Perforado de Metales

DISEÑO DEL SISTEMA IDENTIFICADOR DE RUPTURAS EN BROCAS, EN LA PERFORACIÓN DE CAMPANAS Y DISCOS PARA TALLERES DIAZ LTDA

NEIL GUZMAN ESPITIA

JAVIER AGUILAR CRUZ

JORGE NAVARRO CARREÑO

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES

BOGOTA

2012

DISEÑO DEL SISTEMA IDENTIFICADOR DE RUPTURAS EN BROCAS, EN LA PERFORACIÓN DE CAMPANAS Y DISCOS PARA TALLERES DIAZ LTDA

NEIL GUZMAN ESPITIA

JAVIER AGUILAR CRUZ

JORGE NAVARRO CARREÑO

SEMINARIO TALLER DE PERFECCIONAMIENTO EN AUTOMATIZACION INDUSTRIAL

Asesor, INGENIERO JOSE LUIS RAMIREZ

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES

BOGOTA

2012

Nota de Aceptación

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Firma Jurado

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Firma Jurado

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Firma Jurado

Bogotá, Julio de 2012

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN 5

PROBLEMA 6

MARCO TEÓRICO 9

Barrenado o Perforado de Metales 9

Velocidades y Avances en el Proceso de Taladrado 10

Velocidad de Corte 11

Sensores Inductivos 12

Cilindros de doble efecto 13

Electroválvula de 2/2 vías sin servopilotaje 14

Válvula de estrangulación de un sólo sentido 15

Interruptor fin de carrera 16

ANTECEDENTES 16

Modelado Y Control Neuro-Difuso De Procesos De Taladrado De Alto Rendimiento 17

Taladro radial a CNC: para taladrado y roscado de piezas largas 18

El sistema de detección de rotura y monitorización de herramientas 19

PROCEDIMIENTO 19

Procedimiento solución “a” 20

Diagrama de flujo 21

Procedimiento solución “b” 22

Diagrama de flujo 23

OBJETIVO GENERAL 24

OBJETIVOS ESPECIFICOS 25

METODOLOGIA 26

TALLERES DIAZ LTDA 27

POLITICAS DE CALIDAD 28

Productos 28

Equipo de perforación Taladro de Columna 29

COTIZACION 30

CRONOGRAMA 31

RESULTADOS ESPERADOS 32

BIBLIOGRAFIA 33

INTRODUCCIÓN

En la actualidad las industrias dedicadas a la producción de piezas metálicas, emplean en su fabricación sistemas automatizados de perforación, en los cuales la pieza ingresa, es ubicada, y finalmente es perforada por la maquina, este proceso ofrece ventajas en líneas de producción, entre las que se encuentra homogeneidad en las perforaciones, tiempos de perforación menores, tiempos de fabricación mas cortos y menores costos de fabricación entre otros. El diseño de estos equipos se enfoca principalmente en el control de la posición de la herramienta y de la pieza, tiempos de perforación y velocidad de la perforación, dejando en control y mantenimiento de las piezas al operario de la maquina, quien detecta rupturas en la broca solamente al finalizar la fabricación de la pieza o en mantenimientos preventivos y/o correctivos que se hagan a la maquina.

La ruptura de brocas en este tipo de maquinas es bastante común, teniendo en cuenta las características del material a perforar, altas temperaturas generadas por la fricción, material de la misma broca y desgaste, hacen que el diseño de un sistema que sea capaza de detectar rupturas en las brocas sea necesario para garantizar tiempos de producción, calidad del producto final y seguridad del operario, ya que el uso de brocas fracturadas o deformadas, ocasionan cambios en el centro de masa de la broca, generando vibraciones en la pieza, aumentando la posibilidad de nuevas fracturas y daños en el producto final, generando re-procesos, costos en la fabricación y en ocasiones graves accidentes industriales.

PROBLEMA

El desarrollo de sistemas automáticos de perforación en la industria, ha sido una de las principales aplicaciones para disminuir tiempos de producción y estandarizar características físicas de las piezas, aplicaciones que van desde la simple perforación vertical, hasta el uso de sistemas robóticos que en la actualidad realizan perforaciones en diferentes caras de la pieza en un mismo proceso. Así que en sistemas robustos es común observar sensores ópticos, capaces de determinar la profundidad de la perforación y determinar el estado de la broca, para detener el proceso y hacer el respectivo cambio de broca, casi sin alterar la línea de producción.

Actualmente los procesos de perforación de campanas y discos de frenado ejecutados en la compañía TALLERES DIAZ LTDA, son realizados por medio de un taladro industrial, donde el operario ubica la pieza, y desciende manualmente el sistema mecánico de perforación. El trabajo repetitivo en los operarios es fuente de accidentes, ya que el cansancio, los movimientos mecánicos y el ruido producido en el ambiente son fuentes de desorientación, ocasionando falta de atención a los detalles del medio, así que el operario se encuentra tan enfocado en el proceso de perforación que descuida aspectos igual de importantes de su labor, como cambios en el sonido producto de la perforación, cambios que pueden ser síntomas de daños o fracturas en la broca o en la pieza, que pueden causar graves accidentes, teniendo en cuenta la velocidad de rotación, la cercanía del operario a la pieza y a la misma broca. Además el alto ruido producido en el área de producción de la compañía TALLERES DIAZ LTDA hace necesario detener el proceso, y el uso de indicadores visuales de alarma (cuando existen rupturas en la broca), para indicar al operario el obligatorio reemplazo de la broca para continuar con el proceso.

El uso de brocas fracturadas, aumentan en gran medida la tasa de accidentalidad en la industria, ya que el punto de giro y el centro de masa no es el adecuado, generando vibraciones en la misma broca y en la piza a perforar, teniendo en cuenta la velocidad de rotación de la maquina y el material de la pieza a perforar, las probabilidades de que el operario o cualquier persona que se encuentre cerca a la maquina sufran un accidente grave son altas. Así, por ejemplo:

“En Argentina, para analizar países latinoamericanos, el porcentaje sube a nueve trabajadores y en Chile a casi 11, mientras que en Cuba sólo se accidentan al año cinco trabajadores de cada cien . En Colombia la accidentalidad laboral en los últimos años ha aumentado considerablemente, hecho que confirman las cifras reveladas por la Dirección de Riesgos Profesionales del Ministerio de Protección Social: 263.316 accidentes durante el año 2005 .”

En la industria metalmecánica existen puntos críticos de riesgo como la exposición a material particulado, ya que es muy común ver acumulaciones de polvo en esta industria a causa de la falta de programas de orden y aseo y si a esto se le suma la inadecuada, o a veces inexistente protección personal, se obtiene como resultado efectos en la salud como: neumatosis, rinitis y afección pulmonar. Dentro de los mecanismos de control se puede encontrar la ventilación natural adecuada, protección respiratoria y la extracción localizada de partículas. Entonces es necesario disminuir la exposición del operario a estas partículas producidas por la perforación de las piezas, con controles de activación en zonas seguras. La existencia de múltiples riesgos en esta industria, producen al mismo tiempo alternativas de control para cada uno de ellos. De la adecuada implementación de los controles en las maquinas, el medio y el operario depende la disminución de los efectos que dichos riesgos pueden producir, logrando así unas condiciones de trabajo más seguras y saludables.

Pese a su importancia y sus múltiples estudios, el proceso de taladrado no se ha beneficiado suficientemente de las posibilidades que ofrecen el control y la automatización de procesos. Los desarrollos en los procesos de taladrado pueden tener repercusiones muy positivas en la calidad del acabado, en la productividad y en el coste. El desarrollo de nuevas tecnologías en la industria se ha influenciado por la capacidad de seguridad que produce durante su funcionamiento, además es casi una exigencia que se hace a la industria, como lo menciona Luisa Fernanda Castro: Dado el preocupante panorama mundial, y considerando las pérdidas económicas y de vidas relacionadas, se ha despertado un interés general en los organismos de control estatal por reducir los índices de accidentes y un compromiso en ciertos sectores de la industria, por cumplir la normatividad, aunque éste sea menor en empresas cuyos directivos desconocen el tema, lo evaden o se amparan en normas laxas de seguridad existentes en sus países. Así que la adecuación del sistema de control de rupturas debe ser lo suficientemente confiable para garantizar la seguridad del operario, en posibles fracturas de la broca y confiable en términos de calidad del producto al terminar el proceso de perforación.

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