PROPUESTA DE AUTOMATIZACION DE TORNO PARALELO

RICARDO VILLARRAGA VANEGAS

CODIGO: 10701145

INSTITUTO TECNICO CENTRAL LA SALLETECNICO EN ELECTROMECANICA

PRACTICA PROFESIONALBogotá 2009

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PROPUESTA DE AUTOMATIZACION DE TORNO PARALELO

RICARDO VILLARRAGA VANEGAS

CODIGO: 10701145

Docente:

GERMAN GRANADOS

INGENIERO

INSTITUTO TECNICO CENTRAL LA SALLETECNICO EN ELECTROMECANICA

PRACTICA PROFESIONALBogotá 2009

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CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCION

1. RESUMEN 5

2. FORMULACION DEL PROBLEMA 6

3. JUSTIFICACION 11

4. DELIMITACIO DEL PROBLEMA 12

5, OBJETIVOS 13

5.1 General 13

1.2 Específicos 13

6 METOTOLOGIA 14

7. MARCO TEORICO 15

7.1 TIPOS DE TORNO 15

7.1.1 Torno Paralelo 16

7.1.2 Torno Copiador 16

7.1.3 Torno Revolver 17

7.1.4Torno Automático 18

7.1.5 Torno Verticales 18

7.1.6 Torno CNC 19

7.2 Otros tipos de Torno 19

8 LISTA DE FOTOS 20

9 CONCLUSIONES 21

10. GLOSARIO 22

BIBLIOGRAFIA

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INTRODUCCION

En este plan de trabajo se describe un diseño ejecutable y eficiente, en la

automatización de un torno paralelo, para un sistema de espadiado utilizado en la

fabricación de herramientas nuevas para la industria petrolera.

Una de las características de este sistema es la rapidez del proceso y el

aprovechamiento del personal operativo y técnico disponible en la compañía.

Este diseño se sustentara, mediante la evaluación de daños en los otros equipos.

ya que es donde podemos evidenciar la incidencia del daño frente a la

operatividad del equipo.

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1. RESUMEN

Este documento es una propuesta que se diseño para implementar un sistema de

espadiado hidráulico, eficaz y eficiente para acelerar los procesos de fabricación

herramientas nuevas para la industria petrolera, así como para disminuir costos en

la fabricación de herramientas petroleras nuevas, garantizar la vida útil de los

tornos y facilitar el manejo de estos.

Está idea está sustentada en la experiencia y el conocimiento de todos los

factores que influyen en el desarrollo del trabajo por haber surgido del día a día

de una empresa en la que se evidencia el deterioro injustificado de las maquinas y

sobre todo de los tornos.

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2. FORMULACION DEL PROBLEMA

Esta propuesta se plantea debido a la necesidad de disminuir costos en la

fabricación de herramientas petroleras nuevas, aprovechamiento de los recursos

operativos y evitar los daños que se vienen presentando en la caja de velocidades,

sistema de closs, y bobinas del carro longitudinal de las maquinas utilizadas para

dicho trabajo debido al sobre esfuerzo generado al estar trabajando en esta

operación .

Imagen Nro. 1 TALADRADO CON ESPADA DE DIAMETRO 5”

6

Imagen Nro. 2 ESFUERZO DEL OPERARIO AL REALIZAR LA OPERACION

IMAGEN Nro. 3A SI QUEDA EL MATERIAL DESPUES DE PERFORAR

7

En la siguiente imagen podemos observar un torno paralelo que presenta daño en

las bobinas del carro longitudinal al estar taladrando con una espada de 4 ½ “

IMAGEN Nro. 4

Daño en las bobinas del carro longitudinal.

8

Esta imagen nos muestra la destrucción de los ejes en la caja de velocidades por

el sobre esfuerzo al estar taladrando con una espada de 3”

IMAGEN Nro. 5

9

Esta imagen nos muestra la destrucción piñón de arrastre del carro longitudinal y

cremallera que engrana con piñón al estar taladrando con una espada de 4”.

IMAGEN Nro. 6

Daño en la cremallera y piñon de arrastre del carro longitudinal.

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3. JUSTIFICACION

Las razones que conllevaron a formular esta propuesta de investigación fueron

buscar soluciones para evitar los daños en los tornos, rapidez del proceso de

producción, disminución de costos en mano de obra, satisfacer las necesidades

del cliente y ser líderes en fabricación de herramientas para la explotación

petrolera.

Esta idea esta sustentada en la experiencia y el conocimiento de todos los

factores que influyen en el desarrollo del trabajo, por lo que se evidencia la

necesidad de automatizar el torno y asi lograr los objetivos propuestos.

La investigación es posible ya que se cuenta con el objeto de investigación como

parte de ella, además se tiene como apoyo asesoría técnica profesional con el fin

para asegurar la viabilidad de esta propuesta además de poder adquirir

conocimientos más amplios y técnicos de la materia.

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4. DELIMITACION DEL PROBLEMA

Al presentar esta propuesta lo que pretendemos es la automatización del torno

paralelo y así brindar a la empresa solución de fácil implementación y costos

asequibles.

La implementación de esta investigación se tratara de realizar en 6 meses

después de darla a conocer a diferentes empresas a las que les pueda interesar la

automatización de torno paralelo.

IMAGEN Nro. 7

Torno para implementar dicho sistema.

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5. OBJETIVOS

5.1.1 OBJETIVO GENERAL

- Diseñar, proponer e implementar un sistema de espadiado hidráulico,

eficaz y eficiente para acelerar los procesos de fabricación de herramientas

nuevas para la industria petrolera.

5.1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

- Diseñar el sistema de espadiado para mejorar los tiempos y costos de

producción.

- Analizar y evaluar el estado en que se encuentran las maquinas que están

siendo utilizadas para el sistema de taladrado con espadas.

- Realizar desarrollo de ingeniería con el fin de establecer el diseño que se

va a implementar y el mantenimiento correctivo que se va a utilizar.

- Reducir los costos en cuanto a mano de obra, herramientas de corte.

- Mejorar el bienestar de los empleados tanto en lo personal como en el sitio

de trabajo.

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6. METODOLOGIA

Este trabajo se realiza recopilando la información técnica y las experiencias

vividas del personal de mettco s.a. tanto la parte operativa como personal de

administración gerente, jede de planta, y supervisores¸ quienes se encargaron de

generar la idea de implementar nuevas tecnologías como en este caso la

automatización.

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7. MARCO TEORICO

Debido al enfoque que se le pretende dar a este trabajo se toma como base

conceptual para su desarrollo que es el torno, sus componentes y todo lo que

represente para la empresa.

Existen diferentes definiciones de torno sin embargo la siguiente se considera

precisa para este trabajo:

Se denomina torno (del latín tornus, y este del griego τόρνος, giro, vuelta). A un

conjunto de máquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma

geométrica de revolución. Estas máquinas-herramienta opera haciendo girar la

pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje)

mientras una herramienta de corte es empujada en un movimiento regulado de

avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las

condiciones tecnológicas de mecanizado adecuado. Desde el inicio de la

Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el

proceso industrial de mecanizado.

El torno es una máquina que trabaja en el plano porque solo tiene dos ejes de

trabajo, normalmente denominados x y z. La herramienta de corte va montada

sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o bancadas paralelas al eje de

giro de la pieza que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se

mueve según el eje X, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber

un tercer carro llamado charriot, que se puede inclinar, para hacer conos, y donde

se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la

herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la pieza, y

cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría

de la pieza se realiza la operación denominad a refrentado.

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Jacques de Vaucanson, crea el primer torno Con la posibilidad de poder cilindrar

y dar forma a diversos utensilios, instrumentos y piezas ornamentales de madera y

otros materiales, el hombre inventó y desarrolló el proceso de torneado.

El torno es una de las primeras máquinas inventadas remontándose su uso quizá

al año 1000 y con certeza al 850 a. C.

7.1 TIPOS DE TORNOS

7.1.1 TORNO PARALELO

El torno paralelo o mecánico es el tipo de torno que evolucionó partiendo de los

tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos equipamientos que

lograron convertirlo en una de las máquinas herramienta más importante que han

existido. Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado

a realizar tareas poco importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en

los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales.

Para la fabricación en serie y de precisión han sido sustituidos por tornos

copiadores, revólver, automáticos y de CNC. Para manejar bien estos tornos se

requiere la pericia de profesionales muy bien cualificados, ya que el manejo

manual de sus carros puede ocasionar errores a menudo en la geometría de las

piezas torneadas.

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7.1.2 TORNO COPIADOR.

Se llama torno copiador a un tipo de torno que operando con un dispositivo

hidráulico y electrónico permite el torneado de piezas de acuerdo a las

características de la misma siguiendo el perfil de una plantilla que reproduce el

perfil de la pieza.

Este tipo de tornos se utiliza para el torneado de aquellas piezas que tienen

diferentes escalones de diámetros, que han sido previamente forjadas o fundidas y

que tienen poco material excedente. También son muy utilizados estos tornos en

el trabajo de la madera y del mármol artístico para dar forma a las columnas

embellecedoras. La preparación para el mecanizado en un torno copiador es muy

sencilla y rápida y por eso estas máquinas son muy útiles para mecanizar lotes o

series de piezas que no sean muy grandes.

Las condiciones tecnológicas del mecanizado son comunes a las de los demás

tornos, solamente hay que prever una herramienta que permita bien la evacuación

de la viruta y un sistema de lubricación y refrigeración eficaz del filo de corte de las

herramientas mediante abundante aceite de corte o taladrina.

7.1.3 Torno revólver

El torno revólver es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas sobre

las que sea posible el trabajo simultáneo de varias herramientas con el fin de

disminuir el tiempo total de mecanizado. Las piezas que presentan esa condición

son aquellas que, partiendo de barras, tienen una forma final de casquillo o similar.

Una vez que la barra queda bien sujeta mediante pinzas o con un plato de garras,

se va taladrando, mandrinando, roscando o escariando la parte interior

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mecanizada y a la vez se puede ir cilindrando, refrentando, ranurando, roscando y

cortando con herramientas de torneado exterior.

La característica principal del torno revólver es que lleva un carro con una torreta

giratoria de forma hexagonal que ataca frontalmente a la pieza que se quiere

mecanizar. En la torreta se insertan las diferentes herramientas que realizan el

mecanizado de la pieza. Cada una de estas herramientas está controlada con un

tope de final de carrera. También dispone de un carro transversal, donde se

colocan las herramientas de segar, perfilar, ranurar, etc.

7.1.4 Torno automático

Se llama torno automático a un tipo de torno cuyo proceso de trabajo está

enteramente automatizado. La alimentación de la barra necesaria para cada pieza

se hace también de forma automática, a partir de una barra larga que se inserta

por un tubo que tiene el cabezal y se sujeta mediante pinzas de apriete hidráulico.

Estos tornos pueden ser de un solo husillo o de varios husillos:

Los de un solo husillo se emplean básicamente para el mecanizado de piezas

pequeñas que requieran grandes series de producción.

Cuando se trata de mecanizar piezas de dimensiones mayores se utilizan los

tornos automáticos multi husillos donde de forma programada en cada husillo se

va realizando una parte del mecanizado de la pieza. Como los husillos van

cambiando de posición, el mecanizado final de la pieza resulta muy rápido porque

todos los husillos mecanizan la misma pieza de forma simultánea.

La puesta a punto de estos tornos es muy laboriosa y por eso se utilizan

principalmente para grandes series de producción. El movimiento de todas las

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herramientas está automatizado por un sistema de excéntricas y reguladores

electrónicos que regulan el ciclo y los topes de final de carrera.

7.1.5 Torno vertical

El torno vertical es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas de gran

tamaño, que van sujetas al plato de garras u otros operadores y que por sus

dimensiones o peso harían difícil su fijación en un torno paralelo.

Los tornos verticales tienen el eje dispuesto verticalmente y el plato giratorio

sobre un plano horizontal, lo que facilita el montaje de las piezas voluminosas y

pesadas. Es pues el tamaño lo que identifica a estas máquinas, permitiendo el

mecanizado integral de piezas de gran tamaño.

En los tornos verticales no se pueden mecanizar piezas que vayan fijadas entre

puntos porque carecen de contrapunta. Debemos tener en cuenta que la

contrapunta se utiliza cuando la pieza es alargada, ya que cuando la herramienta

esta arrancado la viruta ejerce una fuerza que puede hacer que flexione el material

en esa zona y quede inutilizado. Dado que en esta maquina se mecanizan piezas

de gran tamaño su único punto de sujeción es el plato sobre el cual va apoyado.

La manipulación de las piezas para fijarlas en el plato se hace mediante grúas de

puente o polipastos

7.1.6 Torno CNC

El torno CNC es un tipo de torno operado mediante control numérico por

computadora. Se caracteriza por ser una máquina herramienta muy eficaz para

mecanizar piezas de revolución. Ofrece una gran capacidad de producción y

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precisión en el mecanizado por su estructura funcional y porque la trayectoria de la

herramienta de torneado es controlada a través del ordenador que lleva

incorporado, el cual procesa las órdenes de ejecución contenidas en un software

que previamente ha confeccionado un programador conocedor de la tecnología de

mecanizado en torno. Es una máquina ideal para el trabajo en serie y mecanizado

de piezas complejas.

Las herramientas van sujetas en un cabezal en número de seis u ocho mediante

unos portaherramientas especialmente diseñados para cada máquina. Las

herramientas entran en funcionamiento de forma programada, permitiendo a los

carros horizontal y transversal trabajar de forma independiente y coordinada, con

lo que es fácil mecanizar ejes cónicos o esféricos así como el mecanizado integral

de piezas complejas.

La velocidad de giro de cabezal porta piezas, el avance de los carros longitudinal y

transversal y las cotas de ejecución de la pieza están programadas y, por tanto,

exentas de fallos imputables al operario de la máquina.

7.2 Otros tipos de tornos

Además de los tornos empleados en la industria mecánica, también se utilizan

tornos para trabajar la madera, la ornamentación con mármol o granito.

El nombre de "torno" se aplica también a otras máquinas rotatorias como por

ejemplo el torno de alfarero o el torno dental. Estas máquinas tienen una

aplicación y un principio de funcionamiento totalmente diferentes de las de los

tornos.

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8. LISTAS DE FOTOS

Pág.

FOTO 1 Taladro con espada 6

FOTO 2 Operario 7

FOTO 3 Producto Terminado 7

FOTO 4 Torno Petrolero 8

FOTO 5 Torno Paralelo 9

FOTO 6 Torno Petrolero 2 10

FOTO 7 Torno Paralelo 2 12

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9. CONCLUSIONES

Puedo concluir que el trabajo realizado hasta el momento ha sido muy

gratificante en la medida que he visto la viabilidad de implementar la

automatización; además me permite afianzar mas conocimientos.

La investigación realizada ha posibilitado diferentes observaciones y

vivencias .

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10.GLOSARIO

AUTOMATIZACION: es un sistema donde se trasfieren tareas de producción,

realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos

tecnológicos.

BANCADA: sirve de soporte para las otras unidades del torno. En su parte

superior lleva unas guías por las que se desplaza el cabezal móvil o contrapunto y

el carro principal.

CONTRAPUNTO: es el elemento que se utiliza para servir de apoyo y poder

colocar las piezas que son torneadas entre puntos,

HIDRAULICA: es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del estudio

de las propiedades mecánicas de los fluidos.

MECANIZADO: es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de

operaciones de conformación de piezas mediante remoción de material, ya sea

por arranque de viruta o por abrasión.

TORNO: conjunto de máquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de

forma geométrica de revolución.

VIRUTA: es un fragmento de material residual con forma de lámina curvada o

espiral que es extraído mediante un cepillo u otras herramientas, tales como

brocas, al realizar trabajos de cepillado, desbastado o perforación, sobre madera o

metales.

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BIBLIOGRAFIA

- Ingeniería De La Automatización Industrial. 2ª Edición Ampliada Y

Actualizada. Ramón Piedradita Moreno (editorial ra-ma).

- Mecánica industrial aplicada (José roldan paraninfo).

- Maquinas calculo de taller (A.L. CASILLAS)

- Internet WIKIPEDIA enciclopedia libre

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