Este documento presenta el reporte de estadía realizado por Alberto Alan Miranda Romo para obtener el grado de Técnico Superior Universitario en Mecatrónica en la Universidad Tecnológica El Retoño. El reporte describe un proyecto de automatización realizado para la empresa Neaton en el que se modificaron y crearon mesas para el ensamble de ventilas JIGS. Se explica el proceso de programación de componentes eléctricos, su conexión y cómo interactúan con el sistema neumático a través de válvulas
Los avatares para el juego dramático en entornos virtuales
Tesis Automatizacion
1. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EL RETOÑO
DIVISIÓN ACADÉMICA DE CARRERAS TECNOLÓGICAS
“VENTILAS JIGS”
REPORTE DE ESTADÍA
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:
TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN MECATRÓNICA
ÁREA AUTOMATIZACIÓN
PRESENTA:
ALBERTO ALAN MIRANDA ROMO
ASESOR INSTITUCIONAL ASESOR ACADÉMICO
ING. JUAN GERARDO
CAUDILLO MORENO
MTI. FÁTIMA MARICELA
GARCIA KOHLS
EL RETOÑO, AGS., DICIEMBRE DE 2016
2.
3.
4.
5.
6. CONTENIDO
ÍNDICE DE FIGURAS
ÍNDICE DE TABLAS
AGRADECIMIENTOS
ABSTRACT
RESUMEN EJECUTIVO
CAPÍTULO 1
1.1 La empresa......................................................................................................................3
1.1.1 Antecedentes de laempresa.........................................................................................3
1.1.2 Datos generales de laempresaen la actualidad.............................................................4
1.1.3 Nombre.......................................................................................................................4
1.1.4 Logotipo......................................................................................................................4
1.1.5 Dirección.....................................................................................................................4
1.1.6 Giro.............................................................................................................................4
1.1.7 Tamaño.......................................................................................................................5
1.2 Planteamiento del problema............................................................................................6
1.3 Objetivos ........................................................................................................................8
1.3.1 Objetivo general ..........................................................................................................8
1.3.2 Objetivosespecíficos....................................................................................................8
1.4 Justificación del proyecto.................................................................................................9
1.5 Alcances y limitaciones ..................................................................................................10
1.6 Alcances........................................................................................................................ 10
1.7 Limitaciones.................................................................................................................. 10
CAPÍTULO 2
2.1 Revisión Bibliográfica.....................................................................................................12
2.2 Marco Teórico............................................................................................................... 13
7. CAPÍTULO 3
3.1 Desarrollo de técnicas y procedimientos......................................................................... 21
3.2 Implementación del modelo propuesto .......................................................................... 23
3.2.1 Planeación................................................................................................................. 24
3.2.2 Ejecución del Proyecto ............................................................................................... 28
3.2.3 Control...................................................................................................................... 46
3.2.3.1 AutoCAD Electrical.....................................................................................................46
3.2.3.2 RSLogix 500 ............................................................................................................... 46
CAPÍTULO 4
4.1 Resultados obtenidos.....................................................................................................49
4.2 Análisis de resultados ....................................................................................................50
4.3 Otras actividades al cierre de estadías ............................................................................ 51
CAPÍTULO 5
5.1 Cumplimiento de objetivos ............................................................................................ 53
5.2 Hallazgos y contribuciones............................................................................................. 54
5.3 Recomendaciones y conclusiones................................................................................... 55
TRABAJOS CITADOS…………………………………………………………………………………………………………..56
ANEXOS EVIDENCIALES.................................................................................................. 57
ANEXOS INSTITUCIONALES…………………………………………………………………………………………….60
8. ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Logotipo de la empresa………………………………………………………………………………………………………...4
Figura2.Ensamble de ventilaCTR estación1RRplantael Marques Querétaro……………………………………21
Figura3.Layout,diagramade diseñode montaje………………………………………………………………………..……..22
Figura4.Dibujode ensamble,estacionesde finales.Véase de derechaa izquierda……………..……….…….22
Figura5.Se aprecialaestaciónRHal frente yal fondose observalaestaciónLH………………….……………..23
Figura6.Estacionesde ensamble,líneade producciónde ventilas………………………………………….…..……..28
Figura7.Especificacionesymedidasde mesassolicitadas…………………………..……………………………………..28
Figura8. Uso de sierracinta horizontal para proyecto……………………………………………………………………….29
Figura9.Panoramafrontal interiordel gabinete eléctrico……………………………………………….….…………….30
Figura10. LineaA de Gabinete eléctrico,vista interior………………………………………………………………………30
Figura11. Se muestrala líneaB del Gabinete eléctrico,vistainterior………………………………………………..31
Figura12. LineaC interiorde gabinete eléctrico………………………………………………………………….…………….31
Figura13.Procesode Comunicaciónconel driver…………………………………………………..………………………….32
Figura14. Indicala conexiónexitosade comunicaciónentre drivers………………………………….……………..32
Figura15. Selecciónde PLC para su programación………………………………………………………..…………………..33
Figura 16. Ambiente de trabajo RSLogix 500……………………………………………………………..……………………….34
Figura17.Muestraparte de laprogramacióntipoLadderimplementada……..………….……………………….36
Figura18. Muestra lacompilaciónexitosadel programaelaborado……………………..…………………………..37
Figura19. Reconocimientode material neumático………………………………………………….…………………..……37
Figura20. Dibujomecánicode lafuente conmutadacontenido desde lafichatécnica…................……38
Figura21. Bloque de diagramasPLCMicrologix 1200………………………………………………………………………..39
Figura22. Requerimiento de cableadoparaPLCadquiridodesde ficha técnica…………………………………40
Figura23. Gabinete eléctricoconcomponentespreviamenteinstalados………………………………………….42
Figura24. Diagrama de Válvula4/3 con centroscerrados…………………………………………………………..…….43
Figura25. Diagrama válvula3/2 normalmente cerrada………………………………………………………….…………43
Figura26. Conexionado neumáticodel proyecto………………………………………………………………………….…..44
Figura27. Día de la entregade Mesasde ensamble JIGSenlaempresaNeaton…………….…………………45
Figura28. AutoCADElectrical,se proyectadibujode gabinete eléctricoycomponentes2D………..…..46
Figura29. Programación enRSLogix 500…………………………………………………………………………………………..47
9. Figura 30. Logo RSLinx………………………………………………….…………………………………………..……………………….47
Figura31.Mesade ensamblesJIGS,estaciónRH……………………………………………..….……………………………..49
Figura 32.El antesy después de bandatrasportadora……………………………………..…………………………………51
Figura 33.Turbinaselaboradasenlaplanta……………………………………………………..…………………………………51
Figura34.Cotizaciónelaboradapor UTRATEKparalaempresaJGC……………………………………………..…..…52
Figura35.Mesade ensamble JIGS,estaciónLH……………………………………………..……………………..…………...53
Figura 36. Áreade mejora, desempaquetadode meteríaprima…………………………………………….………….54
Figura 37.Mesade ensamble estaciónRH……………………………………………………………………….………………….57
Figura 38.Mesade ensamble de estaciónLH………………………………………………………………….………..………..57
Figura 39. Entrega de proyecto……………………………………………………………………………………………….……...…58
Figura40.Botonesimplementadosenmesasde ensamble…………………………….………………….………………58
Figura 41.Implementaciónde sensor………………………………………………………………...……………………..………58
Figura42.Vistainferiormesade ensamble RH…………………………………………………..……………………………….59
10. ÍNDICE DE TABLAS
Tabla1.Relaciónde personasinvolucradas conel proyecto.....................................................................5
Tabla2.Comparativaconsumode amperesasalidade PLC....................................................................40
Tabla3.Muestralarelaciónideal de AWG-Distancia-Amperio...............................................................41
Tabla4.Relaciónde proyectosemana1.................................................................................................48
Tabla5.Relaciónantes-despuésde automatizarlalíneade producción.................................................50
11. AGRADECIMIENTOS
Gracias a la grandeza y majestuosidad de la mujer que tuvo la capacidad de ser madre,
padre, amiga, doctora, maestra en fin… una ingeniera de la vida, La que nunca dejó
que me faltara algo, siempre estuvo ahí, bajo tormentas, huracanes y ciclones, gracias
Consuelo Romo Guerrero, por formar parte de cada uno de los pasos que doy en la
vida, y enseñarme el camino del amor y el éxito, Gracias Mamá.
Hermanos; Mis amigos y consejeros. Por compartir este momento de mi vida conmigo,
y ayudarme bajo cualquier adversidad, gracias Elías & Luis.
Agradezco a Luis, Fabián, Carmen, Mariana, Aarón, César, Alfonso, Wendy, Arturo,
Genaro, Anayely, Martín, Oscar, Alexis, Antonio, Ismael, Mase, Octavio, Isabel, Flavio,
Blanca, Betshi por ser mis compañeros de desvelo y mis alegrías mañaneras.
A mi apreciada tutora académica, la profesora Fátima García, por su gran labor de
docente, orientación, amistad y valiosa ayuda en la elaboración de este TG.
Agradezco la Universidad Tecnológica El Retoño, por haber sido mi segunda casa y
lugar de alegrías, enojos, éxitos y fracasos… mi lugar de grandes vivencias.
12. ABSTRACT
The need of automation within the industry in recent years has increased in a
considerable way in Mexico, the great industrial and commercial boom has been
considering the creation and establishment of new national and worlwide companies in
this country.
The automation is one of the most paid business worldwide as it was said in the virtual
magazine Interempresas; "The global market of automation has a turnover of 55,000
million euros and continues to expand. United States is responsable for around 34% of
the market; Germany, 10%; Japan, 11%; the rest of Europe, 23%; and the rest of the
world, 22%. It is estimated that the total market size equals about 293,000 million
euros." (Achema, 2009)
This project shows in detail all the process that was held for the modification and
creation of tables for JIGS’ vents assembly for the Japanese company Neaton.
The programming electrical components used, the arrangement, the wiring connection,
and also their direct interaction with the pneumatic system through solenoid valves are
explained;
A series of comparisons are performed before and after the implementation of this
process in the company and the specifications requested by the customer can be seen.
By end a serie of images related to the process, modification, creation and construction
of these JIGS assembly are shown.
13. RESUMEN EJECUTIVO
La necesidad de la automatización dentro de la industria en los últimos años se ha
incrementado de una manera considerable en México, esto es proveniente del gran
auge industrial y mercantil, considerando la creación y establecimiento de nuevas
empresas tanto nacionales como extranjeras dentro del mismo país.
La automatización es uno delos mercados más remunerados mundialmente tal como
se expone en la revista virtual Interempresas; “El mercado mundial de la
automatización de procesos presenta un volumen de negocio de unos 55.000 millones
de euros y sigue expandiéndose. Estados Unidos acapara en torno al 34% del
mercado; Alemania, el 10%; Japón, el 11%; el resto de Europa, un 23%; y el resto del
mundo, el 22%. Se calcula que el tamaño total del mercado asciende a unos 293.000
millones de euros”. (Achema, 2009)
Este proyecto de grado muestra el seguimiento minucioso que se llevó a cabo para la
modificación y creación de mesas para ensamble de ventilas JIGS provenientes de la
empresa Japonesa Neaton.
Se explica la programación de componentes eléctricos utilizados, el acomodo,
conexionado de estos mismos y además su interacción directa con la neumática;
principalmente con las válvulas solenoides.
Se realizan una serie de comparaciones del antes y después de la implementación de
dicho proceso en la empresa Neaton, y se observa las especificaciones solicitadas por
el cliente para dichas creaciones de mesas.
Por finalizar, se muestran una serie de imágenes referentes al proceso, modificación,
creación y construcción de dichas mesas de ensamble JIGS.
14. 3
CAPÍTULO I
1.
1.1 La empresa
1.1.1 Antecedentes de la empresa
La empresa JGC Integración & Automatización nace en el año 2015, gracias a la
iniciativa de su fundador y actual director, Juan Gerardo Caudillo Moreno que con su
aptitud, responsabilidad e iniciativa, brinda sus conocimientos y habilidades a los
productos y servicios con el firme propósito de proporcionar a sus clientes soluciones
que integran las tecnologías.
JGC Integración & Automatización realiza nuevos proyectos con la intención de
alcanzar mayor número de clientes, ofreciendo calidad y adaptabilidad para la
fabricación, instalación y mantenimiento de maquinaria para el sector industrial.
Hoy en día, JGC es una de las principales empresas industriales en la región centro
del país que se distingue por sus métodos productivos eficientes, competitivos y
confiables; basándose en la atención personalizada al cliente. (Caudillo, 2015)
15. 4
1.1.2 Datos generales de la empresa en la actualidad
JGC Integración & Automatización es una empresa de integración en la actualidad es
reconocida nacional e internacionalmente por su trabajo de excelencia.
JGC es una empresa que labora bajo licitaciones de proyectos industriales, trabajando
en conjunto con empresas de talla internacionales como lo son NISSAN, Jatco,
COMPAS, Koshin, Gohsy, Pont Aurrell y Armengd, Busisness Parts, Parker por
mencionar algunas.
1.1.3 Nombre
JGC Integración & Automatización
1.1.4 Logotipo
Figura 1. Logotipo de la empresa
1.1.5 Dirección
La Empresa JGC Integración y Automatización se encuentra ubicada en la ciudad de
Aguascalientes, Ags, México. Calle Losarcos 303, Fraccionamiento las Hadas.
1.1.6 Giro
La empresa es de giro Integración, es decir crea, mecaniza y automatiza cualquier
proyecto industrial.
16. 5
1.1.7 Tamaño
La Empresa JGC es una empresa promedio, con 13 trabajadores activos y una nave
industrial perfectamente equipada para poder brindar todo tipo de creación industrial y
maquilada a preferencia.
Relación Personal-Proyecto
Ing. Juan Gerardo Caudillo Moreno Director
MTI. Fátima Maricela García Kohls Asesora Académica
Ing. Mario Caudillo Moreno Coordinador Interno de Proyectos
Ing. Marcos Rogelio Zavala Diseño Eléctrico
Lic. Beatriz Gutiérrez Lara Encargada de Compras
Ing. José Ángel Carreón Diseño Mecánico
Alberto Alan Miranda Romo Interno de Automatización
Tabla 1. Relación de personas involucradas con el proyecto.
17. 6
1.2 Planteamiento del problema
La empresa Neaton originaria de Japón tiene una planta en El Marqués, Querétaro
México, con el seudónimo de Neaton Auto Mexicana. Dicha empresa cuenta con más
de 745 empleados y es líder mundial en productos de plástico enfocándose
principalmente en los automotrices.
Una de sus principales líneas de producción en El Marqués es la de ensambles de
ventilas JIGS para automóviles, este es un nuevo modelo de ventilas manufacturadas
con la calidad que es reconocida la empresa internacionalmente.
Este proceso de manufactura es semiautomático pues no cuenta con la automatización
deseada y estructurada. En la planta de Zhongshan, Guangdong, China, se
manufacturan este mismo tipo de ventilas también, sin embargo este proceso es
completamente automático, controlado por PLC’s, Sensores, Motores entre otros
dispositivos tanto de control como de fuerza.
Se es lanzada una convocatoria para automatizar el proceso de ensamble de las
ventilas JIGS en la planta el Marqués, sin embargo, quieren que este sistema de
automatización sea una copia idéntica al de la planta en China, Zhongshan.
El equipo de JGC Integración & Automatización compite bajo las bases y estándares
de la convocatoria y gana la licitación de dicha automatización.
Los planos, diagramas, y materiales de este proceso son completamente diferentes a
los utilizados en México, ya que en México todo proceso de fabricación, servicios de
bienes o consumo esta estandarizado bajo la Normas Oficiales Mexicanas (NOM).
18. 7
Uno de los principales retos es el ajuste estructural y la modificación Mecánica de este,
ya que como se comentó con anterioridad las medidas varían entre un país y otro, de
igual manera existe una enorme variación en los diagramas y componentes
electrónicos proporcionados, pues China trabaja con voltaje de fase a 240VA/50Hz
mientras México lo hace a 127VA/60Hz, de esta manera se entiende que es imposible
seguir la conexión de los diagramas y componentes especificados.
Es por esto que se rediseñara el esquema eléctrico tomándose en consideración la
ingeniería de valor y las modificaciones necesarias, respetado el funcionamiento y
diseño base preestablecido por la empresa Neaton.
19. 8
1.3 Objetivos
Se Rediseñará un protocolo de automatización de una mesa para ensamble de ventilas
JIGS prestablecido por la empresa Neaton, bajo los lineamentos de la Norma Oficial
Mexicana (NOM), la cual se desea implementar en la planta El Marqués, Querétaro.
1.3.1 Objetivo general
Crear y Automatizar una mesa para ensamble de ventilas JIGS a partir de un
protocolo preestablecido con errores internacionalización.
1.3.2 Objetivos específicos
Modificar y solucionar de manera conveniente diagramas eléctricos y sus
componentes acorde a la Norma Oficial Mexicana (NOM).
Maquilar piezas para la mesa de ensamble de ventilas JIGS.
Ensamblar piezas maquiladas para la construcción de la mesa para ensamble.
Programar componentes electrónicos según se requiera.
Conectar componentes eléctricos.
20. 9
1.4 Justificación del proyecto
La automatización de la mesa para ensamble de ventilas JIGS dentro de la empresa
Neaton tiene un sin fin de beneficios, como lo es la competitividad con altos estándares
de eficiencia en la manufacturación de estas ventilas, y por lo tanto la mejora de calidad
y el aumento de producción constante.
La empresa Neaton es distinguida por sus altos estándares de calidad, pero siempre
se encuentra una oportunidad para mejorar estos mismos, bajo la implementación de
la automatización en esta línea de producción, se asegurará una calidad aún mayor a
la ya establecida con una eficiencia precisa.
Actualmente en este proceso de ensamble intervienen los operadores y mecanismos
para asistirlos, así como los esfuerzos físicos del trabajo, la automatización reducirá la
necesidad sensorial, mental y física del personal simplificando así el mantenimiento
del operario.
Por último el impacto de la autonomía del proceso con relación al tiempo de ensamble
y su eficiencia de mejoramiento de la producción, pues prevendrá situaciones
anómalas que pudiesen intervenir con el proceso, brindando de esta manera un
proceso estable, seguro, autónomo y rápido minimizando pérdida de tiempo.
21. 10
1.5 Alcances y limitaciones
El maquilado, la reorganización de los diagramas y componentes eléctricos, la
programación e instalación física local de la mesa para ensamble de ventilas JIGS
serán realizados dentro de la empresa y cubrirán los rasgos del proyecto, sin embargo,
el diagrama mecánico de dicha mesa y la compra de componentes electrónicos y
materias primas no serán evaluadas dentro del proyecto.
1.6 Alcances
Se modificarán los componentes eléctricos y su diagrama esquemático de acuerdo a
los linimentos que maneja la Norma oficial Mexicana (NOM); Por ende, se instalarán y
programarán estos mismos componentes, se realizarán pruebas de funcionamiento
correcto.
Se maquilará y ensamblará materiales primos para la construcción de la mesa para
ensamble de ventilas JIGS a partir de un diseño pre establecido por la empresa
Neaton.
1.7 Limitaciones
No se realizará el dibujo mecánico de dicha mesa para ensamble, puesto que es un
prototipo basado en una línea industrial China, sin embargo se reserva el derecho de
modificación a estándares mexicanos si es que se requiere.
Las marcas de los componentes eléctricos serán cotizados, sin embargo el
seleccionado de estos queda enmano del director de la empresa JGC, de igual manera
las compras de los materiales primos para el maquilado y su selección queda a cargo
del director de la empresa, los materiales a utilizar serán seleccionados acorde al
presupuesto establecido y prioridad de la empresa Japonesa.
22. 11
Se utilizarán pantallas HMI para el uso del usuario de una manera automática, la
programación de estas quedará limitada en la programación del PLC en la cual solo
se programará las entradas binarias para posteriormente emparejarlas a través de IP.
No se realizará la instalación física de las mesas para ensamble de vetillas JIGS en la
planta del Marqués, sin embargo la instalación local será coordinada y finalizada en
tiempo y forma según estándares y fechas señaladas bajo la licitación del proyecto
además de la realización de pruebas bajo encargados de dicho proyecto.
23. 12
CAPÍTULO 2
2.
2.1 Revisión Bibliográfica
Aunque existe un proyecto de ensamble de ventilas JIGS en China con anterioridad,
este no fue documentado.
La empresa Neaton es líder mundial en la manufacturación de este nuevo tipo de
ventilas y tiene derechos exclusivos de estas mismos.
No existe documento alguno el cual este en relación directa al ensamble automatizado
de ventilas JIGS, sin embargo existen documentos de mejoras previas a este proceso,
tal como lo expone Verónica Trejo en su proyecto de grado “Mejoras para el área de
Inyección” en el cual expone las mejoras y condiciones generales de operación en las
líneas de inyección en la planta de el Marqués, Querétaro. Proceso precedente al
ensamble de ventilas JIGS.
Existen documentos los cuales fomentan el uso de las plantillas JIGS y enfatizan la
utilidad industrial de estos, tal como lo denotan Israel Salas, Ricardo Jara y Rodolfo
Rivera en su investigación para la Universidad Autónoma de Aguascalientes llamada
“Optimización en diseño de JIGS para ensamble aplicando paramearía”, en el cual
explican y elaboran diferentes platillas JIGS paramétricas de ensamble a través de la
herramienta iParts. ”…en el ramo automotriz se requiere el uso de JIGS para hacer
más eficientes sus procesos”. (Salas, Jara y Rivera, 2011, p.7)
24. 13
2.2 Marco Teórico
2.2.1 Componentes Eléctricos
2.2.1.1 PLC
Un controlador lógico Programable, PLC por sus siglas en inglés, es un
dispositivo electrónico que es distinguido por el uso interno de
microprocesadores, memoria ROM, entradas, salidas y puerto de
comunicación.
Los PLC’s son unas de las principales bases en la industria de la
automatización, hoy día, los PLC’s son manufacturados con altos
estándares que permiten trabajar en ambientes peligrosos como lo son altas
temperaturas, vibraciones mecánicas, ruido en el ambiente, suministro de
potencia eléctrica no confiable entre otras variables.
La programación de estos dispositivos principalmente es a través de la
Lógica de Escalera la cual opera con contactos, bobinas, temporizadores y
contadores, esta programación está regulada bajo la norma IEC 61131-3.
Por otra parte existen otros tipos de programación semi universales como lo
son programación en código C, o Visual Basic, y otros tipos de programación
que no son universales, programación a bloques, Graftset, listado de
funciones por mencionar algunos, todo tipo de programación estas varía
según el modelo, marca y software de cada PLC.
El PLC MicroLogic X1200 es un modelo de PLC de la marca Allen-Bradley
que es programable con el software RSLogix 500. Este PLC es distinguido
por su capacidad de caber en espacios reducidos gracias a su estética
compacta, admite datos flotantes, su BUS de transferencia es HMI,
proporciona protección de datos del programa, cuenta con conexión
independiente a red y es accesible para instalar hasta 6 módulos más.
25. 14
2.2.1.2 Interruptores
Los interruptores, botones, o switches, son dispositivos utilizados para
impedir o habilitar el flujo de corriente al ser accionados, estos difieren
entre dos tipos de mecanismos con relación a su función,
Normalmente Abiertos (NA), son aquellos que al momento de
accionarse habilitan el flujo de corriente dentro de un circuito.
Normalmente Cerrados (NC), por lo contrario estos impiden el flujo
de corriente en un circuito.
Cabe Mencionar que existe una gran variedad de botones según sus
diseños, y estos varían en colores, tamaños y formas, como lo son los
botones pulsadores, los cuales existen en un sin fin de colores, y su
principal función es habilitar o impedir el flujo de corriente mientras se
mantengan presionados, los conocidos botones de parao de
emergencia, también llamados "botones tipo hongo", su primordial
función es parar inmediatamente una actividad bajo alguna emergencia
y por lo regular son rojos. Los botones lumitores, los cuales son simples
botones luminosos y por último, los botones tipo perilla, los cuales son
diferentes por su acción mecánica, pues por lo contrario son un tipo de
botones los cuales son activados al girar una perilla.
26. 15
2.2.1.3 Fuente de Alimentación Conmutada
Una fuente de alimentación conmutada o fuente de poder es un
dispositivo electrónico que suministra energía eléctrica, generalmente
este tipo de fuentes tienen la habilidad de convertir voltaje alterno en
directo.
Este tipo de fuentes conmutadas son indispensables puesto que el
voltaje directo no tiene polaridad negativa, es decir no existen variaciones
en su frecuencia, cabe mencionar que la mayoría de los circuitos
electrónicos utilizan voltaje directo, un claro ejemplo de una fuente de
alimentación conmutada es el cargador de un celular, el cual convierte
energía alterna a directa para que después sea suministrada a la batería
de un celular.
El modelo SPD-24601 es una fuente de poder fabricada por la marca
Carlo Gavazzi, sus principal característica es su operación monofásica
de 100-240 VCA/24 VCD – operando de 2.50 Amperios a 60 Watts, por
lo tanto se concluye es una fuente Alterna-Directa reductora
2.2.1.4 Pastillas Termomagnéticas
También llamados breakers, son interruptores cuya finalidad es la
protección de equipos conectados a redes eléctricas, su función es
interrumpir el paso de energía cuando hay un corto circuito o sobrecarga
eléctrica.
Existen diferentes tipos de pastillas Termomagnéticas, monofásicas,
bifásicas y trifásicas según el voltaje a suministrar, también de la misma
manera existen un sin fin de pastillas acorde a la corriente de operación.
27. 16
2.2.1.5 Pantallas HMIs
Los HMIs (Interfaz Hombre-Máquina) son paneles en los cuales un
operador puede interactuar con las variables de un proceso. Sus
principales funciones son el monitoreo, la supervisión, el control y los
antecedentes históricos de diferentes fases pues estos son capaces de
almacenar archivos e información de variables finalizadas.
El modelo Panel View C400 de la marca Allen Bradley, es un tipo de
pantallas HMI táctiles la cual permite interactuar el usuario a variables,
estas pantallas táctiles son programables en internet, bajo una interfaz
de Allen-Bradley llamada Panel-View Explorer y su conexión es vía USB
o Ethernet.
2.2.1.6 Sensores
Los sensores son dispositivos que captan magnitudes físicas y químicas,
existen diferentes tipos de sensores según su mecanismo de acción
como lo son, sensores inductivos, capacitivos, de presencia, de
distancia, de color, de flexión, de humedad, de nivel, por mencionar
algunos.
El valor más bajo que puede medir un sensor es conocido como
sensibilidad, y sus valores varían según las dos clasificaciones de
sensores, análogos y digitales. Los digitales son aquellos que genera,
almacena y procesa información en dos dígitos, uno y cero (0/1). Los
sensores analógicos por otra parte son aquellos que su medición de
rango varia en el tiempo y por lo tanto tiene infinidad de valores.
El sensor Omron modelo E4C-UDA es un sensor ultrasónico con digital
con amplificador independiente el cual permite detectar objetos de
diferente material como lo son metal, no metal, botellas transparentes,
plásticos entre otros.
28. 17
2.2.1.7 Multímetro
Los multímetros son dispositivos para medir dimensiones eléctricas tales
como voltaje, corriente, resistencia, capacitancia entre otras.
El voltaje y corriente es medido en sus dos modalidades, alterna y directa
aunque también en algunos multímetros los cuales miden dimensiones
RMS. Hoy día la mayoría de los multímetros son digitales y portátiles lo
que facilita su funcionamiento.
2.2.1.8 Tablero Eléctricos y Accesorios
Tablero Eléctrico es un gabinete en el cual se anexan todos los
dispositivos eléctricos y electrónicos para el control y conexionado
de cualquier instalación eléctrica, en este se encuentran
dispositivos de protección, control, potencia señalización entre
otros.
Riel Din. Eje de metal regularizado el cual es un soporte para
ensamble de componentes eléctricos y electrónicos en un
gabinete eléctrico sus medidas varían según necesidades.
Borneras o Clemas. Es una placa de acoplamiento por lo regular
de plástico, en el cual se unen cables eléctricos y se fijan mediante
un tornillo, su principal función es la seguranza de la conexión
eléctrica.
Canaleta. Tubos fabricados de plástico o metal cuya función
primordial es la protección de interferencias Termomagnéticas.
29. 18
2.2.2 NOM y voltajes en México
La Las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) son un conjunto de reglas las
cuales establecen lineamientos de atributos, sistemas, actividades,
productos, instalaciones, procesos, simbologías, métodos de producción y
embalaje, en fin, la NOM establece lineamentos para cualquier producción,
servicio, diseño, o consumo dentro de la República Mexicana.
La NOM, por lo tanto, también establece y regulariza el uso de la tensión
nominal dentro la República Mexicana con la Norma NOM-001-SEDE-2012
de Instalaciones Eléctricas, la cual la emite El Diario Oficial de la Federación,
y lo hace de la siguiente manera:
El voltaje Trifásico en la República Mexicana es de 440 V, a través de
4 hilos, 3 fases y un neutro.
El voltaje Monofásico, se distingue por tener 3 hilos, 2 fases y un
neutro a un voltaje de 220 V.
Por último, la Monofásica, enviada a través de dos hilos, una fase y
un neutro 120/127 V.
De igual manera establece que todo voltaje es canalizado a una frecuencia
de 60 Hz.
30. 19
2.2.3 Neumática
La neumática es una técnica dedicada al ciclo de comprensión del aire para
adquirir energía y emplearla en mecanismos mecánicos.
El sistema neumático está compuesto por 5 elementos básicos;
El compresor neumático y depósito son aquellos elementos
encargados de comprimir el aire para que pueda ser utilizado la
capacidad del depósito varía de acuerdo a sus pistones interiores y
la fuerza del motor que se emplea al comprimir el aire.
Unidad de Mantenimiento. Es básicamente la preparación del aire
para que este sea lo más puro posible y a una presión constante, la
unidad de mantenimiento está conformada por el filtro (este detiene
las impurezas), el regulador (regula la presión del aire que es
mostrado a través de un manómetro) y el lubrificado (encargado de
la lubricación para disminuir el desgaste móvil-neumático).
Elementos de Transporte. Son todas aquellas mangueras flexibles
que hacen posible el traslado del aire de un lugar a otro, estas
mangueras pueden ser encontradas en diferentes diámetros según
necesidades.
Elementos de control. son todas las válvulas que hacen posible
controlar el movimiento del aire, se difieren en dos tipos de válvulas
según su accionamiento, mecánico y eléctrico. tenemos de esta
manera las válvulas mecánicas las cuales su método de
accionamiento es mecánico (a botón, rodillo, palanca, muelle entre
otras) y las electro válvulas o válvulas solenoide las cuales son
válvulas eléctricas que se diferencian por su método de
accionamiento, este es por medio de pulsos eléctricos (5VCD-
24VCD).
31. 20
Podemos encontrar un sin fin de modalidades en válvulas como lo
son válvulas de dirección, reguladoras de presión, caudal, retención,
cierre, lógicas, entre otras.
Elementos de trabajo. Estos son los encargados de transformar
finalmente la energía neumática a mecánica, los más conocidos
actuadores o pistones neumáticos, sin embargo, también existen
otros tales como Chucks neumáticos, ventosas para izado por
mencionar algunos.
2.2.4 Materiales
El Perfil Tubular Rectangular también conocido por su abreviación como
PTR, son estructuras de acero al carbono conformados por frio y soldados
en alta frecuencia es utilizado para un sin fin de cosas, entre ellas destacan
las señales viales, barras de remolque, soportes varios, mesas, ejes de
suspensión, estructuras industriales entre otras.
El PVC (Policloruro de vinilo), es un polímero (plástico) conformado de
cloruro de sodio y petróleo, este material es utilizado en la construcción,
energía, salud, preservación de alimentos e industrias, gracias a su
versatilidad, y resistividad a temperaturas es un material favorable para uso
rudo.
Madera contrachapada o triplay es un conjunto de láminas de el mismo
material que van pegadas de manera sintética con presión y calor una
encima de la otra de manera perpendicular. Los grosores varían de acuerdo
al uso y se caracteriza por su bajo peso y por su uniformidad, mayormente
es utilizada en numerosas construcciones industriales, muebles y proyectos
arquitectónicos.
32. 21
CAPÍTULO 3
3.
3.1 Desarrollo de técnicas y procedimientos
Se hizo uso de recursos tangibles y visibles en la recolección de datos con relación al
trabajo de campo, es por esto que se agenda una entrevista en la planta el Marqués
para tener noción sobre el proceso de ensamble de ventilas JIGS.
Comienza la investigación de procesos y documentación de estos en donde se realizan
mediciones, aclaraciones, validaciones, y se recopila información sobre contenido y
funcionamiento de dicho proceso dentro de la empresa bajo diferentes técnicas de
análisis para posteriormente ejecutar pruebas piloto de muestro asegurando el
entendimiento del ciclo de construcción.
Finalmente se video graba el ensamble de las ventilas y se capturan espacios y
dimensiones necesarias con autorización de la empresa.
Figura 2. Ensamble de ventila CTR estación 1 RR
planta el Marqués Querétaro.
33. 22
Se recolecta información de diseño emitido por la empresa, en la cual especifica los
detalles de conexionado y ensamble de dichas mesas para ventilas para esto se
genera una junta en la cual participa todo el personal involucrado en el proceso de
construcción de estas mesas de ensamble.
Figura 3. Layout, diagrama de diseño de montaje.
Se expone el proyecto detalladamente, el funcionamiento, estructura, y diseño
deseado de las mesas para comenzar su construcción a trabajadores y personal de
directa con el proyecto. Para esto se procede al análisis e interpretación de objetivos
bajo hipótesis de trabajo.
Figura 4 .Dibujo de ensamble, estaciones de finales. Véase de
derecha a izquierda. Acogido por Neaton.
34. 23
3.2 Implementación del modelo propuesto
Las mesas de ensamble para ventilas JIGS serán implementadas en la empresa
Neaton de la planta El Marqués, Querétaro.
Estas Mesas de ensamble serán ubicadas en el área de producción básica de
ensamble en el proceso de moldeo ASSY CTR-FIN dentro de las estaciones RH y LH
de dicha empresa.
Figura 5. Se aprecia la estación RH al frente y al fondo se observa la estación LH.
35. 24
3.2.1 Planeación
Para coordinar dicho proyecto de mesas de ensamble se realizá una planeación en la
cual se toma en cuenta el tiempo de resolución de dicho proyecto y se contempla el
inicio y fin de este mismo.
Calendario de Actividades
Lunes Martes Miercoles Jueves Viernes Sabado Domingo
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
12 13 14 15 16 17 18
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31
Agosto
La licitación de dicho proyecto fue aprobada y a partir de este se estipula según
el contrato realizado entre las empresas (Neaton y JGC) un periodo de 60 días
después del día de aprobación para entrega de dichas mesas de ensamble estos días
incluyen sábados y domingos.
Adquisición de información específica de dicho funcionamiento planos, medidas,
fichas técnicas entre otros.
Se agenda cita en la Planta el Marqués, Querétaro para verificar observar y
planificar modelo de ensamble de las ventilas.
36. 25
Lunes Martes Miercoles Jueves Viernes Sabado Domingo
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30
Septiembre
Visita en la Planta Neaton, El Marques, Querétaro. Visualización tangible de
ensamble, levantamiento y recolección de datos.
Compra de material para maquinado de mesas (eléctrico, neumático y
mecánico).
Recibo de material para manufactura de mesas.
Adquisición de material neumático y mecánico.
Inicio de Manufacturación de mesas.
Finaliza el ensamble mecánico de mesas.
Junta para exponer parámetros, funcionamiento y avance de proyecto, se
definen fechas de finalización.
Adquisición y reconocimiento de material eléctrico.
Se realizá dibujo de mostración tangible gabinete eléctrico y componentes.
Programación manual de PLC.
Nota 1. La visita demora 2 días para pedir permiso de uso de material
de videograbación en la empresa, es necesario firmar acuerdos de
confidencialidad según los estándares y seguridad de la misma.
Nota 2. Los componentes eléctricos tales como PLC y borneras
pueden tardar en arribar de una a dos semanas después de su
compra.
37. 26
Lunes Martes Miercoles Jueves Viernes Sabado Domingo
1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31
Octubre
Modificación Automática PLC.
Monitoreo de componentes eléctricos y neumáticos.
Conexionado del proyecto.
Revisión de avance con cliente y junta.
Lunes Martes Miercoles Jueves Viernes Sabado Domingo
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30
Noviembre
Pruebas eléctricas.
Etiquetado de mesas y detalles estéticos.
Junta y revisión de proyecto.
Modificaciones.
Entrega final de proyecto en Planta El Marques.
39. 28
3.2.2 Ejecución del Proyecto
3.2.2.1 Adquisición función y planeamiento
Se realizó una entrevista en la planta El Marqués, para poder entender el
funcionamiento detallado del proceso de ensamble, de igual manera dentro de la
empresa se realizaron levantamientos de medidas, se tomaron fotografías, video y se
aclararon dudas existentes el relación al funcionamiento de la línea de ensamble.
Figura 6. Estaciones de ensamble, línea de producción de ventilas.
3.2.2.2 Manufacturación de Mesas
La creación de dichas mesas se realizaron bajo la implementación y diseño
predefinido de la empresa Neaton, en este diseño se establecieron dimensiones de
áreas de trabajo, de estructura y de componentes.
Figura 7. Especificaciones y medidas de mesas solicitadas.
40. 29
Se utilizaron varias herramientas para la fabricación de dichas mesas, al término de
cada pieza y antes de ensamblarlas se realizan pruebas minuseosamente para acatar
con especificaciones requeridas, de esta manera se implementó la calidad de cada
pieza, las cuales, en su mayoría eran cortes tubulares y cortes a madera para
posteriormente lijar, pintar la piezas y ensamblarlas.
Figura 8. Uso de sierra cinta horizontal para proyecto.
3.2.2.3 Dibujo de Componentes
Se dibuja un gabinete eléctrico y sus componentes en el programa AutoCAD Eléctrica,
se incluyeron componentes a utilizar como lo son disyuntores, borneras, complemento
de sensores, fuente de poder y PLC, esto fue realizado para poder comprender las
dimensiones de los componentes y tomar una decisión en cuanto al tamaño del
gabinete.
Este dibujo es solicitado por la compañía Neaton, por lo cual se realizó inmediatamente
donde se especifica las dimensiones y componentes a utilizar.
41. 30
Figura 9. Panorama frontal interior del gabinete eléctrico.
En la figura 9, se muestra la primera división de dicho dibujo, se puede observar de
izquierda a derecha 2 disyuntores, 20 borneras y una fuente de poder AC/DC.
Figura 10. Linea A de Gabinete eléctrico, vista interior.
42. 31
En la figura 10, se muestra el acomodo de los componentes electrónicos, de izquierda
derecha se observa el PLC, y las borneras eléctricas, las cuales fueron solicitadas por
el cliente.
Figura 11. Se muestra la línea B del Gabinete eléctrico, vista interior.
Finalmente en la figura 11, se muestra otra línea de borneras, los dos complementos
de sensores y finaliza con otra línea de borneras.
Figura 12. Linea C interior de gabinete eléctrico.
43. 32
3.2.2.4 Programación PLC
Se dispone a la programación de PLC marca Allen-Bradley de la serie MicroLogic
modelo X1200, para esta serie de PLC es necesario su programación con el software
RSLogix 500 de Rockwell Automación.
Antes de la programación se realizó la comunicación entre nuestro PLC y la
computadora a través del software RSLinx y su respectivo puerto serial para esto de
configuró en el apartado de “comunicaciones” y posteriormente en “Configure Drivers”
para después buscar el driver RS-232-DF1 y se añadió uno nuevo, el nombre pre
determinado lo manejamos por default.
Figura 13. Proceso de Comunicación con el driver.
Por último se auto configuró la conexión dejando a elección los parámetros favorables.
Figura 14. Indica la conexión exitosa de comunicación entre drivers.
A partir de este momento se encontraba la comunicación estable y se podría simular,
y cargar la programación al tenerla lista, posteriormente se inició con la programación.
44. 33
Al abrir el software de RSLogix 500, inmediatamente se obtuvo el panel de trabajo, en
el cual muestra una ventana que difieren diferentes modelos de PLC, a continuación
se seleccionó el PLC que estamos controlando (1200 serie A, véase figura 14).
Figura 15. Selección de PLC para su programación.
A continuación se muestra la pantalla principal donde se programó con lógica de
escalera dicho PLC.
En la parte superior se encuentra una serie de funciones primordiales para su
programación como lo son contactos abiertos, cerrados, bobinas y nuevas líneas de
programación entre otros.
Del lado izquierdo de este software podemos encontrar un árbol de herramientas, si
es desplegado el folder Data Files se encuentran las direcciones predefinidas por el
programa para su programación, se observa entonces que las direcciones varían, para
las salidas (O0), entradas (I1), estados (S2), datos binarios (B3), timers (T4),
contadores (C4), Datos de Control (R6), datos enteros (N7) y direcciones reservadas
(r8).
45. 34
Es muy importante resaltar que este software tiene prediseñado una línea de
finalización, al momento de su programación es necesario agregar nuevas líneas.
Figura 16. Ambiente de trabajo RSLogix 500.
Posteriormente se realizó la programación en escalera en la cual se hizo uso de
entradas, salidas, bobinas, contactos cerrados y para su funcionamiento el uso de
números binarios.
De la misma manera se usó el uso de contactos nombrados HMI, aunque estas
pantallas no serán programadas fue necesario indicarlas en la programación de PLC
para así, posteriormente, vincular datos por IP y poderlos utilizar virtualmente.
47. 36
Figura 17. Muestra parte de la programación tipo Ladder
implementada en las mesas de ensamble.
48. 37
Después de verificar el programa, este arroja un mensaje aclarando si se obtuvieron
errores de programación, en caso de que los hagan, las líneas se muestran color rojo
y aparecen “e” en donde registra el dato, por si fuera poco muestra en la parte superior
los defectos de programa.
Figura 18. Muestra la compilación exitosa del programa elaborado.
Se finalizó el uso de esta herramienta cargando la información al PLC.
3.2.2.5 Prueba de Materiales
Se realizó conocimiento y prueba de los componentes adquiridos se acomodaron de
una manera rápida para asimilar su conexionado y se verificó que estos mismos
estuvieran funcionando correctamente.
De igual manera se hizo conocimiento de instrucciones adquiridas a la compra de
estos materiales para tener un panorama general de su mecanismo de accionamiento,
conexionado y funcionamiento que estos pudiesen brindar.
Figura 19. Reconocimiento de material neumático.
49. 38
3.2.2.6 Instalación, Conexionado Eléctrico y Neumático
Para realizar la conexión electica primeramente se tomó en cuenta el consumo de
energía, la alimentación de dichos dispositivos, entre otras cosas. Todo este
obtenido de las fichas técnicas de cada dispositivo
La alimentación del PLC fue a 24 volts según como se especifica la ficha técnica,
para esto fue necesario alimentar dicho componete con una fuente conmutada,
dicho procedimiento fue elaborado con la fuente marca Carlo Gavazzi, su conexión
fue sencilla, se conectó linea y neutro al inferior de la fuente y en la parte superior
se encontraba las salidas, el voltaje de salida era ajustable y se modifica con una
perilla al frente de dicho componente, para estar segura de dicha modificación se
utilizó un multímetro a las salida y asegurar el volteje que arrojaba.
Figura 20.Dibujo mecánico de la fuente conmutada
contenido desde la ficha técnica.
50. 39
Como se comentó con anterioridad, la alimentación del PLC fue producto de la fuente
conmutada al cual arrojaba 24VCD, y los comunes de cada grupo fueron puenteados
para su óptimo funcionamiento.
Antes de ser alimentados se utilizaron los disyuntores para activar una protección tanto
en el PLC como con la fuente conmutada.
Figura 21. Bloque de diagramas PLC Micologix 1200.
Puesto que las salidas de dicho PLC utilizado eran a relevador fue más cómodo la
alimentación a las válvulas solenoides, cada salida del PLC utilizado soporta no más
de 2 amperios según como lo maneja la ficha técnica de este mismo, mientras tanto
cada válvula solenoide consume 0.3 amperios por lo tanto la conexión fue directa hacia
nuestras solenoides. En caso de que hubiese sobrepasado los 2 amperios era
necesario utilizar un dispositivo de potencia, un relevador de estado sólido por ejemplo.
Los sensores utilizados fueron alimentados a 24VCD de igual manera, su consumo fue
de 0.8 amperios sin lugar a duda no se tiene ningún problema con el voltaje y corriente
que arroja cada estación del PLC
51. 40
A continuación se muestra en la tabla 2, el consumo de corriente de cada dispositivo
utilizado a la salida del PLC.
Dispositivos operados
Valvula solenoide 3/2
Valvula solenoide 4/2
Valvula solenoide de seguridad
Sesnor Omron 1
Sesnor Omron 2
2 amperios
2 amperios0.8
0.8
Soporte de Salida de PLCAmperios Consumidos
0.3
0.3
0.3
2 amperios
2 amperios
2 amperios
Tabla 2.Comparativa consumo de amperes a salida de PLC.
Nota: Se observa que no existe ningún peligro crítico en el consumo de
amperes de nuestros dispositivos
Se conectaron los dispositivos de entrada; botones pulsadores, botones de
emergencia tipo hongo y sensores a nuestro PLC con el fin de interrumpir o activar
dispositivos a la salida del PLC.
Nota: Para poder realizar todas estas conexiones fue indispensable
sincronizar el conexionado con la programación previamente elaborada de
nuestro PLC.
Para realizar el conectado de los dispositivos utilizados fue elemental seleccionar el
tipo del calibre del cable a utilizar y sus especificaciones, este parámetro muchas de
las veces puede ser encontrado en las fichas técnicas de cada dispositivo tal como se
muestra en la figura 39, la cual fue obtenido de la ficha técnica del el PLC micrologix
1200, en la imagen muestra los requerimientos del cableado para el PLC utilizado.
Figura 22. Requerimiento de cableado para PLC adquirido desde ficha técnica.
52. 41
Se muestra a continuación una tabla que relaciona el calibre de un cable a utilizar según la corriente consumida a cierta
distancia (mostrada en pies ft), cabe mencionar que esta fue de gran apoyo para implementar cierto calibre utilizado en las
mesas de ensamble de ventilas JIGS, de igual manera se soportó dicha decisión con fichas técnicas las cuales alentaban
al uso de cierto calibre en componentes.
Nota: El cable utilizado para las salidas y entradas de PLC, tierra física, además del conexionado con sensores y la
misma fuente conmutada fue calibre AWG 14 colores rojo, azul, blanco y verde.
Tabla 3. Muestra la relación ideal de AWG-Distancia-Amperio.
53. 42
+
Por último se etiquetaron los dispositivos
utilizados dentro y fuera del gabinete
eléctrico bajo la nomenclatura japonesa,
dentro de los más usados fueron:
PLC: PLC
NFB (0, 1, 2,3…): Disyuntor para la.
protección de PLC.
CP (0, 1, 2,3…): Disyuntor para la .
protección de la fuente.
R0(1,2,3…): Salida/Entrada 127VCA
SOL Y00(1,2,3…): Solenoides
SNS0 (1,2,3…): Sensor
GND: Tierra Física
P0(0,1,2…): BUS positivo 24VCD
N0(0,1,2…): BUS negativo 24VCD
O0/(0,1,2,3…): Salidas PLC
I1/(0,1,2…): Entradas PLC
Figura 23. Gabinete eléctrico con componentes
Previamente instalados.
Dichos dispositivos fueron etiquetados con la impresora PANDUIT, modelo LS8EQ, la
cual imprime etiquetas termoaderibles ajustables.
Se finalizó la instalación eléctrica con una clavija la cual se alimentaba a 127VCA para
el funcionamiento del gabinete eléctrico, aunque esta se contenía con un interruptor
rotativo al inicio el cual fue adherido al frente del gabinete eléctrico.
54. 43
Las mangueras utilizadas en neumática fueron de un cuarto, y de cinco dieciseisavos
de diámetro.
Se conectó de la siguiente manera: El compresor de aire hacia la unidad de
mantenimiento que de igual manera contaba con un secador neumático de marca
Lincoln con el fin de reducir el vapor en el aire, posteriormente este fue conectado
hacia las válvulas solenoides utilizadas, fueron utilizadas dos tipos de válvulas; 4/3 de
centros cerrados y 3/2 Normalmente cerrada las dos con accionamiento solenoide de
partida y retorno de la válvula.
Figura 24. Diagrama de válvula 4/3 Figura 25. Diagrama válvula 3/2
. Con centros cerrados normalmente cerrada
Posteriormente de dichas válvulas utilizadas fueron comunicadas a los actuadores
(cilindros neumáticos).
Fueron utilizados reguladores de presión a cada neumático para controlar la velocidad
con la que se disparaba el cilindro, estos fueron programados para ir a una cierta
velocidad a la par con la programación ya que es al programación se estableció un
periodo de dos segundos para el disparo total de cada actuador.
Nota: Los reguladores de velocidad eran modo rosca por lo cual no se tenía un
control exacto de estos, fue necesario elaborar numerosas pruebas para
ajustarlos de una manera concreta.
Cabe mencionar que fueron agregados silenciadores a las válvulas para no denotar el
funcionamiento de estas mismas y se agregaron salidas de escape para su óptimo
mantenimiento.
55. 44
Los cilindros utilizados fueron cilindros doble efecto, todo el material fue adquirido con
proveedores de SMC.
Para finalizar la conexión neumática se realizó el etiquetado de esta misma donde lo
más destacado fueron las válvulas solenoides (SOLY 00-0,1,2,3…) y los cilindros
neumáticos (LSX 00-0,1,2,3…) Las mangueras conectadas desde las válvulas a los
cilindros fueron etiquetadas con el nombre del cilindro y se agregaba “Avance” o
“Retorno” y la manguera común antes de las válvulas fueron etiquetados como “CPN”,
cabe mencionar que dichas mangueras fueron sostenida con cinchos por detalles
estéticos del proyecto.
, Figura 26. Conexionado neumático del proyecto.
56. 45
3.2.2.7 Entrega de Proyecto
El proyecto fue entregado en tiempo y forma según el contrato firmado entre ambas
empresas el cual estipulaba la finalización del proyecto en 95 días al día siguiente de
su aprobación.
Un día después de la entrega de proyecto fue firmada una carta de liberación de la
empresa JGC, la cual estipulaba la conformidad del proyecto y los requerimientos que
fueron solicitados.
Cabe mencionar que dentro del contrato se estableció el pago de un 50% al inicio del
proyecto, y al finalizar otro 50%, esta ultima mitad fue entregada el dia de liberación
de dicho proyecto.
Figura 27. Dia de la entrega de Mesas de ensamble JIGS
en la empresa Neaton.
57. 46
3.2.3 Control
3.2.3.1 AutoCAD Electrical
AutoCAD Electrical es una de las versiones de diseño eléctrico en AUTODESK, este
programa está diseñado para implementar, modificar y ejecutar automatismos
eléctricos, se manifiesta por lo tanto, que este programa tiene exclusividad en el diseño
eléctrico y dibujo de planos 3D y 2D.
AutoCAD Eléctrica fue utilizado para el diseño tangible y conexionado eléctrico 2D del
proyecto que se realizó.
Figura 28. Visión general AutoCAD Electrical,
se proyecta dibujo de gabinete eléctrico y componentes 2D.
3.2.3.2 RSLogix 500
Software de Rockwell Automación el cual permite programar toda la serie de PLC
MicroLogix de la marca Allen-Bradley.
“RSLogix 500 es el software destinado a la creación de los programas del autómata
en lenguaje de esquema de contactos o también llamado lógico de escalera (Ladder).
58. 47
Incluye editor de Ladder y verificador de proyectos (creación de una lista de errores)
entre otras opciones. Este producto se ha desarrollado para funcionar en los sistemas
operativos Windows®”. (Oscar, p.62)
Figura 29. Programación en RSLogix 500.
3.2.3.3 RSLinx
RSLinx proporciona acceso a los controladores Allen Bradley con una gran
variedad de software de aplicación Rockwell. Estos van desde la programación de
aplicaciones y configuración de dispositivos, tales como: RSLogix y RSNetWorx,
para HMI entre las que se encuentran RSView32, FactoryTalk View SE, y
FactoryTalk View ME Station, a sus propias aplicaciones de adquisición de datos
utilizando Microsoft Office, páginas web o VisualBasic. (Carabal, 2011)
Figura 30. Logo RSLinx.
59. 48
3.2.3.4 Avances Microsoft Excel
Se elaboró una relación de actividades en el programa Microsoft Excel, el cual se
caracteriza por ser un programa de hojas de cálculo.
En el informe de actividades demostró la prioridad de cada uno de ellas, el tiempo
de inicio y la resolución de estas. Cabe mencionar que dichos informes fueron
elaborados por semana según el avance de dicho proyecto
Tabla 4. Relación de proyecto semana 1.
60. 49
CAPÍTULO 4
4.
4.1 Resultados obtenidos
Se automatizó de manera exitosa el proceso de ensamble de ventilas JIGS a través
de neumática y con la ayuda de sensores y un PLC para su control.
La programación del nuestro PLC fue apropiada aunque se modificaron tiempos bajo
revisión para agilizar este proceso, estas modificaciones se vieron reflejadas en los
timers utilizados y de igual manera se modificaron las válvulas de presión neumática
para agilizar el flujo del aire, y por ende la rapidez del proceso.
las modificaciones eléctricas fueron satisfactorias pese que solo se tomaron en cuenta
los componentes eléctricos utilizados en el protocolo, pues era más complicado
realizar las modificaciones estructuradas paso a paso que solo rediseñar el
conexionado. En la neumática de igual manera se realizaron modificaciones para
adaptar pistones y poder ensamblar dichas ventilas, dichas piezas de modificaciones
fueron proporcionadas por el cliente.
El Los avances y resultados fueron entregados en tiempo y forma.
Figura 31. Mesa de ensambles JIGS, estación RH
61. 50
4.2 Análisis de resultados
Se realiza una comparativa exhausta del antes y después en la implementación del
proyecto en la planta el Marqués.
Se observa una mejora en área de producción de dichas estaciones de ensamble
además de una colosal reducción de tiempo y por ende reducción de tiempos muertos
sin mencionar la mejora de calidad en dicho proceso tal como se hace la comparativa
en la siguiente tabla.
Automático
Tiempo de Ensamble estación
LH
22 segundos
Tiempo de Ensamble estación
RH
18 segundos
Número de Piezas ensambladas
por hora estacion LH
163.63
piezas
Número de Piezas ensambladas
por hora estacion RH
200 piezas
Reducción de Tiempos Muertos
en porcentaje Estación LH
12.89%
Reducción de Tiempos Muertos
en porcentaje Estación RH
8.25%
Mojara en sistema de Calidad en
Porcentaje
90.02%
Seguridad de Operario 82%
32 segundos 26 segundos
Después
Comparativa mesas de ensamble JIGS
Antes
Manual
30 segundos 24 segundos
88% 84%
87.90% 88.10%
10.97% 7.09%
112.5 piezas 138.46 piezas
120 piezas 150 piezas
15.80% 13.72%
Tabla 5. Relación antes-después de automatizar la línea de producción.
62. 51
4.3 Otras actividades al cierre de estadías
Durante el periodo de estadías se asistió al diseño y a la cotización de materiales para
la creación de una banda transportadora para la empresa Koshin T.M. ubicada en la
nueva planta industrial de San Francisco de lo Romo en el estado de Aguascalientes.
Figura 32. El antes y después de banda trasportadora elaborada
con soleras y canal U de acero.
Se conectaron 6 diferentes motores de 1 HP a 220 VCA para su giro invertido y normal,
estos fueron utilizados para la creación de turbinas las cuales fueron solicitadas por la
compañía de telas Vianey Aguascalientes pretendiendo el relleno de almohadas de
una manera más rápida.
Figura 33. Turbinas elaboradas en la planta.
63. 52
Se apoyó en la elección y cotización de distintos materiales para diferentes proyectos
que tenía la empresa en la figura 34 se cotiza un PLC Mitsubishi es el modelo FX3GE
40MR.
Figura 34. Cotización elaborada por UTRATEK para la empresa JGC.
64. 53
CAPÍTULO 5
5.
5.1 Cumplimiento de objetivos
Se logró la modificación eléctrica del protocolo establecido, modificándolo bajo los
estándares de la NOM, en general no fue tomado en cuenta el diagrama de conexiones
proporcionado por la empresa Neaton, puesto que como lo comentábamos existían
errores de internalización eléctrica.
Las mesas fueron manufacturadas bajo los lineamientos solicitados y fueron
entregadas en tiempo y forma con una buena calidad.
El tiempo durante el cual los estándares de producción culminaban fueron modificados,
se supervisó cierto proceso antes de ser entregadas dichas mesas de ensamble y fue
solicitado agilizar el tiempo de ensamble, por lo cual se realizaron ciertas
modificaciones a la programación del PLC y a la presión neumática.
Aumentó el desempeño, la calidad y disminuyó el tiempo en durante el proceso de las
mesas de ensamble.
Figura 35. Mesa de ensamble JIGS, estación LH.
65. 54
5.2 Hallazgos y contribuciones
La velocidad de la banda transportadora frente a las estaciones LH y RH es demasiada
lenta para la rapidez a las que fueron programadas las mesas de ensamble JIGS.
Pese a esta variable de tiempo, si la empresa Neaton desea una mejora de producción
de ventilas JIGS con relación a tiempo será necesario la modificación del variador de
frecuencia, un articulo publicado por la pagina Quimient, eenfatisa que es utilizado
para el control de velocidad rotacional de un motor de corriente alterna, convirtiendo
principalmente, coriente alterna en directa para después ser rectificado por un puente
de diodos y finalmente realizar un arreglo de transistores (PWM). De esta manera se
puede moderar de una manera más ágil el motor y por ende las piezas que se
transportan las cuales son parte fundamental de dicho ensamble.
Los operarios utilizan una pieza en la estación RH para poder ensamblar las ventilas,
dicha pieza la toman de un canasto que se encuentra al alcance de ellos, sin embargo
ellos deben desenvolver este producto de una bolsa de platico (véase figura 36). Sin
duda este será un problema secundario si se es modificada la velocidad del motor.
La distancia desde estaciones LH y RH a la estación R/L (la cual ensambla perillas de
las ventilas) tarda demasiado y esto se hace manualmente, es necesario implementar
un sistema de trasportación rápido y eficaz, se sugirió el transporte de esta a través de
una adaptación de la banda transportadora.
Figura 36. Área de mejora, desempaquetado de metería prima.
66. 55
5.3 Recomendaciones y conclusiones
Se recomienda analizar de una manera minuciosa las fichas técnicas de los
dispositivos eléctricos a utilizar al momento de realizar cualquier diseño de
automatización. Estas fichas técnicas son de gran importancia para observar el
consumo de energía de cada dispositivo y no cometer errores futuros.
Existen 2 tipos de PLC a relevador o transistor, es elemental saber el equipo de PLC
el cual se está utilizando para poder realizar conexiones claras y seguras sin dañar
dicho dispositivo.
Al cotizar ciertos dispositivos eléctricos se observó que un 85% de los proveedores
manejan los precios en dólares estadounidenses.
Todos los torillos que fueron utilizados en la empresa se ajustaron, y después se trazó
con un plumón de calcula color amarillo una linea en medio de estos, esto indica el
torque al que debe de ser ajustado el tornillo en caso de ser removido.
Se recomienda antes de realizar cualquier automatización tomar en cuenta 5 factores
básicos como lo son la participación, planificación y roles del personal, la reducción
de costos en procesos económicos, evitar tareas repetitivas , recolección de
información que permita tomar decisiones para al automatismo y sus materiales a
utilizar conociendo el campo de trabajo y por último y no menos importante la
integración de procesos con sistemas actuales tal como lo expone el director Heredia
en su artículo de PYMES mexicanas.
67. ____________________________________________________________________________
56
TRABAJOS CITADOS
Bibliográficas.
Verónica T. (Septiembre. 2013). Mejoras para el área de Inyección. Santiago
de Querétaro, Querétaro: Universidad Tecnológica de Querétaro.
Rodolfo R., Ricardo J. & Jacobo S. (Mayo, 2011). Optimización en diseño de
JIGS para ensamble aplicando paramearía. Aguascalientes, Aguascalientes:
Universidad Autónoma de Aguascalientes.
Oscar V. (Junio, 2009). Introducción a RSLogix 500. Curso Automatización
Allen-Bradley (89). Buenos Aires Argentina: Universidad de Buenos Aires,
Facultad de Ingeniería.
Electrónicas
Grupo Achema. (Marzo 18. 2009). La automatización de procesos, impulsora
de múltiples sectores industriales. Octubre 13, 2016, de Interempresas.net
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68. ____________________________________________________________________________
57
ANEXOS EVIDENCIALES
En la figura 37 se muestra la mesa de ensamble de la estación RH a sus costados se
observa los botones para realizar dicho proceso semi automático, y la pantalla HMI al
fondo es la encargada de realizar el proceso completamente autónomo.
Figura 37.Mesa de ensamble estación RH.
Se muestra a continuación en la figura 38 la mesa de ensamble para la estación LH,
los perímetros rectangulares en color negro y gris que se observan al fondo los
depósitos de piezas de ventilas. Además se observa el uso delos 3 actuadores
neumáticos implementados.
Figura 38. Mesa de ensamble de estación LH.
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Minutos antes de la entrega de las mesas de ensamble, al fondo se observa al
coordinador del proyecto interno de Neaton, el señor Oshiro.
Figura 39. Entrega de proyecto.
Un botón tipo hongo color rojo y un botón verde tipo pulsador pueden ser observados
en la figura 40, estos botones fueron utilizados en la estación LH.
Figura 40.Botones implementados en mesas de ensamble.
En la figura 41, se observa el uso de uno de los sensores Omron modelo E4C-UDA en
la mesa de ensamble de la estación RH.
Figura 41. Implementación de sensor.
