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UNIVERSIDAD INTERNACIONAL
DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGÍAS
APLICADAS
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SEPARADOR DE PUÑOS
DE CAMISETAS POLO PARA LA EMPRESA SALVIMPEX
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA EN
MECATRÓNICA
ORRICO PÉREZ PAULA EMILIA
DIRECTOR: Sandra Espinel, MSC
Febrero, 2016
IV
AGRADECIMIENTO
Agradezco a mis profesores por ayudar en mi formación académica y personal,
en especial:
A Wilson Proaño, por sus consejos y lecciones en el colegio y por crear un
gusto por el conocimiento que siguió creciendo durante mis estudios
universitarios.
A Ramiro Brito, por siempre estar preocupado de la calidad de mi educación y
por su motivación y entusiasmo a lo largo de toda la carrera y por siempre
apoyarme.
A mi hermana Daniela y mis padres Katya y Edmundo por confiar y creer en mí
siempre al igual que a mis abuelos, Hugo, Elva, Eduardo y Cecilia
De igual manera quiero agradecer a Carla Yépez, amiga y compañera de
carrera, por su incondicional apoyo durante todo el tiempo que nos conocemos.
Por último quiero agradecer a Salvimpex por permitirme desarrollar este
proyecto en su empresa, en especial al igual que a las personas que me
ayudaron con la construcción del prototipo.
V
DEDICATORIA
Dedico esta tesis a mi abuelo Chicho quien siempre estuvo orgulloso y
preocupado de mi educación.
6
ÍNDICE DE CONTENIDOS
1 CAPÍTULO I ................................................................................................... 17
1.1 ESTADO DEL ARTE ................................................................................ 17
1.2 MARCO TEÓRICO................................................................................... 19
1.2.1 CORTADORA DE TELA .................................................................... 19
1.2.2 SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y TRANSFERENCIA DE
MOVIMIENTO ................................................................................................ 20
1.2.3 FRENO MECÁNICO .......................................................................... 22
1.2.4 ELEMENTOS FINALES DE CONTROL ............................................ 23
1.2.5 ELEMENTOS DE MEDICIÓN ............................................................ 23
1.2.6 SISTEMA DE CONTROL AUTOMÁTICO .......................................... 24
2 CAPÍTULO II .................................................................................................. 27
2.1 FORMULACIÓN Y SISTEMATIZACIÓN DEL PROBLEMA ..................... 27
2.1.1 ORACIONES TÓPICAS .................................................................... 27
2.1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ................................................... 27
2.1.3 SISTEMATIZACIÓN DEL PROBLEMA ............................................. 27
2.2 OBJETIVOS ............................................................................................. 28
2.2.1 OBJETIVOS GENERALES ................................................................ 28
2.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................. 28
2.3 MARCO METODOLÓGICO ..................................................................... 28
2.3.1 SITUACIÓN PROBLEMÁTICA .......................................................... 28
2.3.2 ANÁLISIS DE INVOLUCRADOS ....................................................... 29
2.3.3 ÁRBOL DE PROBLEMAS ................................................................. 29
2.3.4 ÁRBOL DE OBJETIVOS ................................................................... 30
2.3.5 ÁRBOL DE ALTERNATIVAS ............................................................. 31
2.3.6 MATRIZ DE MARCO LÓGICO .......................................................... 32
2.4 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO ......................................................... 36
2.4.1 TEÓRICA ........................................................................................... 36
2.4.2 METODOLÓGICA ............................................................................. 36
2.4.3 PRÁCTICA ........................................................................................ 37
2.4.4 HIPÓTESIS DE TRABAJO ................................................................ 37
2.5 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS ........................................................... 37
7
2.5.1 SELECCIÓN DE UNA HERRAMIENTA DE CALIDAD ...................... 37
2.5.2 QFD ................................................................................................... 39
3 CAPÍTULO III ................................................................................................. 61
3.1 DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMAS MECÁNICOS ............................. 61
3.1.1 CÁLCULO DE FUERZAS DE CORTE PARA EL EJE QUE SOSTIENE
AL TEJIDO ..................................................................................................... 64
3.1.2 CÁLCULOS DE LA ESTRUCTURA DE SOPORTE DEL TEJIDO..... 70
3.1.3 CÁLCULO DE FUERZAS SOBRE EL FRENO MECÁNICO ............. 75
3.1.4 CÁLCULOS PARA DIMENSIONAR LOS EJES DE
DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL............................................................... 78
3.1.5 DIMENSIONAMIENTO DE LOS EJES PARA PINZAS ..................... 80
3.1.6 SELECCIÓN DE RODAMIENTOS .................................................... 82
3.1.7 DIMENSIONAMIENTO DE ACOPLES PARA MOTORES ................ 93
3.1.8 SISTEMA DE PIÑÓN Y CADENA ..................................................... 94
3.1.9 SISTEMA DE TORNILLO SINFÍN ..................................................... 98
3.1.10 SISTEMA DE PIÑÓN Y CREMALLERA ......................................... 98
3.2 DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ELECTRÓNICOS .................. 99
3.2.1 DIMENSIONAMIENTO DE MOTORES ............................................. 99
3.2.2 DIMENSIONAMIENTO DE CABLE ................................................. 104
3.2.3 ACONDICIONAMIENTO DE SALIDAS DIGITALES ........................ 105
3.3 DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL ..................... 108
3.3.1 DIAGRAMA DE BLOQUES DEL SISTEMA DE CONTROL ............ 108
3.3.2 SELECCIÓN DE CONTROLADOR PARA EL SISTEMA ................ 108
3.3.3 MATRIZ CAUSA Y EFECTO ........................................................... 110
4 CAPÍTULO IV ............................................................................................... 111
4.1 CONSTRUCCIÓN .................................................................................. 111
4.1.1 TABLERO ........................................................................................ 111
4.1.2 MARCO DE LA MESA ..................................................................... 111
4.1.3 PINZA FIJA ...................................................................................... 112
4.1.4 PINZA MÓVIL .................................................................................. 112
4.1.5 MONTAJE DE PIEZAS SOBRE EL TABLERO ............................... 113
4.1.6 SOPORTE DE TELA Y RODILLOS ................................................. 113
4.1.7 TORNILLO SINFÍN Y CUCHILLA .................................................... 115
8
4.2 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO....................................................... 118
4.2.1 VELOCIDAD DE AVANCE DEL TORNILLO ................................... 118
4.2.2 VELOCIDAD DE DESPLAZAMIENTO DE LA PINZA MÓVIL ......... 119
4.2.3 PARO DE EMERGENCIA ............................................................... 120
5 CONCLUSIONES ........................................................................................ 122
6 RECOMENDACIONES ................................................................................ 125
7 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................ 127
9
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1 Análisis de Involucrados ....................................................................... 29
Tabla 2.2 Marco Lógico ......................................................................................... 33
Tabla 2.3 Herramientas de Calidad ....................................................................... 38
Tabla 2.4 Diagrama de Operación ........................................................................ 43
Tabla 2.5: Diagrama de Flujo Después de la Automatización ............................... 44
Tabla 2.6 Descripción de operaciones ................................................................. 49
Tabla 2.7 Nuevos tiempos para operaciones con la implementación del separador
de puños ............................................................................................................... 52
Tabla 2.8 Especificaciones Técnicas .................................................................... 52
Tabla 2.9 Módulo 1 ............................................................................................... 55
Tabla 2.10 Módulo 2 ............................................................................................. 55
Tabla 2.11 Módulo 3 .............................................................................................. 56
Tabla 2.12 Matriz Morfológica .............................................................................. 57
Tabla 2.13 Pesos Específicos .............................................................................. 58
Tabla 2.14 Pesos Específicos con cada Criterio ................................................... 58
Tabla 2.15 Tabla de Conclusiones ........................................................................ 60
Tabla 3.1 Elementos Dimensionados .................................................................... 62
Tabla 3.2 Factor nx .............................................................................................. 63
Tabla 3.3 Factor ny adaptada [10] ........................................................................ 63
Tabla 3.4 Catálogo DIPAC Tubos [11] ................................................................. 69
Tabla 3.5 Catálogo DIPAC Ángulos [11] ............................................................... 74
Tabla 3.6 Resumen de resultados estáticos, Inventor 2013 .................................. 80
Tabla 3.7 Características de Rodamientos ........................................................... 84
Tabla 3.8 Aplicación para rodamientos, extracto del catálogo FAG [14] ............... 86
Tabla 3.9 Factor de Velocidad ............................................................................... 87
Tabla 3.10 Extracto de Tabla de Conversiones FAG [14] ..................................... 89
Tabla 3.11 Extracto de Tabla de Equivalencia de FAG [14] .................................. 90
Tabla 3.12 Extracto de Tabla de Equivalencia de FAG [14] .................................. 92
Tabla 3.13 Resumen de Rodamientos .................................................................. 93
Tabla 3.14 Descripción de Actuadores .................................................................. 99
Tabla 3.15: Características del Motor NU3004 [19] ............................................. 100
Tabla 3.16: Datos técnicos Motor DC [20] ........................................................... 103
Tabla 3.17 Tabla de Equivalencias AWG [21] ..................................................... 105
Tabla 3.18 Controladores .................................................................................... 108
Tabla 3.19 Listado de Señales ............................................................................ 110
Tabla 4.1 Cálculos para elementos del prototipo ................................................ 115
Tabla 4.2 Comparación de resultados ................................................................. 116
Tabla 4.3 Prueba 1- Avance de la Cuchilla ......................................................... 119
Tabla 4.4 Prueba 2- Desplazamiento de la Pinza Móvil ...................................... 120
Tabla 4.5 Prueba 3- Desplazamiento Para Corte ................................................ 120
Tabla 4.6 Prueba 4 .............................................................................................. 121
10
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Disco de Corte..................................................................................... 19
Figura 1.2 Sistema de Engranes con cadena........................................................ 20
Figura 1.3 Tornillo Sinfín ....................................................................................... 21
Figura 1.4 Piñón y Cremallera ............................................................................... 21
Figura 1.5 Motor DC con Caja Reductora ............................................................. 23
Figura 1.6 Fin de Carrera ...................................................................................... 24
Figura 1.7 Control ON/OFF ................................................................................... 26
Figura 1.8 Control ON / OFF con Histéresis .......................................................... 26
Figura 2.1 Árbol de Problemas .............................................................................. 30
Figura 2.2 Árbol de Objetivos ............................................................................... 31
Figura 2.3 Árbol de Alternativas ........................................................................... 32
Figura 2.4 Simbología .......................................................................................... 41
Figura 2.5 Diagrama de Flujo Nivel 1 .................................................................... 45
Figura 2.6 Diagrama de Flujo Con Automatización .............................................. 46
Figura 2.7 Proceso de Automatización del Separador de puños........................... 47
Figura 2.8 Ruta Crítica del proceso a automatizar ................................................ 48
Figura 2.9 Ruta crítica con nuevos tiempos ......................................................... 51
Figura 2.10 Nivel 0 ............................................................................................... 53
Figura 2.11 Nivel 1 ............................................................................................... 54
Figura 3.1 Esquemático del prototipo .................................................................... 61
Figura 3.2 Simulación del eje de la tela ................................................................ 64
Figura 3.3: Diagrama de Fuerzas Eje de tejido ..................................................... 65
Figura 3.4 Simulación de Fuerzas Inventor 2012 .................................................. 66
Figura 3.5 Simulación de Momentos Inventor 2012 .............................................. 67
Figura 3.6 Tubo de Acero ...................................................................................... 68
Figura 3.7 Simulación de la deformación del tubo en Inventor .............................. 70
Figura 3.8 Estructura de Soporte Dibujo en Inventor ............................................ 71
Figura 3.9 Diagrama de Fuerzas Soporte de Tejido .............................................. 72
Figura 3.10 Simulación de esfuerzos Fuente: MDSolids ....................................... 73
Figura 3.11 Especificaciones Ángulo de Acero [11] .............................................. 74
Figura 3.12 Freno con Zapata Articulada .............................................................. 75
Figura 3.13 Cálculo de Freno [13] ........................................................................ 76
Figura 3.14 Diagrama para ejes de desplazamiento ............................................. 79
Figura 3.15 Simulación Estática Eje Pinza Inventor 2012 .................................... 80
Figura 3.16 Deformación del eje Simulación Inventor 2012 ................................. 81
Figura 3.17 Momento en el eje X Simulación Inventor 2012 ................................ 82
Figura 3.18 Rodamientos para Cargas Radiales [14] ........................................... 83
Figura 3.19 Simulación de estabilidad realizada en Working Model ..................... 88
Figura 3.20 Chumacera P204 ............................................................................... 91
Figura 3.21 Soporte para el rodamiento Simulación Inventor 2012 ....................... 92
11
Figura 3.22 Juego de bridas .................................................................................. 93
Figura 3.23: Cadena de paso simple 35B [17] ...................................................... 96
Figura 3.24 Capacidad de Potencia para una Cadena .......................................... 97
Figura 3.25: Curvas características de NU3004 .................................................. 101
Figura 3.26: Curvas características para Motor de Pinza Móvil .......................... 102
Figura 3.27: Curva característica Motor Bosch [20] ............................................ 103
Figura 3.28: Alarma visual y sonora de paro de Emergencia .............................. 106
Figura 3.29 Puente en H ..................................................................................... 107
Figura 3.30 Simulación del circuito en Proteus ................................................... 107
Figura 3.31 Diagrama de Bloques ....................................................................... 108
Figura 4.1 Tablero MDF ...................................................................................... 111
Figura 4.2 Pinza Móvil ......................................................................................... 112
Figura 4.3 Eje de Soporte de Tela ....................................................................... 114
Figura 4.4 Freno Mecánico.................................................................................. 114
Figura 4.5 Rodillos .............................................................................................. 115
Figura 4.6 Soporte para la Cuchilla ..................................................................... 118
Figura 4.7 Vista superior Cuchilla sobre la Tuerca .............................................. 119
Figura 4.8: Piñón y Cremallera de la Pinza Móvil ................................................ 119
12
ÍNDICE DE ECUACIONES
( 2.1) ...................................................................................................................... 49
( 3.1) ...................................................................................................................... 62
( 3.2) ...................................................................................................................... 65
( 3.3) ...................................................................................................................... 65
( 3.4) ...................................................................................................................... 65
( 3.5) ...................................................................................................................... 65
( 3.6) ...................................................................................................................... 66
( 3.7) ...................................................................................................................... 67
( 3.8) ...................................................................................................................... 67
( 3.9) ...................................................................................................................... 68
( 3.10) .................................................................................................................... 69
( 3.11) .................................................................................................................... 69
( 3.12) .................................................................................................................... 72
( 3.13) .................................................................................................................... 77
( 3.14) .................................................................................................................... 77
( 3.15) .................................................................................................................... 77
(3.16) ..................................................................................................................... 77
(3.17) ..................................................................................................................... 77
( 3.18) .................................................................................................................... 84
( 3.19) .................................................................................................................... 85
( 3.20) .................................................................................................................... 85
( 3.21) .................................................................................................................... 85
( 3.22) .................................................................................................................... 85
( 3.23) .................................................................................................................... 85
( 3.24) .................................................................................................................... 87
( 3.25) .................................................................................................................... 87
( 3.26) .................................................................................................................... 94
( 3.27) .................................................................................................................... 95
( 3.28) .................................................................................................................... 95
( 3.29) .................................................................................................................... 97
( 3.30) .................................................................................................................... 98
( 3.31) .................................................................................................................... 99
( 3.32) .................................................................................................................... 99
(3.33) ................................................................................................................... 100
13
INDICE DE ANEXOS
ANEXO A ............................................................................................................ 129
ANEXO B ............................................................................................................ 130
ANEXO C ............................................................................................................ 131
ANEXO D ............................................................................................................ 133
ANEXO E ............................................................................................................ 134
14
RESUMEN
Con este proyecto de titulación se implementó un prototipo que corta tela RIB
para la empresa Salvimpex, con el objetivo de optimizar sus tiempos de
producción de camisetas polo.
Se diseñó las estructuras para que el prototipo separe las piezas de tela RIB
utilizadas en los puños de las camisetas polo que fabrica la empresa.
El prototipo cuenta con un sistema automático, qué monitorea la posición de las
piezas separadas.
Se procuró tener el mayor número de piezas modulares, para facilitar la instalación
y el mantenimiento del equipo.
El ciclo de trabajo del prototipo varió de acuerdo a lo previsto ya que un
mecanismo se dimensionó de forma diferente a los cálculos hechos para no elevar
el costo del prototipo
ABSTRACT
This Project implemented a cutting RIB fabric prototype for the Company
Salvimpex. It helps optimize the production time of polo t-shirts manufacturing.
The structure was designed to separate the RIB fabric pieces used in the
Company.
The prototype has an automated system that keeps track of the fabric’s position.
It was a priority to build the machine with modular parts to help the installation of
the equipment.
The prototype’s cycle varied from the anticipated. One of the mechanisms is not
built as dimensioned due to its expensive manufacturing.
15
INTRODUCCIÓN
En los últimos 10 años el Ecuador ha tomado la iniciativa de fortalecer el
desarrollo de la industria nacional, fomentando e impulsando cualquier producto
que sea desarrollado y producido dentro del territorio nacional, según lo
planificado en el “Plan de Desarrollo” y a través de compañas nacionales como
“¡Mucho mejor! Si es hecho en ECUADOR”.
Entre las muchas industrias que se han beneficiado de estas políticas se
encuentran las industrias textiles y de confección, que son el sector industrial de la
economía dedicado a la producción de fibras, hilos, telas y la confección de ropa.
En años recientes se puede evidenciar el crecimiento de la industria textil y de
confección en el Ecuador. Debido a este fenómeno las empresas textiles de
mediana producción se ven amenazadas por la creciente competencia que hay en
este mercado.
Para mantenerse al nivel de la competencia las empresas, como Salvimpex,
buscan automatizar ciertos procesos dentro de su producción. Con estas prácticas
pueden ofertar mayor cantidad de productos sin tener que aumentar el personal o
disminuir la calidad del producto.
La mayoría de estas prácticas son relativamente nuevas en el Ecuador, por lo que
las empresas no consiguen tecnología actualizada en el país. La práctica más
común es importar tecnología de países como Colombia o hasta China, que
representan a las industrias textiles y de confección a nivel internacional.
Sin embargo estas opciones no están al alcance de todas las empresas.
En la industria de la confección de uniformes existen varios procesos que son
semiautomáticos, es decir que tienen un dispositivo mecánico o eléctrico que
realiza una acción pero también necesitan el accionamiento de un agente. Como
ejemplo se tienen las máquinas de coser.
16
Uno de los procesos que todavía es completamente manual es la separación de
puños y cuellos para camisetas polo.
Este proyecto tiene como finalidad diseñar y construir un sistema que permita la
separación de puños para camisetas polo de forma automática y continua en la
fábrica de la empresa Salvimpex. En la actualidad no existen empresas dedicadas
a la fabricación de camisetas polo en Ecuador, que cuenten con un dispositivo que
automatice la separación de puños para camisetas polo.
17
1 CAPÍTULO I
1.1 ESTADO DEL ARTE
“Los inicios de la industria textil ecuatoriana se remontan a la época de la colonia,
cuando la lana de oveja era utilizada en los obrajes donde se fabricaban los
tejidos.
Posteriormente, las primeras industrias que aparecieron se dedicaron al
procesamiento de la lana, hasta que a inicios del siglo XX se introduce el algodón,
siendo la década de 1950 cuando se consolida la utilización de esta fibra. Hoy por
hoy, la industria textil ecuatoriana fabrica productos provenientes de todo tipo de
fibras, siendo las más utilizadas el ya mencionado algodón, el poliéster, el nylon,
los acrílicos, la lana y la seda.
A lo largo del tiempo, las diversas empresas dedicadas a la actividad textil
ubicaron sus instalaciones en diferentes ciudades del país. Sin embargo, se puede
afirmar que las provincias con mayor número de industrias dedicadas a esta
actividad son: Pichincha, Imbabura, Tungurahua, Azuay y Guayas.
La diversificación en el sector ha permitido que se fabrique un sinnúmero de
productos textiles en el Ecuador, siendo los hilados y los tejidos los principales en
volumen de producción. No obstante, cada vez es mayor la producción de
confecciones textiles, tanto las de prendas de vestir como de manufacturas para el
hogar.
El sector textil genera varias plazas de empleo directo en el país, llegando a ser el
segundo sector manufacturero que más mano de obra emplea, después del sector
de alimentos, bebidas y tabacos. Según estimaciones hechas por la Asociación de
Industriales Textiles del Ecuador – AITE, alrededor de 50.000 personas laboran
directamente en empresas textiles, y más de 200.000 lo hacen indirectamente.”1
1Asociación de Industrias Textiles del Ecuador. Página web: http://www.aite.com.ec/industria-textil.html
18
En América Latina el referente en la industria textil es Colombia, por lo tanto las
industrias ecuatorianas se ven atraídas a este mercado y sus soluciones.
De acuerdo con la evidencia, se estructura el estado del arte en un apartado
dedicado a la influencia de la industria colombiana sobre la ecuatoriana.
La industria de confección de ropa y calzado en Colombia tiene estimado crecer
un 7% en el 2015 a nivel regional, según la sección de ECONOMÍA Y NEGOCIOS
[1].
Una de las exposiciones más grandes que se realizan anualmente en Colombia se
llama Colombiatex2, donde se unen la oferta y la demanda de la industria. En esta
feria se presentan insumos, maquinaria y textiles para la mediana y gran industria
nacional e internacional.
En términos generales este es un proyecto de titulación que tiene como objetivo
diseñar y construir un separador de puños para camisas polo e implementarlo en
la empresa Salvimpex.
Al igual que varias empresas nacionales, Salvimpex importa su tecnología de
Colombia o China.
Salvimpex CIA. LTDA., es una empresa nacional constituida desde el año 2000
para proveer de:
Uniformes
Ropa de Trabajo
Artículos Promocionales
Implementos de seguridad industrial, tanto nacionales como importados.3
El proyecto consiste en el diseño y la construcción de una máquina que separe el
tejido Rib utilizado para los puños de las camisetas polo.
Como parámetros para el proyecto se consideró que el prototipo de separador
debe tener un volumen de producción de aproximadamente 120 puños separados
2 Sitio web oficial: http://colombiatex.inexmoda.org.co/ 3 Página Web de Salvimpex: http://www.salvimpex.com/home.html
19
por hora, de esta manera se podrá optimizar el tiempo en un 20% en comparación
a la acción manual.
1.2 MARCO TEÓRICO
1.2.1 CORTADORA DE TELA
Actualmente en el mercado existen distintos tipos de cortadoras de tela. Se
pueden clasificar por el tamaño de producción, tipo de corte o por la herramienta
de corte utilizada.
Según el tipo de herramienta se puede clasificar a las cortadoras en:
Corte por cuchilla
Corte por disco
Corte por láser
Corte por chorro de agua
Otro aspecto importante es el posicionamiento de la tela, para esto se trabaja con
juegos de rodillos y sistemas mecánicos para la sujeción de la tela al momento de
cortar.
1.2.1.1 Corte por Disco
El corte por disco se encuentra tanto en máquinas cortadoras manuales como en
automáticas, este sistema como se muestra en la Figura 1.1, es uno de los más
rápidos pero resulta limitado con respecto a la altura de corte que entrega.
Figura 1.1. Disco de Corte
20
1.2.2 SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y TRANSFERENCIA DE MOVIMIENTO
Existen dos grupos de mecanismos, los que transmiten el movimiento y los que
transforman el movimiento.
Los mecanismos de transmisión son los que su elemento motriz de entrada y
salida tienen el mismo tipo de movimiento. Mientras que los de transformación
cambian el tipo de movimiento respecto a su entrada.
Los mecanismos de transmisión se pueden clasificar a su vez en dos tipos [2].
Mecanismos de transmisión lineal como las palancas y poleas.
Mecanismos de transmisión circular como poleas con correa, ruedas de
fricción o engranajes.
Los mecanismos de transformación más comunes en mecánica son las levas, el
sistema de piñón y cremallera, biela manivela, tornillo tuerca y cigüeñal entre
otros.
1.2.2.1 Sistema de engranes con cadena
Este tipo de sistemas está formado por dos engranes con ejes paralelos a cierta
distancia, que giran a la vez por efecto de una cadena, como se muestra en la
Figura 1.2 tomada de [2].
Según la relación del número de dientes entre los engranes se consigue un
aumento o reducción en la velocidad del mecanismo.
Figura 1.2 Sistema de Engranes con cadena
21
1.2.2.2 Tornillo Sinfín
También conocido como tornillo giratorio, consta de un tornillo que se engrana a
una rueda dentada o a una tuerca, que transporta otra carga. Por cada vuelta del
tornillo que está acoplado al eje motriz, la tuerca avanza un paso como se muestra
en la Figura 1.3 [3].
El elemento motriz de este sistema tiene que ser el tornillo, este debe estar
apoyado y acoplado al eje motriz, mientras la tuerca se desplaza a través de la
longitud del tornillo.
Figura 1.3 Tornillo Sinfín
1.2.2.3 Piñón y Cremallera
Este mecanismo consta de un piñón y una cremallera como se muestra en la
Figura 1.4. [4]. Se convierte el movimiento circular en uno lineal continuo a través
de la cremallera. Una ventaja de este mecanismo es que es reversible, es decir se
puede convertir el movimiento lineal en circular de la misma manera.
Figura 1.4 Piñón y Cremallera
22
1.2.3 FRENO MECÁNICO
El freno es un mecanismo cuya función es disminuir o detener progresivamente el
movimiento de un sistema.
Una clasificación de frenos puede ser según su forma de accionamiento:
Freno Mecánico
Freno Hidráulico
Freno Neumático
Freno Eléctrico
El freno mecánico consta de una palanca, un tambor que se encuentra girando y
las zapatas. El objetivo de este sistema es que las zapatas venzan la inercia con
la que está girando el tambor con su fuerza de fricción.
1.2.3.1 Inercia
El principio de la inercia dice que todo cuerpo es incapaz de ponerse en
movimiento por sí mismo o si se encuentra en estado de movimiento, de modificar
la velocidad o dirección sin la intervención de una fuerza.
1.2.3.2 Aspectos Térmicos de Freno
El freno mecánico es un sistema que absorbe energía y la disipa en forma de
calor. Aproximadamente el 95% del calor producido es absorbido por el tambor por
lo que este debe ser de un material que soporte las concentraciones de calor del
sistema [5].
El tambor del freno tiene que ser de un material que absorba vibraciones
mecánicas y actúe como auto lubricante, de igual forma debe resistir choques
térmicos y desgaste. El hierro fundido es un material que cumple estas
características de forma satisfactoria por lo que es ampliamente utilizado para este
tipo de frenos.
23
1.2.4 ELEMENTOS FINALES DE CONTROL
Los elementos finales de control también conocidos como actuadores se pueden
clasificar por el tipo de acción que entregan, como mecánica, eléctrica, neumática
o hidráulica.
Entre los actuadores electro mecánicos más usados se encuentran los motores.
A los motores se los divide en dos categorías, motores AC y motores DC.
1.2.4.1 Motores DC
Según [6] un motor de corriente continua, hace girar un eje basándose en la
interacción entre dos polos magnéticos, uno fijo y otro dispuesto sobre una pieza
que le permita girar.
Los motores DC pueden alcanzar altas velocidades, para aplicaciones en las que
la velocidad deba ser baja se suele utilizar motores DC con caja reductora como el
de la Figura 1.5.
La caja reductora es una combinación de engranes que entregan un número bajo
de revoluciones por la relación entre estos.
Figura 1.5 Motor DC con Caja Reductora
1.2.5 ELEMENTOS DE MEDICIÓN
Para obtener una retroalimentación del proceso se requiere sensores que
devuelvan señales eléctricas que puedan ser usadas para la comparación del
control.
24
Una clasificación de los sensores es según la variable física que midan, en ese
caso se clasifican por sensores de posición, nivel, temperatura, etc.
También se los puede clasificar por el tipo de señal que entregan, en términos
generales están las señales análogas y digitales.
1.2.5.1 Fines de Carrera
La función de un fin de carrera es transformar una entrada mecánica en un
impulso eléctrico que se pueda ingresar a un controlador.
Existen fines de carrera con diferentes terminales, como se muestra en la Figura
1.6 [7], estos sensores siempre cumplen la función de convertir el impulso
mecánico en eléctrico, entregando una señal digital.
Figura 1.6 Fin de Carrera
Las ventajas de este sensor son su robustez, fácil instalación y mantenimiento, al
no utilizar imanes su desgaste es mínimo. Por otro lado es una manera muy
confiable de localizar un actuador u objeto en un lugar determinado.
Los inconvenientes se presentan en la velocidad de respuesta y en los rebotes
que están relacionados con la fuerza del impulso mecánico que reciben.
1.2.6 SISTEMA DE CONTROL AUTOMÁTICO
Se puede definir como control a la manipulación de magnitudes físicas, o
variables, sin la intervención de un operador humano.
El control automático compara el valor de la salida de la planta con el valor
deseado, determina la variación y entrega una señal de control que reduce la
variación.
25
1.2.6.1 Tipos de Control
Un sistema de control se representa en diagramas de bloque, estos diagramas de
bloques indican la relación entre los componentes del sistema. En un diagrama de
bloques, las variables del sistema se enlazan entre sí por medio de bloques
funcionales. El bloque funcional, es un símbolo de la operación matemática que el
sistema produce a la salida sobre la señal de entrada.
Las entradas se representan con una flecha apuntando al bloque mientras que las
salidas tienen flechas que salen del bloque.
La magnitud de la señal de salida será la señal de entrada multiplicada por la
función de transferencia del bloque.
En controles industriales es común encontrar 5 tipos de reguladores:
o Control ON/OFF
o Proporcional (P)
o Proporcional Integral (PI)
o Proporcional Derivativo (PD)
o Proporcional Integral Derivativo (PID)
1.2.6.1.1 Control ON/OFF
El Control On/Off se utiliza en aplicaciones que admiten una oscilación continua
entre dos límites.
Las aplicaciones de este tipo de control son las que admiten un margen de
tolerancia y no se ve afectado por los retrasos que presenta la inercia de los
actuadores y de la programación.
Como se muestra en la Figura 1.7, la señal de control trata de mantener a la señal
de salida cerca del SET POINT.
26
Figura 1.7 Control ON/OFF
1.2.6.1.2 Control ON/OFF con Histéresis
La histéresis permite definir los límites entre los que es aceptable la variación de la
respuesta, mejorando de esta forma el control ON/OFF.
Si el proceso permite una tolerancia en el control, se puede definir esta como se
muestra en la Figura 1.8.
Figura 1.8 Control ON / OFF con Histéresis
27
2 CAPÍTULO II
2.1 FORMULACIÓN Y SISTEMATIZACIÓN DEL PROBLEMA
2.1.1 ORACIONES TÓPICAS
El propósito de este proyecto es desarrollar una máquina capaz de
automatizar el proceso de separar puños de camisetas polo.
El propósito de este proyecto es conocer las ventajas de automatizar el
proceso de separar puños de camisetas polo en el tiempo de confección
de las camisetas.
Situación actual: El proceso se realiza de forma manual y se designa el
número de trabajadores según el volumen de la producción.
Situación deseable: El proceso se realiza de forma semiautomática y se
tiene un solo trabajador a cargo de esta actividad.
2.1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cómo ayudará en el tiempo de confección de camisetas polo, la construcción de
un separador de puños automático?
2.1.3 SISTEMATIZACIÓN DEL PROBLEMA
¿Qué acciones debe desarrollar la máquina para separar puños de
camisetas polo?
¿Cuáles son los parámetros que controlará el usuario?
¿Qué datos se visualizarán en la pantalla?
28
¿Cómo se controlarán a los actuadores?
¿Con qué técnica de control se regulará la posición de la tela?
¿Qué impacto sobre la producción tiene la operación de separar puños
para camisetas polo?
2.2 OBJETIVOS
2.2.1 OBJETIVOS GENERALES
Desarrollar un prototipo que permita la separación de puños, para camisetas polo,
de su rollo de forma automática y reducir el tiempo de confección de las camisetas
para la empresa Salvimpex.
2.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Dimensionar y definir el volumen de producción del separador de puños.
Diseñar y construir un mecanismo que ubique el tejido y permita separar
cada pieza sin dañar el área que se unirá a la camiseta.
Seleccionar e implementar un control para la posición de la tela.
Diseñar y construir los circuitos electrónicos que controlen los
movimientos de los distintos actuadores.
2.3 MARCO METODOLÓGICO
2.3.1 SITUACIÓN PROBLEMÁTICA
Escasos equipos diseñados en Ecuador, destinados a la automatización de
procesos en el área textil en la ciudad de Quito.
29
2.3.2 ANÁLISIS DE INVOLUCRADOS
Dentro de la metodología del Marco Teórico es necesario identificar a los
involucrados y qué relación tienen con el proyecto como se resumen en la Tabla
2.1
Tabla 2.1 Análisis de Involucrados
GRUPOS INTERESES PROBLEMAS RECURSOS
Dueños de la
empresa
Optimizar sus
procesos
Producir productos
con calidad
Mejorar sus ingresos
Falta de equipos en
el mercado.
Costos de las
máquinas elevados.
Económicos
Financieros
Intelectual
Tecnológicos
Trabajadores
Realizar un trabajo
con calidad.
Cumplir con las
marcas establecidas.
La actividad
consume mucho
tiempo.
Humanos
Intelectual
Ingenieros
Optimizar el proceso.
Automatizar una
actividad del
proceso.
Falta de
información.
Proceso de
separación
complejo
Humanos
Tecnológicos
Intelectual
2.3.3 ÁRBOL DE PROBLEMAS
El árbol de problemas permite identificar los principales problemas que debe
solucionar el proyecto, estos problemas son proporcionados por las personas que
están involucradas en la actividad de realizar las camisetas polo.
En la siguiente Figura 2.1 se muestra el árbol de problemas para la confección de
camisetas polo.
30
PROCESO DE CONFECCIÓN DE CAMISETAS POLO POCO EFICIENTE
Competencia elevada
Costo del producto elevado
Procesos de baja calidad
Tecnología obsoleta
Falta de personal
Escasa tecnología para procesos de separación de puños para
camisetas polo
Escasos recursos
económicos
Desconocimiento del volumen de producción
Falta de sistema de
control
Figura 2.1 Árbol de Problemas
2.3.4 ÁRBOL DE OBJETIVOS
El árbol de objetivos se forma al desarrollar objetivos para solventar los problemas
encontrados en la sección 2.3.3 Árbol de problemas.
En la Figura 2.2 se puede encontrar los objetivos para este proyecto.
31
OPTIMIZAR EL PROCESO DE CONFECCIÓN DE CAMISETAS POLO
Mejora de la competitividad
Disminución del costo de producción
Mejora de la calidad del producto
Renovar Tecnología
Contratar personal
Desarrollar un prototipo que permita la separación de puños de camisetas polo del rollo sin dañar el tejido y reduzca el tiempo de confección de la misma para la
empresa Salvimpex
Conseguir mas Inversionistas
Definir el volumen de producción del separador de
puños
Diseñar e implementar un control para el corte del
tejido
Figura 2.2 Árbol de Objetivos
2.3.5 ÁRBOL DE ALTERNATIVAS
El árbol de alternativas marca cual es la causa que se va a tratar en este proyecto
de titulación y cuáles son los efectos que tendrán sobra el proceso como se
muestra en la Figura 2.3.
32
OPTIMIZAR EL PROCESO DE CONFECCIÓN DE CAMISETAS POLO
Mejora de la competitividad
Disminución del costo de producción
Mejora de la calidad del producto
Renovar Tecnología
Contratar personal
Desarrollar un prototipo que permita la separación de puños de camisetas polo del rollo sin dañar el tejido y reduzca el tiempo de confección de la misma para la
empresa Salvimpex
Conseguir mas Inversionistas
Definir el volumen de producción del separador de
puños
Diseñar e implementar un control para el corte del
tejido
Figura 2.3 Árbol de Alternativas
2.3.6 MATRIZ DE MARCO LÓGICO
Una vez identificadas las partes principales del proyecto se desarrolla un desglose
para identificar las actividades del proyecto.
En la Tabla 2.2 se listan las actividades con sus indicadores, verificadores y
supuestos para que se pueda evaluar los aspectos más importantes del proyecto.
33
Tabla 2.2 Marco Lógico
FIN INDICADORES VERIFICADORES SUPUESTOS
Optimizar el proceso de confección de camisetas polo.
El 100% de la actividad de separar puños de camisetas polo sea realizado por la máquina en la empresa.
Recolectar datos sobre la producción actual y comparar con la producción luego de implementar el prototipo
Que el proceso de confección tarde más tiempo
PROPÓSITO
Desarrollar un prototipo que permita la separación de puños de camisetas polo del rollo, sin dañar el tejido, y reduzca el tiempo de confección de las mismas para la empresa Salvimpex en Quito.
El tiempo y calidad mejoraron en un 30%
Hacer pruebas dentro de la empresa con la máquina y un supervisor
Que el prototipo cumpla con las expectativas de la empresa
COMPONENTES
1. Dimensionar y definir el volumen de producción del separador de puños
El prototipo mejorará el tiempo de la acción de separar puños en un 30% en comparación del tiempo total actual
Comparar la cantidad de tiempo entre una persona y el prototipo en la operación de separar puños
Que el prototipo no mejore el tiempo de producción
2. Diseñar y construir un mecanismo que separe cada puño, sin dañar la tela.
El 90% de las puños saldrán separados sin dañar la tela
Hacer pruebas con 50 puños y comprobar que cada uno se separe correctamente
Que el tejido no se dañe
34
3. Diseñar una interfaz que le permita al usuario manipular los parámetros de la máquina
El 100% de los usuarios que utilizarán la máquina conocen y manejan los parámetros a través de la pantalla.
Hacer pruebas con los parámetros establecidos y el usuario
Que el usuario pueda controlar los parámetros de la máquina
4. Diseñar e implementar un Control para el control de posición del tejido
La respuesta teórica y práctica deben encontrarse dentro del margen de error del 10%
Simular la respuesta del sistema y comparar con la respuesta real obtenida
Que la respuesta del sistema cumpla con los cálculos
5. Diseñar y construir los circuitos electrónicos que controlen los movimientos de los distintos actuadores
El 100% de los circuitos serán diseñados por el autor de la tesis
Hacer pruebas de funcionamiento y comprobar que los elementos no se calienten en exceso
Que los circuitos sean de fácil mantenimiento
ACTIVIDADES
5.4 Construir las placas Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que los caminos de cobre no hagan cortos
5.3 Diseñar las placas Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que las placas ocupen el mínimo espacio
5.2 Simular los circuitos Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que existan los elementos en el simulador
5.1 Dimensionar los elementos del circuito
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que existan los elementos en el mercado local
4.3 Probar el código Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que existan incongruencias en las respuestas
35
4.2 Desarrollar el código para el programa
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que se produzcan lazos infinitos
4.1 Definir constantes para el control
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que la respuesta sea muy lenta
3.4 Probar el código Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que existan incongruencias en las respuestas
3.3 Desarrollar el código para el programa
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que no se produzcan lazos infinitos
3.2 Definir la interfaz en la que se va a programar
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que se cuente con la licencia del programa
3.1 Definir los parámetros a controlar
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que existan parámetros no definidos
2.8 Corregir errores Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que los errores sean de ejecución y no de diseño
2.7 Hacer pruebas Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que sea modular
2.6 Construir la estructura
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que sea una estructura rígida
2.5 Adquirir los materiales
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que se puedan encontrar en el mercado
2.4 Seleccionar la mejor alternativa
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que se pueda encontrar en el mercado
2.3 Establecer la matriz morfológica
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que las opciones sean claras
2.2 Diseñar piezas para cada módulo de la máquina
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que se puedan maquinar fácilmente
36
2.1 Diseñar y dimensionar la estructura
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que sea ergonómica
1.5 Desarrollar el documento de investigación
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que el documento sea legible para cualquier lector
1.4 Recopilar información sobre la producción en la empresa
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que la empresa permita la investigación
1.3 Definir el alcance del prototipo
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que el alcance permita cumplir los objetivos
1.2 Establecer las variables del proyecto
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que las variables se puedan medir
1.1 Investigar el marco teórico y conceptual
Resumen presupuestal
Ejecución presupuestal Que exista información de fuentes confiables
2.4 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
2.4.1 TEÓRICA
Con este proyecto se pretende cubrir un campo todavía no explotado en el
Ecuador, como son las soluciones para la industria textil y de confección. En este
caso la operación de separar puños para camisetas polo.
Se pretende que la información que se obtenga de esta tesis sirva para desarrollar
distintos tipos de mecanismos para funciones similares.
2.4.2 METODOLÓGICA
El resultado del proyecto de titulación es un prototipo que podrá ser empleado
como base para investigaciones posteriores dentro del campo de la industria textil
y de confección.
37
2.4.3 PRÁCTICA
Los resultados que se obtienen de este proyecto de titulación son concretos ya
que se pueden medir parámetros de eficiencia y calidad del trabajo.
Con este prototipo se pretende mejorar el proceso, en términos de tiempo para la
confección de camisetas polo en la empresa Salvimpex.
2.4.4 HIPÓTESIS DE TRABAJO
Con base en la revisión de la literatura que se ha efectuado durante el proceso de
investigación, se propone las siguientes hipótesis de investigación:
La eficiencia de tiempo en la confección de camisetas polo está relacionada
con la automatización del proceso de separar puños
El éxito de la automatización está relacionado con el diseño del mecanismo
y su sistema de control
2.5 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
2.5.1 SELECCIÓN DE UNA HERRAMIENTA DE CALIDAD
Durante la década de los 50 se desarrollaron herramientas estadísticas de control
de calidad en especial en Japón que luego fueron llevadas al mercado
estadounidense.
Estas herramientas son procedimientos o técnicas escritas y formalizadas que
ayudan a las empresas a medir la calidad de sus servicios y a planificar mejor sus
procesos para llevar a cabo una mejora de su productividad y servicio al cliente.
A continuación en la Tabla 2.3 se describen algunos de los modelos más usados
actualmente.
38
Tabla 2.3 Herramientas de Calidad
NOMBRE DESCRIPCIÓN
AMFE
Análisis modal de fallos y efectos.
Identifica variables negativas para prevenir posibles fallos,
evita que llegue al cliente productos con fallos.
Esta metodología está orientada a la satisfacción del cliente.
BALANCED
SCORECARD
Mide factores financieros y no financieros del estado de
resultados de la empresa.
Promueve una comunicación entre los gerentes y empleados.
BENCHMARKING Es un proceso continuo que compara los procesos internos
con procesos de otra empresa para beneficio de las dos.
BRAINSTORMING Es una técnica de trabajo en grupo que permite recopilar
varias ideas a cuestiones planteadas.
CÍRCULO DE LA
CALIDAD
Está dividido en cuatro procesos que deben ser ejecutados en
orden para obtener resultados positivos estos son:
Planificar
Hacer
Verificar
Actuar
SIX SIGMA
Permite la reducción de los defectos en el producto a través
del seguimiento diario de todas las actividades de la empresa.
Se basa en hacer preguntas cuyas respuestas, tangibles y
cuantificables, producen resultados rentables
QFD
Despliegue Funcional de la Calidad, permite identificar y
trasladar la información obtenida por el cliente y convertirla en
requerimiento del producto.
Para el desarrollo de este proyecto de titulación se utilizará la metodología de
QFD, ya que la opinión del cliente (Salvimpex) es uno de los factores decisivos
para la construcción de la máquina que permitirá la automatización del proceso.
39
2.5.2 QFD
El Despliegue de la Función de Calidad es un proceso que asegura que las
peticiones de los clientes sean incorporadas en el área técnica. Este tipo de
despliegue se logra teniendo un grupo multifuncional en el que se incluyan
distintas ramas de la empresa para estructurar las necesidades del cliente.
Esta herramienta es muy utilizada por su flexibilidad y adaptabilidad al momento
de implantarla en una empresa. [8]
Entre sus beneficios se encuentran:
Disminución del tiempo de desarrollo desde el concepto hasta la
producción
Diseños adecuados para las necesidades de los clientes.
Equipos multidisciplinarios.
Satisfacción del cliente.
2.5.2.1 Casa de la Calidad
Es un método que presupone el establecimiento de un equipo pluridisciplinario
orientado al consenso, basado en aproximaciones creativas que permite la
síntesis de nuevas ideas de una manera estructural.4
En el ANEXO A se puede encontrar la matriz de la casa de la calidad,
proporcionada por la Asociación Latinoamericana de QFD (QFDLAT) [9], en la que
se evaluaron los parámetros que se listan a continuación.
2.5.2.1.1 Voz del Usuario
En el desarrollo de la función de calidad, las demandas de los clientes constituyen
el elemento conductor de todo el proceso de diseño de un nuevo producto o
servicio. El primer paso consiste en pedir a un grupo representativo de usuarios,
cuáles son sus requerimientos y deseos.5
4 Carles Riba, Diseño Concurrente. P 177 5 Carles Riba, Diseño Concurrente. P 179
40
Las características pedidas por el usuario son:
Que sea automático.
Que separe más puños que un trabajador en un tiempo establecido.
Que trabaje toda la jornada.
Fácil mantenimiento.
Fácil manejo.
Que no ocupe mucho espacio.
2.5.2.1.2 Voz del Ingeniero
La voz del ingeniero constituye la traducción de las demandas subjetivas de los
clientes en características técnicas objetivas del producto.6
Las características consideradas por el ingeniero son:
Automático
Eficiente
Continuo
Modular
Amigable con el usuario
Ergonómico
Robusto
2.5.2.2 Análisis y Conclusiones de la Casa de la Calidad
“Las especificaciones del producto son la manifestación explicita del conjunto de
determinaciones, características o prestaciones que debe guiar su diseño y
desarrollo”.7
Con el desarrollo de la casa de la calidad se puede ver las ventajas que tendrá la
empresa con la automatización del proceso.
6 Carles Riba, Diseño Concurrente. P 180 7 Carles Riba, Diseño Concurrente. P 85
41
Dentro de la casa de la calidad se puede calificar cuales son las características
principales que el producto debe tener y se puede ver la comparación de estas
características con otras empresas.
Para este análisis se tomó al Nivel de Competencia 1 de una empresa en la que
se adaptaron herramientas para esta actividad, mientras que el Nivel de
Competencia 2 es a la meta a la que se quiere llegar ya que no se pudo encontrar
mayor información sobre este proceso en empresas de similar volumen de
producción en la ciudad de Quito.
La casa de la Calidad está desarrollada en el ANEXO A.
2.5.2.3 Formulación de Especificaciones Técnicas
Para obtener las especificaciones del proceso se trabaja con los involucrados para
conocer el proceso.
De esta actividad se obtiene el proceso de confección de camisetas polo.
2.5.2.3.1 Diagrama de Operación
Un diagrama de operación es una representación gráfica de un proceso. Cada
paso del proceso es representado por un símbolo diferente que contiene una
breve descripción de la etapa del proceso.
El diagrama de operaciones debe expresar fielmente el proceso real en estudio y
su objetivo principal es facilitar la mejor comprensión global del mismo.
Para el diagrama de operaciones, se utilizó la simbología que se muestra en la
Figura 2.4.
Figura 2.4 Simbología
42
En el diagrama de operaciones, Tabla 2.4, se describen las etapas principales de
la confección de las camisetas polo desde la recepción de la materia prima hasta
su almacenamiento una vez lista la camiseta.
Esta Tabla 2.4 contiene datos tomados antes de la automatización y sirve para
tener una idea de la organización del proceso y los factores externos que influyen
sobre el proceso.
43
Tabla 2.4 Diagrama de Operación
DIAGRAMA DE FLUJO NIVEL 0
DESCRIPCIÓNNOMBRE ACTIVIDAD8
21
54
37
6
30 min
RECEPTAR Y
ALMACENAR TELAS
Según el tamaño de producción se transporta la cantidad de tela a las estaciones de trabajo.TRANSPORTAR
Se realiza la recepción de los tipos de tela, en kilos.
Para la confección de camisetas polo existen dos tipos de tela, el primero es tela de algodón de punto y la segunda es tela RIB.
En esta sección se clasifican las telas por su color y tipo.
10 min
PATRONES
La primera actividad de esta operación es la colocación de patrones.
Para las camisetas polo se tienen 6 piezas que son: espalda, delantero, aletilla, mangas, puños o mangas y cuellos.
Una vez colocados los patrones se cortan las piezas con la ayuda de una máquina, de acuerdo a las tallas y los modelos del pedido.
15 min
UNIR PIEZAS Y
ACCESORIOS
Con las piezas cortadas, se procede a unirlas con la ayuda de una máquina llamada “OVER” que cose las orillas sin que se deshilen.
Para terminar se cortan los sobrantes de hilos.
592 min
CONTROL DE
CALIDAD
Se hace una inspección del producto en su fase actual.
Se revisa que las tallas sean las indicadas, que todas las piezas estén unidas correctamente.
Que la tela no tenga imperfecciones10 min
ETIQUETARCon máquinas de coser se colocan las etiquetas que contienen información sobre el cuidado de la tela, la talla y la marca
20 min
EMPACARLas camisetas terminadas son empacadas en bolsas individuales y agrupadas de acuerdo a la talla.
120 min
ALMACENAR
Los paquetes son llevados al área de bodega, donde
permanecen hasta su distribución a los clientes.
44
Tabla 2.5: Diagrama de Flujo Después de la Automatización
DIAGRAMA DE FLUJO NIVEL 0
DESCRIPCIÓNNOMBRE ACTIVIDAD8
21
54
37
6
30 min
RECEPTAR Y
ALMACENAR TELAS
Según el tamaño de producción se transporta la cantidad de tela a las estaciones de trabajo.TRANSPORTAR
Se realiza la recepción de los tipos de tela, en kilos.
Para la confección de camisetas polo existen dos tipos de tela, el primero es tela de algodón de punto y la segunda es tela RIB.
En esta sección se clasifican las telas por su color y tipo.
10 min
PATRONES
La primera actividad de esta operación es la colocación de patrones.
Para las camisetas polo se tienen 6 piezas que son: espalda, delantero, aletilla, mangas, puños o mangas y cuellos.
Una vez colocados los patrones se cortan las piezas con la ayuda de una máquina, de acuerdo a las tallas y los modelos del pedido.
15 min
UNIR PIEZAS Y
ACCESORIOS
Con las piezas cortadas, se procede a unirlas con la ayuda de una máquina llamada “OVER” que cose las orillas sin que se deshilen.
Para terminar se cortan los sobrantes de hilos.
327 min
CONTROL DE
CALIDAD
Se hace una inspección del producto en su fase actual.
Se revisa que las tallas sean las indicadas, que todas las piezas estén unidas correctamente.
Que la tela no tenga imperfecciones10 min
ETIQUETARCon máquinas de coser se colocan las etiquetas que contienen información sobre el cuidado de la tela, la talla y la marca
20 min
EMPACARLas camisetas terminadas son empacadas en bolsas individuales y agrupadas de acuerdo a la talla.
120 min
ALMACENAR
Los paquetes son llevados al área de bodega, donde
permanecen hasta su distribución a los clientes.
45
En la Tabla 2.5 se encuentra el diagrama de flujo después de la automatización
con los nuevos tiempos de las actividades.
2.5.2.3.2 Proceso de confección de Camisetas
El Diagrama de Flujo Nivel 1, que se muestra en la Figura 2.5, describe la
operación de corte de todos los patrones para la confección de camisetas polo en
la empresa Salvimpex.
INICIOESTIRAR LA TELA
SOBRE EL ÁREA DE TRABAJO
TRABAJAR CON TELA DE PUNTO
DEJAR REPOSAR LA TELA PARA EVITAR QUE SE ENCOJAN
LAS PIEZAS
MARCAR LOS PATRONES DELANTERO, ESPALDA, ALETILLA Y MANGAS EN
LA TELA
TRABAJAR CON TELA RIB
MARCAR LOS PATRONES DE
PUÑOS Y CUELLOS
SEPARAR CUELLOS Y PUÑOS Y ALMACENARLOS PARA POSTERIOR
UNION A LA CAMISETA
RETIRAR PATRONES Y CORTAR TODAS LAS PIEZAS
VERIFICAR QUE SE TENGA TODAS LAS PIEZAS
NECESARIAS PARA LAS SIGUIENTES OPERACIONES
FIN
SI
NO
NO
SI
Figura 2.5 Diagrama de Flujo Nivel 1
46
En la Figura 2.6 se muestra el nuevo proceso una vez implementada la
automatización. El bloque de color azul es en el que se aplica directamente la
automatización. En la sección 2.5.2.3.4 se desglosan los tiempos que toma
desarrollar el nuevo proceso.
INICIO
Se estira la tela sobre el
área de trabajo
Trabajando con tela de punto.
Extender la tela y dejar reposar para evitar que
se encojan las piezasSI
Marcar los patrones: delantero, espalda,
aletilla y mangas en la tela
NO
Trabajando con tela de RIB
Marcar los patrones: Puños y cuellos
Separar los puños del rollo de tela RIB
Separar cuellos del rollo de tela RIB
Almacenar las piezas obtenidas
NO
SI
Retirar los patrones y cortar las diferentes
piezas
Verificar que se tengan todas las piezas
necesarias para la siguiente operación
FIN
Figura 2.6 Diagrama de Flujo Con Automatización
47
En la Figura 2.7 se detalla el proceso de automatización y los parámetros con los
que trabaja el prototipo.
INICIOPRENDER LA MÁQUINA
COLOCAR EL ROLLO DE TELA EN EL DOSIFICADOR DE LA MÁQUINA.
VERIFICAR LA POSICIÓN DE LA TELA
INICIAR EL PROGRAMA
STOP ACTIVADO
FIN DEL PROGRAMA
POSICIONAR LAS PINZAS
SUJETAR LA TELA
DESPLAZAR PINZA MÓVIL
CERRAR PINZA MOVIL, ABRIR PINZA FIJA Y RETROCEDER 25,4 (mm)
ABRIR PINZAS PARAR CUCHILLA Y
TORNILLO
ESTÁ LA TELA EN POSICIÓN?
REAJUSTAR POSICIÓN DE LA TELA
CORTAR TELA
RETROCEDER PINZA MÓVIL
FIN ACTIVADO
SI
NO
NO
SI
SI
NO
Figura 2.7 Proceso de Automatización del Separador de puños
48
2.5.2.3.3 Método de la Ruta Crítica
En la actualidad se utilizan técnicas estandarizadas para la gestión de proyectos
entre estas se encuentra PERT8 y el CPM9 que facilitan y optimizan las
actividades y operaciones de un proyecto. Estos métodos permiten.
Establecer relaciones de precedencia entre operaciones.
Estimar la duración de las operaciones.
Mejora la utilización de recursos humanos y materiales al identificar
los cuellos de botella del proyecto.
Determina actividades críticas.
Facilita la programación, el seguimiento y control del proceso.
2.5.2.3.4 Ruta Crítica y Cuellos de Botella
Las operaciones críticas son aquellas en las que cualquier retraso repercute en la
duración del proceso. Del mismo modo si se puede optimizar una o varias de las
operaciones críticas se podrá disminuir el tiempo del proceso en general.
En la Figura 2.8 se muestra la ruta crítica del proceso de automatización.
15 min 15 min
0 0 15 min
0
Marcar Patrones
40 min 55 min
65 min 50 min 105 min
15 min
Cortar piezas
30 min 45 min
15 min 0 45 min
15 min
Separar cuellos
60 min 105 min
45 min 0 105 min
45 min
Separar puños
502 min 607 min
105 min 0 607 min
105 min
Unir patrones
30 min 637 min
607 min 0 637 min
607 min
Etiquetado e inspección de calidad
Figura 2.8 Ruta Crítica del proceso a automatizar
8 PERT: De sus siglas en inglés (Program Evaluation and Review Technique) 9 CPM: De sus siglas en inglés (Critical Path Method)
49
Descripción del Proceso:
Para 100 unidades se describen los tiempos en la Tabla 2.6.
Tabla 2.6 Descripción de operaciones
Nombre de operación Tiempo [min] Número de
trabajadores
1. Marcar patrones 15 T1 T2
2. Cortar 40 T1
3. Separar cuellos 30 T2
4. Separar puños 60 T2
5. Unir piezas 502 T1
6. Etiquetar e inspeccionar la calidad 30 T1 T2
Tiempo Total 677
Para encontrar el cuello de botella de cualquier proceso se debe conocer la tasa
de rendimiento (TR) de cada operación.
La tasa de rendimiento es la relación entre el número de unidades que pasan por
la operación en un tiempo específico como se muestra en la ecuación ( 2.1).
𝑇𝑅 = 𝑈𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
( 2.1)
Tomando las operaciones de la Tabla 2.6 se encuentra la tasa de rendimiento de
cada operación.
1)100𝑢
15 𝑚𝑖𝑛= 6.666 4)
100𝑢
60 𝑚𝑖𝑛= 1.667
2)100𝑢
40 𝑚𝑖𝑛= 2.5 5)
100𝑢
502 𝑚𝑖𝑛= 0.199
50
3)100𝑢
30 𝑚𝑖𝑛= 3.333 6)
100𝑢
30 𝑚𝑖𝑛= 3.333
El cuello de botella se encuentra en la operación con la tasa de rendimiento más
baja, en este caso para las operaciones 4 y 5.
La tasa de rendimiento en la operación de separación de puños (4) es baja
por falta de maquinaria.
La operación de unión de piezas está compuesta por varias operaciones y
su tasa de rendimiento es la más baja del proceso por la falta de mano de
obra.
Para disminuir los cuellos de botella se debe buscar soluciones para mejorar las
tasas de rendimiento más bajas. En este caso se implementará una
automatización a la operación de separar puños (4) permitiendo que la mano de
obra se pueda trasladar a la operación de unir patrones (5).
Los cuellos de botella para este proceso no se eliminaron pero se logró aumentar
las tasas de rendimiento de las actividades (4) y (5), optimizando el proceso.
Resultados esperados con la automatización
Al implementar una automatización a la operación de separación de puños se
espera conseguir ciclos de 20 segundos por cada puño separado, tiempo
estimado por el cliente descrito en la casa de la calidad, ANEXO A. Esto quiere
decir 100 puños en 33 minutos aproximadamente, como se muestra en la Figura
2.9.
51
15 min 15 min
0 0 15 min
0
Marcar Patrones
40 min 55 min
38 min 23 78 min
15 min
Cortar piezas
30 min 45 min
15 min 0 45 min
15 min
Separar cuellos
33 min 78 min
45 min 0 78min
45 min
Separar puños
274 352
78 min 0 352
78 min
Unir patrones
30 min 382
352 0 382
352
Etiquetado e inspección de calidad
Figura 2.9 Ruta crítica con nuevos tiempos
Con este nuevo tiempo se puede volver a calcular la TR para la misma operación
con la ecuación ( 2.1).
100 𝑢𝑛𝑖
33 𝑚𝑖𝑛= 3.03
Esto representa una disminución del 45% en comparación al tiempo actual (60
min).
En la operación de unir las piezas el segundo trabajador se incorpora 23 minutos
después del primero y trabajan los dos en las distintas actividades de la operación
disminuyendo el tiempo de esta a 274 minutos.
Esta mejora en el tiempo de la operación aumenta la tasa de rendimiento de la
operación (5) un 45.41% en comparación con la TR anterior.
100 𝑢𝑛𝑖
274 𝑚𝑖𝑛= 0.364
Con estos nuevos tiempos se vuelve a plantear la Tabla 2.6 y se verifica que el
tiempo de elaboración de 100 camisetas polo disminuirá con la implementación de
la automatización propuesta. Los nuevos tiempos se encuentran en la Tabla 2.7.
52
Tabla 2.7 Nuevos tiempos para operaciones con la implementación del separador de puños
Nombre de operación Tiempo
[min]
Número de
trabajadores
a) Marcar patrones 15 T1 T2
b) Cortes 40 T1
c) Separación cuellos 30 T2
d) Separación puños 23 T2
e) Unión piezas 274 T1 T2
f) Etiquetado e inspección de calidad 30 T1 T2
Tiempo Total 412
En la Tabla 2.8 se presenta un resumen de las especificaciones técnicas a las que
se llegó con el cliente.
Tabla 2.8 Especificaciones Técnicas
EMPRESA:
SALVIMPEX
PRODUCTO:
Separador de
puños
Fecha: 10 / Abril / 2014
Página 1/1
ESPECIFICACIONES
Concepto Fecha Propone R/D Descripción
Función 5/3/14 C R Sistema que separe los puños
para camisetas polo
Dimensiones 9/4/14 C+I D
Para tejidos de 80 cm de ancho y
25 m de largo aproximadamente,
(10kg)
Materiales 9/4/14 C+I R Tejido de punto RIB separado
Ergonomía 9/4/14 C+I D De fácil operación para el usuario
Donde D = Deseo, R =Requerimiento.
Propone I = Ingeniero, C = Cliente.
53
2.5.2.4 Diseño Conceptual
“Esta etapa del proceso de diseño parte de la especificación del producto, origina
diversas alternativas de principio de solución y, después de evaluarlas, elige la
más conveniente.”10
1.1.1.1.1 Análisis Funcional
El análisis funcional permite definir las funciones más importantes que debe
realizar el sistema, al construir un análisis funcional se puede empezar a visualizar
los elementos de entrada y las respuestas de cada función sin tener que
detenerse a analizar todos los componentes que conforman la función que se está
efectuando.
Este análisis se puede hacer en varios niveles para obtener una mayor cantidad
de detalles, en el nivel 0 se muestra de manera general el objetivo del prototipo,
mientras que en el nivel 1 se pueden apreciar los módulos que se analizarán.
SEPARADOR DE PUÑOS
PUÑOS INDIVIDUALES
ENERGÍA
SEÑAL
TELA RIB
Figura 2.10 Nivel 0
10 Carles Riba, Diseño Concurrente. P 80
54
DOSIFICADOR
POSICIÓN CORTADOR
ENERGÍA
SEÑAL
TELA
TELA EXTENDIDA
TELA LISTA PARA QUE PASE EL CORTADOR
PUÑO SEPARADO
MÓDULO 3MÓDULO 2
MÓDULO 1
Figura 2.11 Nivel 1
2.5.2.5 Definición de módulos funcionales
“Los productos modulares son aquellos que están organizados según una
estructura de diversos bloques constructivos, orientada a ordenar e implementar
las distintas funciones y facilitar las operaciones de composición del producto.”11
MÓDULO 1
o Depósito donde se coloca el rollo de tela RIB.
o Mecanismo dosificador de tela que entregue la tela extendida
sobre el área de trabajo.
MÓDULO 2
o Mecanismo que sujete la tela en una posición predeterminada.
o Dispositivo que mantenga los puños fijos en su posición.
o Mecanismo que corte a través del tejido RIB en línea recta.
o Mecanismo que retire los puños cortados de la mesa de corte.
o Sistema de control para el proceso.
MÓDULO 3
o Transportador de puños separados
o Depósito de almacenamiento de puños separados.
11 Carles Riba, Diseño Concurrente. P 121
55
2.5.2.6 Solución para cada Módulo
Una vez definidos los módulos y sus funciones se buscan soluciones para cada
elemento de los módulos.
A continuación se describen las opciones escogidas para dar solución a cada
elemento.
MÓDULO 1
Tabla 2.9 Módulo 1
Descripción Ventajas Desventajas
Rodillos de alimentación Fácil mantenimiento.
Fácil montura.
No necesita actuadores
eléctricos.
Se necesitan varios
rodamientos para el
sistema.
Ocupa más espacio.
Por Gravedad No necesita actuadores
eléctricos.
No necesita mantenimiento.
No mantiene la tela fija.
La dosificación no es
exacta.
Motor de eje en el rodillo
de tela
La dosificación puede ser
controlada con mayor
precisión.
Necesita control
electrónico o mecánico.
Mantenimiento del motor.
Aumenta el costo del
prototipo.
MÓDULO 2
Tabla 2.10 Módulo 2
Descripción Ventajas Desventajas
Mesa con guías para el
desplazamiento de la tela y
agujeros para la acción de corte.
Fácil construcción.
Modular.
Pocos actuadores.
Mucho peso.
El desplazamiento de la
tela no es controlado.
Mesa con grada para la acción de
corte y agarre del hilo. Incluye
espacios para los rodillos que
Fácil construcción.
Menor espacio.
Poco espacio para los
movimientos.
No permite que la tela se
56
muevan la tela. tense lo suficiente.
Sistema de dientes que
transporten la tela al mismo
tiempo que la sujetan en una
posición determinada.
Un solo
mecanismo cumple
2 funciones
(sujetar y
transportar)
Mayor maquinado en su
construcción.
Mayor número de
actuadores
Cuchilla y cepillo para el corte y
eliminación de residuos de tela.
Mecanismo simple
de traslación
No se elimina el 100% de
los residuos de tela.
Guillotina
Corte limpio.
Mecanismo
sencillo.
No dispone de mecanismo
para la eliminación de
residuos de tela
Cuchilla y aspiradora
Eliminación de
residuos en mayor
porcentaje.
Necesita mayor control y
actuadores para la
aspiradora.
Precio elevado.
MÓDULO 3
Tabla 2.11 Módulo 3
Descripción Ventajas Desventajas
Rodillos que permitan el
desplazamiento de la tela
cortada a un depósito
Fácil instalación
No permiten la tensión
necesaria para la acción
anterior
Por gravedad Sin mantenimiento.
Sin necesidad de control.
Aumenta el tamaño del
diseño.
No es exacto
Actuador eléctrico Mayor velocidad.
Mejor exactitud
Más Actuadores para el
control.
2.5.2.7 Matriz Morfológica
La matriz morfológica de la Tabla 2.12, busca obtener varias alternativas mediante
el análisis de las partes que lo componen, su principal función es simplificar la
57
comparación de diseños para cada parte de la máquina. Esta técnica permite
generar ideas en un trabajo exploratorio.
Tabla 2.12 Matriz Morfológica
MATRIZ MORFOLÓGICA
OPCIONESFUNCIONES
Fase
DEPÓSITO DE TELA RODILLO CAJÓN
DOSIFICADOR DE TELA
RODILLO GRAVEDADEJE CON MOTOR
SUJECIÓN DE TELA PRENSASISTEMA DE PINZAS
(DIENTES)
POSICIONAMIENTO DE TELA
GUIAS SENSOR POR TIEMPOS
CORTE DE TELA GUILLOTINACUCHILLA Y
ASPIRADORACUCHILLA Y
CEPILLO
DESPLAZAMIENTO DE PUÑOS
GRAVEDAD RODILLOS DIENTES
ALMACENAMIENTO DE PUÑOS
BANDA CAJÓN
ALTERNATIVA 1
ALTERNATIVA 2
ALTERNATIVA 3
2.5.2.8 Criterio para la Evaluación de Alternativas
En las diferentes etapas del proceso de diseño, después de cada despliegue de
alternativas, corresponde hacer una evaluación de las mismas que sirva de base
para la posterior toma de decisiones. 12
Los criterios que se van a evaluar son:
Rigidez
12 Carles Riba, Diseño Concurrente. P 59
58
Volumen de producción
Mantenimiento
Precisión
Acabado
Y cumplen la siguiente jerarquía:
Volumen de producción > precisión > acabado > rigidez = mantenimiento
2.5.2.8.1 Evaluación de Pesos Específicos
Ordenando los criterios según la jerarquía descrita se colocan los valores de cada
criterio en la Tabla 2.13.
Tabla 2.13 Pesos Específicos
Criterio Vol. Prod. Precisión Acabado Rigidez Mant. Sumatoria +1 Ponderada
Vol. Prod. 1 1 1 1 5 0,333
Precisión 0 1 1 1 4 0,267
Acabado 0 0 1 1 3 0,200
Rigidez 0 0 0 0,5 1,5 0,100
Mant. 0 0 0 0,5 1,5 0,100
Suma 15 1
2.5.2.8.2 Evaluación de pesos específicos para cada Alternativa según criterios
listados
Se evalúa cada alternativa con todos los criterios listadas en la Tabla 2.14.
Tabla 2.14 Pesos Específicos con cada Criterio
Volumen de Producción Alternativa 1 > Alternativa 3 > Alternativa 2
Volumen de Producción Alt 1 Alt 2 Alt 3 Sum + 1 Ponderada
Alternativa 1 1 1 3 0,5
Alternativa 2 0 0 1 0,167
Alternativa 3 0 1 2 0,333
Suma 6 1
59
Precisión Alternativa 1 > Alternativa 2 = Alternativa 3
Precisión Alt 1 Alt 2 Alt 3 Sum + 1 Ponderada
Alternativa 1 1 1 3 0,5
Alternativa 2 0 0,5 1,5 0,25
Alternativa 3 0 0,5 1,5 0,25
Suma 6 1
Acabado Alternativa 3 > Alternativa 1 > Alternativa 2
Acabado Alt 1 Alt 2 Alt 3 Sum + 1 Ponderada
Alternativa 1 1 0 2 0,333
Alternativa 2 1 1 3 0,5
Alternativa 3 0 0 1 0,167
Suma 6 1
Rigidez Alternativa 1 = Alternativa 2 = Alternativa 3
Rigidez Alt 1 Alt 2 Alt 3 Sum + 1 Ponderada
Alternativa 1 0,5 0,5 2 0,333
Alternativa 2 0,5 0,5 2 0,333
Alternativa 3 0,5 0,5 2 0,333
Suma 6 1
Mantenimiento Alternativa 2 > Alternativa 3 > Alternativa 1
Mantenimiento Alt 1 Alt 2 Alt 3 Sum + 1 Ponderada
Alternativa 1 0 0 1 0,167
Alternativa 2 1 1 3 0,5
Alternativa 3 1 0 2 0,333
Suma 6 1
60
2.5.2.8.3 Tabla de Conclusiones
La Tabla 2.15 recolecta la información de las secciones anteriores y demuestra la
mejor alternativa.
Tabla 2.15 Tabla de Conclusiones
Conclusiones
Vol.
Prod. Precisión Acabado Rigidez Mant Sumatoria Prioridad
Alternativa 1 0,167 0,133 0,067 0,033 0,017 0,417 1
Alternativa 2 0,056 0,067 0,1 0,033 0,05 0,306 2
Alternativa 3 0,111 0,067 0,033 0,033 0,033 0,278 3
Como se muestra en la Tabla 2.15, la alternativa 1 tiene un mejor volumen de
producción y precisión de corte con respecto a las otras alternativas planteadas y
en general la sumatoria de estos valores es mayor a las otras alternativas Por
estos criterios se procede al cálculo de los componentes de la alternativa 1 en el
Capítulo III.
61
3 CAPÍTULO III
3.1 DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMAS MECÁNICOS
En este capítulo se dimensionan los elementos numerados en la Tabla 3.1 y
Figura 3.1.
Figura 3.1 Esquemático del prototipo
62
Tabla 3.1 Elementos Dimensionados
Tag Nombre Cantidad Sección
1 Cálculo de fuerzas de corte para el eje que sostiene el tejido.
1 3.1.1
2 Cálculo de la estructura de soporte para tejido
2 3.1.2
3 Cálculo de fuerzas sobre el Freno 1 3.1.3
4 Cálculo para ejes de desplazamiento horizontal
2 3.1.4
5 Dimensionamiento de los ejes de pinzas 2 3.1.5
6 Rodamientos desplazamiento vertical 4 3.1.6.1
7 Rodamientos desplazamiento horizontal 4 3.1.6.2
8 Rodamientos de pinzas 2 3.1.6.3
9 Dimensionamiento de acoples de motores 4 3.1.7
10 Sistema de piñón y cadena 3 3.1.8
11 Sistema Tornillo sinfín 1 3.1.9
12 Sistema Piñón y Cremallera 1 3.1.10
13 Motores para pinzas 2 3.2.1.1
14 Motor desplazamiento pinza móvil 1 3.2.1.2
15 Motor Tornillo sinfín 1 3.2.1.3
16 Motor Cuchilla 1 3.2.1.4
Para los cálculos en esta sección se utilizó un factor de seguridad aproximado con
el método de Puglsey, descrito a continuación.
Este método permite evaluar el coeficiente admisible de seguridad tomando en
cuenta parámetros como control, calidad, seguridad y economía. En la fórmula
existen dos factores que se seleccionan por tablas predeterminadas descritas en
la Tabla 3.2 y Tabla 3.3.
La recomendación es redondear al inmediato superior el factor obtenido por medio
de este método.
Para este cálculo se utiliza la ecuación ( 3.1)
𝑛𝑠 = 𝑛𝑥 ∗ 𝑛𝑦 ( 3.1)
Dónde:
ns = Factor de seguridad total
nx = Factor de seguridad que involucra aspectos de control y calidad
ny = Factor de seguridad que involucra aspectos de seguridad y economía.
63
Estos valores se encuentran en la Tabla 3.2 [10] y Tabla 3.3 [10] donde se
seleccionan según los criterios que cumpla la construcción y funcionamiento del
prototipo.
Tabla 3.2 Factor nx
Donde MB= Muy Buena; B= Buena; R= Regular; M= Mala
Tabla 3.3 Factor ny adaptada [10]
Impacto Económico Peligro para el personal
NS S MS
NS 1.0 1.2 1.4
S 1.0 1.3 1.5
MS 1.2 1.4 1.6
Donde NS= No Seria; S= Seria; MS= Muy Seria
Reemplazando los valores en la ecuación ( 3.1) se obtiene:
𝑛𝑥 = 𝑀𝐵, 𝐵, 𝐵 = 1.45
𝑛𝑦 = 𝑆, 𝑆 = 1.3
𝑛𝑠 = 1.45 ∗ 1.3
𝑛𝑠 = 1.885 ≈ 2
64
3.1.1 CÁLCULO DE FUERZAS DE CORTE PARA EL EJE QUE SOSTIENE AL
TEJIDO
Para estos cálculos se tiene los datos del material que son:
Sy = 36Kpsi = 248 Mpa (acero 36)
Factor de seguridad n = 2
Para calcular la Fuerza de Corte (RA) y el Momento Flector (M) se utiliza el
programa Inventor 2012 que permite simular las cargas en vigas con apoyos como
se muestra en la Figura 3.2.
Dónde:
Fuerza1: Peso del tubo (1.04kg ≈ 10.19N) [11]
W1: Carga distribuida de la tela en el tubo (98 N/m)
X= Longitud del eje (0.9m)
Según la sumatoria de fuerzas y reacciones se obtiene la Fuerza Cortante.
Figura 3.2 Simulación del eje de la tela
Se parte de un estudio estático descrito por las ecuaciones ( 3.2) y ( 3.3)
65
∑ 𝐹𝑦 = 0 ( 3.2)
∑ τ𝑦 = 0 ( 3.3)
En la Figura 3.3 se ven las fuerzas y momentos que actúan sobre el eje que
sostiene al tejido, en las ecuaciones ( 3.4) y ( 3.5)
Figura 3.3: Diagrama de Fuerzas Eje de tejido
𝑅𝐴 − 𝑃1 − (𝑊1 ∗ 0.90) + 𝑅𝐵 = 0 ( 3.4)
𝑅𝐴 − 10.19𝑁 − 88.2𝑁 + 𝑅𝐵 = 0
𝑅𝐴 = 98.39 − 𝑅𝐵
−𝑃1 ∗𝑋
2− (𝑊1 ∗ 0.90) ∗
𝑋
2+ 𝑅𝐵 ∗ 𝑋 = 0
( 3.5)
−10.19𝑁 ∗0.9𝑚
2− 88.2 ∗
0.9𝑚
2+ 𝑅𝐵 ∗ 0.9 = 0
Obteniendo:
𝑅𝐵 = 49.19𝑁 = 𝑅𝐴
66
El cálculo se aproxima al resultado de la simulación hecha en inventor. Para la
simulación de la Figura 3.4 se utilizaron los mismos datos y la respuesta del
simulador se redondea por defecto a un decimal.
Figura 3.4 Simulación de Fuerzas Inventor 2012
A continuación se puede obtener Mx, existen casos ya resueltos y se puede
encontrar sus respuestas por superposición de casos.
En este caso se tiene dos tipos de cargas, la carga distribuida y el peso que se
toma como una carga puntual en el centro del eje.
El momento total será la suma de estos dos momentos siendo M1 el momento de
la carga distribuida y M2 el de la carga puntual.
Las siguientes ecuaciones fueron tomadas de la Tabla A.9 de Shigley. [12]
En la ecuación ( 3.6) se obtiene el momento flector de la carga distribuida.
𝑀1 =𝑞𝑙2
12
( 3.6)
𝑀1 =98[𝑁/𝑚] ∗ (0.9𝑚)2
12
𝑀1 = 6.615[𝑁𝑚]
Para la carga puntual se utiliza la ecuación ( 3.7)
67
𝑀2 =𝑃 ∗ 𝑥
4
( 3.7)
𝑀2 =10.19[𝑁] ∗ 0.45[𝑚]
4
𝑀2 = 1.146[𝑁𝑚]
El momento total será la suma de estos momentos como se muestra en la
ecuación ( 3.8).
𝑀 = 𝑀1 + 𝑀2 ( 3.8)
𝑀 = 6.615 + 1.146 = 7.761[𝑁𝑚]
En la Figura 3.5 se muestra el momento flector calculado por el programa y su
resultado es el mismo que el obtenido en el cálculo anterior.
Figura 3.5 Simulación de Momentos Inventor 2012
68
Con el momento flector M se puede obtener el módulo de resistencia w de la
ecuación ( 3.9).
𝑤 = 𝑀 ∗ 𝑛
𝑆𝑦 ( 3.9)
𝑤 = 7.761 ∗ 2
248 ∗ 106= 62.58𝑥10−9[𝑚3] ≈ 0.0626 [𝑐𝑚3]
Con el módulo de resistencia se encuentra el diámetro y espesor para el eje en
una tabla de equivalencias.
Como criterio de selección se toma un módulo de resistencia igual o mayor al
obtenido.
Estos valores fueron tomados del catálogo de tubos y perfiles DIPAC [11], en este
catálogo hay una sección para tubos de acero donde indican la nomenclatura
como en la Figura 3.6 y también las dimensiones en el extracto de la Tabla 3.4.
Figura 3.6 Tubo de Acero
69
Tabla 3.4 Catálogo DIPAC Tubos [11]
Diámetro externo e Peso Área I w i
plg mm mm Kg/6m cm2 cm4 cm3 cm
7/8 22.22 1.10 3.66 0.72 0.41 0.37 0.75
1 25.40 1.5 5.64 1.13 0.81 0.64 0.85
1 1/4 31.75 0.95 4.5 0.92 1.09 1.00 1.31
1 1/2 38.10 0.95 5.40 1.11 1.91 1.00 1.31
1 3/4 44.45 0.95 6.24 1.30 3.07 1.38 1.54
Por geometría se selecciona el tubo de 25.4mm a pesar que su módulo de
resistencia es mayor al calculado.
Con los datos obtenidos en la tabla se calcula los esfuerzos mixtos del eje con la
ecuación ( 3.11). Estos esfuerzos deben cumplir la condición de la ecuación (
3.10).
𝜎𝑒𝑞 ≤ 𝑆𝑦
𝑛
( 3.10)
𝜎𝑒𝑞 = √(𝐹𝑥
𝐴+
𝑀 ∗ 𝑑2⁄
𝐼)
2
+ 3 (𝐹
𝐴)
2
( 3.11)
El primer término de la ecuación ( 3.11) hace referencia al esfuerzo flector en x, al
desglosar este término queda una fuerza en el eje de las x, al no existir fuerzas en
el eje de las x, en estos cálculos se anula el término que lleva dicha fuerza.
𝜎𝑒𝑞 = √(0 +7.761 ∗
0.025402
0.81 ∗ 100−4)
2
+ 3 (49.19
1.13 ∗ 100−2)
2
𝜎𝑒𝑞 = 14.315𝑀𝑃𝑎
70
Al reemplazar este valor en la ecuación ( 3.10) se verifica que cumpla la condición.
14.315𝑀𝑃𝑎 ≤ 248𝑀𝑃𝑎
2
Si se cumple, el eje está sobre los límites permitidos. Se recalcula el nuevo factor
de seguridad.
𝑛 = 𝑆𝑦
𝜎𝑒𝑞=
248𝑀𝑃𝑎
14.315𝑀𝑃𝑎= 17.3244
Conclusión:
Este índice es mayor al previsto, esto quiere decir que el eje está
sobredimensionado y se escoge este eje por su geometría.
En la simulación hecha en Inventor de la Figura 3.7 se observa que la deformación
es mínima.
Figura 3.7 Simulación de la deformación del tubo en Inventor
3.1.2 CÁLCULOS DE LA ESTRUCTURA DE SOPORTE DEL TEJIDO
Esta estructura que se muestra en la Figura 3.8 se ubica a los extremos de la
mesa de trabajo. En estas estructuras, alineadas paralelamente, se sostiene el eje
previamente calculado. Por este motivo la fuerza máxima se divide para las dos
estructuras.
71
Figura 3.8 Estructura de Soporte Dibujo en Inventor
𝐹𝑇 =88.2[𝑁] + 10.19[𝑁]
2
𝐹𝑇 = 49.195 𝑁
Esta es una carga puntual ubicada en el centro de cada rodamiento, por lo que su
magnitud se divide para los 2 rodamientos.
Para dimensionar este ángulo se utiliza la sumatoria de fuerzas para obtener las
reacciones y el esfuerzo cortante.
Desarrollando la ecuación ( 3.2) se obtiene
𝑅𝐴 − 𝑃1 − 𝑃2 + 𝑅𝐵 = 0
Donde RA y RB son las reacciones y P1 y P2 es la fuerza que se ejerce sobre el
ángulo. Como se explicó previamente esta fuerza se divide para cada rodamiento.
Para poder encontrar las reacciones se necesita la suma de momentos, para este
caso es:
−𝑃1 ∗ 𝑋1 − 𝑃2 ∗ 𝑋2 + 𝑅𝐵 ∗ 𝑙 = 0
72
Dónde:
X1 es la distancia del origen al centro del primer rodamiento.
X2 es la distancia del origen al centro del segundo rodamiento.
L es la distancia total del ángulo, donde se encuentra la reacción.
Figura 3.9 Diagrama de Fuerzas Soporte de Tejido
Reemplazando los datos en la ecuación anterior se tiene:
−24.5975𝑁 ∗ 57.5𝑚𝑚 − 24.5975𝑁 ∗ 87.5𝑚𝑚 + 𝑅𝐵 ∗ 145𝑚𝑚 = 0
𝑅𝐵 = 24.5975𝑁 = 𝑅𝐴
El siguiente paso es hallar el momento, como las fuerzas son iguales y son
equidistantes se obtiene que el momento está dado por la ecuación ( 3.12) donde
P se reemplaza por RA.
𝑀 = 𝑃 ∗ 𝑥 ( 3.12)
𝑀 = 24.5975 ∗ 57.5𝑚𝑚 = 1414.36𝑁 ∗ 𝑚𝑚
De igual manera se puede comparar estos datos con los del software de
simulación MDSolids en la Figura 3.10
73
Figura 3.10 Simulación de esfuerzos Fuente: MDSolids
De este gráfico se verifica los cálculos realizados para obtener las fuerzas y los
momentos.
Con estos datos se encuentra el módulo de resistencia de esta estructura
reemplazando en la ecuación ( 3.9).
𝑤 = 1.41436 ∗ 2
248 ∗ 106= 11.4061 ∗ 10−9[𝑚3] = 0.0114𝑐𝑚3
Con este módulo se va a la tabla que describe al perfil como se muestra en la
Figura 3.11 [11] y Tabla 3.5
74
Figura 3.11 Especificaciones Ángulo de Acero [11]
Tabla 3.5 Catálogo DIPAC Ángulos [11]
El módulo es menor a los indicados en la tabla por lo que se puede escoger el
más cercano o según los criterios de geometría establecidos.
Se seleccionó el perfil de 25 * 25 * 2 y con sus datos se procede a calcular los
esfuerzos mixtos en el eje de las abscisas utilizando la ecuación ( 3.11).
𝜎𝑒𝑞 = √(0 +1.41436 ∗ 0.0725
0.57 ∗ 100−4)
2
+ 3 (49.195
0.93 ∗ 100−2)
2
𝜎𝑒𝑞 = 17.9897𝑀𝑃𝑎
Se verifica que cumpla la condición de la ecuación ( 3.10).
17.9897𝑀𝑃𝑎 ≤ 248𝑀𝑃𝑎
2
Si cumple, se recalcula el factor de seguridad.
𝑛 = 𝑆𝑦
𝜎𝑒𝑞=
248𝑀𝑃𝑎
17.9897𝑀𝑃𝑎= 13.786
75
Se utiliza este perfil ya que cumple con las condiciones de diseño y soporta los
esfuerzos a los que va a ser expuesto.
La fuerza cortante sobre los tornillos M10 es despreciable.
3.1.3 CÁLCULO DE FUERZAS SOBRE EL FRENO MECÁNICO
El eje que sostiene la tela debe tener un freno para evitar que siga girando y
desenrolle más tela de la necesaria.
El freno es un elemento que absorbe energía, es este caso detiene el movimiento
que tiene el tubo por su inercia.
Los elementos de este mecanismo como se muestra en la Figura 3.12 son el
tambor (1), que está sujeto al eje que se va a detener, una zapata articulada (2) y
la palanca (3).
Figura 3.12 Freno con Zapata Articulada
Para el freno se diseña una manzana de hierro fundido que va con el eje. La
zapata va fijada en el soporte de la tela y permite regular el ajuste del freno por
medio de un tornillo ubicado a un costado de la zapata.
76
Con el programa proporcionado por la universidad de Oviedo en su página de
internet [13], se encuentran las fuerzas que actúan sobre el freno en la Figura
3.13.
Figura 3.13 Cálculo de Freno [13]
Dónde:
R es el radio exterior
b es el espesor de la zapata
µ es el coeficiente de fricción
Los ángulos Φ1 y Φ2 forman el arco en el que se coloca la zapata.
a y c son el radio del tambor y la posición de mayor contacto entre este y la
zapata.
La presión máxima pa, se selecciona por el material, en este caso asbesto
tiene una presión máxima de 1000kPa.
El ángulo máximo Φa, es 90 grados ya que ahí se ejerce la mayor presión.
El giro es el sentido en el que se mueve el tambor.
Estos cálculos, tomados de Mecánica de Sygley [12], desarrollados a
continuación.
El momento de la rueda está dado por la ecuación ( 3.13).
77
𝑀𝑓 =𝜇 ∗ 𝑝𝑎 ∗ 𝑏 ∗ 𝑅
sin 𝜙𝑎∗ (𝑅 − 𝑅 ∗ cos 𝜙2 −
𝑎
2∗ 𝑠𝑖𝑛2(𝜙2)) ( 3.13)
Al reemplazar los datos se obtiene Mf
𝑀𝑓 =0.3 ∗ 1𝑀𝑃𝑎 ∗ 6𝑚𝑚 ∗ 31.5𝑚𝑚
sin 90∗ (31.5𝑚𝑚 − 31.5 ∗ cos 170 −
31.5
2∗ 𝑠𝑖𝑛2(170))
𝑀𝑓 = 3.52𝑁𝑚
Para hallar la fuerza se necesita el momento de la fuerza Normal que se calcula
con la ecuación ( 3.14)
𝑀𝑁 =𝑎 ∗ 𝑝𝑎 ∗ 𝑏 ∗ 𝑅
sin 𝜙𝑎∗ (
𝜙2
2−
1
4∗ sin 2𝜙2) ( 3.14)
Reemplazando los datos se encuentra MN:
𝑀𝑁 =0.0315 ∗ 1𝑀𝑃𝑎 ∗ 6𝑚𝑚 ∗ 31.5𝑚𝑚
sin 90∗ (
170
2−
1
4∗ sin 2 ∗ 170)
𝑀𝑁 = 9.34𝑁𝑚
Con los dos momentos se encuentra la fuerza máxima con la ecuación ( 3.15)
𝐹𝑦 =𝑀𝑓 + 𝑀𝑁
𝑎 + 𝑅
( 3.15)
𝐹𝑦 = 92.4319𝑁
Al poner el ángulo máximo 90º la fuerza actúa solo sobre el eje de las abscisas
por lo que se asume que Fx es cero y Fy es la fuerza máxima previamente
calculada.
Para el cálculo de las reacciones en el pasador se desarrollan las ecuaciones
(3.16) y (3.17)
𝑅𝑥 =𝑝𝑎𝑏𝑅
sin 𝜙𝑎
(𝐴 + 𝜇𝐵) − 𝐹𝑋 (3.16)
𝑅𝑦 =𝑝𝑎𝑏𝑅
sin 𝜙𝑎
(𝐵 + 𝜇𝐴) − 𝐹𝑌 (3.17)
78
Los índices A y B se calculan con los ángulos de la zapata. Para ese caso:
A=0.01507
B=1.569
Al reemplazar los valores en las ecuaciones (3.16) y (3.17) se encuentran las
reacciones sobre el pasador.
𝑅𝑥 = −86.115𝑁
𝑅𝑦 = 204.964𝑁
Los valores son iguales a los del simulador [13].
3.1.4 CÁLCULOS PARA DIMENSIONAR LOS EJES DE DESPLAZAMIENTO
HORIZONTAL
Para estos cálculos los datos del material son:
Sy = 36Kpsi = 248 Mpa (acero 36)
Factor de seguridad n = 2
Longitud = 1m
Carga distribuida = 35 g/m = 0.343N/m
Peso= 5,978N [11]
En la Figura 3.14 se puede encontrar los diagramas de carga, de corte y momento
del programa MDSolids.
Con el momento se calcula el módulo de resistencia con la ecuación ( 3.9), para
buscar en la Tabla 3.4 el tubo adecuado.
𝑤 = 1.47 ∗ 2
248 ∗ 106= 0.01186 [𝑐𝑚3]
Para esta aplicación se selecciona el tubo de 22.2mm [7/8 plg] de diámetro ya que
cumplen con el requerimiento de módulo de resistencia.
79
Figura 3.14 Diagrama para ejes de desplazamiento
Con estos datos se obtienen los esfuerzos mixtos de la ecuación ( 3.11)
𝜎𝑒𝑞 = √(0 +1,47 ∗
0.022222
4,1𝐸−9)
2
+ 3 (6.2444
7,2 ∗ 𝐸−5)
2
𝜎𝑒𝑞 = 3.99𝑀𝑃𝑎
Reemplazando este valor en la ecuación ( 3.10) se puede verificar que cumple la
condición.
3.99𝑀𝑃𝑎 ≤ 248𝑀𝑃𝑎
2
80
3.1.5 DIMENSIONAMIENTO DE LOS EJES PARA PINZAS
Los ejes que permiten el movimiento de las pinzas son de acero de transmisión
AISI 1045, su diámetro es de 9.525mm [3/8 plg]. En la Figura 3.15 se muestra que
la deformación es mínima.
Figura 3.15 Simulación Estática Eje Pinza Inventor 2012
Dónde:
F1=F2=F3, son el peso del perfil que conforma la pinza y se encuentran
ubicados en los soportes para el eje.
Las restricciones de los extremos son la unión al motor por medio de la
brida y el rodamiento al extremo opuesto.
Las restricciones siguientes son los soportes para el eje.
Según la simulación en Inventor se obtiene la Tabla 3.6 con los resultados
estáticos.
Tabla 3.6 Resumen de resultados estáticos, Inventor 2013
Nombre Mínimo Máximo
Desplazamiento 0,000 mm 0,004 mm
Fuerzas Fx -0,000 N 0,000 N
81
Fy -1,069 N 1,060 N
Fz -0,000 N 0,000 N
Momentos
Mx -66,296 N mm 37,569 N mm
My -0,000 N mm 0,000 N mm
Mz 0,000 N mm 0,000 N mm
Tensiones normales
Smax -0,000 MPa 0,781 MPa
Smin -0,781 MPa -0,000 MPa
Smax(Mx) 0,000 MPa 0,781 MPa
Smin(Mx) -0,781 MPa 0,000 MPa
Smax(My) 0,000 MPa 0,000 MPa
Smin(My) -0,000 MPa 0,000 MPa
Saxial -0,000 MPa 0,000 MPa
Tensión de corte Tx -0,000 MPa 0,000 MPa
Ty -0,020 MPa 0,020 MPa
Tensiones de torsión T 0,000 MPa 0,000 MPa
De igual manera se puede ver en la Figura 3.16 la cantidad máxima que fleja el
eje que es 0.0043mm y en la Figura 3.17 el momento máximo en el eje X de
0.03755Nm.
Figura 3.16 Deformación del eje Simulación Inventor 2012
82
Figura 3.17 Momento en el eje X Simulación Inventor 2012
3.1.6 SELECCIÓN DE RODAMIENTOS
3.1.6.1 Desplazamiento Vertical del Tejido
Para la selección de rodamientos se tiene en cuenta varios criterios entre los más
destacados están:
Tiempo de vida
Velocidad
Frecuencia
Tipo de carga
Para la siguiente aplicación los rodamientos deben soportar cargas radiales,
velocidades y frecuencias bajas y se espera que tengan un tiempo de vida
elevado.
En la Figura 3.18 se muestran los rodamientos que mejor trabajan con cargas
radiales.
83
Figura 3.18 Rodamientos para Cargas Radiales [14]
Dónde:
a) Rodamiento rígido de bola
b) Rodamiento de bolas de contacto angular
c) Rodamiento de rodillos cilíndricos
d) Rodamiento de rodillos cónicos
e) Rodamiento oscilante de rodillos
Debido a que la carga radial tiene un contacto nominal con un ángulo de 0° se
puede seleccionar los rodamientos a) o c) de la Figura 3.18
En la Tabla 3.7 que es un extracto de la tabla de características del Catálogo FAG
[14], se muestran la aptitud de los rodamientos preseleccionados para ciertas
características.
Para esta aplicación se escogieron los Rodamientos rígidos de bola por su
característica de bajo rozamiento y funcionamiento silencioso.
84
Tabla 3.7 Características de Rodamientos
APTITUD
CA
RG
A R
AD
IAL
CA
RG
A A
XIA
L E
N A
MB
AS
DIR
EC
CIO
NE
S
CO
MP
EN
SA
CIÓ
N L
ON
GIT
UD
INA
L
CO
MP
EN
SA
CIÓ
N L
ON
GIT
UD
INA
L C
ON
AJU
ST
E D
ES
LIZ
AN
TE
RO
DA
MIE
NT
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ES
PL
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AB
LE
CO
MP
EN
SA
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AL
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AC
IÓN
EL
EV
AD
A P
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IÓN
EL
EV
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LO
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IEN
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EN
CIO
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AG
UJE
RO
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NIC
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BO
S L
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EL
EV
AD
A R
IGID
EZ
BA
JO
RO
ZA
MIE
NT
O
RO
DA
MIE
NT
OS
FIJ
OS
RO
DA
MIE
NT
OS
LIB
RE
S
MB MUY BUENA
B BUENA
A ACEPTABLE
L LIMITADA
N/A NO APLICA
RODAMIENTO
RÍGIDO DE BOLA B A N/A A N/A L A MB MB N/A B A MB B A
RODAMIENTO DE
RODILLOS
CILÍNDRICOS
MB N/A MB N/A MB L B MB A A N/A B B N/A MB
3.1.6.1.1 Dimensionamiento Dinámico de Rodamientos
Para este dimensionamiento se siguió el Catálogo de Rodamientos FAG [14] como
guía y a su vez este catálogo se basa en las normas (DIN/ISO 281).
Para el dimensionamiento dinámico se parte de la fatiga del material descrita por
ecuación ( 3.18).
𝐿10 = 𝐿 = (𝐶
𝑃)
𝑝
[106 𝑟𝑒𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠] ( 3.18)
Siendo:
L10 = Vida Nominal [106 revoluciones]
C = Capacidad de carga dinámica [kN] (TABLAS)
P = Carga dinámica equivalente [kN] (VALOR TEÓRICO)
p = Exponente de vida, para rodamientos de bola es = 3.
Si la velocidad del rodamiento es constante, la duración puede expresarse en
horas con la ecuación ( 3.19).
85
𝐿ℎ10 = 𝐿ℎ = 𝐿 ∗ 106
𝑛 ∗ 60
( 3.19)
Dónde:
n = Velocidad [rpm]
Convirtiendo la ecuación ( 3.19) se obtiene:
𝐿ℎ = 𝐿 ∗ 500 ∗ 33.33 ∗ 60𝑝
𝑛 ∗ 60
𝐿ℎ
500= (
𝐶
𝑃)
𝑝
∗ (33.33
𝑛)
( 3.20)
De esta fórmula se obtiene los factores de esfuerzos dinámicos y de velocidad,
que ya se encuentran tabulados para rodamientos comerciales.
Factor de esfuerzos dinámicos
𝑓𝐿 = √𝐿ℎ
500
𝑝
( 3.21)
Factor de velocidad
𝑓𝑛 = √33.33
𝑛
𝑝
( 3.22)
Si se reemplazan estos factores de las ecuaciones ( 3.21) y ( 3.22) en la ecuación
( 3.20) se obtiene.
𝑓𝐿 = 𝐶
𝑃∗ 𝑓𝑛
( 3.23)
86
El valor fL se encuentra tabulado y se selecciona según el uso que vaya a tener el
rodamiento. En el extracto de la Tabla 3.8 tomada del catálogo FAG [14], se
encuentra resaltado el campo que corresponde a esta aplicación.
Tabla 3.8 Aplicación para rodamientos, extracto del catálogo FAG [14]
Lugar de Aplicación Valor fL que
debe alcanzarse Valores usuales de Cálculo
Máquinas de papel e imprenta
parte húmeda 5…5,5 Tracción de tamiz, peso de los cilindros,
esfuerzos de compresión, velocidad nominal parte de secado 5,5…6,5
refino 5…5,5
calandras 4,5…5 Peso de los cilindros, esfuerzos de compresión,
velocidad nominal imprenta 4…4,5
Maquinaria textil Fuerzas centrífugas, velocidad nominal
hiladoras, husillo de hilar 3,5…4,5 Fuerzas de accionamiento, másicas, centrífugas,
número de revoluciones nominal Totales, tejedoras y calcetadoras 3…4
Máquina para fabricar plásticos
prensas de extrusión 3…3,5 Presión máxima de prensado, velocidad en
servicio. calandras para goma y plástico 3,5…4,5
Por la Tabla 3.8 se toma 4 como el valor de fL, despejando de la ecuación ( 3.23)
se obtiene el valor de Lh que es la vida nominal en horas.
𝐿ℎ = 500 ∗ (𝑓𝐿)𝑃
𝐿ℎ = 500 ∗ (4)3 = 32000 [ℎ]
A continuación hay que buscar el factor de velocidad, que también se encuentra
tabulado.
Para seleccionar un factor de velocidad se debe conocer la velocidad a la que se
moverá el eje del tejido.
87
La velocidad con la que se mueve el tejido por el sistema debe ser de
aproximadamente 0.0427 m/min.
El radio del eje es de 0.0223m.
Por lo que la velocidad angular se calcula con la siguiente fórmula:
𝑤 =𝑣
𝑟 ( 3.24)
𝑤 =
0.04266𝑚𝑚𝑖𝑛
0.022225𝑚= 1.92𝑟𝑝𝑚
En la Tabla 3.9 [14], las revoluciones mínimas son 10rpm por lo que se toma este
valor para nuestro factor de velocidad.
Tabla 3.9 Factor de Velocidad
Una vez obtenidos los factores hay que regresar a la ecuación ( 3.23) y despejar
C, capacidad de carga dinámica.
𝐶 =𝑃 ∗ 𝑓𝐿
𝑓𝑛 ( 3.25)
Donde P es la carga dinámica equivalente.
88
𝐶 =0.0492 ∗ 4
1.49= 0.1321 [𝑘𝑁]
Con los valores de C, P y se calcula la vida nominal del rodamiento por 106
revoluciones con la ecuación ( 3.18)
𝐿 = (0.1321
0.0492)
3
= 19.34 [106 𝑟𝑒𝑣]
3.1.6.1.2 Selección de Rodamientos para el Desplazamiento Vertical del Tejido
Con la capacidad de carga dinámica se selecciona un rodamiento en las tablas del
catálogo de FAG [14].
Debido a que la carga radial es baja se escoge por el equilibrio que tendrá en el
sistema.
Se hizo una simulación con rodamientos de 16, 22, 30 y 52mm de diámetro
exterior como se muestra en la Figura 3.19 en esta simulación se hizo rotar los
rodillos y observó la estabilidad del tubo sobre ellos. La distancia entre los ejes es
constante y cambian las dimensiones de los rodamientos.
Figura 3.19 Simulación de estabilidad realizada en Working Model
Debido a esta simulación se encontró que con los rodamientos de 30mm y 52mm,
de diámetro exterior, se logra mayor estabilidad.
Los rodamientos con menor diámetro como los 2 primeros de la Figura 3.19 tenían
menos superficie de contacto con el tubo y la estabilidad disminuía con el aumento
89
de velocidad. Con los rodillos de 30 la estabilidad mejoró y las dimensiones
permitían que el tubo gire sin golpear con la estructura.
En la Tabla 3.10 de conversiones del catálogo FAG [14] se puede encontrar el
código comercial para estos rodamientos y también se verifica si la capacidad de
carga dinámica y la velocidad de trabajo sirven para la aplicación.
Tabla 3.10 Extracto de Tabla de Conversiones FAG [14]
Según la Figura 3.19 se verifica que la Capacidad de Carga y la velocidad de
trabajo se encuentran dentro de los parámetros de diseño.
Se escogen los rodamientos de 30 mm de diámetro externo y 10mm de diámetro
interno para optimizar espacio.
Estos rodamientos irán sujetos al soporte de tejido de la sección 3.1.2 por pernos
M10.
3.1.6.2 Desplazamiento Horizontal del Tejido
En esta sección del desplazamiento los rodamientos están a cada extremo de un
eje que permite expandir el tejido.
Para la selección de estos rodamientos se toman los mismos criterios que en la
sección 3.1.6
La carga seguirá siendo radial por lo que se puede escoger los mismos
rodamientos de la Figura 3.18.
90
La velocidad angular para estos rodamientos se calcula con la ecuación ( 3.24),
se conoce que los ejes son de 20mm y la velocidad se mantiene igual a la sección
anterior.
𝑤 =
0.04266𝑚𝑚𝑖𝑛
0.020𝑚= 2.133𝑟𝑝𝑚
Como la velocidad sigue siendo menor a 10 rpm el factor de velocidad sigue
siendo 1.49 tomado de la Tabla 3.9.
Se tienen los mismos valores que en los rodamientos anteriores, por lo que se
espera que la vida útil sea de aproximadamente 19.34 [106 rev], con la diferencia
de que el diámetro interno debe ser de 20 mm para alojar al eje.
3.1.6.2.1 Selección de Rodamientos para Desplazamiento Horizontal de Tejido
Con la capacidad de carga dinámica se selecciona un rodamiento en las tablas del
catálogo de FAG.
Estos rodamientos deben ser sujetados a la mesa por lo que deben ser montables
en piso, conocidas también como rodamientos con soporte de pie o chumaceras.
En el Catálogo FAG [14], página 518 se detalla la Tabla 3.11, en la cual se obtiene
el número comercial de la Chumacera de Piso.
Tabla 3.11 Extracto de Tabla de Equivalencia de FAG [14]
91
Se busca la chumacera por su diámetro en milímetros, en esta tabla se
encuentran las dimensiones de la chumacera y su modelo comercial, P204.
En la Figura 3.20 se muestra el modelo 3D de la chumacera obtenido de [15]
Figura 3.20 Chumacera P204
3.1.6.3 Rodamientos para Ejes de Pinzas
Para esta sección se coloca un rodamiento al extremo opuesto del motor para que
sirva de punto de apoyo y permita la rotación del eje.
Para la selección de estos rodamientos se toman los mismos criterios que en la
sección 3.1.6
La carga seguirá siendo radial por lo que se puede escoger los mismos
rodamientos de la Figura 3.18.
La velocidad angular para estos rodamientos se calcula con la ecuación ( 3.24) se
conoce que los ejes son de 9.5mm (3/8 in) y la velocidad es la entregada por el
motor.
𝑤 =
(0.0298)𝑚𝑚𝑖𝑛
0.0095𝑚= 3.14𝑟𝑝𝑚
Como la velocidad sigue siendo menor a 10 rpm el factor de velocidad sigue
siendo 1.49 tomado de la Tabla 3.9.
Se tienen los mismos valores que en los rodamientos anteriores, por lo que se
espera que la vida útil sea de aproximadamente 19.34 [106 rev], con la diferencia
de que el diámetro interno es de 8 mm, de esta forma se asegura que el eje no
quede holgado en el rodamiento. Como el eje tiene un diámetro de 9.5 mm se
92
debe reducir hasta que entre con un ajuste en el rodamiento. Para este montaje se
utiliza un ajuste h6, desbastando el diámetro del eje.
En el Catálogo FAG [14], página 152 se encuentra la Tabla 3.12 en la cual se
obtiene el número comercial del rodamiento con las características necesarias.
Tabla 3.12 Extracto de Tabla de Equivalencia de FAG [14]
Para colocar el rodamiento se necesita una jaula como la de la Figura 3.21 que le
permita moverse con el eje, para esto se diseñó un soporte para el rodamiento.
Esta jaula aloja al rodamiento con un ajuste de H7 para que apriete al rodamiento.
Figura 3.21 Soporte para el rodamiento Simulación Inventor 2012
En la Tabla 3.13 se resumen todos los rodamientos que se utilizan en el prototipo.
93
Tabla 3.13 Resumen de Rodamientos
Ítem Descripción Modelo Cantidad
1 Rodamientos desplazamiento vertical 6200 4
2 Chumaceras P204 4
3 Rodamiento para pinzas 608 2
3.1.7 DIMENSIONAMIENTO DE ACOPLES PARA MOTORES
Para los acoples de los motores se diseñó un juego de bridas como el de la Figura
3.22 para acoplar el eje de transmisión con el eje del motor.
La brida que va en el eje es de acero de transmisión ANSI 1045, mientras que la
brida que va al eje del motor es de aluminio.
El ajuste en las bridas de acero de transmisión es de H7 ANEXO E, como este es
un ajuste con juego y se necesita que todo el movimiento se transmita se
incorporó un pasador elástico de 3mm entre la manzana de la brida y el eje, esto
permite que el sistema sea modular.
Figura 3.22 Juego de bridas
94
El eje de los motores tiene la punta dentada, por lo que la brida de aluminio tiene
un ajuste de J7 que es un ajuste de apriete. Con este ajuste la brida de aluminio
se deforma al entrar al eje. Se inserta a presión la brida para que los dientes del
eje se marquen en la brida incrementando el apriete.
El acople de aluminio sirve como fusible mecánico ya que su límite elástico es de
55Mpa. Si el mecanismo sobrepasa este límite se daña el acople mas no los
actuadores ni los otros componentes del mecanismo.
3.1.8 SISTEMA DE PIÑÓN Y CADENA
Para el prototipo se utilizan elementos que se puedan encontrar en el mercado. En
esta sección se encuentran los cálculos para que se cumplan las especificaciones
de la empresa, mientras que en el CAPÍTULO IV sección 4.1.7 están los cálculos
para los elementos utilizados y una comparación de eficiencias.
Para el dimensionamiento de este sistema se parte por seleccionar una cadena de
rodillo ya que su transmisión es de 1: 1.
La ecuación ( 3.26) entrega la potencia de la cadena, que está multiplicada por el
factor de potencia 1, tomado de la norma ISO 606 [16] y el factor de potencia 2
que se utiliza para piñones de pocos dientes (hasta 45)
𝑃𝐶 = 𝑃𝑚 ∗ 𝑓1 ∗ 𝑓2 ( 3.26)
La potencia del motor Pm es de 20W, se puede ver el dimensionamiento del motor
en la sección 3.2.1.3, y el factor de potencia 1 es 1, el segundo factor se descarta
ya que se va a utilizar un engrane motriz de 50 dientes. Por lo tanto reemplazando
en la ecuación ( 3.26) se obtiene:
Pc= 20W
95
Para la selección de los piñones se determina el número de dientes de cada piñón
y si van a ser multiplicadores o reductores, con la ecuación ( 3.27) se obtiene la
relación entre dientes de la que se deriva la velocidad de salida.
i = 𝑧2
𝑧1 ( 3.27)
Dónde:
i = relación entre engranes.
z1 = número de dientes de engrane de entrada. (50)
z2 = número de dientes de engrane de salida. (15)
Reemplazando los valores en la ecuación ( 3.27) se encentra el valor de i
i = 0.3
Con el valor de i y conociendo la velocidad de entrada, que proporciona el motor
se obtiene la velocidad en el tornillo por medio de la ecuación ( 3.28)
i = 𝑛1
𝑛2 ( 3.28)
Donde n1 es la velocidad de entrada (velocidad que entrega el motor 800 rpm)
Despejando n2 se obtiene:
n2 = 2666.66 rpm
3.1.8.1 Selección de Cadena
La norma ISO 606 [16] permite escoger la cadena bajo las siguientes condiciones:
Que la cadena se encuentre entre dos piñones.
Que uno de los piñones tenga menos de 19 dientes
Una cadena con 120 eslabones máximo
Una escala de 3:1 o 1:3 en la velocidad
96
Vida útil de 15000h
Piñones alineados.
Lubricación adecuada.
Para dimensionar la cadena con la Figura 3.24 se deben tener los datos de
potencia que se ubican en el eje de las abscisas y las revoluciones, en el eje de
las ordenadas, a las que va a trabajar. En el caso de este proyecto la potencia es
de 20 W en el eje de las abscisas y su velocidad es de 800 en el de las
ordenadas. El cruce de estos datos en el gráfico queda por debajo de todas las
cadenas por lo que se puede seleccionar cualquier cadena ya que todas cumplen
con los requisitos de potencia.
Por el espacio disponible y por ser una opción comercial se escoge una cadena de
paso 35B simple como la de la Figura 3.22.
Figura 3.23: Cadena de paso simple 35B [17]
El siguiente paso es obtener el número de eslabones para el largo máximo entre
centros de la cadena.
97
Figura 3.24 Capacidad de Potencia para una Cadena
La ecuación ( 3.29) entrega el número de eslabones aproximado para una relación
diferente de 1:1, que es el caso.
𝑋0 = 2 𝑎0
𝑝+
𝑧1 + 𝑧2
2+
𝑓3 ∗ 𝑝
𝑎0 ( 3.29)
Dónde:
a0 = distancia aproximada entre centros
p = paso de la cadena
f3 = factor tabulado que depende de la diferencia de dientes entre los
engranes, este valor se toma de la norma ISO 606. [16]
Reemplazando en la ecuación ( 3.29) se obtiene el número de eslabones:
𝑋0 = 2 255
8+
15 + 50
2+
31.030 ∗ 8
255= 98
98
Con el número de eslabones y la distancia entre los ejes se coloca la cadena con
una holgura que evite que se salten pasos o se remuerda.
3.1.9 SISTEMA DE TORNILLO SINFÍN
Este sistema está vinculado al sistema de cadena y piñones ya que el piñón
seguidor se encuentra acoplado al tornillo.
Para este cálculo se tiene como datos:
Velocidad de giro del tornillo [n2], que es la velocidad de salida del sistema
de engranes, 2666.66 rpm, calculado en la sección 3.1.8
Paso del tornillo [p], es la distancia entre roscas, 6.35 mm es decir 4 dientes
por pulgada.
Con estos datos se encuentra el avance del tornillo con la ecuación ( 3.30)
A = p ∗ 𝑛2 ( 3.30)
A = 5.08𝑚
𝑚𝑖𝑛
Dando un tiempo de recorrido de 9,45 segundos que se encuentra dentro del
rango para la automatización.
3.1.10 SISTEMA DE PIÑÓN Y CREMALLERA
El desplazamiento de la pinza móvil se realiza a través de un piñón y una
cremallera, ubicados en la pinza móvil, con este sistema se puede desplazar la
pinza sin mover el actuador para evitar que se desalineen.
Para el dimensionamiento de este sistema se tienen los siguientes datos:
Número de dientes del piñón [z] = 45
Número de dientes por cm de la cremallera [n] = 4
99
Velocidad de giro del motor = 40 rpm
Peso de la pinza móvil = 4kg
Factor de seguridad, tomado de [18] = 2
Factor de rozamiento = 0.3
El desplazamiento del sistema se obtiene con la ecuación ( 3.31):
𝑑 =𝑧
𝑛=
45
4= 11.25 [𝑐𝑚]
( 3.31)
Con el desplazamiento se saca la velocidad lineal relacionándola con la velocidad
de giro del motor en la ( 3.32).
𝑉 = 𝑑 ∗ 𝑁 = 11.25 ∗ 40 = 450 [𝑐𝑚
𝑚𝑖𝑛] = 0.075 [
𝑚
𝑠] ( 3.32)
A partir de estos cálculos se estima que le tomará al sistema 1 segundo recorrer la
distancia necesitada.
3.2 DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS ELECTRÓNICOS
3.2.1 DIMENSIONAMIENTO DE MOTORES
Para este proyecto hay 5 motores detallados en la Tabla 3.14
Tabla 3.14 Descripción de Actuadores
Descripción Tipo de motor Cantidad
Motores para abrir y cerrar las pinzas
Motor DC con caja reductora 2
Motor para desplazar la pinza móvil
Motor DC con caja reductora 1
Motor para desplazar la cuchilla Motor DC con un rango de 800 rpm o superior
1
Motor para cuchilla Motor DC pequeño con rango de 1000 rpm o superior
1
100
3.2.1.1 Motores para Pinzas
El peso promedio de las pinzas es de 1.3kg y su longitud es de 900mm, con estos
datos se puede calcular el torque necesario de motor con la ecuación
𝑇 = 𝐹 ∗ 𝑑 (3.33)
𝑇 = 1.3𝑘𝑔 ∗ 900𝑚𝑚 = 1.17𝑘𝑔 ∗ 𝑚
Los motores para las pinzas deben tener un torque 1.17 kgm o mayor. De igual
manera su velocidad debe ser baja para poder tener un mejor control del
movimiento.
Los motores NU3004 cumplen estas características como se muestra en la Figura
3.25 y en la Tabla 3.15. [19]
Tabla 3.15: Características del Motor NU3004 [19]
La línea roja es el torque que se calculó con la ecuación (3.33), mientras que las
otras curvas son las características del motor como se describe:
Azul: velocidad
Morado: potencia de salida
Verde: Eficiencia
Celeste: Corriente
101
Figura 3.25: Curvas características de NU3004
Como resultado se obtiene:
Velocidad: ≈45rpm
Eficiencia: ≈45%
Corriente: ≈0.6A
Potencia de salida: 7W
Por lo que se puede escoger estos motores para las pinzas.
3.2.1.2 Motor para Desplazar la Pinza Móvil
Para la pinza móvil el motor debe mover el piñón que va sobre la cremallera se
conoce que la velocidad es de 40rpm por lo que se traza un línea a 40 rpm y luego
una línea tangente en la Figura 3.26.
102
Figura 3.26: Curvas características para Motor de Pinza Móvil
Como resultado se obtiene:
Velocidad: 40rpm
Eficiencia: ≈50%
Corriente: ≈0.9A
Potencia de salida: 10W
Por lo que el motor NU3004 cumple con las características para mover la pinza
móvil. Otra ventaja de este motor es el diámetro de su eje que mide 8 mm.
Con este diámetro se maquina para que tenga un ajuste de h6 con relación al
engrane.
3.2.1.3 Motor para desplazar cuchilla
Para desplazar el mecanismo de la cuchilla el motor debe mover el sistema de
piñón y cadena.
Se necesita que la velocidad sea de 800 rpm o superior para que cumpla con los
tiempos del ciclo.
De igual manera es recomendable que su alimentación sea de 12Vdc para que se
alimente de la fuente del sistema.
103
En la Tabla 3.16 se listan los datos técnicos y en la Figura 3.27 la curva
característica del motor F006 B20 092 de Bosch que cumple con los
requerimientos.
Tabla 3.16: Datos técnicos Motor DC [20]
Figura 3.27: Curva característica Motor Bosch [20]
104
En este caso el dato que es de utilidad es las revoluciones por minuto, como
muestra la Tabla 3.16 este motor tiene una reducción por engranes con una
relación de 1:69, entonces a 20 rpm el motor entrega 1380 rpm. La línea azul
representa esta característica, para obtener los datos restantes se traza una línea
tangente a la azul y los datos se encuentran en los cortes de esta con las curvas
características.
En resumen:
Torque ≈ 18Nm
RPM ≈ 1380
Corriente≈ 20A
Potencia ≈ 20W
3.2.1.4 Motor para Giro de cuchilla
El giro de la cuchilla debe ser rápido 1000 rpm o superior, la cuchilla pesa 100g y
tiene un radio de 80mm por lo que el motor debe soportar un torque de 8kg*mm.
Se recomienda que el eje del motor sea superior a 5 mm.
3.2.2 DIMENSIONAMIENTO DE CABLE
Para la selección del cable se toman los siguientes parámetros en consideración:
Corriente de consumo.
Caída de tensión admisible.
Resistencia.
Largo del conductor.
La AWG, que es la entidad encargada de normalizar los cables resume las
características según su diámetro en la Tabla 3.17. [21]
105
Tabla 3.17 Tabla de Equivalencias AWG [21]
AWG Diámetro del
conductor mm
Ohms por
km
Máximo amp
para cableado
Máximo amp para
transmisión de
poder
Máxima
frecuencia
Peso
permitido
12 2.05232 5.20864 41 9.3 4150 Hz 197 lbs
13 1.8288 6.56984 35 7.4 5300 Hz 150 lbs
14 1.62814 8.282 32 5.9 6700 Hz 119 lbs
15 1.45034 10.44352 28 4.7 8250 Hz 94 lbs
16 1.29032 13.17248 22 3.7 11 k Hz 75 lbs
17 1.15062 16.60992 19 2.9 13 k Hz 59 lbs
18 1.02362 20.9428 16 2.3 17 kHz 47 lbs
19 0.91186 26.40728 14 1.8 21 kHz 37 lbs
20 0.8128 33.292 11 1.5 27 kHz 29 lbs
21 0.7239 41.984 9 1.2 33 kHz 23 lbs
El cable 18 AWG cumple con las necesidades de corriente para la alimentación de
los actuadores del sistema.
El código de colores para este equipo es:
Cable amarillo: 12VDC
Cable negro: 0 VDC
Cable gemelo blanco: 110VAC
Cable naranja, gris y morado: Señales (22 AWG)
Plano D02-002.
3.2.3 ACONDICIONAMIENTO DE SALIDAS DIGITALES
Las salidas del PLC son de tipo NPN por lo que activan por bajo, según esto se
tuvo que acoplar las entradas para que se ajusten a los siguientes elementos.
106
En el plano de conexionado del gabinete en el ANEXO C plano D02-001 y D02-
002 se puede encontrar la distribución de los puertos de salida y su conexión
hacia las placas.
3.2.3.1 Alarma Paro de Emergencia
El botón de emergencia activa una alarma visual y sonora, Figura 3.28, que alerta
al personal en planta de que alguien ha activado el paro de emergencia.
Figura 3.28: Alarma visual y sonora de paro de Emergencia
De la misma manera se coloca un LED en paralelo a la fuente del sistema para
que el operador sepa cuando está energizado el sistema.
Las dos alarmas visuales están colocadas sobre el tablero de control para que
puedan ser visualizadas desde cualquier ángulo en el que se encuentre el
operador.
3.2.3.2 Puente en H
Para trabajar con los motores DC se trabaja con un puente en H que es un
sistema que permite el cambio de dirección de giro y enclavamiento del motor con
dos señales digitales.
El puente en H está dimensionado con el integrado L298N [21], comercialmente
existen placas integradas como la Figura 3.29 para 2 motores DC.
107
Figura 3.29 Puente en H
Las señales son acopladas al puente en H por optocopladores como se muestra
en la Figura 3.30. El detalle se encuentra en el plano D02-003.
De igual manera se encuentra el circuito el acople de las fuentes en el plano D02-
104
Figura 3.30 Simulación del circuito en Proteus
Este circuito también incluye la alimentación al PLC que se dimensionó según el
manual de instalación de Trilogic [22] y una señal digital para la cuchilla.
108
3.3 DIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE CONTROL
3.3.1 DIAGRAMA DE BLOQUES DEL SISTEMA DE CONTROL
Para una mejor comprensión del sistema que controla al prototipo, es decir su
instrumentación, controlador e interfaz HMI se puede referir a la Figura 3.31
Figura 3.31 Diagrama de Bloques
3.3.2 SELECCIÓN DE CONTROLADOR PARA EL SISTEMA
Para hacer el lazo de control se analizaron distintas alternativas de controladores.
En la Tabla 3.18 se muestran las alternativas con sus ventajas y desventajas.
Tabla 3.18 Controladores
Controlador Ventajas Desventajas
Logo siemens
Programación en
escalera o bloque.
Acoplado para
ambientes industriales.
Pantalla incluida.
Costo elevado.
Pocas entradas y
salidas.
Salidas de relé para
bajas frecuencias.
Itrilogic fmd88-10 8 salidas digitales.
Programación en
No tiene protección para
el circuito.
109
(ladder)
Programa con
simulador.
Salidas con pwms.
Costo elevado.
Arduino
Fácil programación.
Varios módulo de
salidas para motores a
pasos.
Bajo costo.
Ruido en la
comunicación.
No está diseñado para
trabajos industriales.
Se escoge el FMD 88-10 de ITRILOGIC, ya que cuenta con más salidas y
entradas digitales que los otros modelos y funciona a 12 VDC.
Entre sus características principales están [22]:
Conexión a ETHERNET
Comparadores AD/DA
Comunicación RS232
Conexión para LCD
Alimentación 12 VDC
Salidas Digitales(NPN)
Entradas Digitales
Puerto de Expansión para entradas y salidas digitales
Para seleccionar este PLC se tomó en cuenta:
Número de entradas y salidas > lenguaje de programación > precio = tipo de
salidas.
110
3.3.3 MATRIZ CAUSA Y EFECTO
Se realiza una matriz con todas las combinaciones posibles entre las entradas
adjunta en el ANEXO B, ésta consta de las señales que se encuentran
identificadas en la Tabla 3.19, se analiza el resultado que tienen sobre los
actuadores de salida y de esta manera se comprueba con la simulación del
programa si cumple todas las funciones. Los tipos de señales son entradas
digitales (ED) y salidas digitales (SD).
Tabla 3.19 Listado de Señales
Etiqueta Descripción Tipo de
Señal
INICIO Botón de inicialización del programa. E D
PARO Paro de emergencia general de la máquina E D
FC1 Fin de carrera ubicado en el punto inicial de la pinza
móvil. E D
FC2 Fin de carrera ubicado en el punto final de la pinza
móvil. E D
FC3 Fin de carrera para inicio de la banda E D
FC4 Fin de carrera que determina fin del recorrido de la
banda E D
FIN Pulsador de Fin de actividades, deja posicionados los
actuadores para su siguiente jornada E D
MOTORB1 Señal para avanzar la banda S D
MOTORB2 Señal para retroceder la banda S D
MOTORA1 Señal para avanzar la pinza móvil S D
MOTORA2 Señal para retroceder la pinza móvil S D
M2.1 Señal 1 para motor 2 S D
M2.2 Señal 2 para el motor 2 S D
M3.1 Señal 1 para el motor 3 S D
M3.2 Señal 2 para el motor 3 S D
111
4 CAPÍTULO IV
4.1 CONSTRUCCIÓN
4.1.1 TABLERO
La plancha de MDF es cortada en una CNC para obtener las medidas indicadas
en el plano D03-202 en el ANEXO C
Figura 4.1 Tablero MDF
En la Figura 4.1 se muestra el tablero que tiene una ranura para el desplazamiento
de la cuchilla y los agujeros para los tornillos que sujetan las patas y el marco.
4.1.2 MARCO DE LA MESA
El Marco de la mesa se corta y suelda según el plano D03-201 en el ANEXO C.
Los soportes para la tela y las chumaceras de los rodillos se empernan sobre este
marco, del mismo modo el soporte para el motor de la pinza fija plano D03-003 y
para el motor del tornillo plano D03-200 están soldados al marco de la mesa.
112
4.1.3 PINZA FIJA
Se suelda los tubos en la placa y a continuación se sueldan los dientes. Se debe
considerar que los puntos de suelda no interfieran con el recorrido de la tela, de
ser el caso se debe esmerilar hasta dejar la superficie plana y sin aristas vivas que
se enganchen en la tela.
Para la parte superior de la pinza se sueldan los dientes al tubo y los apoyos para
el motor, a estos apoyos se les suelda previamente un bocín para colocar un
pasador y evitar que el eje se desplace.
El rodamiento del eje debe ser concéntrico al eje del motor con 0.01 para evitar
fatigas tanto en el eje como en el rodamiento.
4.1.4 PINZA MÓVIL
Al igual que la pinza fija se sueldan los dientes cuidando que el paralelismo entre
estos cumpla su tolerancia de 0.01 y se emperna esta pieza a las correderas para
su desplazamiento. Estas tolerancias se pueden ver el en ANEXO E
En el caso de esta pinza se debe sujetar el soporte del motor y el rodamiento del
eje a la placa ya que todo el sistema se mueve.
Figura 4.2 Pinza Móvil
113
4.1.5 MONTAJE DE PIEZAS SOBRE EL TABLERO
Se coloca la pinza móvil en el tablero y se comprueba que tenga un
recorrido de 50,8 mm [2 plg].
Se coloca la pinza fija al término del recorrido de la pinza móvil asegurando
que los dientes de las 2 pinzas no se choquen y estén paralelos, con una
tolerancia de 0.01 entre ellos.
Se empernan las chumaceras que sostienen a los rodillos, el ajuste que se
les da a estos ejes es g7 y se le maquina un asiento para los prisioneros
propios de la chumacera. Las chumaceras deben ser concéntricas con una
tolerancia de 0.01 para eliminar esfuerzos innecesarios que disminuyan la
vida de este elemento.
Los soportes de tela se colocan a continuación de las chumaceras y se
empernan al marco a través del tablero.
Para mejor sujeción del tejido se debe rectificar los dientes de las pinzas
para que toda la superficie tenga contacto. Adicional a esta rectificación se
agregó una película de caucho para que exista mayor presión en la
sujeción.
4.1.6 SOPORTE DE TELA Y RODILLOS
Se deben colocar los rodamientos en la parte superior de tal forma que no
interfieran con el ángulo y el tornillo que se usa de eje.
Sobre estos rodamientos se coloca el eje que lleva la tela como se muestra en la
Figura 4.3.
114
Figura 4.3 Eje de Soporte de Tela
Se puede cortar el excedente del tornillo después de ajustar la tuerca.
Al montar el rollo de tela surgió el problema de que la tela caía por gravedad, por
lo que se diseñó e implementó un freno mecánico como se muestra en la Figura
4.4.
Figura 4.4 Freno Mecánico
Este mecanismo permite detener el rollo cuando no está en uso y disminuye la
inercia del eje cuando la pinza arrastra la tela.
115
Los rodillos van a continuación del soporte y permiten estirar y posicionar el tejido
como se muestra en la Figura 4.5.
Todos los mecanismos que se encuentran en contacto con la tela pueden ser
cromados para evitar que el tejido se ensucie con el óxido, para el prototipo se
optó por pintar las piezas con pintura antioxidante para abaratar costos.
Los elementos por donde se desliza el tejido deben ser pulidos para que el flujo
sea más efectivo.
Figura 4.5 Rodillos
4.1.7 TORNILLO SINFÍN Y CUCHILLA
Esta parte del sistema fue pensado con una banda que transporte al motor de la
cuchilla, el sistema era muy inestable a pesar de ser más veloz y una opción
económica para el proyecto por lo que se diseñó un tornillo sin fin.
En la Tabla 4.1 se detallan los mismos cálculos de la sección 3.1.9 para los
elementos que se están usando para el prototipo.
Tabla 4.1 Cálculos para elementos del prototipo
DATOS PIÑON CADENA
Potencia del motor [Kw] 0,02
Velocidad de entrada[n1] 45
116
dientes engrane motor[z1] 50
dientes engrane eje [z2] 15
Distancia aproximada entre
ejes[a] 255
Paso 8,89
CÁLCULOS
POTENCIA CADENA [PC] 0,02
Relación entre piñones [i] 0,3
Velocidad de salida [n2] 150
Factor de Corrección 31,02961249
ESLABONES DE CADENA 91
DATOS TORNILLO SINFÍN
Paso [p] 0,00362
Avance [A] 0,543
Tiempo de recorrido[seg] 88,40
En la tabla se puede ver una comparación entre los dos sistemas en los que varía
las dimensiones y velocidad del motor y el paso del tornillo sinfín.
Tabla 4.2 Comparación de resultados
ELEMENTOS REALES ELEMENTOS IDEALES
DATOS PIÑON CADENA
Potencia del motor [Kw] 0,02 Potencia del motor [Kw] 0,02
Velocidad de entrada (n1)[rpm] 45 Velocidad de entrada[n1] 800
dientes engrane motor[z1] 50 dientes engrane motor[z1] 50
dientes engrane eje [z2] 15 dientes engrane eje [z2] 15
Distancia aproximada entre
ejes(a)[mm] 255
Distancia aproximada
entre ejes[a] 255
Paso 8,89 Paso 8
117
CÁLCULOS
POTENCIA CADENA [kw] 0,02 POTENCIA CADENA [PC] 0,02
Relación entre piñones [i] 0,3 Relación entre piñones [i] 0,3
Velocidad de salida (n2)[rpm] 150 Velocidad de salida [n2] 2666,67
f3 31,02 f3 31,02
ESLABONES DE CADENA 91 ESLABONES DE CADENA 98
DATOS TORNILLO SINFÍN DIFERENCIA
Paso (p)[mm] 0,003 Paso [p] 0,006 0,003
Avance (A)[m/min] 0,54 Avance [A] 5,08 4,54
Tiempo de recorrido[seg] 88,40 Tiempo de recorrido[seg] 9,45 78,95
Como conclusión se obtiene:
Que el paso del tornillo debe ser mayor para que la velocidad de avance
aumente, este tipo de tornillos son hechos bajo pedido y tienen un costo
elevado.
Que el motor tenga una velocidad de por lo menos 800 rpm, este cambio no
se realizó en el prototipo ya que los motores de este tipo que se encuentran
de forma comercial son de mayores dimensiones.
El motor que se utiliza para el prototipo es un motor de 12VDC típico de un
sistema de limpia vidrios en un carro, su caja reductora hace que el motor
no tenga un giro constante pero esto solo influye en el tema de la velocidad.
Se utilizó este tipo de motor ya que cumple con dimensiones similares al
motor calculado por lo que se puede montar en el espacio asignado para
este actuador.
El acople para la cuchilla está hecho en aluminio para reducir el peso de la pieza,
como se muestra en la Figura 4.6. Otra razón por la que se escogió trabajar con
aluminio es que el eje del motor es muy delgado para colocar un pasador y
asegurar su fijación. La solución que se le dio a la fijación fue hacer un ajuste de
apriete para que el aluminio se marque con los dientes que estaban maquinados
en el eje del motor.
118
Figura 4.6 Soporte para la Cuchilla
Cuando se cambió el sistema de desplazamiento de la cuchilla por el tornillo sin fin
se tuvo que cambiar el tamaño del instrumento.
La banda estaba ubicada en la parte superior del tablero mientras que el tornillo
sinfín, por estar acoplado al sistema de piñón y cadena, necesitaba más espacio y
se ubica bajo el tablero.
Tomando en consideración el diámetro de la rosca, el espesor del tablero, el alto
de las pinzas y el espesor del tejido, detallado, se debe seleccionar una cuchilla
cuyo diámetro supere esta altura con 3mm.
Con una cuchilla de 100mm de diámetro se consigue el objetivo, y para esta
cuchilla se diseñó el plato que sirve de soporte.
4.2 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO
4.2.1 VELOCIDAD DE AVANCE DEL TORNILLO
Para esta prueba detallada en la Tabla 4.3, se montó la cuchilla sobre la tuerca
como se muestra en la Figura 4.7 y se activó el motor del tonillo, se verificó que la
cuchilla no golpee los dientes y que corte en el rango establecido.
119
Figura 4.7 Vista superior Cuchilla sobre la Tuerca
Tabla 4.3 Prueba 1- Avance de la Cuchilla
Número de
prueba
Recorrido
[mm]
Tiempo
[s] Observación
1 780 270 La relación entre los piñones era de 1
2 780 85 Se cambió la relación a 0,3
3 800 90 Se aumentó el recorrido
4 1600 180 Ida y vuelta
5 800 90 Lado contrario
Con el primer intento se decidió cambiar la relación entre los piñones. El segundo
y tercer intento mostraron una mejora en el tiempo considerable que se repite en
el quinto intento.
4.2.2 VELOCIDAD DE DESPLAZAMIENTO DE LA PINZA MÓVIL
Esta prueba tabulada en la Tabla 4.4, describe el tiempo que se demora la pinza
móvil en avanzar hacia la pinza fija como se muestra en la Figura 4.8.
Figura 4.8: Piñón y Cremallera de la Pinza Móvil
120
Tabla 4.4 Prueba 2- Desplazamiento de la Pinza Móvil
Número de
prueba
Recorrido
[mm]
Tiempo
[s] Observación
1 50.8 2 -
2 50.8 3 -
3 50.8 6 Disminuir la velocidad en el programa
4 50.8 3 -
5 50.8 2 -
Con esta tabla se comprueba que el recorrido de la pinza es constante y se
decidió no reducir la velocidad en el programa para optimizar tiempos.
La siguiente prueba de la Tabla 4.5 es el tiempo en el que demora en volver 25,4
mm para el corte, se toma en cuenta que el tejido quede recto.
Tabla 4.5 Prueba 3- Desplazamiento Para Corte
Número de
prueba
Recorrido
[mm]
Tiempo
[s] Observación
1 25.4 1 -
2 25.4 1.5 -
3 25.4 2.3 Disminuyo velocidad en el programa
4 25.4 2.9 -
5 25.4 1.5 -
4.2.3 PARO DE EMERGENCIA
En Paro de Emergencia se debe activar cuando hay algún objeto ajeno al proceso
en el área de trabajo o cuando el tejido está cortando fuera de su rango
permisible.
El objetivo del paro de emergencia es detener los motores de la cuchilla y el
tornillo y abrir las dos pinzas permitiendo que se manipule el tejido.
121
En esta prueba de la Tabla 4.6 se verifica que los actuadores se ubiquen en los
lugares preestablecidos.
Tabla 4.6 Prueba 4
Actuadores 1 2 3 4 5 Observaciones
Pinza 1 x x x x x Se activa la alarma sonora
Pinza 2 (móvil) x x x x x Se activa la alarma sonora
Pinza móvil x x x x x Se activa la alarma sonora
Chuchilla x x x x x Se activa la alarma sonora
Tornillo x x x x x Se activa la alarma sonora
Luego del Paro de Emergencia el prototipo debe reiniciarse para que vuelva a
trabajar.
Las pinzas se abren y los motores de la cuchilla y tornillo se detienen. Cada Paro
se realizó en distintos periodos del proceso para comprobar su funcionalidad.
122
5 CONCLUSIONES
Se desarrolló una máquina capaz de cortar y separar el Tejido RIB utilizado
en la fabricación de camisetas polo, éste prototipo permite disminuir el
tiempo en la confección de estas prendas ya que se necesitan menos
trabajadores para realizar esta actividad, la disminución del tiempo de
confección es de un 30%.
Se dimensionaron mecanismos para posicionar al tejido en el área de
trabajo. También se dimensionó un mecanismo para poder mover la
cuchilla a través del tejido y por último un mecanismo para evitar que el
tejido se desenrolle de manera precipitada utilizando un sistema de freno
mecánico.
Se automatizó el proceso a través de un programa que permite que los
elementos se muevan sincronizadamente disminuyendo las operaciones del
trabajador sobre la máquina en movimiento.
El control de posición de tela permite al usuario ajustar la posición antes de
cortar evitando que se desperdicie tejido. Este procedimiento se realiza al
comienzo de la operación y el trabajador tiene tiempo para posicionar el
tejido de forma alienada sobre la pinza fija.
El sistema de paro de emergencia detiene el proceso y permite remover
cualquier objeto extraño al proceso, este sistema está implementado para
prevenir accidentes o mal funcionamiento del prototipo.
Los perfiles y ángulos se dimensionaron para soportar el peso máximo de
los equipos y la materia prima.
123
La corriente que circula por los motores desde su alimentación permitió
escoger los cables de calibre 18 AWG.
Los ajustes que se utilizaron en los mecanismos son en su mayoría
pasantes para facilidad de montaje con una tolerancia de 0.01 si no se
especifica lo contrario. De este modo se asegura que el mecanismo sea en
su mayoría desmontable para mantenimiento y cambio de piezas.
Los acoples que van a los motores se hicieron de aluminio por la
característica de este materia de deformarse, con esta propiedad se
marcaron los dientes de los ejes mejorando la sujeción. De igual manera
para que estos acoples funcionen como fusibles mecánicos en caso de una
acción brusca, la baja resistencia mecánica hace que se deformen los
acoples y las piezas no se golpeen entre ellas o con otros elementos del
prototipo.
El cromado de las piezas previene la corrosión de los elementos de acero,
se debe evitar que esta corrosión se transmita al tejido o debilite las
estructuras.
El catálogo de rodamientos FAG [14] tiene los códigos estandarizados de
los rodamientos. Con estos códigos se escogió comprar rodamientos de
marca NTN ya que se encuentran en el mercado y son de buena calidad.
Con La Casa de la Calidad del ANEXO A se puede comparar los resultados
con los resultados óptimos y se puede concluir que:
o El número de intervenciones del usuario es de 3 cumpliendo con la
meta establecida.
o Se implementaron 3 piezas o sistemas mejorando la meta
establecida.
124
o El tiempo por ciclo es de 200 segundos actualmente por las
dimensiones del motor y tornillo que se usa para el desplazamiento.
Esta meta no se cumplió para el prototipo por motivos de costo y
tiempo. Se tiene calculado los elementos necesarios para una
actualización a futuro del mecanismo.
o La eficiencia aumentó a un 85%, no se cumplió la meta pero se
mejoró con respecto al nivel actual.
o El programa tiene una interfaz simple y ha sido calificada con 8 por
los usuarios.
o Se calificó con 8 a la ergonomía del sistema llegando a cumplir la
meta.
125
6 RECOMENDACIONES
La cuchilla de la máquina se desplaza en un tiempo de 1 minuto, superior al
estimado. Para obtener la velocidad necesaria hay que construir el tornillo
con las especificaciones del Capítulo III.
Colocar un recubrimiento desmontable sobre el engrane de la pinza móvil
para evitar manipulación por parte de los operarios y aumentar su vida útil.
Verificar la sujeción de las pinzas cuando se trabaje con otro tipo de tela.
Reforzar la seguridad física de la máquina para evitar accidentes con
trabajadores.
Reemplazar el tablero de control por uno de mayor tamaño para poder
colocar un HMI que le ayude al operador a verificar el estado del proceso y
redistribuir los componentes electrónicos.
Reemplazar la cuchilla periódicamente por una del mismo diámetro, evitar
afilar la cuchilla ya que disminuye su radio. Revisar que la vibración al
momento de moverse la cuchilla no interfiera con los dientes de las pinzas.
Cromar todas las piezas para que no traspase óxido al tejido durante el
proceso.
Revisar que las fuentes no excedan su temperatura nominal y que las
conexiones se encuentren en buen estado.
Ubicar la máquina en un lugar con condiciones ambientales normales y una
superficie recta para evitar vibraciones.
Realizar un mantenimiento continuo a la máquina para evitar que sus
sistemas eléctricos y mecánicos se desgasten prematuramente. Se puede
seguir el manual de operaciones y mantenimiento como referencia.
Diseñar las pinzas que sujetan al tejido con un material más liviano para
reducir esfuerzos en los actuadores.
126
Revisar la concentricidad y paralelismo de los elementos para evitar
desgaste prematuro y cortes desiguales.
127
7 BIBLIOGRAFÍA
[1] E. T. «NEGOCIOS Y ECONOMIA,» Tras años duros, el sector textil ve con
esperanza el 2015, 28 ENERO 2015.
[2] H. Villanba, «Aprendamos Tecnología,» Abril 2008. [En línea]. Available:
https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2008/04/mecanismo
s-transmision.pdf. [Último acceso: 2015].
[3] GIIS, «GIISS,» [En línea]. Available:
http://www.giis.com.ar/distribucion/control%20mov.htm. [Último acceso: 08
2015].
[4] E. Y. TECNOLOGÍA, «ENERGÍA Y TECNOLOGÍA,» [En línea]. Available:
http://energia9.webnode.es/maquinas/los-operadores-
mecanicos/mecanismo-pi%C3%B1on-cremallera/. [Último acceso: 08
2015].
[5] D. R. Askeland, CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES, México:
Ed. Internacional Thomson.
[6] R. Pallas, Adquisición y distribución de señales, 1996.
[7] J. Mugiwasa Silva, «Blogspot,» 14 06 2011. [En línea]. Available:
http://clasificaciondetemporizadores.blogspot.com/2011/06/finales-de-
carrera.html. [Último acceso: 07 07 2015].
[8] ICICM, «Despligue de la Función de Calidad (QFD),» [En línea]. Available:
http://www.icim.com/files/QFD.pdf.
[9] Asociaciación Latinoamericana de QFD, «Asociaciación Latinoamericana
de QFD,» Asociaciación Latinoamericana de QFD, 2002. [En línea].
Available:
http://qfdlat.com/Herramientas_QFD/herramientas_qfd.html#herrinterac.
[Último acceso: 02 2015].
[10] G. Gonzalez, «Coeficiente de Seguridad Admisible,» mailxmail, 09 Mayo
2009. [En línea]. Available: http://www.mailxmail.com/curso-calculo-
componentes-transmisiones-mecanicas/coeficiente-seguridad-admisible-2.
[Último acceso: 13 07 2015].
[11] DIPAC, «PERFILES DIPAC,» CATÁLOGO DE ACEROS, vol. I, p. 53, 2010.
[12] R. G. Budynas y J. K. Nisbett, «Ingeniería Mecánica de Shigley,» de
128
Ingeniería Mecánica de Shigley, MCGRAW-HILL, pp. 993-1059.
[13] U. d. Oviedo, «unioviedo,» 2015. [En línea]. Available:
http://www.unioviedo.es/DCIF/IMecanica/Frenos/F.TAMBOR/frenos_de_ta
mbor%20TOTAL.htm. [Último acceso: 02 08 2015].
[14] FAG, Rodamientos FAG.
[15] AST, «AST Bearings and Related products and services,» AST, [En línea].
Available: http://www.astbearings.com/.
[16] I. 606, «Guia para la selección de cadenas y piñones,» [En línea]. Available:
https://law.resource.org/pub/in/bis/S07/is.iso.10823.2004.pdf.
[17] INDUSTRIALPERÚ SAC, «MEGA CHAIN,» [En línea]. Available:
http://www.megachainperu.com/cadena-de-rodillos-asa.php.
[18] AGMA, «AGMA 908-B89». Abril 1989.
[19] NISCA, «NISCA,» [En línea]. Available:
http://www.nisca.co.jp/product/mos/mos06.html.
[20] BOSCH, «Bosch I-Business,» Bosch, [En línea]. Available:
http://www.bosch-
ibusiness.com/boaaelmoocs/category/CHP/283/product/749.
[21] STMicroelectronics, «STMicroelectronics Datasheet,» [En línea]. Available:
http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00000
240.pdf.
[22] RESEARCH, TRIANGLE, «Triangle Research,» Triangle Research
International, 27 03 2015. [En línea]. Available: http://intlorder.tri-plc.com.
[Último acceso: 17 03 2015].
[23] NEMA, «MOTOR A PASOS DE ALTO TORQUE NEMA 34,» 08 Junio 2015.
[En línea]. Available: www.paleosaurios.com/mototres/.
[24] ELECTROMATICA, «www.electromatica.cl,» [En línea]. Available:
http://www.electromatica.cl/catalog/B_Control_Proceso.pdf. [Último acceso:
08 07 2015].
129
ANEXO A
CASA DE LA CALIDAD
130
ANEXO B
MATRIZ CAUSA Y EFECTO PARA PROGRAMACIÓN
131
ANEXO C
PLANOS ELÉCTRICOS
D02-001 Conexionado de Gabinete
D02-002 Conexionado de Gabinete 2
D02-003 Circuito de Acoplamiento de Señales 1
D02-004 Circuito de Acoplamiento de Señales 2
D02-005 Layout Interno del Gabinete
PLANOS MECÁNICOS
D03-001 CONJUNTO ISOMÉTRICO
D03-101 BRIDA MOTOR
D03-102 RODILLOS
D03-103 TORNILLO
D03-104 SOPORTE MOTOR 2
D03-002 MESA
D03-200 MARCO
D03-201 PERFIL MARCO
D03-202 TABLERO
D03-003 SOPORTE DE TEJIDO
D03-301 PERFIL 1
D03-302 PERFIL 2
D03-303 PERFIL 3
D03-004 PINZA INFERIOR FIJA
D03-401 DIENTE
D03-402 TUBO
D03-403 PLANCHA
D03-005 PINZA SUPERIOR FIJA
132
D03-501 SOPORTE EJE
D03-502 EJE PINZA SUPERIOR FIJA
D03-503 BRIDA EJE
D03-006 FRENO
D03-601 TAMBOR
D03-602 PALANCA ARTICULADA
D03-603 EJE SOPORTE DE TELA
D03-007 PINZA INFERIOR MOVIL
D03-701 APOYO RODAMIENTO
D03-702 SOPORTE MOTOR 3
D03-008 PINZA SUPERIOR MOVIL
D03-801 EJE PINZA SUPERIOR MOVIL
133
ANEXO D
DIAGRAMA LADDER
134
ANEXO E
TOLERANCIAS PARA AJUSTE DE EJES
Calificación
ponderada actual 1 2 3 4 5 6
58,5% 27,6% 6,5% 25,2% 23,9% 9,5% 7,3%
No Necesidad del Cliente Peso Ponderado
Automático Modular Tiempo por ciclo Eficiente Amigable con el
usurio
Ergonómico
Eval de clientes Peso Ponderado Eval ponderada
Brecha absoluta
ponderada
Brecha absoulta
relativa
1 Que no ocupe mucho
espacio5,0% 1 9 0 1 0 9 50% 5,0% 2,5% 2,5% 6,0%
2 Automático
30,0% 9 1 9 9 3 1 70% 30,0% 21,0% 9,0% 21,7%
3 Fácil Mantenimiento
10,0% 3 9 0 1 3 9 50% 10,0% 5,0% 5,0% 12,0%
4 Que trabaje de forma
continua10,0% 9 0 9 3 1 0 80% 10,0% 8,0% 2,0% 4,8%
5 Fácil manejo para los
usuarios10,0% 3 1 0 1 9 3 80% 10,0% 8,0% 2,0% 4,8%
6 Que separe más puños
por hora que un
trabajador 35,0% 9 0 9 9 1 0 40% 35,0% 14,0% 21,0% 50,6%
100,0%
7,4 1,8 6,8 6,4 2,6 2,0 61,7% 100,0% 58,5% 41,5% 100,0%
Automático Modular Tiempo por ciclo Eficiente Amigable con el
usurio
Ergonómico
Métrico Número de
Intervenciones del
usuario
Número de piezas Segundos S Eficiencia % Evaluación de los
trabajadores (0-10)
Evaluación de los
trabajadores (0-10)
Dirección de Mejora Menor es mejor Menor es mejor Menor es mejor Mayor es mejor Mayor es mejor Mayor es mejor
Nivel actual 6 No disponible 36 80% No disponible 3
Nivel competencia 1 6 5 35 85% 7 7
Nivel competencia 2 3 4 15 99% 8 8
Meta 3 4 15 99% 8 8
Dificultad 90% 60% 80% 80% 50% 60%
ANEXO A
CASA DE LA CALIDAD
Parámetros de Diseño
Matriz de relaciones:
Separadora de puños
Peso ponderado OK
INIC
IO
PA
RO
FC1
FC2
FC3
FC4
FIN
M1
.1
M2
.1 M
OV
M3
.1 F
IJA
BA
ND
A1
M1
.2
M2
.2
STP
3
BA
ND
A2
CU
CH
ILLA
0 0 1 1 1 0 1 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
0 0 1 1 1 1 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
0 0 1 1 1 1 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
0 0 1 1 1 1 1 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
0 0 1 1 1 1 1 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
0 1 0 0 0 0 0 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
0 1 0 0 0 0 0 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
0 1 0 0 0 0 1 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
0 1 0 0 0 0 1 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
0 1 1 0 1 0 0 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
0 1 1 0 1 0 1 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
0 1 1 1 1 1 0 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
0 1 1 1 1 1 1 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
0 1 1 1 1 1 1 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
1 0 0 0 0 0 0 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 0 0 0 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 0 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 0 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 0 1 0OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON OFF
1 0 0 0 0 1 0OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON OFF
1 0 0 0 0 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 0 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 1 0 0 OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 1 0 0 OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 1 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 1 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 1 1 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 1 1 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 1 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 0 1 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 1 0 0 0 OFF OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF
1 0 0 1 0 0 0 OFF OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF
1 0 0 1 0 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 1 0 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 1 0 1 0 OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 1 0 1 0 OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 1 0 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 1 0 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 1 1 0 0 ON ON ON OFF ON ON ON ON ON
1 0 0 1 1 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 1 1 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 1 1 1 0 OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 1 1 1 0 OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 1 1 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 0 1 1 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 0 0 0 0 ON OFF OFF ON ON OFF ON OFF OFF
1 0 1 0 0 0 0 ON OFF OFF ON ON OFF ON OFF OFF
1 0 1 0 0 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 0 0 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 0 0 1 0ON OFF OFF OFF ON OFF OFF ON OFF
1 0 1 0 0 1 0ON OFF OFF OFF ON OFF OFF ON OFF
ANEXO B
MATRIZ CAUSA Y EFECTO
ENTRADAS SALIDAS
DESCRIPCIÓN
PROGRAMA APAGADO
PROGRAMA APAGADO
PROGRAMA APAGADO
PROGRAMA APAGADO
PROGRAMA APAGADO
PARO DE EMERGENCIA
PARO DE EMERGENCIA
PARO DE EMERGENCIA
PARO DE EMERGENCIA
PARO DE EMERGENCIA
PARO DE EMERGENCIA
INICIALIZACIÓN
INICIALIZACIÓN
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
REGRESO DE LA BANDA A POSICIÓN
INICIAL
REGRESO DE LA BANDA A POSICIÓN
INICIAL
PARO DE EMERGENCIA
PARO DE EMERGENCIA
PARO DE EMERGENCIA
INTERRUPCIÓN
INTERRUPCIÓN
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
PINZA MOVIL ADELANTE
PINZA MOVIL ADELANTE
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
BANDA EN POSICION INICIAL
BANDA EN POSICION INICIAL
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
CORTE DE TELA
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
INTERRUPCIÓN
INTERRUPCIÓN
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
INTERRUPCIÓN
INTERRUPCIÓN
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
REGRESO DE LA BANDA A POSICIÓN
INICIAL
REGRESO DE LA BANDA A POSICIÓN
INICIAL
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
PINZA MOVIL ATRÁS
PINZA MOVIL ATRÁS
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
1 0 1 0 0 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 0 0 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 0 1 0 0ON OFF OFF OFF ON OFF OFF ON OFF
1 0 1 0 1 0 0ON OFF OFF OFF ON OFF OFF ON OFF
1 0 1 0 1 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 0 1 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 0 1 1 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
1 0 1 0 1 1 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
1 0 1 0 1 1 1 OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 0 1 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 0 0 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 0 0 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 0 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 0 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 0 1 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 0 1 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 0 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 0 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 1 0 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 1 0 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 1 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 1 0 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 1 1 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 1 1 0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 1 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 0 1 1 1 1 1 OFF OFF OFF ON ON OFF OFF OFF OFF
1 1 0 0 0 0 0 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
1 1 0 0 0 0 0 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
1 1 0 0 0 0 1 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
1 1 0 0 0 0 1 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
1 1 1 1 1 1 0 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
1 1 1 1 1 1 1 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
1 1 1 1 1 1 1 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON OFF OFF
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
POSICIÓN INICIAL DE PINZA Y BANDA
POSICIÓN INICIAL DE PINZA Y BANDA
INTERRUPCIÓN
INTERRUPCIÓN
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
INTERRUPCIÓN
INTERRUPCIÓN
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
INTERRUPCIÓN
INTERRUPCIÓN
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
INTERRUPCIÓN
INTERRUPCIÓN
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
PARO DE EMERGENCIA
PARO DE EMERGENCIA
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
INTERRUPCIÓN
INTERRUPCIÓN
FIN DEL PROGRAMA
FIN DEL PROGRAMA
PARO DE EMERGENCIA
PARO DE EMERGENCIA
PARO DE EMERGENCIA
PARO DE EMERGENCIA
PARO DE EMERGENCIA
Page 1 (Date Printed: 2015/9/20)
1 ANEXO C
PROGRMA PARA EL CONTROL DEL SEPARADOR DE PUÑOS
2 1. INICIALIZACIÓN:
Una vez conectada la máquina, proceda a inicializar el programa.
El botón de INICIO habilita los actuadores y sensores del proceso
e inicializa la secuencia de posicionamiento.
Este relé interno se encuetra activado durante todo el proceso y
termina con el PARO DE EMERGENCIA o el boton de FIN
El relé de posicion inicial ubica a todos los elementos para el
inicio del proceso
3INICIO
i1
INIr1
PARO_Ei2
FINi3 (RLY)
r1INI
4INICIO
i1
POSINIr2
PARO_Ei2
FINi3 (RLY)
r2POSINI
5 La pinza móvil va hacia el fin de carrera 1 y se detiene
6POSINI
r2FC1
i4 {dCusF}4MAAT
7FC1
i4
FC2i5
PARO_Ei2
{dCusF}6MAPARO
8 La banda lleva a la cuchilla hacia el fin de carrera 3 y se detiene
9POSINI
r2FC3
i6 {dCusF}1MBAT
10FC3
i6
PARO_Ei2
{dCusF}3MBPARO
11 Las pinzas se abren
12POSINI
r2
PARO_Ei2
{dCusF}7M2AB
Page 2 (Date Printed: 2015/9/20)
13POSINI
r2
ABPr4
FINi3
PARO_Ei2
PROCESOr3 (RLY)
r4ABP
(TIM)t1
ABRIRP
14POSINI
r2
PROCESOr3
FC2i5
PARO_Ei2
{dCusF}10M3AB
15ABRIRP
t1
PINZAMOVILt4
ABRIRPPAROt5
{dCusF}9M2PARO
16ABRIRP
t1
ABRIRPPAROt5
PINZAFIJAt3
PROCESOr3
FC2i5
{dCusF}12M3PARO
17 2. PROCESO
El fin de carrera 3 inicia un temporizador para que el operador
pueda posicionar el tejido.
A continuación inicia la secuencia para el corte de las piezas
18FC3
i6INI
r1PROCESO
r3FC2
i5 (TIM)t2POSTEJIDO
19POSTEJIDO
t2
PROCESOr3
PARO_Ei2
FINi3
PINZAMOVILt4 (RLY)
r3PROCESO
20POSTEJIDO
t2FC2
i5 {dCusF}11M3CR
21POSTEJIDO
t2
PFRLr6
PINZAFIJAt3 (TIM)
t3PINZAFIJA
(RLY)r6
PFRL
22POSTEJIDO
t2FC2
i5 {dCusF}5MAAD
23PROCESO
r3FC2
i5 {dCusF}8M2CR
Page 3 (Date Printed: 2015/9/20)
24PROCESO
r3FC2
i5 (TIM)t4
PINZAMOVIL
25 3. PARO DE EMERGENCIA
El paro de emergencia se debe activar cuando existan objetos ajenos al proceso
sobre el lugar de trabajo.
Este paro de emergencia detiene inmediatamenta las actividades sin importar el
tiempo de ejecución en el que se encuentren.
Luego de usar esta acción el operador debe verificar que los equipos no hayan
sifrido daños y debe cerrar de manera manual las pinzas para volver a utilizar el
prototipo.
26PARO_E
i2
ABPPAROr8
ABRIRPPAROt5 (RLY)
r8ABPPARO
(TIM)t5
ABRIRPPARO
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
CONEXIONADO DEL GABINETE
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D02-001
ESCALA
N/A
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
S.ESPINEL
25/08/15
25/08/15
04/09/15
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
(BLK)(22 AWG)
BOTON DE INICIO
SALIDAS
DIGITALES
HACIA PUENTE EN H1 PUERTO B2
HACIA PUENTE EN H1 PUERTO B1
HACIA MOTOR DE TORNILLO 2
HACIA PUENTE EN H2 PUERTO A1
HACIA MOTOR DE TORNILLO 1
ENTRADAS
DIGITALES
HACIA PUENTE EN H2 PUERTO B2
HACIA PUENTE EN H2 PUERTO B1
FIN DE CARRERA 4
FIN DE CARRERA 3
FIN DE CARRERA 2
FIN DE CARRERA 1
PARO DE EMERGENCIA
BOTON DE FIN
HACIA PUENTE EN H2 PUERTO A2
FUENTE 12 VDC
(BLK)(22 AWG)
(BLK)(22 AWG)
(BLK)(22 AWG)
(BLK)(22 AWG)
(BLK)(22 AWG)
(BLK)(22 AWG)
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
CONEXIONADO DE GABINETES 2
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D02-002
ESCALA
N/A
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
S.ESPINEL
25/08/15
25/08/15
04/09/15
RELÉS
MOTOR_2
PLACA DE OPTOS
PLACA DE OPTOS 2
TORNILLO
MOTOR_3
PUENTE EN H 1 Y 2
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
ACOPLAMIENTO DE SEÑALES 1
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D02-004
ESCALA
N/A
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
S.ESPINEL
25/08/15
25/08/15
04/09/15
1000uF
12 ALIMENTACIÓN PLC
2N3904
123
123
2.2k
330
123
5
4
1
2
OPTOCOUPLER 4N25
2k1k
5
4
1
22k1k
OPTOCOUPLER 4N25
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
ACOPLAMIENTO DE SEÑALES 2
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D02-003
ESCALA
N/A
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
S.ESPINEL
25/08/15
25/08/15
04/09/15
6
5
4
1
22k
1k
6
5
4
1
22k
1k
6
5
4
1
22k
1k
6
5
4
1
2
6
5
4
1
22k
2k
1k
12
TBLOCK-I2
12
TBLOCK-I2
12
TBLOCK-I2
12
TBLOCK-I2
12
TBLOCK-I2
1k
12
TBLOCK-I2
12
TBLOCK-I2
12
TBLOCK-I2
12
6
5
4
1
22k
1k
6
5
4
1
22k
1k
6
5
4
1
22k
1k
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
LAYOUT INTERNO
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D02-005
ESCALA
1:2
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
S.ESPINEL
25/08/15
25/08/15
04/09/15
300,0
350,0
50,0
125,0
195,0
130,0
120,0
15
130,0
190,0
140,0
Acero1RIEL DIN 35F27
D02-104
-
1PLACA
OPTOCOPLADORES
D26
FMD 88-10
-
1PLC TRILOGICA25
D02-103
-
1PLACA DRIVERSA44
wb291111
-
2PLACA PUENTE EN HC53
12 y 5 VDC Fuente
Conmutada
-
1FUENTE DCD52
NEMA 1Acero inoxidable
1GABINETED51
OBSERVACIÓN
PLANOMATERIALCTDAD
DESCRIPCIÓN
ZONAPOS
1
2
3
45
6
7
3
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
MARCO
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D03-200
ESCALA
0.5:3
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
04/04/15
01/05/15
12/11/15
-
D03-201ASTM A 5004PERFIL MARCOC51
OBSERVACIÓN
PLANOMATERIALCTDAD
DESCRIPCIÓN
ZONAPOS
NOTA: SOLDADURA TIPO MIG
B
DETALLE B
ESCALA ( 1 : 3 )
A
0,01 A
0,01 A
1
1000,0
1000,0
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
TABLA DE AGUJEROS
AGUJERO COTA EN X COTA EN Y
DESCRIPCIÓN
A1
-849,00 -919,00
M8x1
A2
-146,00 -919,00
M8x1
A3
-814,00 -884,00
M8x1
A4
-181,00 -884,00
M8x1
A5
-929,00 -839,00
M8x1
A6
-66,00 -839,00
M8x1
A7
-894,00 -804,00
M8x1
A8
-101,00 -804,00
M8x1
A9
-894,00 -181,00
M8x1
A10
-101,00 -181,00
M8x1
A11
-929,00 -146,00
M8x1
A12
-66,00 -146,00
M8x1
A13
-814,00 -101,00
M8x1
A14
-181,00 -101,00
M8x1
A15
-849,00 -66,00
M8x1
A16
-146,00 -66,00
M8x1
B1
-165,00 -975,50
M10x1
B2
-30,00 -975,50
M10x1
B3
-457,00 -971,00
M10x1
B4
-362,00 -971,00
M10x1
B5
-327,00 -971,00
M10x1
B6
-232,00 -971,00
M10x1
B7
-720,00 -943,00
M10x1
B8
-630,00 -943,00
M10x1
B9
-720,00 -19,00
M10x1
B10
-630,00 -19,00
M10x1
B11
-457,00 -14,00
M10x1
B12
-363,00 -14,00
M10x1
B13
-327,00 -14,00
M10x1
B14
-232,00 -14,00
M10x1
B15
-165,00 -9,50
M10x1
B16
-30,00 -9,50
M10x1
A1 A2
A3 A4
A5 A6
A7 A8
A9 A10
A11 A12
A13 A14
A15 A16
B1 B2
B3 B4 B5
B6
B7 B8
B9 B10
B11
B12
B13
B14
B15B16
995,0
985,0
70,00
40,00
325,0 80,00
TABLERO
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: SIN RECUBRIMIENTO
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
MDF +/-1 1:5
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
04/04/15
01/05/15
12/011/15
D03-202
A
0.01 A
0.01 A
0,01 A
0.01 A
°
X
°
Y
NOTA: ESPESOR DEL TABLERO 18mm
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
MESA
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D03-002
ESCALA
1:7.5
DIB
DIS
REV
P. ORRICO
P. ORRICO
ING. SÁNCHEZ
04/04/15
01/05/15
12/11/15
M8
-
Acero, suave16TUERCA HEXAGONALD86
M8
-
Acero, suave16ARANDELAS PLANASB85
---
4PATASB64
M8 X 50
-
Acero, suave16PERNO CABEZA
REDONDA
A43
-
D03-202MDF1TABLEROE22
-
D03-200ASTM A 5001MARCO MESAE31
OBSERVACIÓN
PLANOMATERIALCTDAD
DESCRIPCIÓN
ZONAPOS
VISTA V
ESCALA( 1:6 )
VISTA V
1
2 3
4
5
6
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
SOPORTE DE TEJIDO
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D03-003
ESCALA
1:3
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
S.ESPINEL
04/04/15
01/05/15
12/11/15
--
Acero, suave2TORNILLO M10B57
--
Acero, suave4ARANDELAS PLANASB56
Sección angular de aceroD03-302ASTM A5001PERFIL2B45
Sección angular de aceroD03-303ASTM A5002PERFIL 3C24
Sección angular de aceroD03-301ASTM A5001PERFIL 1E33
FAG 6200 ZZ
-
Acero, suave2RODAMIENTOS DE BOLAD62
--
Acero, suave2TUERCA HEXAGONALB71
OBSERVACIÓN
PLANOMATERIALCANT
DESCRIPCIÓN
ZONAPOS
C
5
3
4
2
6
7
1
361,00
235,00
8
0
,
4
1
°
9
9
,
5
9
°
DETALLE C
ESCALA ( 1 : 2 )
NOTA: SOLDADURA TIPO MIG
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
PINZA INFERIOR FIJA
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D03-004
ESCALA
1:3
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
04/04/15
01/05/15
12/11/15
E
DETALLE E
ESCALA ( 1 : 1 )
900,0
28,0
31,0
125,8±0.2
A
0,01 A
-
D03-401ASTM A3611DIENTESD43
-
D03-403ASTM A361PLANCHAE32
-
D03-402ASTM A362PERFIL CUADRADOB81
OBSERVACIÓN
PLANOMATERIALCTDAD
DESCRIPCIÓN
ZONAPOS
23
NOTA: SOLDADURA TIPO MIG
B
0,1 B
25,0±0.5
2,00
88,00
174,00
260,00
346,00
432,00
518,00
604,00
690,00
776,00
862,00
1
°
X
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
PINZA SUPERIOR FIJA
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D03-005
ESCALA
0.5:1.5
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
04/04/15
01/05/15
12/11/15
-
D03-401ASTM A3611DIENTEA66
-
D03-502ACERO DE
TRANSMISIÓN
1EJE PINZA SUPERIOR F.A25
-
D03-501ASTM A363SOPORTE EJEA14
-
D03-402ASTM A5001TUBOD73
-
D03-503ACERODE
TRANSMISIÓN
1BRIDA EJED82
Diámetro 3 mm
-
ASTM A363
PASADORES ELÁSTICOS
C81
OBSERVACIÓN
PLANOMATERIALCTDAD
DESCRIPCIÓN
ZONAPOS
3
6
4
5
2
1
I
DETALLE I
ESCALA( 0,5 : 1 )
5,00
20,00
448,50
877,00
918,00
0,1 A
A
2,00
88,00
174,00
260,00
346,00
432,00
518,00
604,00
690,00
776,00
862,00
°
X
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
FRENO
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D03-006
ESCALA
1:4
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
04/04/15
01/05/15
12/11/15
1000,0
M
DETALLE M
ESCALA ( 1:1 )
2
3
1
-
D03-603ASTM A361EJE SOPORTE DE TELAE65
-
ACERO1SEEGERB14
PEGADO A PALANCA
ART.
-
ASBESTO1ZAPATAD23
-
D03-602ASTM A361PALANCA ARTICULADAE42
-
D03-601HIERRO FUNDIDO1 TAMBORC81
OBSERVACIÓN
PLANOMATERIALCTDAD
DESCRIPCIÓN
ZONAPOS
4
5
74,0
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
PINZA INFERIOR MÓVIL
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D03-007
ESCALA
1:3
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
04/04/15
01/05/15
12/11/15
R
DETALLE R
ESCALA ( 1:2 )
83,1
900,0
150,8
39,4
12,0
50,80
C
0,01 C
-
D03-401Acero, suave8DIENTESA58
900mmD03-402Acero de
construcción
1TUBOA47
M5
-
Acero, suave2TUERCA HEXAGONALA36
M5 X 20
-
Acero, suave2PERNOA25
-
D03-702Acero, suave1SOPORTE MOTORA14
FAG 608 ZZ
--
1RODAMIENTOC13
-
D03-701Acero ASTM A361APOYO RODAMIENTOD12
900mm x100mmD03-403Acero, suave1PLANCHAD71
OBSERVACIÓN
PLANOMATERIALCTDAD
DESCRIPCIÓN
ZONAPOS
1
2
3
90,0
39,4
845,0
4
75 6 8
A
B
0,01 A B
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
1 2 3 4 5 6 7 8
31 42
UIDE
PINZA SUPERIOR MÓVIL
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D03-008
ESCALA
1:3
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
04/04/15
01/05/15
12/11/15
40,0
445,5
857,0
20,0
A
0,01 A
0,01 A
920,0
47,0
-
D03-501Acero, suave3SOPORTE EJEB16
-
D03-401Acero, suave8DIENTESB25
-
D03-801Acero de
transmisión
1EJED34
-
D03-402Acero A5001TUBOB63
Diámetro 3g6 mm
-
Acero, suave3
PASADOR ELÁSTICO
D72
-
D03-503Acero de
transmisión
1BRIDA EJEC71
OBSERVACIÓN
PLANOMATERIALCTDAD
DESCRIPCIÓN
ZONAPOS
6
4
2
1
46,8
128,00
214,00
300,00
386,00
472,00
558,00
644,00
730,00
3
5
°
X
PERFIL MARCO
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: PINTURA
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO ASTM A500 +/- 0.1 1:4
DIB:
DIS:
REV:
P. ORRICO
P.ORRICO
S. ESPINEL
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-201
1000
25,4
25,40
A
3
1
3
5
°
N9
DETALLE A
ESCALA ( 1:1 )
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON CHAFLAN DE 1X45
PERFIL 1
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: PINTURA
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO ESTRUCTURAL A500 +/- 0.5 1:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-301
25,00
25,00
140,00
3,00
54,0±0.1
32,0±0.1
54,0±0.1
M
1
0
N9
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON CHAFLAN DE 1X45
PERFIL 2
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: PINTURA
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO ESTRUCTURAL A500 +/-0.5 1:2
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-302
235,0
3
25
25
50,0±0.1
135,0±0.1
50,00±0.1
M
1
0
N9
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON CHAFLAN DE 1X45
PERFIL 3
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: PINTURA
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO ESTRUCTURAL A500 +/-0.5 1:2
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-303
345,0
3
25,0
25,0
N9
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON CHAFLAN DE 1X45
DIENTES
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: PINTURA
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO ASTM A36 +/-0.5 1:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-401
50,80
38,00
3
0.01
A
0,01 A
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON CHAFLAN DE 1X45
N9
TUBO 1
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: PINTURA
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO ASTM A36 +/-0.5 1:6
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-402
D D
900,0
25
25
2,00
CORTE D-D
ESCALA ( 1:1 )
N9
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON CHAFLAN DE 1X45
PLANCHA 900X100
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: PINTURA
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO ASTM A36 +/-0.1 1:4
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-403
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON CHAFLAN DE 1X45
3,0
900,0
100,0
0,01
A
0,01 A
N8
SOPORTE EJE
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: PINTURA
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO ASTM A36 +/-0.5 1:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-501
75,7
18,8
10,0±0.1
N9
3,00
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON CHAFLAN DE 1X45
0,01
AGUJERO
DIÁMETRO
M. MAX M.MIN
A1
9,6H7 9,615 mm 9,6 mm
A1
F
F
CORTE F-F
ESCALA ( 1 : 1 )
10,0±0.1
N6
N6
EJE PINZA SUPERIOR FIJA
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: SIN RECUBRRIMIENTO
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO DE TRANSMISIÓN
+/-0.1 0.5:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-502
G
DETALLE G
ESCALA ( 1: 1 )
918,00
9,6
15,0
N9
A
B
0,01 A B
DIÁMETRO
Columna 1 M. MAX M.MIN
9,6 mm 9.6g6 9,595 mm 9,586 mm
8 mm 8h6 8 mm
7,991 mm
8,00Ø
BRIDA EJE
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: SIN RECUBRIMIENTO
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO DE TRANSMISIÓN
+/-0.1 2:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-503
N6
H H
CORTE H-H
ESCALA ( 2 : 1 )
N4
24,0
14,0
AGUJERO
DIÁMETRO
M. MAX M.MIN
A1 3H7
3,01 mm
3 mm
B1 3H7
3,01 mm
3 mm
C1 3H7
3,01 mm
3 mm
D1
9,6H7 9,615 mm 9,6 mm
A1
B1C1
D1
A
B
0,01 A B
0,01
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON RADIO DE 5mm
1
2
0
°
9
N4
8,0
12,0
N4
TAMBOR
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: SIN RECUBRIMIENTO
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
HIERRO FUNDIDO +/-0.5 1:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-601
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON RADIO DE 10mm
AGUJERO
DIÁMETRO
M. MAX M.MIN
A1
25,2H7 25,221 mm 25,2 mm
A1
J J
CORTE J-J
ESCALA ( 1 : 1 )
63,00Ø
36,00
20,00
39,00
N6
0,01 A
A
N7N6
PALANCA ARTICULADA
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: SIN RECUBRIMIENTO
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ASTM 36 +/-0.1 1:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-602
R
3
7
,
5
R
4
2
,
5
119,5
30,00
14,0
56,5
25,0
35,0
N7
AGUJERO
DIÁMETRO
M. MAX M.MIN
A1 11H7
11,015 mm
11 mm
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON CHAFLAN DE 1X45
A1
M
5
R
5
17,5
12,5
EJE SOPORTE DE TELA
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: PINTURA
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ASTM A36 +/-0.1 0.5:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-603
K
DETALLE K
ESCALA ( 1:1 )
1000,0
36,0
10,0
2,00
EJES
DIÁMETR
M. MAX M.MIN
25,2 mm 25,2g6 25,193 mm 25,18 mm
25,6 mm 25,6h6 25,6 mm 25,587 mm
L L
CORTE L-L
ESCALA ( 1 : 1 )
22,0
2
6
,
0
25,20
25,60
NOTA: EL DIÁMETRO DE 25.6mm ES PARA UNA
RODELA SEEGER SEGÚN LA NORMA DIN 471
0,01 A
A
N7
APOYO RODAMIENTO
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: SIN RECUBRIMIENTO
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACEROASTM A36 +/-0.1 1.5:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-701
17,1
20,0
R
1
1
,
0
AGUJERO
DIÁMETR
M. MAX M.MIN
A1 22H7
22,021 mm
22 mm
A
1
N6
P P
CORTE P-P
ESCALA( 1.5:1 )
15,00 N
4
10,0Ø
0,01
Q
Q
CORTE Q-Q
ESCALA ( 1.5:1 )
84,45
A
B
0,01 A B
N4
SOPORTE MOTOR
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: SIN RECUBRIMIENTO
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO +/-0.5 1:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING.SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-702
75,0
3
0
,
0
40,0
40,00
20,0
51,3
5
,
0
0
10,0
20,0 10,0
A
0.01 A
5,0
0,01
N8
EJE PINZA MÓVIL
TRATAMIENTO: Sin tratamiento
RECUBRIMIENTO: Sin recubrimiento
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
Acero A36 +/-0.1 0.5:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-801
S
DETALLE S
ESCALA ( 2 : 1 )
900,0
EJES
DIÁMETR
M. MAX M.MIN
9.6mm
9.6g6 9,595 mm 9,586 mm
8.0mm 8h6 8 mm
7,991 mm
Ø 9.6
Ø 8.0
15,0
N7
N4
A
B
0,01 A B
N4
BRIDA MOTOR
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: SIN RECUBRIMIENTO
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ALUMINIO +/-0.1 2:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/05
D03-101
N6
14,0
24,0
N
N
CORTE N-N
ESCALA ( 2 : 1 )
AGUJERO
DIÁMETRO
M. MAX M.MIN
A1 3H7
3,01 mm
3 mm
B1 3H7
3,01 mm
3 mm
C1 3H7
3,01 mm
3 mm
D1
5,9H7 5,915 mm 5,9 mm
A1
B1
C1
D1
N4
0,01
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON RADIO DE 5 mm
1
2
0
°
9
,
0
N4
8,0
12,0
N4
RODILLOS DE TELA
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: PINTURA
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO, SUAVE+/-0.1 0.5:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-102
O
DETALLE O
ESCALA( 1:1 )
19,8Ø
21,30
31,0
986,0
N8
N6
EJES
DIÁMETRO
M. MAX M.MIN
19.8mm
19,8h6 19,8 mm 19,787 mm
NOTA: ELIMINAR ARISTAS VIVAS
CON RADIO DE 2mm
N6
TORNILLO
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: SIN RECUBRIMEINTO
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO DE TRANSMISIÓN
+/-0.1 0.5:1.5
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-103
980,0
31,0
58,0
EJES
DIÁMETRO
M. MAX M.MIN
15.0mm 15h6 15 mm
14,87 mm
M20x2.5
A
B
0,01 A B
15,0Ø
N6
N6
N6
SOPORTE MOTOR 2
TRATAMIENTO: SIN TRATAMIENTO
RECUBRIMIENTO: SIN RECUBRIEMIENTO
UIDEINGENIERÍA MECATRÓNICA
MATERIAL: TOL. GRAL: ESCALA:
ACERO ASTM 36 +/-0.1 1:1
DIB:
DIS:
REV:
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
05/05/15
10/05/15
12/11/15
D03-104
T
T
CORTE T-T
ESCALA( 1:1 )
100,00
150,00
R
3
0
,
0
0
30,0
50,0
50,0
5
0,01
4
0
,
0
1
0
,0
0
A
0,01 A
0,01 A
N8
A
B
C
D
E
F
G
H H
G
F
E
D
A
B
C
121110987654321
2 431 5 6 7 8 9 10
UIDE
CONJUNTO ISOMETRICO
INGENIERÍA MECATRÓNICA
D03-001
ESCALA
1:4
DIB
DIS
REV
P.ORRICO
P.ORRICO
ING. SÁNCHEZ
10/08/15
10/08/15
12/11/15
12 VDC, 20 Watts
--
1MOTORE1025
-
Acero inoxidable28ARANDELAS PLANASE1024
-
Acero, suave16PERNO CABEZA
HEXAGONAL
E1023
D03-104
-
1SOPORTE MOTOR 2G922
50 dientes
-
Acero, suave1ENGRANE 1G921
15 dientes
-
Acero, suave1ENGRANE 2F920
12 VDC, 2.6 Watts
-
Genérico1MOTOR 3E919
D03-105Genérico
1SOPORTE MOTOR 3E918
-
Genérico1CREMALLERAE917
D03-702
-
1APOYO RODAMIENTOC816
D03-102
-
2EJE TELA RODILLOC815
400mm de Recorrido
-
Acero, suave2CORREDERAS
TELESCOPICAS
A514
P-202 CÓDIGO FAG
--
2CHUMACERA 2A513
D03-103
-
1TORNILLOA512
D03-004
-
1PINZA FIJA INFERIORA411
M10
-
Acero inoxidable,
440C
16TUERCAS
HEXAGONALES
A310
D03-006
-
1FRENOG29
D03-003
-
2SOPORTE TEJIDOH38
P-204 CÓDIGO FAG
--
4CHUMACERA 1H37
12V DC
--
1MOTORH46
D03-005
-
1PINZA FIJA SUPERIORH45
D03-008
-
1
PINZA MÓVIL SUPEROR
H44
12V DC
--
1MOTORH53
D03-007
-
1
PINZA MÓVIL INFERIOR
H52
D03-002
-
1MESAH61
OBSERVACIÓN
PLANOMATERIALCTDAD
DESCRIPCIÓN
ZONAPOS
1
2
345678
9
14
2324
10
15
16
11
529,2
18,2
320,0
250,0
250,0
280,0
1116,4
1018,2
12
13
22
25
20
21
1044,3
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
ALIMENTACIÓN 120 VAC 50/60 Hz
POTENCIA 60W
VOLTAJE ACTUADORES 12 VDC
5 ACTUADORES
1 CUCHILLA
PESO 30Kg
TRABAJA CON TEJIDO RIB DE 25.4mm HASTA 10 Kg
DIMENSIONES (Largo*Ancho*Alto): 1 [m]*1[m]*[1.5m]
18
17
19
ANEXO E
MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
MANUAL DE OPERACIÓN
1 INSTRUCCIONES DE SEGURIDAD
Antes de operar la máquina, lea el manual de Operaciones y cumpla con las
instrucciones contenidas en el mismo.
1.1 Símbolos
En el presente Manual de Operaciones se utilizan 3 símbolos a los que se deben
prestar atención:
Instrucciones sobre seguridad, incluyen posibles lesiones personales.
Atención sobre voltaje eléctrico.
Indica advertencias y explicaciones
2 INSTRUCIONES GENERALES
2.1 Instalación
Esta máquina debe ser instalada en un sector interno, cuya temperatura ambiente
no exceda los 30°C.
Para transportar la máquina, dé cumplimiento a las regulaciones de
prevención de accidentes y a las regulaciones técnicas aceptadas
generalmente.
La máquina solo puede ser suspendida del marco de la mesa, por ningún
motivo suspender de piezas empernadas.
La superficie donde debe ubicarse la máquina debe garantizar la correcta
operación de la misma, o sea una superficie libre de sacudidas, baja vibración y
que permanezca rígida ante fuerzas de torsión.
2.2 Electricidad
La máquina se alimenta con 110 VAC y sus elementos finales trabajan con 12
VDC.
No toque los terminales de conexión, durante el funcionamiento de la
máquina. Algunos de los terminales pueden llevar altas tensiones..
Las fluctuaciones permitidas en la corriente eléctrica son de ± 5%. Si
no está seguro de las conexiones en los circuitos referirse a los planos de
conexionado para comprobar estas conexiones.
2.3 Operación
Luego de conectar la máquina a 110 VAC esperar a que el PLC se inicialice, este
consta de tres señales luminosas que parpadean por 0.5 segundos detectando
algún error o cuando el dispositivo se ha energizado correctamente como se
muestra en la figura.
Para inicializar el proceso se utiliza el botón de INICIO. Cuando se inicializa el
proceso el operador tiene tiempo para posicionar el tejido en la pinza fija.
Si en cualquier etapa del proceso algún elemento se encuentra bloqueado
por objetos externos al proceso se debe detener el proceso con el botón de
PARO DE EMERGENCIA.
Para volver a utilizar la máquina se debe comprobar que el PARO DE
EMERGENCIA esté desenclavado.
Una vez terminada la jornada diaria seleccionar el botón de FIN que posiciona
todos los sistemas en sus posiciones predeterminadas y permite retirar el material
excedente.
Por ningún motivo dejar la máquina encendida después de la jornada de
trabajo, esto puede incurrir en fallas eléctricas y desgastamiento prematuro
de los actuadores.
MANUAL DE MANTENIMIENTO
El mantenimiento de los equipos se puede dividir en distintos tipos de
mantenimiento según el estado del sistema.
En la Figura 1 se presenta un diagrama de flujo que permite elegir el tipo de
mantenimiento que se debe elegir.
Figura 1 Diagrama de Flujo de Mantenimiento
En este manual se muestran los Mantenimientos Preventivos y Correctivos.
1 MANUAL DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
Realizado periódicamente de manera preventiva, el mantenimiento sistemático
permite mejorar la fiabilidad de las instalaciones pero no evita los fallos.
Los trabajos de mantenimiento deben ser llevados a cabo cuando la
máquina esté detenida (excepto cuando se tratan de trabajos de
engrasado).
Asegurarse de que la máquina esté protegida contra conexiones eléctricas
accidentales. Cualquier trabajo en las conexiones eléctricas o en los circuitos
debe ser realizado por un electricista profesional.
Asegúrese que la máquina esté conectada pero no activada. Cerciórese
de que los circuitos auxiliares no estén energizadas.
1.1 Limpieza
No lave la máquina con agua o ningún otro líquido.
Semanal, haga la comprobación de todo el equipo con el fin de que no existan
basuras o suciedad en los mecanismos.
En caso de que haya polvo o pedazos de tela, desmonte la máquina y remueva
la suciedad con un pañuelo húmedo, evitando los circuitos eléctricos y el
gabinete de control.
Revisar el ruido en los rodamientos mientras la operación, se recomienda
engrasar estos elementos cada tres meses o cuando presenten un ruido inusual.
Si el ruido persiste reemplazar el rodamiento.
Para un mejor funcionamiento de la máquina se recomienda seguir el programa
de mantenimiento descrito en la siguiente sección. Este programa sirve para
realizar un mantenimiento preventivo de los componentes.
1.2 Programa de Mantenimiento
Los componentes se encuentran desglosados en la Figura 2
COMPONENTE DIARIA SEMANAL TRIMESTRAL ANUAL MÁS DE 5
AÑOS
Rodamientos y Chumaceras (1)
Engrasar y comprobar integridad
Rodillos (2) Verificar que no estén doblados
Ejes (3) Revisar que no estén
desgastados
Tornillo y tren (4)
Que no existan
residuos de tejido sobre el tornillo
Revisar los dientes del tornillo y la
rosca.
Reemplazar el centro de Bronce de la
rosca por desgaste
Cuchilla (5) Revisar integridad y que el filo no esté
desgastado
Motores (6) Revisar los cables de conexión
Dientes de pinzas (7)
Que los dientes no
estén deformados
por el peso de las pinzas o
tengan imperfecciones
donde se pueda trabar la
tela
Engranes y Cadena (8)
Que la cadena
se encuentre alienada con los
engranes
Engrasar la cadena, revisar la
alineación de los engranes
y la tensión de la cadena
Comprobar la integridad se refiere a revisar si la superficie no presenta
abolladuras y sus piezas se encuentran en buen estado.
1
2
3
4
5
6 8
7
Figura 2
La Figura 3 muestra un detalle del eje y los dientes y su alineación
Figura 3
Si se va a reemplazar alguna pieza, referirse a los planos mecánicos
listados en el documento del prototipo ANEXO C.
2 MANUAL DE MANTENIMIENTO CORRECTIVO
Interviene después de constatar un fallo y consiste en diagnosticar las causas y
en reparar. Este tipo de mantenimiento requiere equipos de intervención
sobredimensionados para reaccionar lo más pronto posible, sin que eso permita
dominar la disponibilidad de los equipos. Los deterioros generan generalmente
costes de reparación y pérdidas de producción importantes.
2.1 Diagnóstico de fallas en componentes Mecánicos
Del conjunto de elementos se han seleccionado los que están más expuestos a
averías y que suelen estar implicaos en la mayoría de los fallos de los equipos.
Rodamiento
Engranes
Acoples
2.1.1 Avería de Rodamientos
Por lo general los rodamientos presentan fallas por sobre fatiga, golpes, apriete
excesivo, falta de limpieza, desalineación, ajuste inadecuado o errores de
forma en alojamientos.
La tabla resume los distintos fallos y sus posibles causas.
Tabla 1
En la Figura 2 se puede ver la ubicación de los distintos rodamientos para poder
ser reemplazados.
La numeración de cada rodamiento para adquirir su reemplazo se puede tomar
de la Tabla 3.13, tomada del documento del proyecto de titulación.
Ítem Descripción Modelo Cantidad
1 Rodamientos desplazamiento vertical 6200 4
2 Chumaceras P204 4
3 Rodamiento para pinzas 608 2
2.1.2 Avería de Engranes
Los engranes presentan fenómenos de rodadura y deslizamiento, si la
lubricación no es la adecuada el desgaste de los engranes es severo y puede
hacer que fallen en poco tiempo.
Otros tipos de fallos comunes son la deformación, corrosión, fractura o
separación.
La Tabla 2 muestra los modos de fallo y sus posibles causas.
Tabla 2
En este caso se tienen tres engranes, el tornillo y la cremallera.
Engrane 1: 50 dientes paso 35B
Engrane 2: 15 dientes paso 35B
Engrane 3: 45 dientes plástico en juego con la cremallera
Tornillo: paso 6.35mm
Cremallera: 4 dientes por centímetro en juego con Engrane 3
2.1.3 Avería de Acoples
En el caso de este mecanismo los acoples no necesitan lubricación, sin embargo
existen fallos por desgaste, deformación y rotura. Las causas están ligadas a
problemas de diseño, montaje y condiciones de operación.
La Tabla 3 muestra los modos de fallo más comunes y sus causas
Tabla 3
2.2 Diagnóstico de fallas en componentes Electrónicos
2.2.1 Listados de Equipos
En la Figura 4 se muestra la distribución de elementos electrónicos dentro del
gabinete de control. En la Tabla 4 se despliega una lista donde se verifica los
voltajes que cada equipo debe tener para funcionar correctamente.
Figura 4
Tabla 4
Tag Descripción Voltaje entrada
Voltaje salida
Notas
1 PLC 12 VDC 12 VDC Detalle en Plano D02-001
2 Acoplamiento de señales 2 12 VDC 7-12 VDC Detalle en Plano D02-004
3 Puentes en H 7-12 VDC 12 VDC Datasheet L298N
4 Acoplamiento de señales 1 12 VDC 7-12 VDC Detalle en Plano D02-003
5 Fuente de Alimentación 110VAC 12 VDC -
3 Bibliografía
Higgins, L. R. (1995). Maintenance Engeneering Handbook. McGraw-Hill.
Monchy, F. (1990). Teoría y práctica del manteniemiento industrial. Barcelona: MASSON S.A.
SKF. (1992). Manual SKF de mantenimiento de rodamientos. Suiza.