un corto no se dañara el PLC y solo se tenga que remplazar el relevador,
para las entradas del PLC se conectaron los puertos normalmente abiertos de cada
relevador ver figura 9.4, ya que se cierran al momento de que se activa el relevador.
Todas estas conexiones se hicieron a 24 volts, tanto entradas como salidas, los
relevadores y el PLC se colocaron dentro de un gabinete para protegerlos de polvo,
soluble, agua o alguna alteración de conexiones.
*Cableado de PLC, sensor y relés. Figura 9.4
Después de hacer toda la conexión del PLC
con los relevadores, la fuente y
colocarlos en el gabinete, nos dedicamos a quitar del CNC el antiguo sistema de
automatización que como ya habíamos comentado, eran una serie de micros y las
levas que los activaban, además de quitar el cableado que iba hacia el CNC el cual
le daba instrucciones.
31
Al tener la información sobre el momento en el cual se activaban los micros y el
tiempo aproximado que duraba activado cada uno, nuestro próximo paso fue hacer
el programa del PLC usando el RS-logix 500 que es un software de Allen Bradley
para elaborar el programa del PLC y descargarlo. Para el programa etiquetamos las
salidas del sensor de 0 a 7, además de usar otro pequeño sensor para la
desaceleración. En el sensor de 8 salidas omitimos la salida 6, la cual activa la
desaceleración del carrusel, esta salida se la adjudicamos a otro pequeño sensor ya
que debe de ser la que se active primero que las demás, para que así pueda
reconocer el pallet que pasa por el otro sensor, ya que pasa más lento, el sensor lee
e interpreta la información, si es el pallet que se requiere para el proceso que está
programado, el pallet se detiene y en el caso de que el pallet no sea el carrusel
sigue girando.
El diseño del programa no fue tan complejo ya que el sensor activaba 7 entradas al
mismo tiempo, pero las salidas variaban, unas se activaban en ese momento y otras
eran después de 5, 6 o 4 segundos, es por eso que en el programa se usaron
memorias y temporizadores(TON).
*Desmontar micros y levas del carrusel.
Los micros figura 9.5 se encontraban debajo de la puerta, en forma de escalera, los
cables iban por debajo del carrusel y se conectaban a una tablilla. Las levas figura
9.6, estaban ubicadas en la parte frontal de cada uno de los pallets, eran de
diferentes tamaños y depende del número de pallet variaban las levas.
Figura 9.5. Micros
Figura 9.6. Levas.
32
*Instalación y conexión de gabinete en CNC.
El gabinete se instaló en la parte de abajo del carrusel v, a un lado el gabinete en el
que se conectan las salidas del PLC en la tablilla que va hacia el CNC ver figura 9.7,
en esta actividad recibimos ayuda de los paileros, ya que ellos barrenaron y
atornillaron los gabinetes, fabricaron la base para el sensor y la instalaron.
Para la conexión, se ocuparon las mismas conexiones que usaban los micros así
que para conectar no se presentaron dificultades.
Cuando ya se empezó con las pruebas, si se presentaron algunos detalles como el
tiempo de freno, tiempo de paro, que cada una de las monturas estuviera centrado
correctamente, pero se fueron puliendo poco a poco.
Figura 9.7. Gabinete instalado debajo del carrusel.
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X. – Resultados obtenidos.
Objetivo
Actualizar
automatización.
Resultado obtenido
el
sistema
Reemplazando
de
Se actualizo en un 100% el sistema,
los
con memorias, sensores y PLC.
micros por sensores, memorias y PLC.
Codificación por medio de memorias, Las memorias se programaron en su
totalidad, para que junto con el sensor
para que la información grabada sea
y el PLC cumplan la función de los
interpretada por un sensor, activando micros y las levas.
así las salidas en determinado tiempo
por medio de un programa del PLC.
Reducir en un 50% el gasto en El gasto en mantenimiento se redujo
mantenimiento en el carrusel de pallets. gracias al rendimiento de los nuevos
componentes. Se cumplió en un 100%
Reducir un 60% las horas de paro del Las horas de paro redujeron gracias al
carrusel de pallets.
desempeño del nuevo sistema de
codificación.
Cumpliéndose
objetivo en un 100%
34
este
XI. – Análisis de riesgos.
Los riesgos para el proyecto son:
Las memorias de lectura y escritura se programan por medio del Handy, el cual no
todo el personal de mantenimiento lo sabe utilizar.
No todo el personal de mantenimiento sabe programar PLC y podrían mover,
desconectar o modificar el programa.
Las memorias podrían ensuciarse de grasa o soluble y el sensor podría no
reconocerlas.
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XII. – Conclusiones.
En nuestra estadía dentro de las instalaciones de Planta 1, se tuvieron muchas
experiencias. Al estar en contacto con todo el personal nos dimos cuenta de que es
gente muy capaz, sabe lo que hace y además de que ya cuentan con una gran
trayectoria trabajando ahí. Aunque la maquinaria con la que se cuenta varía desde
tornos, fresadoras, brochas muy convencionales hasta centros de maquinado con lo
último en tecnología, no existen muchos problemas de horas de paro que exceden el
estándar, además de que los proveedores también mandan a su personal para
apoyar en actividades que se les dificultan al personal.
Se obtuvo un aprendizaje de cada uno de los Electro-Mecánicos ya que todos saben
cómo hacer bien su trabajo, tienen diferentes puntos de vista, diferentes formas de
actuar, pues teníamos varios puntos de vista, para poder guiarnos y resolver las
problemáticas que iban surgiendo.
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XIII – Recomendaciones.
Propuestas basadas en evidencia numérica y en los resultados del proyecto.
Para un correcto funcionamiento de esta nueva instalación se recomienda:
Capacitar a todos los Electro-Mecánicos para que aprendan a usar el Handy,
programar las memorias, leer y editar la información que es grabada.
Explicarles cómo funciona el proceso que lleva a cabo el PLC y cuáles son las
posibles fallas que este pueda tener, que aprendan a modificar el programa o hacer
innovaciones.
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XIV. – Referencias.
Manuales.
Balluff: Electronic Identification Sistem. (Ed 521) (Diciembre 2009). Neuhausen a.d.F
Germany.
Balluff: Identificación industrial. (Ed. 0908) (Julio 2010). Neuhausen a.d.F Germany.
Allen Bradley. Micrologix 1100 Programmable Controllers. (Ed. 14) (Abril 2007)
Milwaukee. EE.UU.
Allen Bradley. MicroLogix 1100 Embedded WebServer. (Ed. 14) ( Febrero 2006)
Milwaukee. EE.UU.
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