Firmado digitalmente por Universidad Tecnológica de

2011

Línea DRIVER RT

Diego F. López Camacho

Universidad Tecnológica Querétaro Nombre de reconocimiento (DN): cn=Universidad Tecnológica de Querétaro, o=Universidad Tecnológica de Querétaro, ou, [email protected], c=MX de Querétaro Fecha: 2011.06.03 12:29:49 -05'00' UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO “Línea DRIVER RT” Memoria Que como parte de los requisitos para obtener El título de: Ingeniero en Tecnologías de la Automatización

Presenta Diego Fernando López Camacho Nombre del aspirante

Asesor de la UTEQ ICA. Ubaldo Flora Velasco

Asesor de la Empresa Ing. Ricardo Nava S. Querétaro, Qro. Mayo 2011

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El proyecto que lleva por nombre “Línea DRIVER RT” fue realizado en la empresa MAPI “Maquinados y Automatización para la Industria”.

En el proyecto es descrito el proceso de planeación, organización, dirección y control en lo que respecta a los procesos de diseño, fabricación, programación y control así como la puesta en marcha de una línea de producción para la empresa KOSTAL Mexicana, esta línea se unirá al conjunto de líneas de producción de dicha empresa destinadas a la fabricación de drivers controladores de vidrios, espejos y seguros de automóviles de la marca CHRYSLER. Esta línea permitirá cubrir la demanda que existe sobre este tipo de producto en el mercado actualmente. (Palabras clave: Planeación, Fabricación, Diseño, Control) Abstract The project is called "Linea DRIVER RT" was released in the company MAPI "Maquinados y Automatización Para la Industria”.

The project is described the process of planning, organization, direction and control with respect to the design, manufacturing and control programming and commissioning of a production line for the KOSTAL Mexicana, this line join the set of production lines of the company for the manufacture of drivers for windows, mirrors and car insurance CHRYSLER brand. This line will cover the demand that exists on this type of product on the market today.

(Keywords: Planning, Manufacturing, Design, Control)

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Agradecimientos En primer lugar quiero agradecer a la empresa MAPI “Maquinados y Automatización para la Industria”, el haberme permitido realizar el proceso de estadía en sus instalaciones. Muchas gracias a todo el personal de la empresa que me apoyó, alentó y compartió sus conocimientos en las diversas actividades realizadas así como el desarrollo y conocimientos obtenidos durante este periodo.

Quiero agradecer y felicitar a todos aquellos compañeros y amigos de salón de clases que lograron concluir satisfactoriamente su proceso de estudios en la universidad. Con todos en algún momento tuve algo que compartir. Gracias por dejarme compartir con ustedes esta experiencia; gracias por dejarme ser parte de su trabajo; y gracias por todos aquellos momentos que hicieron de nosotros un grupo: el grupo ITA-3. También quiero mencionar a los profesores que me impartieron clases, gracias por su esfuerzo, sus conocimientos y su interés por formar mejores personas y profesionistas.

En segundo lugar, quiero agradecer a mis amigos con los que me gusta compartir mis ratos libres: Aldo, José Luís y mi novia Norma, a quienes tengo la dicha de conocer desde hace ya varios años. Gracias por todos esos momentos que hacen que hoy sigamos juntos.Por último, y de una manera muy especial, quiero expresar mi agradecimiento a mi familia: a mi hermana Caro, a mi sobrino Iker, a mi Hermano Omar, a mi padre Fernando y a la mejor de todas las personas que he conocido en mi vida, mi madre Graciela. Chela, como la llaman, es a la persona a la que va dedicado este trabajo, pues es el principal pilar en mi vida, pues gracias a ella he logrado lo que ahora soy. Con su perseverancia, su lucha, sus sacrificios y entrega logró sacar adelante a esta familia, gracias mamá y gracias a todos. 4

Indice

Contenido Resumen ........................................................................................................... ¡Error! Marcador no definido. Abstract ............................................................................................................................................................. 3 Agradecimientos ............................................................................................................................................... 4 1

Introducción .............................................................................................................................................. 5

2

Antecedentes ............................................................................................................................................. 5

3

Justificación .............................................................................................................................................. 6

4

Objetivos ................................................................................................................................................... 6

5

Alcances ..................................................................................................................................................... 7

6

Justificación Teórica ................................................................................................................................ 7

7

Plan De Actividades .................................................................................................................................13 7.1

Listado De Actividades ....................................................................................................................14

8

Recursos Materiales Y Humanos ...........................................................................................................14

9

Desarrollo Del Proyecto ..........................................................................................................................15 9.1

Realizar Levantamiento, Revisar Tiempo De Diseño Y Desarrollo Para Cotizar Producto ............17

9.2

Revisión De Requerimientos, Recepción De Información Y Muestras Físicas ...............................23

9.3

Elaborar Listas De Materiales Requeridos .......................................................................................28

9.4

Diseño Y Desarrollo Del Producto Por Operación ..........................................................................34

9.4.1

Diseño y Desarrollo OP100 .............................................................................................................36

9.4.2

Diseño Y Desarrollo OP200 ............................................................................................................43

9.4.3

Diseño Y Desarrollo OP300 ............................................................................................................46

9.4.4

Diseño Y Desarrollo OP400 ............................................................................................................49

9.4.5

Diseño Y Desarrollo OP500 ............................................................................................................53

9.5

Fabricar El Producto ........................................................................................................................55

9.6

Elaboración De Diagramas Eléctricos, Neumáticos.........................................................................59

9.7

Realizar Programas Para Equipo De Control PLC Y Computadora Industrial (Visual Basic) ........65

9.7.1

Diagrama De Flujo de OP100 ..........................................................................................................66

9.7.2

Diagrama De Flujo De OP200 .........................................................................................................67

9.7.3

Diagrama De Flujo De OP400 .........................................................................................................68

9.8

Pre-Ensamble Mecánico. ................................................................................................................69

9.10

Pruebas Y Ajustes (Mecánicas Y De Control) .................................................................................69

9.11

Validación Del Producto Con El Cliente (Corrida Nuestras Instalaciones) .....................................70

10

Resultados Obtenidos .........................................................................................................................70

11

Análisis De Riesgo ..............................................................................................................................71 5

12

Conclusiones .......................................................................................................................................72

13

Recomendaciones ...............................................................................................................................73

14

Referencias Bibliográficas .................................................................................................................74

15

Anexo A: Diagramas De Escalera Para Equipo PLC ......................................................................75

15.1 15.1.1 15.2 15.2.1

Diagrama De Escalera De OP100 ....................................................................................................75 Asignación De Entradas y Salidas ..............................................................................................82 Diagrama De Escalera De OP200 ....................................................................................................83 Asignación De Entradas y Salidas ..............................................................................................88

6

1 Introducción El proyecto que se redacta en este documento lleva por nombre “Línea DRIVER RT” que a necesidad de la empresa KOSTAL Mexicana fue desarrollado. Entre los requisitos más importantes de este proceso fue un tiempo de entrega reducido de siete semanas, por lo tanto fue necesario realizar una planeación de todo el proceso así como una correcta asignación de responsabilidades, aunado a esto era requerido también un rediseño mecánico y eléctrico de cada una de las partes de la línea a producir. En esta línea de producción fueron aplicadas tecnologías neumáticas, eléctricas, de control con PLC, y sistemas embebidos con computadoras industriales ADVANTECH, también fueron empleados sensores ópticos, detección de colores, cámaras de visión para verificación de gráficos, entre otras tecnologías. El desarrollo de la línea corrió completamente por parte de la empresa MAPI la cual cumplido con el tiempo de revisión y desarrollo del proyecto ya que fue entregado en tiempo y superando las expectativas del cliente, logrando causar impacto al ver la calidad en los acabados, planeación y distribución de dispositivos que componen la línea, conexión y ruteo de cables, implementación de sistemas de control de PLC y computadoras industriales en un entorno de programación gráfico.

2 Antecedentes MAPI es una empresa que hasta el año 2009 se dedicaba únicamente a fabricar tableros para arneses eléctricos automotrices y domésticos fue entonces que en ese año comenzó a fabricar una línea de ensamble para KOSTAL Mexicana (Fabricación y diseño para partes eléctricas de automóviles: VW, GM, VMW, FIAT, CHRYSLER, entre otras.) misma que concluyó satisfactoriamente, esto le sirvió para que le 5

confiaran una 2ª y 3er línea, las cuales fueron fabricadas a finales del año 2009 y transcurso del 2010. La línea que se describe en la presente memoria es la 4ª fabricadapor MAPI, esto implicó un crecimiento para la empresa y un buen comienzo del presente año 2011 financieramente hablando, lo cual beneficia a todos.

3 Justificación Esta no es la primer línea de ensamble DRIVER RT existente en la empresa KOSTAL sino que ya se encuentran trabajando cuatro más del mismo tipo, la decisión de fabricar una quintalínea fue debido a un requerimiento del cliente de nuestro cliente (CHRYSLER), el cual decidió y autorizó la fabricación de este nuevo proyecto para el cual fuimos elegidos como proveedor.

La trascendencia de este proyecto es importante, fabricar una línea de ensamble para producir dispositivos (DRIVER RT y WD) para automóviles de primer mundo de la marca CHRYSLER, los cuales quizás estén a la venta en lugares como el continente europeo en el presente año o posiblemente hasta el próximo y en países como México sean comercializados posiblemente en 4 años posteriores.

4 Objetivos 

Cubrir las distintas etapas del proyecto en siete semanas desde el análisis de la aplicación hasta la puesta en marcha.



Fabricar todos los dispositivos (cinco operaciones) y un total de sieteperiféricos, así como las variantes en dos operaciones para el manejo de dos modelos distintos en las OP 400 y 500.

6



Fabricar la línea para una capacidad de producción de una pieza por minuto (480 por turno).



Entregar las piezas de acero de lalínea con acabado pavonado (Tratamiento de oxidación), chaflanes y sin filos cortantes.

5 Alcances Este proyecto consiste en la fabricación y automatización de cinco estaciones para el ensamble del Driver RT, en cuales se realizaron todas las etapas de ingeniería desde el análisis de la aplicación, diseño, ensamble, configuración, programación del equipo de control, y puesta en marcha.

6 Justificación Teórica El Ingeniero José Antonio Velásquez C. Tecnologías para la Automatización Industrial de la URP en Abril del 2011 proclama:

El objetivo de la Automatización de los sistemas de distribución, es tener un control centralizado de los sistemas, para tomar decisiones oportunas orientadas a mejorar la operación, corregir fallas, hacer más eficiente el servicio prestado a los usuarios y reducir costos. La automatización da la posibilidad de intervenir en tiempo real para controlar eventos, una vez monitoreadas las variables críticas, se puede tener un control de las mismas, por ende la automatización es una herramienta muy potente para la eficiencia de procesos de producción.

Tecnología Neumática: La automatización de manera

sencilla en

cuanto a mecanismo, y además a bajo coste, se ha logrado utilizando 7

técnicas relacionadas con la neumática, la cual se basa en la utilización del aire comprimido, y es empleada en la mayor parte de las máquinas modernas. La automatización industrial, a través de componentes neumáticos y electro neumáticos, soluciones sencillas. El aire comprimido es la mayor fuente de potencia en la industria con múltiples ventajas, dado que es segura, económica, fácil de transmitir, y adaptable. Su aplicación es muy amplia para un gran número de industrias. Algunas aplicaciones son prácticamente imposibles con otros medios energéticos.

Tecnología Hidráulica: La hidráulica es una de las ramas de la Ingeniería,

que

como

muchas

otras

han

venido

desarrollando

grandemente en las últimas décadas y se ha venido convirtiendo en una herramienta cada vez más importante para los diseñadores de máquinas o profesionales del ramo.Las aplicaciones hidráulicas constituyen una de las técnicas más importantes a nivel industrial, ya que permiten el accionamiento de un elevado número de mecanismos con unas prestaciones que muy pocas tecnologías llegan a cubrir. De este modo, accionamientos con fuerzas elevadas, al mismo tiempo que ejecutados con rapidez y precisión son realizados por la hidráulica sin mayor tipo de problemas.

Tecnología de Instrumentación: La medición de los distintos parámetros que intervienen en un proceso de fabricación o transformación industrial es básica para obtener un control directo sobre los productos y poder mejorar su calidad y productividad.

Así pues, el conocimiento del funcionamiento de los instrumentos de medición y de control, y su papel dentro del proceso que intervienen, es

8

básico para quienes desarrollan su actividad profesional dentro de este campo. Tecnología Electrónica: Aquí encontramos a los PLC’s (Controlador Lógico Programable), el cual es un elemento de control que trabaja de manera muy similar a como lo hacen las computadoras personales (PC), por lo que también cuenta con un sistema operativo que es totalmente transparente al usuario. Por medio del sistema operativo del PLC se establece la manera de actuar y además se sabe con qué dispositivos periféricos se cuenta para poder realizar las acciones de control de un proceso productivo. Este sistema operativo se encuentra alojado en una unidad de memoria, que es la primera a la que accede el micro controlador, y cuyo contenido cambia de acuerdo al fabricante y el modelo del PLC en cuestión.

Tecnologías de comunicación industrial: Un importante número de empresas presentan la existencia de islas automatizadas (células de trabajo sin comunicación entre sí), siendo en estos casos las redes y los protocolos de comunicación industrial indispensables para realizar un enlace entre las distintas etapas que conforman el proceso. La integración de las islas automatizadas suele hacerse dividiendo las tareas entre grupos de procesadores jerárquicamente anidados.

Tecnología de Software: El software es importante para aquellos dispositivos que requieran ser programados, también para la supervisión en tiempo real de los procesos (SCADA) o para los procesos que requieran simularse antes de su implementación y puesta en marcha.

9

KOSTAL Mexicana Informa a través de su página en la web en Abril del 2011:

Tecnología de Ensayos

La división Tecnología de Ensayos de KOSTAL, que recibe dentro del grupo KOSTAL el nombre de SOMA GmbH, desarrolla, proyecta y realiza sistemas de ensayos complejos según los requerimientos específicos de los clientes.

SOMA dispone de todos los recursos del grupo KOSTAL para la realización de sus proyectos más exigentes.

Los sistemas de ensayos se aplican principalmente en los siguientes sectores: • Fabricantes de automóviles • Proveedores sector automoción • Industria electrónica • Industria eléctrica

En la actualidad en México se tiene una aplicación de tecnología interesante pero no podríamos competir con países como Alemania en donde son destinados más recursos hacia el desarrollo de formas tecnológicas aplicadas a la producción de productos.

El concepto de producción utilizado en KOSTAL Mexicana es ilustrado en la figura 6.1 en donde se puede ver un sistema electroneumático el cual tiene un funcionamiento automático, únicamente

10

necesita de un operario que le surta las piezas por trabajar y de igual manera sean retiradas por él, en esta figura también son colocadas etiquetas de códigos de barras por el operario.

Figura 6.1; Sistema de trabajo semiautomático.

La misma tecnología aplicada en un sistema semiautomático es aplicada a un sistema automatizado por completo, a diferencia de que en él son implementados sistemas de robótica industrial que permiten el traslado de material entre estaciones además de que también cuenta con sistemas de transporte de materiales como lo son bandas transportadoras y rodillos.

Este tipo de sistemas son implementados por la división de KOSTAL Germany (Alemania), la visión es que algún día sea

decidido

implementarlos en México para tener el mismo desarrollo tecnológico en todos los ámbitos.

11

Figura 6.2; Sistema de trabajo automático.

12

7 Plan De Actividades

Figura 7.1; Grafica de Gantt (Azul: T programado, Verde: T. Real).

13

7.1

Listado De Actividades Las actividades fueron seleccionadas de acuerdo al enfoque que se pretende dar en el desarrollo de esta memoria, los puntos más importantes a desarrollar van vinculados a la parte administrativa y tecnológica directamente ligadas a las funciones de un ingeniero.

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9

ACTIVIDAD Realizar levantamiento, revisar tiempo de diseño y desarrollo para cotizar producto. Revisión de requerimientos, recepción de información y muestras físicas. Elaborar listas de materiales requeridos (requisición). Diseño y desarrollo del producto por operación: 100,200,300,400,500. Fabricar el producto Elaboración de diagramas eléctricos, neumáticos. Realizar programas para equipo de control PLC y Computadora industrial (Visual Basic). Pre-ensamble mecánico. Pruebas y ajustes (mecánicas y de control).

10 11 12

Validación del producto con el cliente (corrida en nuestras instalaciones). Ajustes de línea según resultado de corrida. Transporte e instalación de línea en planta del cliente. Figura 7.2; Lista de actividades a desarrollar.

8 Recursos Materiales Y Humanos Hoy en día es de vital importancia contar con herramientas de trabajo adecuadas para poder llevar a cabo un proyecto de este nivel, no solo es necesario para desarrollar y fabricar un proyecto, así también nos otorga ventajas como consecuencia del uso eficiente de las herramientas como por ejemplo nos ayuda para disminuir los tiempos de las actividades a realizar.

14

A continuación es presentada una lista de las herramientas y mobiliario utilizado en el desarrollo de este proyecto.

ITEM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

CANTIDAD 5 5 1 1 1 3 2 1 4 1 1 1 1 1

NOMBRE Computadoras Computadoras SolidWorks 2010 64 bits AutoCAD 2010 64 bits AutoCAD Electrical 2010 Melsoft (MITSUBISHI PLC) Visual Basic 6 Maquina CNC Fresadora 3 ejes Torno Sierra cinta Cortadora de disco Equipo p/ soldar por arco Esmeril

TIPO Lap – Top Escritorio Licencia Licencia Licencia Licencia Licencia Maquinaria Maquinaria Maquinaria Maquinaria Maquinaria Maquinaria Maquinaria

DEPARTAMENTO Varios Varios Diseño Diseño Automatización Automatización Externo Manufactura Manufactura Manufactura Manufactura Manufactura Manufactura Manufactura

9 Desarrollo Del Proyecto La empresa MAPI es una empresa integradora capaz de desarrollar proyectos de un grado de automatización alto, utilizando sistemas de control sofisticados. Diseño mecánico en 3ª dimensión es una parte esencial de la empresa ya que es la que da punto de partida para el inicio, lluvia

de

ideas,

desarrollo

de

sistemas

mecánicos

funcionales,

implementando los sistemas de funcionamiento automático, de verificación y comunicación entre sistemas automatizados.

El cliente para el cual fueron desarrolladas las maquinas descritas en el presente proyecto, pertenece a la industria automotriz desarrollando sistemas y drivers para el control de vidrios, retrovisores, seguros, control de quemacocos, luces del automóvil, sistemas de limpieza del parabrisas entre muchas más aplicaciones.

15

El producto que es ensamblado en la línea de producción se instala en los automóviles de la marca CRHYSLER, DODGE y JEEP, el cual es encargado del control de retrovisores, vidrios y seguros eléctricos.

Automóviles

de

primera

generación

con

diseño

futurista

y

funcionamiento mecánico tecnológicamente desarrollado requiere de sistemas y driver desarrollados de la misma manera.

16

En este capítulo es presentado el proceso por el que fue sometido el desarrollo del proyecto, describiendo individualmente cada uno de los puntos abordados en el capítulo siete, el cual nos dio punto de partida para poder llevar a cabo cada una de estas etapas esenciales y para así poder proyectar y poder llegar al cumplimiento del mismo.

9.1

Realizar Levantamiento, Revisar Tiempo De

Diseño Y Desarrollo Para Cotizar Producto El primer paso para cotizar esta línea fue realizar un levantamiento de una línea muestra, lo cual nos permitió cotizar sensores y sistemas de control así también se realizó un análisis de la parte mecánica que conforma la línea todo esto con el fin de plasmar en un documento el costo que al cliente le género, permitiéndole revisar el proceso, materiales y elementos que componen la línea de producción. A continuación se presentan algunas fotografías de la línea muestra y la cotización generada para el cliente, en la cual vienen incluidas listas de materiales obtenidas y tiempos estimados en diseño, fabricación, programación, transporte, instalación y puesta en marcha, entre otras.

17

Figura 9.1; Serie de imágenes de línea muestra.

9.1.1

Cotización generada para el cliente.

COTIZACION A continuación presentamos a su amable atención la siguiente cotización: LINEA DE ENSAMBLE DRIVER RT PRECIO UNITARIO

$1, 798,106.00 M.N.

DESCUENTO (2.675%)

$48,106.00

SUBTOTAL

$1, 750,000.0 M.N.

M.N.

18

OP 100 Incluye:                

Sistema EFD Válvula DOPAG Base de engrasado Prensa electro neumática STD 100 x 200 con doble riel Thomson. 1 Sensor inductivo 2 soportes de contenedores 4 contenedores GB1710 gris 5 contenedores GB 1210 gris Contenedor frontal de acrílico de 4 secciones. Jig Base para driver 1 contenedor GB-A0805 Riel de gua de acrílico para pasar a op200 Mesa de trabajo con sistema de engrasado. Manifold Botonera Cajón rojo

Descripción Mat. Varios Mat. Eléctricos Mat. Neumáticos

Precio $ 29,750.00 $ 20,603.00 $ 10,240.00

Descripción Diseño

Horas

Precio

90

$ 18,900.00

250

$ 65,000.00

Ensamble

45

$ 10,350.00

Programación

30

$

Fabricación

$ 60,593.00

9,000.00

$ 103,250.00 SUBTOTAL:

$ 163,843.00

Tabla 9.1.1; Lista de materiales Operación 100

OP 200 Incluye:      

2 cámaras ZFV con fuente de alimentación. Impresora Zabra Zm400 MICROISCANCUADRUS PC Industrial ADVANTECH 2 sensores laser 5 sensores inductivos 19

         

Soporte con 3 secciones inferiores. Jig con 1 switch y 2 palpadores para detectar. Base de resina Prensa estándar electro neumático de 100 x 200 con doble riel Thomson. Una tarjeta PA 1500 4 contenedores GB1710 gris 2 contenedores GB 1210 gris Mesa de Trabajo estándar solo aire Riel de guía de acrílico para pasar a op300 Botonera Descripción

Precio

Descripción

Horas

Precio

Mat. Varios

$

33,470.00

Diseño

110

$ 23,100.00

Mat. Eléctricos Mat. Neumáticos

$

36,195.00

Fabricación

260

$ 67,600.00

$

10,240.00

Ensamble

50

$ 11,500.00

Programación

135

$ 40,500.00

$

79,905.00

$ 142,700.00

SUBTOTAL:

$ 222,605.00

Tabla 9.1.2; Lista de materiales Operación 200

OP 300     

Prensa Neumática 100 X 200 2 contenedores GB1710 gris 1 soporte para contenedores 2 bases de resina. Riel de guía de acrílico Descripción

Descripción

Mat. Varios

Precio $ 24,500.00

Mat. Eléctricos Mat. Neumáticos

$ $ 11,980.00

Fabricación

Diseño

Ensamble Programación

$ 36,480.00

Horas

Precio $ 70 14,700.00 $ 200 52,000.00 35

$

0

$

8,050.00 -

$ 74,750.00

SUBTOTAL:

$ 111,230.00

Tabla 9.1.3; Lista de materiales Operación 300

20

OP 400 Incluye:           

Dispositivo cerrado con tapa/Mascara deslizable manualmente. Clamp neumático de mascara Cilindro elevador Atornillador ESP7 con brazo de reacción. Sensor tipo herradura 3 sensores inductivos Abrazadera de atornillador Botonera 1 Contenedor GB 1205 Riel de guía de acrílico para pasar a op500 Contenedor rojo. Descripción Mat. Varios Mat. Eléctricos Mat. Neumáticos

Precio $ 23,950.00 $ 33,598.00 $

Descripción Diseño Fabricación

9,625.00 Ensamble Programación

$ 67,173.00

Horas

Precio

80

$ 16,800.00

190

$ 49,400.00

30

$

6,900.00

30

$

9,000.00

$ 82,100.00

SUBTOTAL:

$ 149,273.00

Tabla 9.1.4; Lista de materiales Operación 400

OP500 Probador final EOLT Incluye:           

1 cámaras ZFV con fuente de alimentación MICROESCANE CUADRUS Escáner de Mano HP4600 Caja RITTAL Relevadores (10) (2) Dispositivo con cavidad para pieza fija De referencia, (2) cama de palpadores elevadora Marcador en frio Visor deslizable (15) sensores inductivos, 7 Conexión Rápida neumática Arnés de Conexión de dispositivo

21



Caja de carga, Descripción Mat. Varios Mat. Eléctricos Mat. Neumáticos

Precio $ 47,730.00 $ 128,804.00 $ 58,956.00

Descripción

Horas

Precio

Diseño

160

$ 33,600.00

Fabricación

490

$ 127,400.00

Ensamble

120

$ 27,600.00

Programación

0

$ 235,490.00

$

-

$ 188,600.00 SUBTOTAL:

$ 424,090.00

Tabla 9.1.5; Lista de materiales Operación 500

9.1.2

Anexo de materiales.

OPERACIÓN DESCRIPCION

TIEMPO CANT. DE E.

SISTEMA EFD PERFORMUS 5

1

3 A 4 SEM

BOMBA DOPAG

1

3 SEM

VALVULA DOPAG

1

2 A 3 SEM.

CAMARA OMRON ZFV-R5025 CON FUENTE DE ALIM.

2

4 SEM

IMPRESORA ZEBRA PC INDUSTRIAL ADVANTECH 610H SENSORES GV-H130 CON AMPLIFICADOR

1

3 A 4 SEM

1

3 A 4 SEM

2

1 SEM

MICROESCAN

1

2 A 3 SEM.

TARJETA PA1500

1

2 A 3 SEM.

ATORNILLADO ESP7

1

3 A 4 SEM

CAMARA OMRON ZFV-R5025 CON FUENTE DE ALIM.

1

4 SEM

MICROESCAN

1

2 A 3 SEM.

SCANER 4600

1

OP 100

OP200

PRECIO UNIT. $ 24,695.00

SUBTOTAL $ 24,695.00

$ 144,252.00 $ 19,200.00 Total: $ 31,783.00

$ 144,252.00 $ 19,200.00 $ 188,147.00 $ 63,566.00

$ 26,162.00 $ 40,560.00 $ 9,213.00 $ 39,560.00 $ 10,750.00 Total:

$ 26,162.00 $ 40,560.00 $ 18,426.00 $ 39,560.00 $ 10,750.00 $ 199,024.00

$ 63,063.00 $ 31,783.00

$ 63,063.00 $ 31,783.00

$ 39,560.00 $ 9,455.00 Total:

$ 39,560.00 $ 9,455.00 $ 143,861.00

OP 300 OP 400

OP 500

Tabla 9.1.6; Lista de materiales anexados

22

9.1.3

Lista de precios varios

Mesas de trabajo (4 con aire y una con aire y grasa)

$ 83,460.00

Transporte e Instalación

$ 9,650.00

Puesta en Marcha en KOSTAL

$ 39,860.00

TIEMPO DE ENTREGA: 9 SEMANAS POSTERIOR A LA ORDEN DE COMPRA RECIBIDA EN MAPI. IMPORTANTE: .- PARA PODER CUMPLIR EN TIEMPO Y FORMA LA ENTREGA EN 7 SEMANAS ES INDISPENSABLE RECIBIR EL 30% DE ANTICIPO INICIAL. A MAXIMO 15 DIAS DEL ARRANQUE. .- LOS COSTOS ESTAN BASADOS EN QUE KOSTAL PROPORCIONARA LOS DISEÑOS PARA EL ARRANQUE INICIAL DE LA FABRICACION. .- LOS COSTOS ANEXADOS X DISEÑO ES PARA DESARROLLAR AJUSTES EN EL DISEÑO, ACTUALIZAR INFORMACION EXISTENTE Y GENERAR LISTADOS, DIAGRAMAS Y MANUALES A ULTIMO NIVEL.

Garantías:     

Todo material fabricado en MAPI tiene garantía de 1 año, esta garantía no aplica por mal uso o modificaciones realizadas que cambien el diseño inicial. Materiales eléctricos, neumáticos, electrónico u otro, adquiridos para integrarlos al equipo la garantía queda sujeta según proveedores. La funcionalidad y su validación se realizarían según los criterios y requisitos iniciales del proyecto, todo cambio de nivel o modificación posterior, implica un costo adicional. La entrega del producto es puesto en su planta. Toda modificación adicional por cambio de nivel del producto o de requerimientos será con costo adicional

9.2

Revisión De Requerimientos, Recepción De

Información Y Muestras Físicas Como se pudo apreciar en la cotización anteriormente presentada, la línea de producción está conformada por cinco estaciones de trabajo o maquinas electro-mecánicas y electro-neumáticas. Una vez que nos fue asignado el desarrollo del proyecto, el primer paso a realizar es revisar toda la información del producto que se va a producir en la línea de producción. La información que pudimos obtener está apegada a los protocolos de fabricación de nuestro cliente. 23

9.2.1 OP100: Ensamble de actuadores y botón de control de retrovisores a cuerpo. En esta operación se tienen 4 puntos importantes (ver figura 9.2.1.1):

1. Se deben realizar tres engrasados: a. Engrasar el cuerpo (9 puntos de grasa) b. Engrasado de disco de enclavamiento.

2. Eclipsado en prensa de actuadores a cuerpo y botones de control de retrovisor. 3. Ensamble de botón (joystick) de control de espejos retrovisores. 4. Engrasado y sub-ensamble de botón de bloqueo de vidrio de pasajeros (3 puntos de grasa).

Figura 9.2.1.1: Graficas de procesos en OP100

24

9.2.2

OP200: Ensamble de bisel y teclas levantavidrios.

En esta operación se verifican varios puntos importantes(figura 9.2.1.2):

1. Primeramente se verifica que el sub-ensambletenga colocados los resortes del botón de bloqueo, esta será la condición inicial para el proceso en esta operación. 2. Colocación de etiqueta de producto (manual), verificación de etiqueta de producto (Automático: computadora industrial, PLC, escáner). 3. Verificación de posición y grafico de botones de control de retrovisores (Automático). 4. Verificación y eclipsado de botones de bloqueo y apertura de seguros de puerta (Automático: Cámaras de visión). 5. Colocación de botones de control de ventanas (manual).

Figura 9.2.1.2: Graficas de procesos en OP200

25

9.2.3

OP300: Ensamble de clips a cuerpo.

Esta operación es neumática debido a que únicamente se realiza un eclipsado de clips al cuerpo de la pieza (ver figura 9.2.1.3), lo cual no es tan crítico.

Figura9.2.1.3: Graficas de procesos en OP300

9.2.4

OP400: Atornillado de tapa de pieza.

En la operación 400 se realiza el proceso de colocar el silicon-pad y PCB a la pieza para posteriormente realizar el proceso de atornillado de la cubierta de plástico (ver figura 9.2.1.4).

26

Figura 9.2.1.4: Graficas de procesos en OP400

9.2.5

OP500: Probador final.

En el probador final es verificado el correcto funcionamiento del dispositivo esto incluye:

1. Verificaciónmecánica de botones: el operario lo realiza manual y visual. 2. Verificación de sonaja: el operario verifica que no existan ruidos en el dispositivo para descartar un mal ensamble. 3. Verificación de existencia de clips, tornillos completos, botones en posición (verifica por medio de sensores y cámara de visión). 4. Funcionamiento: el dispositivo se pone a prueba mediante un programa desarrollado en la plataforma Visual Basic corrido en una computadora industrial. 5. Verificación de luminosidad.

27

6. Son comprobadas corrientes y voltajes de operación del dispositivo simulando los actuadores del automóvil con una caja de cargas compuesta de resistencias y relevadores. 7. Por último si la pieza es probada como buena es marcada por un pistón.

Figura 9.2.1.5: Graficas de vista de OP500

9.3

Elaborar Listas De Materiales Requeridos

Las listas de materiales requeridos fueron desarrolladas a partir del primer levantamiento realizado y levantamientos posteriores. De acuerdo con los protocolos de fabricación proporcionados por el cliente, que nos fueron entregados una vez nos fue asignado el proyecto, el acuerdo inicial fue que el cliente mismo nos proporcionaría dichas listas, caso que no fue totalmente cierto.Existieron algunos cambios y mejoras (con respecto a la línea muestra), los cuales implicaron un cambio de algunos sensores o en

28

el caso de la operación 200 que se cambió el concepto de control automático por completo. ITEM

#

1

1

Sensor inductivo M5

DESCRIPCION

2

2

Distribuidor I/O

3

2

Cable para distribuidor

4

10

Conectores para sensor y distribuidor

SEA-3GS-M8-S

5

2

Cable para sensor roscado M8 3 pines

SIM-M8-3GD-2,5-PU

6

2

Switch para Grasera/ Inicio ciclo

7

1

Sensor Inductivo M8x1

8

1

Actuador de Proximidad

BES12FA70

9

1

Montaje en Angulo Recto

BES08FABS80W

10

1

Sensor magnético de cilindro

D-A73

11

1

Caja 6 orificios MCA MOELLER 216540

M22-I6

12

6

Porta leyenda O I MCA MOELLER 9510100

13

6

Etiqueta aluminio 27X18mm

14

1

Etiqueta Amarilla Paro Emergencia

15

2

Pulsador iluminador Blanco MCA, MOELLER

M22-DL-W

16

1

Pulsador iluminador Rojo MCA, MOELLER

M22-DL-R

17

1

Llave 2 posiciones con retorno MCA MOELLER

M22-WS

18

1

Botón Paro De Emergencia MCA, MOELLER

M22-PVT

19

2

Contra de Conector p/PG13

20

5

Cable multi-conductor 16 Hilos AWG 22

21

1

Puntas Terminal AWG 24 WEIDMULLER

22

2

Lámpara Indicadora Blanca MOELLER

23

1

Clip sujetador MOELLER

24

1

Interruptor 3 polos 32 A MOELLER

P1-32/EA/SVB

25

5

Contacto NA Posterior MOELLER

M22-KC1O

26

1

Contacto NC Posterior MOELLER

M22-KCO1

27

1

Contacto NC Posterior MOELLER

M22-KCO1

28

3

DB 25 Hembra- Concha

29

3

DB 25 Macho- Concha

30

1

Riel Din35X7.5 Ranurado

31

1

Canaleta gris WEIDMULLER

32

300

33

1

Cilindro Ø63 Carr.50mm

34

1

Manifold 4 Estaciones

Soporte transparente para etiqueta

Nº SERIE NBB0.8-5GM25-E2 MPV-E/A12-M8 KMPV-SUB-D-15-5

BES516324GE5CS49

M22S-ST-X

WD-PG-13C

9019010000 M22-L-W M22-A

51450 BK60X60 10033AN CDQ2B63-50D SS5Y5-20-04

29

35

2

Electro-válvula 5/2-24V-1/8

SY5120-5LZ-01

36

3

Tapa ciega para manifold

S5Y000-26-20A

37

2

Silenciador 1/8

AN103-01

38

1

Filtro regulador

AW20-01BG

39

4

Tapón ciego 1/8

R(PT)1/8

40

10

Manguera Poliuretano Negra 6mm

41

10

Manguera Poliuretano Azul 6mm

42

2

Regulador de caudal 6mm-1/4

43

4

Conector Recto 6MM-1/8

44

1

Conexión Rápida P/Aire Espiga

KS4-CK-4

45

1

Sensor magnético para cilindro

D-A73L

TU0604B-20 TU0604BU3-20 AQS22001F-02-06S KQ2S06-01S

Tabla 9.3.1; Lista de materiales generada para la prensa 100.

ITEM

#

1

2

Sensor SprintMark

DESCRIPCION

Nº PARTE

2

2

Sensor inductivos bloque

3

2

Distribuidor I/O

4

2

Cable para distribuidor

5

20

Conectores para sensor y distribuidor

SEA-3GS-M8-S

6

2

Cable para sensor roscado M8 3 pines

SIM-M8-3GD-2,5-PU

7

1

Sensor Inductivo M8x1

BES516324GE5CS49

8

1

Actuador de Proximidad

BES12FA70

9

1

Montaje en Angulo Recto

BES08FABS80W

10

1

PC Industrial ADVANTECH 610H 4U

AGS-CTOS-SYS-B

11

1

Impresora ZEBRA

ZM400-3001-0000T

12

1

Tarjeta de entradas y salidas

PA-1500

13

1

Escáner QUADRUS MINI

FIS-6300-0001G

14

2

Sensor de visión OMRON

ZFV-R5025

15

2

Fuente de alimentación OMRON

S8VS-06024

16

1

Monitor de 17"

17

1

Mouse óptico

18

1

Teclado

19

1

Caja 6 orificios MCA MOELLER 216540

20

6

Porta leyenda O I MCA MOELLER 9510100

21

6

Etiqueta aluminio 27X18mm

22

1

Etiqueta Amarilla Paro Emergencia

23

2

Pulsador iluminador Blanco MCA, MOELLER

M22-DL-W

24

1

Pulsador iluminador Rojo MCA, MOELLER

M22-DL-R

25

1

Llave 2 posiciones con retorno MCA MOELLER

M22-WS

26

1

Botón Paro De Emergencia MCA, MOELLER

M22-PVT

WM03PCT2 BES516300S166S49 MPV-E/A12-M8 KMPV-SUB-D-15-5

M22-I6 M22S-ST-X

30

27

2

Contra de Conector p/PG13

WD-PG-13C

28

5

Cable multi-conductor 16 Hilos AWG 22

29

1

Puntas Terminal AWG 24 WEIDMULLER

30

2

Lámpara Indicadora Blanca MOELLER

31

1

Clip sujetador MOELLER

32

1

Interruptor 3 polos 32 A MOELLER

P1-32/EA/SVB

33

5

Contacto NA Posterior MOELLER

M22-KC1O

34

1

Contacto NC Posterior MOELLER

M22-KCO1

35

1

Contacto NC Posterior MOELLER

M22-KCO1

36

3

DB 25 Hembra- Concha

37

3

DB 25 Macho- Concha

38

1

Riel Din35X7.5 Ranurado

39

1

Canaleta gris WEIDMULLER

BK60X60

40

300

Soporte transparente para etiqueta

10033AN

41

1

CILINDRO Ø63 CARR.50 MM

42

1

MANIFOLD 4 ESTACIONES

43

1

ELECTROVALVULA 5/2-24V-1/8

SY5120-5LZ-01

44

3

TAPA CIEGA PARA MANIFOLD

S5Y000-26-20A

45

2

Silenciador 1/8

46

1

FILTRO REGULADOR

47

4

Tapón ciego 1/8

48

10

Manguera Poliuretano Negra 6MM

49

10

Manguera Poliuretano Azul 6MM

50

2

REGULADOR DE CAUDAL 6MM-1/4

51

4

Conector Recto 6MM-1/8

52

1

Conexión Rápida P/Aire Espiga

KS4-CK-4

53

1

Sensor magnético para cilindro

D-A73L

9019010000 M22-L-W M22-A

51450

CDQ2B63-50D SS5Y5-20-04

AN103-01 AW20-01BG R(PT)1/8 TU0604B-20 TU0604BU3-20 AQS22001F-02-06S KQ2S06-01S

Tabla 9.3.2; Lista de materiales generada para la prensa 200. ITEM

#

1

1

CILINDRO Ø63 CARR.50 MM

DESCRIPCION

Nº PARTE

2

1

VALVULA BIESTABLE 5/2-24V-1/4

SYA7220-02

3

2

Conector Recto 6MM-1/4

KQ2S06-02S

4

2

Conector Recto 4MM-M5

KQ2H04-M5

5

2

Silenciador 1/8

6

1

CONECTOR RAPIDO A CODO 4MM-M5

KQ2L04-M5

7

1

FILTRO REGULADOR

AW20-01BG

8

10

Manguera Poliuretano Negra 6MM

TU0604B-20

9

10

Manguera Poliuretano Azul 6MM

TU0604BU3-20

10

2

REGULADOR DE CAUDAL 6MM-1/4

CDQ2B63-50D

AN103-01

AQS22001F-02-06S

31

11

2

Conector Recto 6MM-1/8

KQ2S06-01S

12

1

Conexión Rápida P/Aire Espiga

13

1

REGULADORR DE PASO 4MM

14

1

DETECTOR POR OBTURACION SDK-3-PK-3

8714

15

1

VALVULA BASICA MINI S-3-PK-3B

7843

16

1

TEMPORIZADOR NEUMATICO VZO-3-PK3

5754

KS4-CK-4

Tabla 9.3.3; Lista de materiales generada para la prensa 300.

ITEM

#

1

1

Sensor inductivos bloque

DESCRIPCION

Nº PARTE

2

1

Sensor Tipo Herradura

BGL80A001S49

3

2

Distribuidor I/O

MPV-E/A12-M8

4

2

Cable para distribuidor

5

10

Conectores para sensor y distribuidor

SEA-3GS-M8-S

6

4

Cable para sensor roscado M8 3 pines

SIM-M8-3GD-2,5-PU

7

1

Atornillador electrónico DESOUTTER

SLE 032 L 750 DE 40 A 320 CNm

8

1

Control atornillador ESP7

9

1

Tarjeta DESOUTTER

10

1

Brazo de reacción

D53-20

11

1

Caja 6 orificios MCA MOELLER 216540

M22-I6

12

6

Porta leyenda O I MCA MOELLER 9510100

13

6

Etiqueta aluminio 27X18mm

14

1

Etiqueta Amarilla Paro Emergencia

15

2

Pulsador iluminador Blanco MCA, MOELLER

16

5

Led blanco 12-30 VAC/DC Posterior MOELLER

17

1

Pulsador iluminador Rojo MCA, MOELLER

18

1

Llave 2 posiciones con retorno MCA MOELLER

M22-WS

19

1

Botón Paro De Emergencia MCA, MOELLER

M22-PVT

20

2

Contra de Conector p/PG13

21

5

Cable multi-conductor 16 Hilos AWG 22

22

1

Puntas Terminal AWG 24 WEIDMULLER

23

2

Lámpara Indicadora Blanca MOELLER

24

1

Clip sujetador MOELLER

25

1

Interruptor 3 polos 32 A MOELLER

P1-32/EA/SVB

26

5

Contacto NA Posterior MOELLER

M22-KC1O

27

1

Contacto NC Posterior MOELLER

M22-KCO1

28

2

Puente Fijo 10 Polos WEIDMULLER

WQW 2.5/10

29

3

Tope Final WEIDMULLER

30

3

DB 25 Hembra- Concha

BES516300S166S49

KMPV-SUB-D-15-5

M22S-ST-X

M22-DL-W M22-LEDC-W M22-DL-R

WD-PG-13C

9019010000 M22-L-W M22-A

EW 35

32

31

3

DB 25 Macho- Concha

32

1

Riel Din35X7.5 Ranurado

33

1

Canaleta gris WEIDMULLER

BK60X60

34

300

Soporte transparente para etiqueta

10033AN

35

1

CILINDRO Ø63 CARR.30 MM

36

1

MANIFOLD 4 ESTACIONES

37

2

ELECTROVALVULA 5/2-24V-1/8

SY5120-5LZ-01

38

3

TAPA CIEGA PARA MANIFOLD

S5Y000-26-20A

39

2

Silenciador 1/8

40

1

FILTRO REGULADOR

41

4

Tapón ciego 1/8

42

10

Manguera Poliuretano Negra 6MM

TU0604B-20

43

10

Manguera Poliuretano Azul 6MM

TU0604BU3-20

44

2

REGULADOR DE CAUDAL 6MM-1/4

45

4

Conector Recto 6MM-1/8

1

Conexión rápida P/Aire Espiga

46

51450

CDQ2B63-30D SS5Y5-20-04

AN103-01 AW20-01BG R(PT)1/8

AQS22001F-02-06S KQ2S06-01S KS4-CK-4

Tabla 9.3.4; Lista de materiales generada para la prensa 400.

ITEM

#

DESCRIPCION

Nº PARTE

1

3

Distribuidor I/O

MPV-E/A12-M8

2

3

Cable para distribuidor

3

24

Conector para sensor y distribuidor

4

20

Cable para sensor roscado M8 3 pines

5

2

Caja Rittal

PK9510.100

6

1

Impresora

TM-T88V

7

1

Sensor óptico IPF

8

4

Sensor magnético D-M9P

9

10

Sensor inductivo M8 pepper and fuch

NEN6-8GM45-E2-V3

10

2

Sensor Inductivo M8x1

BES516324GE5CS49

11

1

Actuador de Proximidad

BES12FA70

12

1

Sensor inductivo de bloque

13

1

Conector de 72 pines Macho-Hembra

14

1

conector de 39 macho y hembra

15

1

DB-50 pines macho y hembra

16

1

Sensor de visión OMRON

ZFV-R5025

17

1

Fuente de alimentación OMRON

S8VS-06024

18

1

Escáner QUADRUS MINI

19

1

Escánerhandheld 4600

KMPV-SUB-D-15-5 SEA-3GS-M8-S SIM-M8-3GD-2,5-PU

OT 150 176 D-M9P

BES516300S166S49

FIS-6300-0001G 4600GRS051C-0F00E

33

20

1

Conector harquis macho hembra

21

16

Clemas doble piso

22

6

Relevador Finder

23

2

Db-37 Macho - Hembra

24

2

Db-9 Macho-Hembra

25

13

Pines de alta corriente

26

13

Casquillos pines alta corriente

27

8

Pines de baja corriente

28

8

Casquillos de pines baja corriente

29

3

Resistencias de alta corriente 50W 3.3 Ohms

30

2

Resistencias de alta corriente 50W 1.5 Ohms

31

1

Torreta

32

1

Botonera de 22 mm de 1 Orificio

33

1

Selector de 2 posiciones retenido

34

1

Manifold de 8 estaciones

35

4

Tapas ciegas

36

4

Electro-válvulas

37

4

Cilindro simple efecto

38

1

Cilindro marcador

39

7

Conector rápido hembra

KK3S-04E

40

7

Conector rápido macho

KK3P-O4H

41

2

Cilindros de cama de palpadores

MXS8-10AS

42

2

Conector T de 4MM

43

20

Manguera de poliuretano 4MM

34-51-7 024 0010

SS5Y3-20-08 SY3000-26-9A SY3120-5LZ-M5 AV-12-4-C ADVC 12-5-1-P

Tabla 9.3.5; Lista de materiales generada para la prensa 500.

9.4

Diseño Y Desarrollo Del Producto Por Operación

Para esta parte del proyecto el punto de partida fueron planos CAD en 2D de todas las partes de la prensa (los cuales no son incluidos debido a la cantidad de los mismos) los cuales fueron proporcionados por el cliente, dichos planos correspondían a la línea muestra.

El primer paso para el diseño fue la revisión de los requerimientos del cliente (presentados en el punto 9.2 del presente capitulo), una vez 34

teniendo claros dichos puntos se dio paso al proceso de diseño. Primeramente se tuvieron que generar las piezas en 3D a partir de los planos en 2D hasta completar la máquina en su totalidad, existieron casos en los que se presentó un faltante de planos para generar piezas para lo cual se optó por realizar una visita a la planta o bien realizar un diseño propio.

Todo este desarrollo fue trabajado en una plataforma informática de diseño llamada SolidWorks (ver imagen 9.4.1), la cual nos permitió realizar el diseño en su totalidad desde generación de planos en 2D, ensambles de las prensas completas, análisis de materiales, análisis de movimientos, funcionalidad de mecanismos, simulación, entre otras.

Figura 9.4.1;Vista general de software SolidWorks.

35

Cabe mencionar que todas las prensas a excepción del probador final (OP500) están conformadas de las siguientes partes:

Nido: Parte de la prensa donde es colocada la pieza a ensamblar.

Pisador: Parte de la prensa en donde se encuentran la cantidad de piezas necesarias para realizar un correcto ensamble de las partes del producto, este por lo general es movido por un cilindro neumático ubicado en la parte superior o inferior de las prensa.

Periféricos: Existen periféricos diversos, desde graseras, bases de apoyo para ensambles externos a la prensa, bases con pokayoke para correcto ensamble de botones.

9.4.1 Diseño y Desarrollo OP100 Como ya se mencionó con anterioridad, el punto de partida para comenzar a diseñar fue hacer uso de los planos proporcionados por el cliente de la línea muestra. En la imagen 9.4.2 se puede observar un esquemático desarrollado en una plataforma en 2D en la cual podemos observar los componentes y piezas de la máquina, la enumeración de las piezas es únicamente para distinguirlas de entre los diferentes planos que fueron generados.

El objetivo de la colocación de las figuras de diseños muestra en 2D es para ilustrar la forma de las piezas, las cotas no tienen mayor relevancia.

36

Figura 9.4.2; Vista de OP100 en 2D.

37

Figura 9.4.3; Planos de línea muestra.

Fue a partir de planos como el que se muestra en la imagen 9.4.3 que se pudo comenzar a desarrollar sólidos en 3D(ver imagen 9.4.4), fue muy útil contar con estos planos ya que facilitó el entendimiento del concepto de cada pieza, además algunas piezas no sufrieron cambios en su diseño, fueron algunas como se muestra en la pieza de color verde abajo mostrada.

38

Figura 9.4.4Sólidos de OP100 a último nivel.

Este par de piezas forman parte del nido de la OP100 (ver imagen 9.4.5), la forma en la que es requerido el diseño por parte de nuestro cliente es muy intuitiva y llena de elementos que permitan un correcto ensamble de la prensa así mismo que al momento de estar funcionando en producción el mismo diseño de la prensa evite el que sean introducidos mal los elementos del producto para eliminar piezas dañadas o mermas.

Figura 9.4.5; Ensamblaje de nido en OP100.

39

Figura 9.4.5; Ensamblaje de nido en OP100 con la pieza a producir.

En contraste con los requerimientos que se pidieron en un inicio se obtuvieron los siguientes resultados ilustrados en la imagen: 1. Se deben realizar tres engrasados: a. Engrasar el cuerpo (9 puntos de grasa) b. Engrasado de disco de enclavamiento.

2. Eclipsado en prensa de actuadores a cuerpo y botones de control de retrovisor.

3. Ensamble de botón (joystick) de control de espejos retrovisores.

4. Engrasado y sub-ensamble de botón de bloqueo de vidrio de pasajeros (3 puntos de grasa).

40

4

2 3

1 b.

1 a. Figura 9.4.6; Solido de OP100 a ultimo nivel.

Una vez que fue entregada la línea en las instalaciones de nuestro cliente, como otro de los requerimientos fue el que le fueran entregados planos con el formato de los que nos fueron proporcionados en un inicio pero correspondientes a la línea que fabricamos.

En la figura 9.4.7 se puede observar el ensamble de la operación en 2D tal y como fue entregado al cliente, los planos no fue permitido

41

colocarlos en este reporte debido al estricto manejo de información por parte de nuestro cliente.

Figura 9.4.7 Vista parte de la información que fue entregada al cliente.

42

9.4.2 Diseño Y Desarrollo OP200 Para todos los diseños desarrollados se empleó el mismo sistema y procedimiento que en la OP100, también se obtuvieron planos de referencia por parte del cliente.

Figura 9.4.8; Ensamble muestra de OP200 en 2D.

43

Los objetivos de diseño para esta operación son mencionados a continuación e ilustrados en la imagen 9.4.9.

1 Primeramente se verifica que el sub-ensamble tenga colocados los resortes del botón de bloqueo, esta será la condición inicial para el proceso en esta operación, fue diseñada base con un sistema de resorte el cual es vencido por el resorte del producto permitiendo a los pernos llegar a ser detectados por un sensor.

2 Colocación de etiqueta de producto (manual), verificación de etiqueta de producto (Automático: computadora industrial, PLC, escáner).

3 Verificación de posición y grafico de botones de control de retrovisores (Automático).

4 Verificación y eclipsado de botones de bloqueo y apertura de seguros de puerta (Automático: Cámaras de visión).

5 Colocación de botones de control de ventanas (base para colocación manual).

44

3

5

2 4 1

. Figura 9.4.9; Solido de OP200 a ultimo nivel.

Para el caso en particular de esta prensa fue la operación que tiene más piezas de las demás, es la prensa que más sensores y cámaras de visión utiliza, fue la prensa más robusta no solo por la cantidad de piezas sino también por la cantidad de ensambles y verificaciones que en ella se llevan a cabo.

45

Figura 9.4.10; Vista parte de la información que fue entregada al cliente.

9.4.3 Diseño Y Desarrollo OP300 En esta prensa no son utilizados sensores eléctricos únicamente válvulas neumáticas, tampoco se implementó un control eléctrico, sino que fue desarrollado un sistema neumático para el funcionamiento automático.

Esto se pudo lograr debido a que en esta prensa no es necesario verificar nada eléctricamente, únicamente fue necesario realizar un diseño mecánico el cual permita asegurar la posición de los clips metálicos que son ensamblados en esta operación.

46

Figura 9.4.11; Solido de OP300 a último nivel.

47

Figura 9.4.12; Vista parte de la información que fue entregada al cliente.

48

9.4.4 Diseño Y Desarrollo OP400

Figura 9.4.13; Planos de línea muestra.

49

Figura 9.4.14; Solido de OP400 a último nivel versión WD.

50

Figura 9.4.15; Solido de OP400 a último nivel versión RT.

51

Imagen 9.4.16; Vista parte de la información que fue entregada al cliente.

52

9.4.5 Diseño Y Desarrollo OP500

Figura 9.4.17; Planos de línea muestra.

Figura 9.4.18; Solido de OP500 a último nivel versión WD.

53

Figura 9.4.19; Solido de OP500 a último nivel versión RT.

54

Figura 9.4.20; Vista parte de la información que fue entregada al cliente.

9.5

Fabricar El Producto

Para todos los diseños desarrollados fueron generados planos para así poder mandar a fabricar todas la piezas de las prensas, fueron manufacturadas en diversas máquinas como: Fresadoras de 3 ejes, torno, maquina CNC, entre otras.

55

Para la fabricación de las piezas que en su mayoría fueron manufacturadas de materiales como: Acero (4140T, 1018, 9840), aluminio, derlyng negro y blanco, esta parte del proyecto fue regida por la norma ASME Y14.5M-1994 en la cual se establecen diversos puntos:

ANSI Standards Store. ANSI (American National Standards Institute). (Abril Del 2011) informa:

De acuerdo a la norma ASME Y14.5M-1994 la intención del dimensionamiento y establecimiento de tolerancias geométricas es describir el propósito ingenieril de las partes y ensambles. Más específicamente, es describir los requerimientos geométricos para las partes y ensambles. Una aplicación apropiada de esto asegura la obtención de partes con la geometría definida en el diseño, lo que lleva a que tengan la forma deseada, que estén dentro de los límites de tolerancias y que funcionen como deben.

Existen varias reglas fundamentales que deben aplicarse:

Toda dimensión debe tener una tolerancia. Todas las características de una pieza manufacturada están sujetas a variación, por lo tanto, los límites de permisión de dicha variación deben especificarse.

El dimensionamiento y las tolerancias deben definir completamente la geometría nominal y la variación permitida.

Los dibujos o planos deben definir los requisitos de la pieza terminada. Todas las indicaciones de dimensiones y tolerancias requeridas para terminar la pieza deben estar indicadas en el plano. Si hay

56

dimensiones que pueden resultar de ayuda, pueden ser marcadas como referencia. Las dimensiones deben ser aplicadas a las características y acomodadas de forma que representen las funciones de dichas características.

La geometría de la pieza debe especificarse sin definir explícitamente el método de fabricación.

Todas las indicaciones de dimensiones y tolerancias deben ser perfectamente legibles.

Cuando sea necesario un calibrador específico para fabricar una pieza, este debe ser indicado.

Los ángulos de 0°, 90°, 180° y 270° se asumen cuando se perciben de tal forma en el dibujo aunque no haya una dimensión de angularidad especificada.

La temperatura a la que son válidas las dimensiones y tolerancias es 20 °C, a menos que otra sea especificada

57

Figura 9.5.1; Plano de pieza muestra de OP100.

Para poder asegurar la calidad en la manufacturase delimitan tolerancias las cuales vienen especificadas en los planos de fabricación en la parte inferior izquierda (ver figura 9.5.1), en las cuales se establece que tan permitido está el error según la unidad ya que entre más decimas contenga nuestra acotación menor error será permitido.

Figura 9.5.1; Tolerancias implementadas en MAPI.

58

NOTA:No fue posible colocar todos los planos de fabricación en este documento debido a que no se fue autorizado por nuestro cliente.

9.6

Elaboración De Diagramas Eléctricos, Neumáticos

ANSI Standards Store. ANSI (American National Standards Institute). (Abril Del 2011) informa:

La NOM-001-SEDE-1999 fue publicada el 27 de septiembre de 1999, el objetivo de la NOM es el deestablecer las disposiciones y especificaciones

decarácter

técnico

que

deben

satisfacer

las

instalacionesdestinadas a la utilización de la energía eléctrica, a finde que ofrezcan condiciones adecuadas de seguridadpara las personas y sus propiedades: protección contrachoque eléctrico, efectos térmicos, sobre corrientes,corrientes de falla, sobretensiones, fenómenosatmosféricos e incendios, entre otros. El cumplimientode las disposiciones indicadas en esta NOM garantizaráel uso de la energía eléctrica en forma segura.

De acuerdo a lo anterior fueron desarrollados los diagramas eléctricos para el proyecto, tomando en cuenta la seguridad de dichas instalaciones.

En las instalaciones de la empresa se tiene una acometida de 220 VAC sin conexión a neutro, es por eso que todos los componentes eléctricos deben de conectarse a una alimentación de 220 VAC con conexión tipo europeo. Esto incluye los gabinetes de control para PLC Mitsubishi para los cuales fueron desarrollados los siguientes diagramas.

59

Diagrama 9.6.1; Diagrama de platina de gabinete de PLC Mitsubishi.

60

Diagrama 9.6.2; Diagrama de conexión DB25 de gabinete de PLC Mitsubishi.

61

Diagrama 9.6.3; Diagrama de conexión de salidas conectadas a DB15´s de gabinete de PLC Mitsubishi.

62

Diagrama 9.6.4; Diagrama de conexión de entradas conectadas a DB15´s de gabinete de PLC Mitsubishi.

A continuación se especifica en tablas el orden de conexión de entradas y salidas de acuerdo a un estándar de nuestro cliente, por lo cual se tienen que agrupar en entradas y salidas o bien se separan grupos de entradas y salidas en un conector DB para conexión de cámaras o el caso de la OP400 que contiene un atornillador.

63

db15 Distribuidor salidas D2

db15 Distribuidor entradas D1 X11

Distribuidor D1.1

MORADO

db15.1

Y10

Distribuidor D2.1

NEGRO

db15.1

X12

Distribuidor D1.2

GRIS-ROSA

db15.2

Y11

Distribuidor D2.2

MORADO

db15.2

X13

Distribuidor D1.3

ROJO-AZUL

db15.3

Y12

Distribuidor D2.3

GRIS-ROSA

db15.3

db15.4

Y13

Distribuidor D2.4

ROJO-AZUL

db15.4

Distribuidor D2.5

BLANCO-VERDE

db15.5

X14

Distribuidor D1.4

BLANCO-VERDE

X15

Distribuidor D1.5

CAFÉ-VERDE

db15.5

Y14

X16

Distribuidor D1.6

BLANCO-AMARILLO

db15.6

Y15

Distribuidor D2.6

CAFÉ-VERDE

db15.6

X17

Distribuidor D1.7

AMARILLO-CAFÉ

db15.7

Y16

Distribuidor D2.7

BLANCO-AMARILLO

db15.7

x20

Distribuidor D1.8

db15.8

Y17

Distribuidor D2.8

AMARILLO-CAFÉ

db15.8

db15.9

db15.9

db15.10

db15.10

db15.11

db15.11 db15.12

db15.12 24vdc 24vdc 0vdc

café 20awg café 20awg azul 20awg

db15.13

24vdc

café 20awg

db15.13

db15.14

24vdc

café 20awg

db15.14

db15.15

0vdc

azul 20awg

db15.15

db15 Distribuidor salidas D4

db15 Distribuidor entradas D3 X21

Distribuidor D3.1

CAFÉ-GRIS

db15.1

Y20

Distribuidor D4.1

BLANCO-GRIS

db15.1

X22

Distribuidor D3.2

BLANCO-ROSA

db15.2

Y21

Distribuidor D4.2

CAFÉ-GRIS

db15.2

X23

Distribuidor D3.3

ROSA-CAFÉ

db15.3

Y22

Distribuidor D4.3

BLANCO-ROSA

db15.3

X24

Distribuidor D3.4

BLANCO-AZUL

db15.4

Y23

Distribuidor D4.4

ROSA-CAFÉ

db15.4

X25

Distribuidor D3.5

CAFÉ-AZUL

db15.5

Y24

Distribuidor D4.5

BLANCO-AZUL

db15.5

X26

Distribuidor D3.6

BLANCO-ROJO

db15.6

Y25

Distribuidor D4.6

CAFÉ-AZUL

db15.6

Distribuidor D4.7

BLANCO-ROJO

db15.7

Distribuidor D4.8

CAFÉ-ROJO

db15.8

X27

Distribuidor D3.7

CAFÉ-ROJO

db15.7

Y26

X30

Distribuidor D3.8

BLANCO-NEGRO

db15.8

Y27

db15.9

db15.9

db15.10

db15.10

db15.11

db15.11

db15.12

db15.12

24vdc

café 20awg

db15.13

24vdc

café 20awg

db15.13

24vdc

café 20awg

db15.14

24vdc

café 20awg

db15.14

0vdc

azul 20awg

db15.15

0vdc

azul 20awg

db15.15

64

db25 E/S Atornillador/Cámaras D7

X31 X32 X33

DB25.1 DB25.2 DB25.3

CAFÉ-NEGRO GRIS-VERDE AMARILLO-GRIS

db15 botonera D5

db25.1 db25.2 db25.3

X34

DB25.4

ROSA-VERDE

db25.4

X35

DB25.5

AMARILLO-ROSA

db25.5

X36

DB25.6

VERDE-AZUL

db25.6

X37

DB25.7

AMARILLO-AZUL

db25.7 db25.8 db25.9 db25.10

X0

selector M/A

BLANCO

db15.1

X1

botón rojo reset

CAFÉ

db15.2

X2

botón atrás blanco

VERDE

db15.3

X3

botón adelante blanco

AMARILLO

db15.4

X4

paro emergencia

GRIS

db15.5

Y1

lámpara roja

CAFÉ

db15.9

Y2

lámpara atrás

VERDE

db15.10

Y3

lámpara adelante

AMARILLO

db15.11

Y4

lámpara verde

GRIS

db15.12

24vdc

café 20awg

db15.7

24vdc

café 20awg

db15.8

0vdc

azul 20awg

db15.14

0vdc

azul 20awg

db15.15

db25.11 24vdc 24vdc

café 20awg café 20awg

db25.12 db25.13

Y30

DB25.13

BLANCO-NEGRO

db25.14

Y31

DB25.14

CAFÉ-NEGRO

db25.15

Y32

DB25.15

GRIS-VERDE

db25.16

Y33

DB25.16

AMARILLO-GRIS

db25.17

Y34

DB25.17

ROSA-VERDE

db25.18

Y35

DB25.18

AMARILLO-ROSA

db25.19

Y36

DB25.19

VERDE-AZUL

db25.20

Y37

DB25.20

AMARILLO-AZUL

db25.21 db25.22 db25.23

0vdc

azul 20awg

db25.24

0vdc

azul 20awg

db25.25

9.7

Realizar Programas Para Equipo De

Control PLC Y Computadora Industrial (Visual Basic) Los programas para en controlador PLC fueron desarrollados en el software Melsoft de Mitsubishi Automation, este fue el caso de las operaciones 100, 200 y 400 (Ver anexo A).

A continuación se presenta el diagrama de flujo del proceso de cada estación, teniendo este diagrama se pudo poder iniciar a construir el diagrama de escalera.

65

9.7.1 Diagrama De Flujo de OP100

Figura 9.7.1; Diagrama de flujo de OP100

66

9.7.2 Diagrama De Flujo De OP200

Figura 9.7.2; Diagrama de flujo de OP200 67

9.7.3

Diagrama De Flujo De OP400

Figura 9.7.3; Diagrama de flujo de OP400 68

9.8

Pre-Ensamble Mecánico. El pre-ensamble mecánico se realizó con el fin de asegurar que las

piezas estuvieran conforme al diseño, en caso contrario se tuvo que realizar un análisis por el técnico mecánico el cual deliberó el trabajo o ajuste que fuera necesario para poder terminar con el problema. Todo este ajuste fue comentado con el diseñador para así corroborar que la pieza estuviera mal y no realizar un trabajo innecesario, todo este ajuste se hizo con ayuda de planos de piezas, los cuales dieron las referencias iniciales para re trabajar las piezas en mal en mal estado.

Una vez que todas las piezas estuvieron ajustadas y revisadas se procedió a mandarlas a los procesos de acabados como lo son:

9.10



Pavonado: Tratamiento de oxidación a aceros.



Anodizado natural: tratamiento de teñido natural al aluminio.



Anodizado negro: teñido de color negro a aluminio.

Pruebas Y Ajustes (Mecánicas Y De Control)

El objetivo en este capítulo fue el de ensamblar todas las operaciones con las piezas ya tratadas a último nivel, conectar todos los sistemas de control (sensores, PLC, equipos de prueba, sistemas electrónicos, drivers, entre otros.), cargar los programas a los equipos de control PLC, entre otras actividades diversas. Conforme se terminaban las estaciones, éstas eran validadas por el equipo de revisión y validación del producto, conformado por: diseñador, mecánico, electrónico y programador, este equipo fue el encargado de

69

revisar y probar minuciosamente las máquinas, revisando con mucho cuidado las características y funcionamiento del equipo.

9.11

Validación Del Producto Con El Cliente (Corrida

Nuestras Instalaciones)

Una vez que se tuvo la línea por completo fue programada por nuestro cliente una corrida de 200 piezas en nuestras instalaciones. Esto con el objetivo de conocer a detalle el funcionamiento y desempeño de la línea de producción.

10 Resultados Obtenidos El análisis y proyección de problemáticas o incidentes que pueden retrasar o entorpecer el desarrollo de un proyecto, es indispensable preverlo y conocerlo para tomar las acciones necesarias en pro del proyecto, para así poder lograr cumplir con los objetivos planteados en un inicio.

Si recordamos el capítulo número cuatro donde fueron mencionados los objetivos de este proyecto, podemos encontrar que el objetivo número uno fue el tiempo de entrega de un total de semanas, conforme fue pasando el desarrollo del proyecto nos dimos cuenta de que la entrega de información por parte de nuestro cliente fue un poco tardía es por eso que se pudo negociar una prórroga de entrega de la línea debido a estos atrasos, teniendo un total de nueve semanas de trabajo, en donde se cumplieron los demás objetivos: fabricación de 4 prensas electro neumáticas, siete periféricos (graseras, bases auxiliares de ensamble, mascarillas de diferentes modelos), cumpliendo también con la entrega de

70

todas las piezas mecánicas rectificadas y tratadas lo cual fue posible gracias al plan de distribución de piezas entre nuestros proveedores.

Otro objetivo fue el ajustar y programar la línea para una capacidad de producir una pieza por minuto, desde que pasa por la primera hasta llegar a la línea de empaque, lo cual fue posible gracias al ajuste mecánico que se pudo lograr, un funcionamiento mecánico sin fricción ni colisiones además de una programación de los sistemas de control objetiva y precisa para así lograr una producción por turno de más de 500 piezas ensambladas y probadas.

11 Análisis De Riesgo Sin perder de vista uno de los requisitos más importantes como lo fue el tiempo de entrega de 7 semanas,las actividades que más consumieron tiempo fueron:

El diseño en 3D principalmente abarcó la gran parte del proyecto debido a la cantidad de piezas de cada dispositivo, otro de los requerimientos fue que el cliente tenía que validar el diseño para dar partida a la fabricación del mismo.

Es por eso que se decidió aplicar una estrategia para poder atacar este problema el cual fue darle una prioridad a los dispositivos más complejos (Operación 200 y 500), así el tiempo se aplicaría principalmente a dichos dispositivos. Aún aplicado este plan se tenía otro problema; tomando en cuenta de que cada dispositivo está formado por aproximadamente 100 piezas entre acero, aluminio o nylamind más el hecho de que en las instalaciones solo se cuentan con 4 fresadoras y por operador se tiene una productividad de entre 4 y 8 piezas por día 71

(dependiendo el grado de dificultad), tomando estos puntos en cuenta se tuvo que distribuir el trabajo entre 7 diferentes proveedores, pero esto implicaba un riesgo debido a que la calidad entre proveedores y los maquinados producidos en MAPI son de mejor calidad además de que se tuvo especial cuidado en los ajustes mecánicos ya que de esto dependía garantizar un excelente funcionamiento de los dispositivos. Otro problema que se tuvo fueron los tiempos de entrega de equipos especiales (Cámaras de visión, escáner, sistemas de engrasado, atornillador) los cuales en su mayoría provenían de países europeos, para los cuales como mínimo se obtuvo un tiempo de entrega de 4 semanas o más en algunos materiales, lo principal fue realizar el pedido de estos materiales una vez que se nos fue asignado el proyecto. 12 Conclusiones En la etapa en la que vive la industria actualmente es requisito indispensable contar con un conocimiento tecnológico, teórico y práctico el cual nos ayude a desenvolvernos como profesionistas responsables, leales, puntuales y con un carácter que permita abrirse paso en el ámbito laboral.

La experiencia que se obtuvo en este proyecto fue muy enriquecedora e importante para mi desarrollo profesional puesto que tuve la oportunidad de participar en todas las etapas, desde el diseño mecánico de las máquinas, pasando por ensamble mecánico, conexión y calibración de sensores hasta el trato directo con el cliente resolviendo problemáticas de diseño, control y producción.

Una de las contribuciones más valiosas que se aportaron fue el tener impacto en la planeación y control de actividades que causaron una

72

problemática, tal como lo fue la especificación en tolerancias de manufactura para piezas maquinadas que ocasionó un funcionamiento defectuoso de las máquinas que fueron fabricadas.

Conforme transcurría el proyecto fue notable la ausencia de alguien que se echara el proyecto en los hombros el cual decidiera gran parte de las actividades a ejecutar lo cual fue un poco el impacto que se tuvo debido a la gran carga de trabajo y a la ausencia de personal se obtuvo un desarrollo administrativo exitoso ya que se tuvo la necesidad de trabajar de esa manera ya que la exigencia del proyecto lo requería.

Algo de lo que me siento orgulloso es de que siendo becario, se demostraron aptitudes de liderazgo y un manejo de conocimientos técnicos y prácticos que me ayudaron a mi desempeño lo cual fue tomado en cuenta para que me fuese asignado el desarrollo de el probador final, siendo este el más extenso con el mayor grado de dificultad en cuanto a exigencias del cliente además de que fue necesario el razonamiento y análisis para resolver problemáticas de funcionalidad de mecanismos automáticos

controlados

con

PLC

y

computadoras

industriales

ADVANTECH. 13 Recomendaciones Es imprescindible no dejar de visualizar los objetivos y alcances de un proyecto, vital es tener un líder de proyecto capaz de no perder de vista los intereses de la empresa así como los del cliente lo cual hizo falta durante la ejecución de la planeación y desarrollo del proyecto. Consecuentemente

se

omitió

el

uso

eficiente

de

herramientas

administrativas para llevar a cabo una mejor administración del proyecto.

73

14 Referencias Bibliográficas FESTO México. Consulta de productos de la marca.(Enero del 2011) http://www.festo.com/cms/es-mx_mx/index.htm

SMC Pneumatics. SMC Pneumatics. Consulta de productos de la marca. (Enero del 2011) http://www.smcpneumatics.com/

Dassault Systèms. Descarga de sólidos en 3D. (Enero-Febrero del 2011) http://www.3dcontentcentral.com/default.aspx

MITSUBISHI AUTOMATION. Consulta de fichas técnicas de equipos.(Febrero del 2011) http://www.mitsubishi-automation.com/index.html

Microsoft Corp. Embedded systems (Marzo del 2011) http://www.microsoft.com/windowsembedded/en-us/windows-embedded.aspx

ADVANTECH. Sistemas informáticos de control industrial. (Febrero-Marzo del 2011). http://www.advantech.com/sector/machine-automation/default.aspx

ANSI Standards Store. ANSI(American National Standards Institute). (Abril Del 2011). http://webstore.ansi.org/?source=google&adgroup=ansi&keyword=ANSI&gclid=CMeFmcDi_qgC FUkZQgodml7oUQ

Leopold Kostal. KOSTAL Mexicana. (Abril del 2011) http://www.kostal.com/spanish/2-04-00-01.html Ing. José Antonio Velásquez C. Tecnologías para la Automatización Industrial (Abril del 2011). http://www.urp.edu.pe/labcim/portal/imagenes/articulo_URP%5B1%5D.pdf

74

15 Anexo A: Diagramas De Escalera Para Equipo PLC 15.1 Diagrama De Escalera De OP100

75

76

77

78

79

80

81

15.1.1

Asignación De Entradas y Salidas

82

15.2 Diagrama De Escalera De OP200

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84

85

86

87

15.2.1

Asignación De Entradas y Salidas

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