Actividad 1

Introducción a procesos industriales

Preguntas

1. Detalla el diagrama de funcionamiento del proceso de alimentación alterna. ¿Crees que se utiliza como base en procesos manufactureros? Razona tu respuesta.

Ilustracion1. Diagrama de funcionamiento

Como primer punto establecemos un almacenamiento ordenado en ambos lados de la máquina, esto tiene sentido porque posteriormente nos indicó el documento que se usan dos cargadores que ejecutan determinados movimientos al mismo tiempo al tomar y colocar las piezas. Esto posible porque los dos cargadores están colocados en los extremos de la estructura haciendo cuando el carro este en un extremo de la unidad lineal sin vástago la unidad neumática pueda tomar una pieza mientras otra la suelta en la cinta transportadora.

Ilustración 2. Parte 2 Funcionamiento

Cuando ya definimos el proceso de recolección y colocación de un objeto en la cinta transportadora ahora establecemos la cantidad de piezas que es capaz de asignar el sistema neumático, en este caso solo podemos asignar un objeto por ciclo.

Ilustración 3. Parte 3 Funcionamiento

En esta parte el símbolo se puede malinterpretar como posicionar, pero eso no tiene sentido en el funcionamiento de nuestra maquina porque ya estamos colocando en la cinta transportadora la pieza en una ubicación ya definida.

Por esta razón el símbolo significa desplazar en este caso es el carro comienza su proceso de desplazamiento para posteriormente colocar otra pieza en la cinta.

Ilustración 4. Parte 4 Funcionamiento

Se puede apreciar dos procesos idénticos en paralelo esto nos indica que disponemos de dos cargadores, después se asigna una pieza para la unidad neumática se desplaza el carro a un extremo de la maquina haciendo que la pieza se alinee con la cinta. Después de hacer ese proceso el otro carro está en la posición correcta para que el cargador le asigne una pieza.

Ilustración 5. Parte 5 Funcionamiento

Después que una unidad neumática se le asigne una pieza el carro se desplaza para alinearse con la cinta transportadora se desplaza de nuevo para comienza el procesar la pieza, en ese mismo instante ya la otra unidad neumática ya se le asignó una pieza por el cargador. De esta forma la maquina hace que cuando avance la cinta transportadora un instante después se coloca otra pieza haciendo que el proceso sea más rápido y mejorando el desempeño de la industria.

Un proceso de manufactureros es la agrupación de labores precisas para transforma las características originales de las materias, estos procesos se pueden clasificar:

• Procesos Primarios • Procesos Segundarios • Procesos Terciarios

Indistinto del tipo de materia o tratamiento los procesos de manufactura facilitando la transformación a un producto terminado y haciendo más eficientes estos procesos

Ahora si yo considero que este diagrama de funcionamiento es la base en procesos manufactureros no lo es por lo que hemos visto dependerá mucho de la función de la planta con respecto al producto final debido a que hay más de una forma de solucionar un problema. Además de cómo estas controlan a los actuadores, del número de componentes para poder dar una solución que ayude a mejorar el desempeño de la industria.

2. Explica al menos dos ejemplos concretos en la industria, donde se utilice alimentación alterna u otro sistema de alimentación similar. Justifica tus respuestas.

Separación por calidad de piezas

La calidad de pieza de grandes superficies por ejemplo una plancha de vidrio, baldes plásticos, etc. Usando un lente óptico verificamos la calidad del producto y el que no cumpla con los estándares de venta sigue en la cinta transportadora, hacia un depósito de productos descartados, el que si se retira de la cinta hacia un cargador apilándolos uno encima del otro. Se puede diseñar un cargador con sensor para límite de altura.

Para el retiro de piezas se puede usar diferentes tipos de gripper industriales, esto depende del tipo de objeto el cual debe ser ligero.

Ilustración 8. Diagrama de funcionamiento ejemplo 2

Ilustración 9. Planta de ejemplo 2

En la industria manufactura de juguetes

Aquí se necesitan pintar varios productos en la menor cantidad de tiempo sin descuidar la calidad final, a continuación, se describe su funcionamiento.

Primeramente, los juguetes pasan por un sensor en la posición A, donde se detecta la cantidad de objetos de forma ordenada que existe en la banda, después, uno de los juguetes se mueve hacia la posición B donde el sensor lo detecta y detiene la banda para

que el soplete lo pinte, finalmente se mueve hacia la posición C y el sensor comienza a contar los juguetes que pasan, una vez que llegaron todos, el sistema se detiene.

Se pinta cada juguete por separado para mantener la calidad del producto final, además todo el sistema cuenta con unos botones de arranque y parada.

A continuación, se muestra el diagrama de funcionamiento.

3. Selecciona un ejemplo anterior e Identifica sensores y actuadores que se conectarían a un controlador lógico programable (PLC), para la automatización del proceso que describiste. Además, realiza una breve descripción de cada componente. Separación por calidad de piezas Cinta transportadora

• Este componente es el encargado de desplazar las piezas de forma correcta para que cuando pasen por la cámara programada lo hagan de tal manera que este dispositivo sea capaz de verificar la calidad del producto.

Gripper • El gripper es el componente encargado de tomar la pieza y llevarla de forma

segura al cargador por este motivo debe ser capaz de soportar el peso y las dimensiones del producto, por lo cual su diseño debe ser preciso y acorde a las necesidades de la industria.

Ilustración 10. Gripper horizontal

Sensor de reflexión directa • Este sensor se encontrar paralelo a la pila de piezas que están en el

cargador, el sensor controlara la altura de los productos para que cuando el gripper suelte el producto no se malogre.

Ilustración 11. Sensor de reflexión directa

Actuador giratorio • Al momento que la cámara detecte que la pieza tiene la calidad correcta

para su venta el gripper sostiene el producto para que el actuador giratorio se desplace hacia el cargador.

Ilustración 12. Actuador giratorio con diferentes acoples

Cámara programada

• La cámara funciona como un sensor el cual nos indica mediante software que la pieza posee las propiedades correctas, las cuales dependerían del producto, pero por lo generar los parámetros a medir seria alto, ancho y profundidad.

Ilustración 13. Sensor óptico industrial

• Este producto aumenta la calidad de los productos al ser el que inspecciona

de forma detallada y precisa el producto final en este caso, reduciendo el margen de error generados por las limitaciones visuales de los operadores y aumenta la productividad reduciendo costos además de aprovechar mejor los recursos

Cargador

• Posee un sistema de elevación para que las piezas al momento de soltarse del gripper no se malogren, por este motivo cada vez que se ingresa una nueva pieza la altura decrece

PLC

• Este componente es el que recibe las señales de los sensores para después realizar una acción acorde a su programación, por ejemplo, al momento de que la cámara programable detecte que la pieza sea de calidad el gripper proceda a tomar, mientras el actuador giratorio se desplaza hacia el cargador el mismo que gracias al sensor de reflexión directa se encuentra en la altura correcta para que el gripper suelte la pieza sin peligro.

Ilustración 14. PLC

En la industria manufactura de juguetes

• Sensores Sensor de ópticos OMRON, ML79T-G: Estos se colocan en las tres posiciones de A, B y C para poder monitorear a los juguetes que pasan por la banda transportadora y de ahí mandar los valores de cero o uno que activaran a los actuadores neumáticos de la banda transportadora, para realizar esta tarea, emiten una luz que se refleja en una diana retro reflectiva y el receptor es un fotodiodo.

• Actuadores

Recipiente a presión de pintura WALTER-PILOT, MDG 500: Para aplicar la pintura, se necesita un suministro constante y que llegue a presión para que cubra a todo el juguete y no se vea comprometida la calidad final del mismo, por lo que este actuador es perfecto para la tarea a realizar. (Leal, 2012)

Cilindro NORGEN, RA/8063/M/200: Es el responsable de controlar la banda transportadora y recibe la señal del sensor B, para poder activarse o desactivarse dependiendo del caso específico.

4. Realiza la programación en diagrama de escalera del proceso que

describiste, donde se apliquen contactos, bobinas, contadores, comparadores, temporizadores para el monitoreo y control de sensores y actuadores respectivamente. Además, explica la programación a través de diagramas de flujo.

Separación por calidad de piezas

Ilustración 15. Diagrama de Ladder segmento1

E n el segmento 1 hacemos el encendido y apagado del sistema activando o desactivando la cinta transportadora, contacto normalmente cerrado del actuador giratorio nos indica que cuando este se activa la cinta transportadora se detiene para que el producto con las propiedades adecuadas para la venta sea extraído y colocado en el cargado, se detiene la cinta hasta que el actuador haya terminado este proceso.

Ilustración 16. Diagrama de Ladder segmento2

En el segmento 2 apreciamos un contador el cual nos servirá para tener el número de productos que cumplan con los estándares de calidad almacenados en el cargador, la variable encarga de almacena r ese valor se nombró Valor de contaje actual.

Ilustración 17. Diagrama de Ladder segmento3

El segmento 3 es un sistema de condición para que cuando el contador se encuentre en su límite tanto por el lado positivo como el negativo detenga el aumento de los productos en el cargador. Además, que se usó para hacer una comparación para que el contador primero se resetee y a continuación el proceso de apilado comience la costa de llevarse los productos del cargador.

Ilustración 18. Diagrama de Ladder segmento4

El segmento 4 es el encargado de verificar la calidad de los productos lo cual se realiza por medio de una cámara, pero para poder analizar correctamente el producto se calculó un tiempo de 5 segundos para verificar completamente al mismo para posteriormente encender el gripper.

Ilustración 19. Diagrama de Ladder segmento 5

En el segmento 5 representa el proceso de carga de la cinta transportadora al cargador, primero el gripper se encendió en el anterior segmento, pero se demora tres segundos en tomar al producto este tiempo se calculó para que el gripper no dañe el producto por tomarlo rápido. Lo siguiente es el encendido del actuador giratorio que a su vez manda una señal al cargador para nivelarse y que al soltar el gripper el producto este no sufra daño por caída, la altura a la cual el cargador debe nivelarse es determina por un sensor de reflexión directa. El actuador giratorio es el encargado de llevar el producto de la cinta transportadora al cargador este proceso se calculó en 5 segundos más, cuando se cumple ese tiempo se activa el sensor haciendo que el cargador se detenga en la altura adecuada.

Ilustración 20. Diagrama de Ladder segmento6

Para apreciar visualmente el número de productos en el cargador apilados se usa un sistema de luces que se encenderán gracias a una señal otorgado por el contador comparado a un valor entero definido.

Diagrama de flujo

INCIAR

CAMARA =0

CAMARA=CAMARA+1

CAMARA

CAMARA=3

APILADORA CAMARA=1

CARGA 1

CAMARA=2

CARGA 2

CINTA

ACTUADORGIRATORIO

SENSOR=0

CARGADOR

CARGADOR OFF

NO

En la industria manufactura de juguetes

Diagrama Ladder

Segmento 1: se colocan los botones de paro (NC) y marcha para el sistema, donde al pulsar marcha se activa la bobina del inicio.

Segmento 2: Luego de activar la bobina, el sensor A empieza a acumular los juguetes que se encuentran en la posición A, en este son 3 los juguetes que deben estar almacenados ordenadamente, luego de llenarse, se activa la señal “FIN”

Segmento 3: Cuando se terminen de contar los 3 juguetes, entonces se manda la señal al cilindro NOGREN para que se active y mueva la banda transportadora.

Segmento 4: Cuando llega el juguete y pasa por el sensor B, entonces se activa las válvulas para que el actuador pueda pintar.

Segmento 5: Se activa un temporizador fijado en 10 segundos, durante el cual se detendrán los cilindros de la banda para que se puede pintar el juguete.

Segmento 6: Cuando el ultimo juguete pase por el sensor C, entonces se detiene la banda y todo el proceso.

Simulación

Se pulsa el botón de marcha para encender el sistema.

Se colocan ordenadamente los tres juguetes en la posición A y luego se acciona la banda transportadora.

Se activa la válvula de pintura para rociar cada juguete durante 10 segundos.

Todos los juguetes llegaron a la posición C, entonces el sistema entra en reposo hasta la próxima carga de juguetes.

Diagrama de flujo

Bibliografía Hesse. (2007). 99 ejemplos prácticos de aplicaciones neumáticas. FESTO.

Leal, R. P. (2012). Instalación de un sistema automatizado de pintura en un fabrica de

armarios electricos. Universidad Carlos III de Madrid.

Anexos

Símbolos de un diagrama de funcionamiento