memoria.doc

Índice Memoria Página I de IV

1. ANTECEDENTES.............................................................................1

2. PROPÓSITO DEL PROYECTO........................................................3

2.1. PETICIONARIO.........................................................................................3

2.2. OBJETIVO DEL PROYECTO...................................................................3

2.3. ALCANCE DEL PROYECTO....................................................................3

2.4. NORMAS Y OTRAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS...........................4

3. INTRODUCCIÓN..............................................................................5

3.1. DESCRIPCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE TAPABUJES.........................5

3.1.1. Inyección del cuerpo plástico.............................................................5

3.1.2. Corte del embellecedor logotipo........................................................5

3.1.3. Impresión del logotipo........................................................................5

3.1.4. Embutición del logotipo......................................................................5

3.1.5. Aplicación de adhesivo......................................................................5

3.1.6. Montaje del cuerpo sobre el logotipo.................................................5

3.1.7. Clipado de patillas..............................................................................6

3.1.8. Control Visual y Embalaje..................................................................6

4. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA A AUTOMATIZAR..........................7

4.1. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA MÁQUINA..........................................7

4.2. PUESTO DE CARGA / DESCARGA.........................................................8

4.3. PUESTO2: EMBUTICIÓN LOGOTIPO...................................................10

4.4. PUESTO 3: APLICACIÓN ADHESIVO...................................................11

Proyecto Fin de Carrera Guillermo Arosa Rouco

Índice Memoria Página II de IV

4.5. PUESTO 4: MONTAJE TAPABUJE........................................................12

4.6. PUESTO 5: CLIPADO DE PATILLAS.....................................................13

4.7. PUESTO 6: EXPULSIÓN DEL TAPABUJE.............................................14

5. DISEÑO DEL AUTOMATISMO.......................................................15

5.1. CONSIDERACIONES PREVIAS Y ANÁLISIS........................................15

5.2. ENTRADAS/SALIDAS.............................................................................15

5.3. ARQUITECTURA HARDWARE..............................................................17

5.4. FILOSOFÍA DE LA PROGRAMACIÓN...................................................19

5.4.1. Estado de emergencia.....................................................................19

5.4.2. Estado manual.................................................................................19

5.4.3. Estado automático...........................................................................19

5.5. DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA DEL PLC..........................................19

5.5.1. Grafcet mesa de indexado...............................................................20

5.5.2. Grafcet puesto de carga / descarga.................................................22

5.5.3. Grafcet puesto de embutición..........................................................24

5.5.4. Grafcet puesto aplicación de adhesivo............................................25

5.5.5. Grafcet puesto de montaje...............................................................26

5.5.6. Grafcet puesto de clipado................................................................27

5.5.7. Grafcet puesto expulsor...................................................................28

5.6. BLOQUES PROGRAMA PLC.................................................................28

5.6.1. Bloques de función (FB):..................................................................29

5.6.2. Funciones (FC)................................................................................29

5.6.3. Bloques de datos (DB).....................................................................30


Índice Memoria Página III de IV

5.7. DETALLES DE IMPLEMENTACIÓN GRAFCET.....................................31

5.7.1. Transición entre etapas....................................................................31

5.7.2. Acciones..........................................................................................31

5.7.3. Etapa inicial y reset del grafcet........................................................32

6. DISEÑO PANEL DE OPERADOR..................................................33

6.1. PULSADOR PUESTA EN SERVICIO.....................................................33

6.2. SELECTOR MANUAL / AUTOMÁTICO..................................................34

6.3. PULSADOR PUESTA EN ORIGEN........................................................34

6.4. PULSADOR REARME............................................................................34

6.5. DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA DEL PANEL TÁCTIL.......................34

6.5.1. Pantalla principal..............................................................................35

6.5.2. Movimientos manuales....................................................................36

6.5.3. Estado de la mesa...........................................................................38

6.5.4. Contadores.......................................................................................40

6.5.5. Ajustes.............................................................................................41

6.5.6. Alarmas............................................................................................42

6.5.7. Diagnóstico de la red profinet..........................................................44

7. DESCRIPCIÓN CONTRUCTIVA DE LA MÁQUINA.......................46

7.2. CAMPO DE APLICACIÓN......................................................................47

7.3. BARRERA FOTO ELÉCTRICA DE SEGURIDAD...................................47

7.4. BALIZA SEÑALIZADORA.......................................................................48

7.5. GRUPO NEUMÁTICO.............................................................................49


Índice Memoria Página IV de IV

7.6. ARMARIO ELÉCTRICO..........................................................................50

7.7. EQUIPO COMERCIAL DE DOSIFICADO...............................................51

7.8. ELEMENTOS DE MANDO NEUMÁTICO...............................................52

8. MANTENIMIENTO..........................................................................54

8.1. LISTADO DE REPUESTOS RECOMENDADOS....................................54

8.2. OPERACIONES DE MANTENIMIENTO.................................................55


Memoria Página 1 de 57

1. ANTECEDENTES

El presente proyecto surge de la necesidad de reducir costes en la

fabricación de tapabujes para vehículos.

El tababuje es una pieza situada en el centro de la rueda en la parte

exterior del vehículo de cada una de las ruedas del vehículo. Normalmente con el

logotipo de la marca comercial del vehículo en cuestión.

Se trata, por su alta visibilidad en el vehículo, de una pieza de un

importante valor estético. Esta circunstancia hace que los requisitos de calidad

sean elevados.

Figura 1. Juego de tababujes

Actualmente el ensamblaje de los despieces del tapabuje se realiza

manualmente, con los sobrecostes que ello conlleva.

Por otro lado el hecho de realizar el ensamblado de forma manual añade

subjetividad al proceso.

Se considera necesario garantizar unas condiciones de montaje repetitivas,

con ciertos parámetros controlados y de esta manera garantizar un estándar de

calidad.

Actualmente el mercado del automóvil es muy cambiante lo que obliga a la

industria del sector a tener una capacidad productiva suficiente para hacer frente

a los picos de demanda del mercado.



Tras lo expuesto anteriormente, se ha considerado necesario, debido a la

necesidad del mercado, diseñar y construir un automatismo para realizar las

operaciones de ensamblaje del tapabuje de forma automática.

La máquina ha sido diseñada siguiendo criterios de fiabilidad y versatilidad

para facilitar la fabricación de otras referencias diseñando utillajes intercambiables

de montaje rápido.



2. PROPÓSITO DEL PROYECTO

3. PETICIONARIO

El peticionario de este proyecto es la Escuela Universitaria de Ingeniería

Técnica Industrial como requisito indispensable para la obtención del título de

Ingeniero Técnico Industrial, rama de Electrónica Industrial, intensificación

Genérica.

4. OBJETIVO DEL PROYECTO

El objetivo del presente proyecto es el diseño e implementación de un

sistema automático para el montaje de tapabujes de vehículos.

Actualmente el proceso de ensamblado se realiza de forma manual

mediante operarios.

El presente proyecto comprende el estudio y diseño del sistema

automático, así como la implementación y puesta en marcha de dicho

automatismo.

5. ALCANCE DEL PROYECTO

El alcance del presente proyecto comprende:

- Selección de los elementos hardware del automatismo

- Diseño de la instalación eléctrica y neumática de la máquina

- Programación del automatismo

- Programación del panel de operador

- Puesta en marcha del automatismo.



6. NORMAS Y OTRAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Para el diseño y construcción de la máquina se han tenido en cuenta las

siguientes normas:

DIRECTIVA 2006/42/CE relativa a las máquinas.

Diseño de máquinas: UNE-EN ISO 12100-1:2004

Diseño de máquinas: UNE-EN ISO 12100-2:2004

Distancias de seguridad: UNE-EN 294 1993, UNE-EN 811 1997 y UNE-EN

999 1999

Seguridad y salud: Real Decreto 486/1997 y Real Decreto 1215 1997.

Iluminación: UNE-EN 1837 1999 y Real Decreto 486/1997.

Nivel sonoro: Real Decreto 286/2006.

Equipos a presión: DIRECTIVA 97/23/CE.

Análisis de riesgos: NTP 330 del INSHT y UNE-EN 1050 1997

Compatibilidad electromagnética: DIRECTIVA 2004/108/CE.

Material eléctrico: DIRECTIVA 2006/95/CE.

Reglamento electrotécnico de baja tensión. Real Decreto 842/2002



7. INTRODUCCIÓN

8. DESCRIPCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE TAPABUJES

Se indica a continuación, en orden secuencial, las operaciones de las que

consta el proceso:

9. Inyección del cuerpo plástico

Se fabrica el cuerpo del tapabuje en inyectoras de plástico. Se utiliza un

molde de inyección para proporcionar al cuerpo del tapabuje la forma deseada.

10. Corte del embellecedor logotipo

Mediante troqueles de corte se realiza el corte en plano de la forma del

logotipo del tapabuje. Se utiliza un troquel de corte de 8 logotipos por golpe.

11. Impresión del logotipo

En esta fase del proceso se realiza la impresión y cromado del logotipo.

Por motivos de confidencialidad no es posible revelar detalles respecto a esta

parte del proceso.

12. Embutición del logotipo

En esta fase del proceso se realiza el conformado del logotipo para

adecuarlo a la forma curva de la pieza soporte.

13. Aplicación de adhesivo

Se aplica adhesivo en la cara interior del logotipo para asegurar la unión

con el cuerpo del tapabuje.

14. Montaje del cuerpo sobre el logotipo

Se realiza el montaje del cuerpo sobre el logotipo del tapabuje. La

operación de montaje debe realizarse antes de transcurridos 6s desde la

aplicación del adhesivo.



15. Clipado de patillas

Tras la operación de montaje del cuerpo sobre el logotipo se procede al

clipado de las patillas del logotipo sobre el cuerpo para asegurar la posición del

logotipo con respecto al cuerpo del tapabuje.

16. Control Visual y Embalaje

Finalmente el producto es embalado en paquetes de 4 unidades, en cajas

que se almacenan para el posterior envío a cliente.

Durante el embalaje el operario realiza una inspección visual del aspecto

del tapabuje, retirando aquellas piezas que no cumplan los requisitos de aspecto

establecidos en la gama de control correspondiente.



17. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA A AUTOMATIZAR

18. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA MÁQUINA

Se trata básicamente de una mesa de indexado de 6 posiciones. En cada

uno de los 6 sectores de la mesa se ha dispuesto un utillaje con dos cunas de

posicionado, para la ubicación del cuerpo plástico y el logotipo del tapabuje.

Sobre el bastidor de la máquina se han dispuesto 6 puestos para la

realización de cada una de las operaciones de ensamblaje.

A cada giro del plato se desplazan los utillajes del puesto anterior al

siguiente para realizar el trasvase de piezas entre operaciones. De esta manera

es posible realizar las operaciones en paralelo.

Figura 2. Vista puestos de la máquina

La máquina consta de los siguientes puestos:



Puesto 1: Carga / descarga manual de componentes.

Puesto 2: Embutición del logotipo

Puesto 3: Aplicación de adhesivo

Puesto 4: Montaje tapabuje

Puesto 5: Clipado de patillas

Puesto 6: Expulsión del tapabuje

19. PUESTO DE CARGA / DESCARGA

Se han instalado en el puesto de carga las correspondientes detecciones

para cada uno de los elementos a ensamblar.

Las cunas se han diseñado con sus anti-error correspondientes con el fin

de asegurar el montaje de los despieces en la orientación adecuada.

Se ha instalado una fotocélula de espejo para detectar la carga del

elemento plástico en la cuna correspondiente. Para la detección del logotipo se

han instalado dos fibras de barrera situadas para detectar dos de las esquinas

opuestas del logotipo.



Figura 3. Puesto de carga/descaga de piezas

La alimentación de los elementos a ensamblar es manual y realizada por

un operario. Tras la operación de carga de los elementos y la detección de éstos

mediante los sensores instalados, el operario pulsa inicio ciclo para activar la

confirmación para iniciar un nuevo giro en la mesa.

En el momento en que todos los puestos hayan activado el permiso de giro

del plato, la mesa realiza un nuevo giro para la ejecución de un nuevo ciclo.



20. PUESTO2: EMBUTICIÓN LOGOTIPO

Figura 4. Puesto de embutición

En el puesto de embutición se le proporciona la curvatura al logotipo

mediante una contraforma en la cuna y un cilindro con antigiro utilizado para la

embutición del logotipo.

Para el ajuste de la fuerza de la embutición se ha instalado un regulador de

presión que regula la presión de avance del cilindro.

Se ha situado una sufridera en la parte inferior del plato de giro para anular

el esfuerzo resultante de la fuerza aplicada por el cilindro de embutición.



21. PUESTO 3: APLICACIÓN ADHESIVO

En este puesto se realiza la aplicación del adhesivo. Este puesto tiene un

comportamiento diferente comparado con el ciclo automático de todos los

puestos.

Las operaciones automáticas en este puesto se realizan cuando el resto de

los puestos han finalizado sus operaciones. Se ha implementado de esta forma

para mantener constante el tiempo entre la aplicación de adhesivo y el montaje

del cuerpo del tapabuje sobre el logotipo.

Figura 5. Puesto dosificación

Para el dosificado del adhesivo se ha instalado una electroválvula

monoestable de dosificado en la pistola del dosificador. La cantidad de adhesivo

se controla mediante el control del tiempo de apertura de la válvula. Este

parámetro es modificable desde el panel de operador. Por otro lado para focalizar



la aplicación de adhesivo en el centro del logotipo se ha instalado un cilindro para

aproximación de la pistola de dosificado al lugar de aplicación.

22. PUESTO 4: MONTAJE TAPABUJE

Se ha dotado el puesto 4 con un sistema de manipulación para la

realización del montaje del soporte plástico sobre el logotipo.

El sistema consta de un actuador neumático horizontal y otro vertical. El

actuador horizontal permite desplazar el cuerpo plástico desde la posición de

carga a la de montaje. El manipulador vertical permite llevar a cabo la

aproximación para la manipulación. Se ha dotado al sistema de manipulación con

una ventosa accionada por una válvula de efecto venturi. Para garantizar la

presencia de la pieza durante la manipulación se ha instalado un vacuostato que

nos proporciona la señal de vacío cuando el valor de depresión alcanza un

determinado valor.



Figura 6. Puesto de montaje

23. PUESTO 5: CLIPADO DE PATILLAS

En el puesto 5 se realiza el clipaje de las patillas. El sistema diseñado

realiza el clipaje en dos fases:

- Fase 1 (Doblado de patillas): Se realiza el doblado de patillas aplicando

una fuerza lateral mediante cuatro cilindros de clipado.

- Fase 2 (Clipaje de patillas): Se realiza una fuerza vertical sobre los clips

para garantizar el correcto clipado de patillas.

Figura 7. Puesto de clipado de patillas



24. PUESTO 6: EXPULSIÓN DEL TAPABUJE

Se ha dotado al sistema de un cilindro expulsor con cinco elementos

palpadores en el extremo que empujan ligeramente el tapabuje y lo liberan. Las

tolerancias tan ajustadas entre la cuna y el logotipo no permiten realizar la

extracción del tapabuje de forma manual, por tanto este puesto realiza la

expulsión del tapabuje terminado con el objetivo de facilitar la descarga manual en

el siguiente puesto.

Figura 8. Puesto de extracción



25. DISEÑO DEL AUTOMATISMO

26. CONSIDERACIONES PREVIAS Y ANÁLISIS

Se han tenido las siguientes consideraciones para el diseño del

automatismo:

- A cada una de las posiciones de la mesa de indexado le denominamos

sector.

- A cada uno de los subconjuntos de cada zona de la mesa que son

independientes del giro de la mesa le denominamos puesto. El puesto

es un sistema que realiza las operaciones sobre el sector de la mesa

indexada que está presente en dicho puesto en un momento

determinado.

- La detección de los componentes es realizada en el puesto de carga,

por lo tanto es necesario una estructura de datos para memorizar el

estado de los demás puestos. Es posible solucionarlo realizando un

transvase de la información entre puestos tras el giro de la mesa de

indexado.

27. ENTRADAS/SALIDAS

Entradas:

SEÑAL SIMBÓLICO DESCRIPCIÓNE10.0 VI000 Pulsador OrigenE10.1 VI001 Pulsador RearmeE10.2 VI002 Selector Manual / AutoE10.3 VI003 Pulsador Seta Emergencia Panel PulsadoE10.4 VI004 Pulsador Inicio CicloE10.5 VI005 Pulsador Seta Emergencia PulsadoE10.6 VI006 ReservaE10.7 VI007 Canales barreraE11.0 VI008 Presostato Presion OKE11.1 VI009 Puerta Lateral AbiertaE11.2 VI010 Puerta Trasera AbiertaE11.3 VI011 ReservaE11.4 VI012 Rele Seta y puertas OK



E11.5 VI013 Rele Barrera OKE11.6 VI014 Mesa Giro Termico OkE11.7 VI015 Mesa Giro En MarchaE12.0 VI016 Detector Leva Motor MesaE12.1 VI017 ReservaE12.2 VI018 ReservaE12.3 VI019 P1 Detector1 LogoE12.4 VI020 P1 Detector2 LogoE12.5 VI021 P1 Detector Pieza PlasticaE12.6 VI022 P2 Cilindro Embuticion Destino AVE12.7 VI023 P2 Cilindro Embuticion Origen RTE13.0 VI024 P3 Cilindro Adhesivo Destino AVE13.1 VI025 P3 Cilindro Adhesivo Origen RTE13.2 VI026 P4 Cilindro Manipulador Horizontal Destino RTE13.3 VI027 P4 Cilindro Manipulador Horizontal Origen AVE13.4 VI028 P4 Vacuostato OKE13.5 VI029 P4 Cilindro Manipulador Vertical Destino AVE13.6 VI030 P4 Cilindro Manipulador Vertical Origen RTE13.7 VI031 ReservaE14.0 VI032 P5 Cilindro Vertical Destino AVE14.1 VI033 P5 Cilindro Vertical Origen RTE14.2 VI034 P5 Cilindro Clipado1 Origen AVE14.3 VI035 P5 Cilindro Clipado2 Origen AVE14.4 VI036 P5 Cilindro Clipado3 Origen AVE14.5 VI037 P5 Cilindro Clipado4 Origen AVE14.6 VI038 P5 Cilindro Pisador Origen RTE14.7 VI039 ReservaE15.0 VI040 P6 Cilindro Expulsor Destino AVE15.1 VI041 P6 Cilindro Expulsor Origen RTE15.2 VI053 ReservaE15.3 VI054 ReservaE15.4 VI055 ReservaE15.5 VI045 ReservaE15.6 VI046 ReservaE15.7 VI047 ReservaE16.0 VI042 Dosificador ReadyE16.1 VI043 Dosificador ErrorE16.2 VI044 Dosificador AlertaE16.3 VI048 ReservaE16.4 VI049 ReservaE16.5 VI050 ReservaE16.6 VI051 ReservaE16.7 VI052 Reserva

Salidas:

SEÑAL SIMBÓLICO DESCRIPCIÓNA10.0 VO000 Lámpara RearmeA10.1 VO001 Lámpara Origen



A10.2 VO002 Baliza Luz RojaA10.3 VO003 Baliza Luz NaranjaA10.4 VO004 Baliza Luz VerdeA10.5 VO005 Rearme BarreraA10.6 VO006 ReservaA10.7 VO007 ReservaA11.0 VO008 Marcha Motor MesaA11.1 VO009 Marcha ProgresivaA11.2 VO031 P4 VenturiA11.3 VO020 P3 Activar Pistola Dosificado A11.4 VO032 ReservaA11.5 VO033 ReservaA11.6 VO014 ReservaA11.7 VO015 ReservaA12.0 VO012 Dosificador I_O(pines 8 y 9)A12.1 VO013 Dosificador I_O(pines 7 y 14)A12.2 VO034 ReservaA12.3 VO035 ReservaA12.4 VO036 ReservaA12.5 VO037 ReservaA12.6 VO038 ReservaA12.7 VO039 ReservaA50.0 VO016 P2 Cilindro Embuticion Ir a Destino AVA50.1 VO017 P2 Cilindro Embuticion Ir a Origen RTA50.2 VO040 ReservaA50.3 VO041 ReservaA51.0 VO018 P3 Cilindro Adhesivo Ir a Destino AVA51.1 VO019 P3 Cilindro Adhesivo Ir a Origen RTA51.2 VO021 P4 Cilindro Manipulador Horizontal Ir a Origen AVA51.3 VO022 P4 Cilindro Manipulador Horizontal Ir a Destino RTA51.4 VO023 P4 Cilindro Manipulador Vertical Ir a Destino AVA51.5 VO024 P4 Cilindro Manipulador Vertical Ir a Origen RTA51.6 VO025 P5 Cilindro Vertical Ir a Destino AVA51.7 VO026 P5 Cilindro Vertical Ir a Origen RTA52.0 VO028 P5 Cilindros Clipado Ir a Origen AVA52.1 VO027 P5 Cilindros Clipado Ir a Destino RTA52.2 VO029 P6 Cilindro Expulsor Ir a Destino AVA52.3 VO030 P6 Cilindro Expulsor Ir a Origen RTA52.4 VO042 P5 Cilindro Pisador Ir a Destino AVA52.5 VO043 P5 Cilindro Pisador Ir a Origen RTA52.6 VO044 ReservaA52.7 VO045 Reserva

28. ARQUITECTURA HARDWARE

Se ha propuesto una arquitectura basada en bus de campo Profinet. Se ha

utilizado un autómata Siemens ET200S IM151-8 PN/DP para realizar el control del

automatismo.



Al autómata se le han añadido los correspondientes módulos de entradas y

salidas para la conexión de las señales de entrada/salida de la máquina.

Figura 9. Configuración hardware autómata

Se ha instalado un bloque de electroválvulas de festo para la maniobra de

los actuadores neumáticos. Este bloque es controlado por el autómata a través de

periferia distribuida.

Para permitir la interacción hombre – máquina se ha dispuesto un panel de

táctil conectado a la red Profinet

Figura 10. Arquitectura de red



29. FILOSOFÍA DE LA PROGRAMACIÓN

Para el diseño del automatismo se han definido tres estados generales de

funcionamiento: emergencia, manual y automático.

30. Estado de emergencia

Cuando la máquina se encuentra en estado de emergencia, normalmente

debido a que se ha pulsado la seta de emergencia (se abre el circuito de

seguridad), la máquina se encuentra encendida, pero todos los elementos móviles

de la misma se encuentran bloqueados y a la espera de un rearme de los relés de

seguridad (pulsación de puesta en servicio). En este estado el suministro del aire

comprimido está cortado, las salidas del PLC que activan algún tipo de

movimiento se encuentran deshabilitadas por el circuito de seguridad.

31. Estado manual

La máquina se encuentra en estado manual estando encendida, en servicio

(relés de seguridad rearmados) y con el selector MAN/AUTO en posición manual.

En este modo de funcionamiento es posible realizar movimientos de los

componentes de la máquina desde el panel de operador. Los movimientos

manuales son realizables uno a uno de forma coherente, de manera que si se

realiza un movimiento que suponga interferencia mecánica con algún otro

elemento de la máquina no esté permitido realizarlo.

32. Estado automático

La máquina se encuentra en estado automático estando encendida, en

servicio (relés de seguridad rearmados) y con el selector MAN/AUTO en posición

automático.

33. DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA DEL PLC



Se ha optado para el modelado del automatismo por la utilización de

diagramas Grafcet, diagrama basado en los conceptos de etapa, transición,

acción.

Se han estructurado los grafcet del automatismo de la siguiente manera:

- Grafcet mesa de indexado.

- Grafcet Puesto 1 Carga / Descarga.

- Grafcet Puesto 2 Embutición.

- Grafcet Puesto 3 Aplicación de adhesivo.

- Grafcet Puesto 4 Montaje.

- Grafcet Puesto 5 Clipado de patillas.

- Grafcet Puesto 6: Expulsión tapabuje.

- A parte de los grafcet anteriores, cada uno de los puestos tienen su

diagrama grafcet para su ciclo de origen correpondiente. El ciclo de

origen de cada uno de los puestos posiciona cada uno de los elementos

en condiciones iniciales.

34. Grafcet mesa de indexado

La mesa de indexado permite realizar el trasvase de piezas de un puesto al

siguiente. Consta de seis sectores, en cada uno de estos sectores hemos

instalado un utillaje para el cuerpo del tapabuje y del logotipo.

Para la gestión de la mesa de indexado y la coordinación con los puestos

se han definido las siguientes variables:

-Variables de Puesto:



PGM_Px: Variable booleana para indicar que el ciclo automático del puesto

“x” ha finalizado.

SGM_Px: Variable booleana para indicar que se cumplen las condiciones

de seguridad para el giro de la mesa en el puesto “x”.

CI_Px: Variable booleana para indicar que el puesto “x” se encuentra en

condiciones iniciales.

- Variables de Mesa:

GMF: Variable booleana que indica que el giro de la mesa ha finalizado y

los puestos pueden realizar el ciclo automático correspondiente.

El ciclo automático de la mesa de indexado sigue la secuencia del

diagrama Grafcet:



Figura 11. Grafcet Mesa Indexado

35. Grafcet puesto de carga / descarga

En este puesto se realiza la carga de los elementos por parte de operario.

Una vez realizada la carga se requiere una pulsación de inicio ciclo para autorizar

el giro de la mesa en el puesto 1. En el momento que todos los puestos autorizan

el giro la mesa gira un nuevo sector. Se permite enviar el puesto 1 sin piezas.

Esto es posible debido a dos motivos principalmente:



- Permitir el vaciado de la mesa.

- Prescindir del uso de uno de los sectores si es necesario debido a algún

problema en alguna de las cunas. De esta forma permite seguir

trabajando con el resto de sectores de la mesa de indexado.

Figura 12. Grafcet Puesto Carga/Descarga



36. Grafcet puesto de embutición

En el puesto de embutición se realiza el conformado del logotipo.

Figura 13. Grafcet puesto de embutición



37. Grafcet puesto aplicación de adhesivo

Figura 14. Puesto aplicación de adhesivo



38. Grafcet puesto de montaje

Figura 15. Puesto de montaje



39. Grafcet puesto de clipado

Figura 16. Puesto de clipado



40. Grafcet puesto expulsor

Figura 17. Grafcet puesto expulsor

41. BLOQUES PROGRAMA PLC



La implementación del programa del plc se ha realizado siguiendo una

programación estructurada. La descomposición del código en bloques relativos a

partes claramente diferenciadas del sistema a controlar ha sido fundamental para:

• Permitir la depuración y seguimiento del código.

• Permitir el uso de técnicas estándar de programación.

Para la implementación se ha utilizado la siguiente estructuración en bloques.

42. Bloques de función (FB):

Se han implementado los grafcet en bloques de función.

MESA_FB_CICLO FB 10 Grafcet Mesa de indexado

P1_FB_CICLO FB 20 Grafcet Ciclo Automático Puesto 1


P2_FB_ORIGEN FB 31 Grafcet Ciclo Origen Puesto 2









43. Funciones (FC)

FC_VI FC 1 Direccionamiento Entradas Virtuales

FC_VO FC 2 Direccionamiento Salidas Virtuales

GEN_FC_SALIDAS FC 5 Activación de Salidas

GEN_FC_VARIABLES FC 7 Variables generales

GEN_FC_PROFINET_STATUS FC 9 Diagnóstico Red Profinet

GEN_FC_ALARMAS FC 10 Gestión de Alarmas

GEN_FC_LAMPARAS FC 11 Activación Lámparas

GEN_FC_CONTADORES FC 13 Gestión de contadores

GEN_FC_PANTALLA_STATUS FC 14 Estado conexión de la pantalla

MESA_FC_VARIABLES FC 15 Variables Mesa Indexado



MESA_FC_ESTADO FC 16 Variables de Estado Mesa Indexado

P1_FC_VARIABLES FC 20 Variables Puesto 1


P2_FC_MANUAL FC 31 Movimientos Manuales Puesto 2





P5_FC_VARIABLES FC 60 Variables Puesto 5P5_FC_MANUAL FC 61 Movimientos Manuales Puesto 5P6_FC_VARIABLES FC 70 Variables Puesto 6P6_FC_MANUAL FC 71 Movimientos Manuales Puesto 6

44. Bloques de datos (DB)

DB_VI DB 1 Entradas VirtualesDB_VO DB 2 Salidas VirtualesDB_MOUTS DB 5 Activación SalidasGEN_DB_FLANCOS DB 6 FlancosGEN_DB_VARIABLES DB 7 Variables GeneralesGEN_DB_INTERF DB 8 InterferenciasGEN_DB_PROFINET_STATUS DB 9 Estado Red ProfinetGEN_DB_ALARMAS DB 10 Alarmas GeneralesGEN_DB_MSG_SGM DB 11 Mensajes Seguridad Giro MesaGEN_DB_MSG_CI DB 12 Mensajes Condiciones InicialesGEN_DB_NETSTAT DB 13 Nodos RedGEN_DB_PANTALLA_STATUS DB 14 Estado PantallaMESA_DB_VARIABLES DB 15 Variables Mesa IndexadoMESA_DB_ENTRADAS DB 16 Entradas MesaMESA_DB_ESTADO DB 17 Estado MesaPARAM_DB_AJUSTES DB 18 Parámetros MáquinaGEN_DB_CONTADORES DB 19 ContadoresP1_DB_VARIABLES DB 20 Variables Puesto 1P2_DB_VARIABLES DB 30 Variables Puesto 2P2_DB_PANTALLAS DB 32 Variables Pantalla P2P3_DB_VARIABLES DB 40 Variables Puesto 3P3_DB_PANTALLAS DB 42 Variables Pantalla P3P4_DB_VARIABLES DB 50 Variables Puesto 4P4_DB_PANTALLAS DB 52 Variables Pantalla P4P5_DB_VARIABLES DB 60 Variables Puesto 5P5_DB_PANTALLAS DB 62 Variables Pantalla P5



P6_DB_VARIABLES DB 70 Variables Puesto 6P6_DB_PANTALLAS DB 72 Variables Pantalla P6P2_DBI_ORIGEN DB 80 Instancia Grafcet Ciclo Origen P2P3_DBI_ORIGEN DB 81 Instancia Grafcet Ciclo Origen P3P4_DBI_ORIGEN DB 82 Instancia Grafcet Ciclo Origen P4P5_DBI_ORIGEN DB 83 Instancia Grafcet Ciclo Origen P5P6_DBI_ORIGEN DB 84 Instancia Grafcet Ciclo Origen P6MESA_DBI_CICLO DB 85 Instancia Grafcet Mesa de IndexadoP1_DBI_CICLO DB 90 Instancia Grafcet Ciclo Automático Puesto 1

P2_DBI_CICLO DB 91 Instancia Grafcet Ciclo Automático Puesto 2





45. DETALLES DE IMPLEMENTACIÓN GRAFCET

A cada una de las etapas en las que se divide el Grafcet se le ha asociado

una variable interna. Los estados se encuentran en la dirección WORD 4 del DB

de instancia asociado al bloque FB correspondiente.

46. Transición entre etapas

La condición de transición es la encargada de activar la etapa siguiente y

desactivar la anterior; para ello se utilizan las instrucciones Set y Reset que

poseen todos los autómatas programables.



47. Acciones

Una o varias acciones se asocian a cada etapa. Estas acciones sólo están

activas cuando la etapa está activa.

Se muestra un ejemplo de implementación de acciones en lenguaje KOP.

48. Etapa inicial y reset del grafcet

El reset de todas las etapas del grafcet se realiza cuando cae a 0 la

variable M2.1 (Máquina en Automático). A su vez se realiza la activación de la

etapa inicial. A continuación se muestra el código KOP.


Condición de transición

Reset Etapa Anterior

Set Etapa Siguiente

Bit MensajeríaEstado Activo Etapa Anterior

Etapa activa ActivaciónAcción


49. DISEÑO PANEL DE OPERADOR

Se ha instalado un panel de operador para la interacción hombre –

máquina. Consta de un panel táctil KTP 600 monocromo de 6” de Siemens, un

selector manual/automático, un pulsador de marcha general, un pulsador de

origen, un pulsador de rearme y una seta de emergencia. A continuación se

describen las diversas funciones del panel.

Figura 18. Diseño panel operador

50. PULSADOR PUESTA EN SERVICIO

Se ha dispuesto un pulsador con iluminación led verde para la marcha

general de la máquina. Este pulsador rearma el relé de seguridad, siempre que

esté en condiciones de ser rearmado. Para ello las puertas de acceso deben estar

cerradas y las setas de emergencia de la máquina desenclavadas. El led verde

del pulsador indica que el relé de seguridad está correctamente rearmado.



Tras un rearme del relé de seguridad se realiza la activación de la

electroválvula de arranque progresivo en el grupo principal de alimentación

neumática. La válvula de arranque progresivo realiza un arranque suave de la

alimentación neumática en la máquina. Esto evita movimientos bruscos en los

actuadores durante la puesta en servicio de la instalación.

51. SELECTOR MANUAL / AUTOMÁTICO

Se ha dispuesto un selector para la selección de modo de funcionamiento,

manual y automático. El modo habitual de funcionamiento es el automático en el

que la máquina funciona según el ciclo programado. El modo manual permite la

realización de movimientos desde el panel táctil, este modo de funcionamiento

está reservado para operaciones de ajuste ó mantenimiento.

52. PULSADOR PUESTA EN ORIGEN

Se ha dispuesto un botón con led verde para la puesta en origen de la

máquina. Este pulsador activa la ejecución de los grafect de origen de cada

puesto si la máquina está en modo manual. En caso contrario la pulsación no

causará ningún efecto. La pulsación permite el posicionamiento de la máquina en

condiciones iniciales.

53. PULSADOR REARME

El pulsador de rearme realiza dos funciones principales:

- Activar el rearme del relé de seguridad de la barrera fotoeléctrica

situada en el puesto de carga / descarga.

- Acuse de recibo de las alarmas activas por parte del operario.

54. DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA DEL PANEL TÁCTIL

Para la implementación del programa de la pantalla se ha utilizado el

software de Siemens Wincc Flexible 2008 SP3. A continuación se describen las

diferentes pantallas de navegación de las que consta el panel de operador.



55. Pantalla principal

La pantalla principal es la inicial del panel tras una puesta en tensión de la

máquina.

Figura 19. Pantalla principal

Visualización de Mensajería:

- Alarmas: Visualización en la parte superior de las dos últimas alarmas

activas. Pulsando sobre la zona de visualización de las alarmas se

accede a una pantalla de visualización más amplia.

- Avisos: Mensajería por pantalla para orientar al operario en la

interacción con la máquina.

Pilotos de estado:

- AUTO: Máquina en modo automático

- ORG: Máquina en condiciones iniciales



- ALRM: Alarma activa en la máquina

Se ha dispuesto un indicador de barrera traspasada e interruptor para la

iluminación general del puesto.

Botones de navegación:

- MANUAL: Se activa la pantalla para selección de movimientos

manuales.

- ESTADO: Activa la pantalla de visualización de estado de la mesa de

indexado y de sus puestos.

- CONT: Activa la pantalla de visualización de los contadores de piezas.

- AJUSTE: Acceso a la pantalla de edición de parámetros, dicha pantalla

está protegida por un usuario y contraseña.

56. Movimientos manuales

Se ha diseñado una pantalla general para los movimientos manuales de la

máquina. Agrupando cada uno de ellos por puestos y numerados tal y como se

muestran en la siguiente imagen.



Figura 20. Pantalla general movimientos manuales

Pulsando en cada uno de los puestos se accede a la pantalla de

movimientos manuales del puesto correspondiente.

Dentro de la pantalla de movimientos manuales de cada puesto. Tenemos

todos los elementos que es posible comandar en ese puesto de forma manual.

Pulsando en el actuador correspondiente, seleccionamos el elemento a

accionar.

Pulsando “AV” realizamos en avance del actuador y pulsando “RT”

realizamos el retroceso del actuador. En los actuadores monoestables la

activación del actuador se realiza pulsando “AV”.

Con el fin de evitar movimientos que provoquen colisiones de los

elementos móviles de la máquina se ha programado un control de interferencias

en la activación de salidas de movimiento, de forma que, cuando exista

interferencia mecánica en la realización de algún movimiento, éste no se realice y



se muestre en pantalla en motivo por el cual no se puede realizar dicho

movimiento.

Figura 21. Movimientos manuales puesto 4

Así mismo para cada actuador se muestra el estado de los detectores

asociados a dicho actuador. En caso de un cilindro la posición de avanzado “AV” y

retrocedido “RT”.

En la pantalla también se incluyen botones para navegar entre los

diferentes puestos y el botón de retorno a la pantalla principal.

57. Estado de la mesa

En esta pantalla se muestra de forma gráfica información relativa al estado

de la mesa y cada uno de los puestos de los que consta la máquina.



Figura 22. Estado mesa de giro

En la siguiente tabla se muestra el significado de cada uno de los

elementos de esta pantalla.

SÍMBOLO DESCRIPCIÓN

INDICA QUE ESE PUESTO NO

CUMPLE LAS CONDICIONES DE

SEGURIDAD PARA PERMITIR EL

GIRO DE LA MESA

MEDIANTE LA PULSACIÓN SE

ACCEDE A LA INFORMACIÓN

RELATIVA A ESE PUESTO



SE ACCEDE A LA PANTALLA DE

MONITORIZACIÓN DE LOS NODOS

PROFINET

REPRESENTA PRESENCIA DE PIEZA

EN DICHO PUESTO

Esta pantalla puede ser útil en situaciones en las que la mesa no gira y no

sabemos la condición que falta. Podemos saber que puesto impide el giro de la

mesa y accediendo a la información del puesto correspondiente saber que

condición impide el giro.

Esta pantalla ha sido especialmente diseñada para facilitar labores de

mantenimiento tras una parada de máquina.

58. Contadores

Figura 23. Pantalla contadores



En esta pantalla se visualizan los contadores máquina. El contador total

representa el número total de piezas fabricadas. El contador parcial muestra el

número de piezas fabricadas desde el último reseteo del contador.

59. Ajustes

En esta pantalla se realiza el ajuste de los parámetros de la máquina:

- TIEMPO DE ESTABILIZACIÓN EMBUTICIÓN (ms): Es el tiempo que el

punzón mantiene la presión sobre el logotipo en el puesto de

embutición.

- TIEMPO DE DOSIFICADO (ms): Es el tiempo de apertura de la válvula

de dosificado en el puesto de aplicación de adhesivo.

- TIEMPO PISADO MANIPULADOR (ms): Es el tiempo que el

manipulador mantiene la presión sobre ambas piezas durante el

ensamblado.

- TIEMPO PISADO PATILLAS (ms): Tiempo de pisado en el puesto de

clipado de patillas.



Figura 24. Pantalla de ajustes

60. Alarmas

En la pantalla principal del panel de operador se visualiza un listado de las

dos últimas alarmas activas en la máquina. Pulsando sobre el área de

visualización saltamos una pantalla de visualización de alarmas más amplia.



Figura 25. Visualización de alarmas

Pulsando en el botón “NET STAT” saltamos a una ventana de diagnóstico de los

nodos de la red profinet.

Pulsando “AVISOS” se activa una pantalla de visualización de avisos al operador.

Se relatan a continuación las diferentes alarmas posibles en la máquina y su

solución. Una vez aplicada la solución a la situación de alarma es necesario

realizar el acuse en el panel operador mediante la pulsación de rearme.

ALARMA SOLUCIÓN

Seta de emergencia pulsada Desbloquear el enclavamiento de la

seta y pulsar la puesta en servicio de la

máquina.

Puertas abiertas Cerrar las puertas y pulsar la puesta en

servicio de la máquina. Si la puesta en



servicio falla revisar los interruptores de

seguridad de las puertas.

Módulo de seguridad caído Es necesario realizar la puesta en

servicio de la máquina. El relé de

seguridad no se encuentra rearmado.

Error en Red Profinet Un nodo de la red profinet, no

responde, revisar conexionado cables

ethernet

Presión de aire baja Ajustar la presión del grupo neumático

principal a 6 bares de presión. Si el

error persiste revisar la señal del

presostato

Bloqueo Cilindro “X” El actuador correspondiente está

bloqueado ó no llega al detector.

Ajustar la posición de los detectores.

Figura 26. Listado de alarmas

61. Diagnóstico de la red profinet

En esta pantalla se muestra el estado de los nodos profinet, tras una

alarma esta pantalla puede servir para detectar el nodo de la red que está en error

tras un fallo en el bus.



Figura 27. Diagnóstico red profinet



62. DESCRIPCIÓN CONTRUCTIVA DE LA MÁQUINA

La máquina a nivel constructivo consta esencialmente de un bastidor de

acero soldado, con una placa de acero rectificada y mecanizada sobre la que se

disponen los diferentes elementos de la máquina.

El cerramiento superior está construido en perfil de aluminio cerrado con

mallazo. Se han dispuesto dos puertas de acceso a la máquina con sus

correspondientes interruptores de seguridad.

62.1. FUENTES DE ALIMENTACIÓN

Alimentación eléctrica: Trifásica 400V 50Hz 32 A

Alimentación neumática: 6 bares

Figura 28. Vista Frontal de la máquina



63. CAMPO DE APLICACIÓN

La máquina se ha diseñado para la automatización del proceso de

ensamblado de tapabujes.

Se ha diseñado para el trabajo con un operador de máquina.

64. BARRERA FOTO ELÉCTRICA DE SEGURIDAD

Se han instalado barreras de seguridad de 450mm de ancho y 30mm de

resolución.

Las barreras de seguridad cortan eléctricamente la tensión en la señal de

activación de la mesa cuando éstas son traspasadas. Deteniendo el giro de la

mesa para evitar situaciones de riesgo y garantizar la seguridad de trabajo en el

puesto.

Figura 29. Barreras fotoeléctricas de seguridad



65. BALIZA SEÑALIZADORA

En la parte superior de la estructura de la máquina se ha situado una baliza

señalizadora para informar del estado de la instalación. La baliza consta de tres

indicadores luminosos de color rojo, naranja y verde.

Figura 30. Baliza señalización

Se adjunta a continuación el significado de los diferentes indicadores

luminosos:

BALIZA

La baliza permite conocer el estado de la instalación a personal de

mantenimiento o supervisión.



66. GRUPO NEUMÁTICO

Se ha dispuesto un grupo neumático general para la adecuación de la

alimentación neumática de la máquina.

Figura 31. Grupo neumático principal

- Alimentación general: Interruptor general para la apertura ó cierre de la

alimentación neumática de la máquina.

- Válvula de arranque progresivo para evitar movimientos bruscos en la

puesta en servicio de la máquina.

- Presostato que nos indica una presión adecuada para el servicio de la

máquina.

- Regulador de presión general: Permite el ajuste de la presión de

entrada en la máquina. Se recomienda el trabajo a 6 bares de presión.


Alimentación general

Filtro de aire con regulador de presión y manómetro analógico.

Válvula de arranque progresivo

Presostato


67. ARMARIO ELÉCTRICO

Se han dispuesto los elementos eléctricos en el armario según se indica en

la figura. El diseño eléctrico de la máquina se ha realizado teniendo en cuenta lo

establecido en el reglamento electrotécnico de baja tensión.

Figura 32. Distribución armario eléctrico


Protecciones

Maniobra alterna

Maniobra 24V continua

Plc+ E/S digitales

Borneros

Barra puesta a tierra


68. EQUIPO COMERCIAL DE DOSIFICADO

Para la realización del dosificado del adhesivo se ha integrado en la

máquina un equipo comercial de dosificado modelo PURBlue 4 de Nordson.

Este equipo se utiliza junto con las mangueras y pistolas de termofusible

de Nordson para crear un sistema de aplicación de adhesivo termofusible.

Figura 33. Equipo de dosificado PruBlue 4



El fusor derrite el termofusible sólido de las bolsas de aluminio y lo

mantiene a la temperatura deseada. Cuando se activan las pistolas, el fusor

bombea el termofusible licuado a través de las mangueras y hacia las boquillas de

la pistola, que lo aplican de forma usual sobre la superficie de un producto.

Figura 34. Detalle Boquilla de dosificado

69. ELEMENTOS DE MANDO NEUMÁTICO

En el panel de mando neumático se ha dispuesto un bloque de

electroválvula que lleva a cabo el mando de los actuadores neumáticos del

automatismo. Además se ha ubicado un regulador de presión para la regulación

de la fuerza del cilindro de embutición del puesto 2.



Figura 35. Elementos de mando neumático



70. MANTENIMIENTO

71. LISTADO DE REPUESTOS RECOMENDADOS

Se requerirán una serie de repuestos de primera necesidad tales como:

- Tornillería en general para piezas mencionadas en la nomenclatura.

- Comerciales simples mencionados en la nomenclatura.

- Un recambio como mínimo para cada uno los elementos neumáticos

básicos (racores, reguladores de caudal, reguladores de presión, vacuostato,

venturi).

REPUESTOS RECOMENDADOS

REFERENCIA DESCRIPCIÓN FABRICANTE CANTIDAD

TSA 200-6-315-2-D MESA DE

INDEXADO

SOPAP 1



72. OPERACIONES DE MANTENIMIENTO

Deben establecerse períodos de mantenimiento, de acuerdo a la

experiencia directa de las condiciones ambientales y de funcionamiento.

El personal de mantenimiento debe realizar una revisión continua del

equipo y todos sus componentes teniendo en cuenta las necesidades funcionales

de la máquina.

- La duración del ciclo.

- Limpieza y reparación, incluida la sustitución de piezas de desgaste.

- Los valores de las presiones de aire, detectores de valores, etc

- Los cambios en el programa del PLC.

- Ruidos extraños ó fugas

Si con el transcurso del tiempo estas inspecciones rutinarias indicasen que

las condiciones de funcionamiento han variado, debería realizarse una revisión

completa de todos y cada uno de los componentes y de sus conexiones.

Al menos una vez al año ha de realizarse una revisión general de la

máquina, comprobando todas y cada una de sus piezas, conexiones, tornillería,

componentes eléctricos y neumáticos, conducciones, etc.



Todas las operaciones de mantenimiento han de realizarse con la máquina

desconectada de la alimentación neumática y eléctrica.

Se adjunta la tabla de operaciones de mantenimiento recomendadas.

SISTEMA ELÉCTRICO

LIMPIEZA GENERAL INTERIOR Y

EXTERIOR DEL ARMARIO ELÉCTRICO

CADA 2 MESES

COMPROBACIÓN DISPARO

DIFERENCIALES

CADA 4 MESES

COMPROBACIÓN FUNCIONAMIENTO

AUTOMÁTICOS

CADA 6 MESES


INTERRUPTORES Y PULSADORES

CADA 4 MESES


LÁMPARAS DE SEÑALIZACIÓN

CADA 3 MESES

COMPROBACIÓN DE TENSIÓN EN

FUENTES DE ALIMENTACIÓN

CADA 3 MESES

REVISIÓN DE TOMAS DE TIERRA CADA 2 MESES

REVISIÓN Y APRIETE CONEXIONADO

BORNEROS

CADA 6 MESES

DETECTORES



VERIFICACIÓN DE DETECTORES CADA 2 MESES

SISTEMA NEUMÁTICO

REVISIÓN GRUPO NEUMÁTICO

GENERAL

CADA 3 MESES

REVISIÓN Y LIMPIEZA DEL FILTRO DE

AIRE

CADA 3 MESES

VERIFICACIÓN APRIETE RACORES CADA 3 MESES

Fdo. Guillermo Arosa Rouco


memoria.doc

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