trabajo de grado margarita perez - documento final

Universidad Nacional de Colombia DISEO, MODELADO Y EJECUCIN DE LOS EJERCICIOS DE MANUFACTURA CELULAR, POR MEDIO DE INGENIERA DIRECTA Y

TELEOPERACIN, PARA SER DESARROLLADOS EN LA PLATAFORMA DEL CURSO VIRTUAL DE MANUFACTURA

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INTRODUCCIN El grupo de investigacin en nuevas tecnologas en Diseo y Manufactura Automatizacin, DIMA, de la Universidad Nacional de Colombia (Bogot), cuyo director es el Ingeniero Ernesto Crdoba Nieto, est ejecutando el proyecto adscrito a COLCIENCIAS, ACCESIBILIDAD A LAS CELDAS DE MANUFACTURA FLEXIBLES AUTOMATIZADAS A TRAVS DE LA RED NACIONAL RENATA Y RED INTERNACIONAL RED CLARA PARA SUPERVISAR Y CONTROLAR SU ESTADO Y FUNCIONAMIENTO, en conjunto con la Universidad de los Andes, el Instituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de Monterrey (Mxico), el Servicio Nacional de Aprendizaje SENA y la empresa Robtica ID Ltda. El objetivo final de este proyecto es generar una comunicacin y lograr certificarla entre las celdas de manufactura del Laboratorio de Mecatrnica de la Universidad Nacional de Colombia y el laboratorio de Automatizacin de Sistemas de Manufactura del Instituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de Monterrey, para lo cual se busca desarrollar un ambiente Web para la enseanza virtual en el rea de Manufactura Flexible Automatizada. De all surge la necesidad de desarrollar ejercicios de Manufactura Celular que permitan hacer un uso ntegro y adecuado de la celda de manufactura del Laboratorio de Mecatrnica y de igual forma, que estn al alcance de cualquier operario remoto con conocimientos bsicos en el rea. Los objetivos planteados desde el inicio de este trabajo de grado se mencionan a continuacin, para lograr una mejor comprensin del documento por parte del lector:

Realizar el soporte del diseo, modelamiento, simulacin y fabricacin de productos que impliquen Manufactura Celular por medio de Ingeniera Directa y teleoperacin, para la ejecucin a travs de la Red Nacional RENATA.

Definir el sistema de posicionamiento y reglaje (respecto a la mquina, a puertos de salida del material y al robot SCARA) de las piezas que se van a fabricar en los ejercicios.

Definir y desarrollar parmetros para que los usuarios remotos puedan plantear sus propios ejercicios de manufactura celular.

En el presente documento, se describen fundamentos tericos relacionados con el maquinado y la manufactura celular, informacin relevante sobre las mquinas que hacen parte de la celda de manufactura de la Universidad Nacional y su protocolo de alistamiento/desempeo, y el diseo y desarrollo de los ejercicios de manufactura definidos por medio de ingeniera directa para ser colgados en el Curso Virtual de Manufactura.



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CAPTULO 1 MANUFACTURA VIRTUAL

La Manufactura Virtual es el uso de modelos y simulaciones computarizadas de procesos de manufactura para ayudar en el diseo y produccin de elementos manufacturados. Se define tambin como un ambiente sinttico integrado en el cual se pueden abarcar todos los niveles de decisin y control.1 El telecontrol es una tcnica de mando a distancia. Para el caso particular de la Celda de Manufactura Flexible del Laboratorio de Mecatrnica, las mquinas pueden ser manipuladas desde cualquier computador conectado a Internet que haya accedido al servidor del Laboratorio.2 De esta forma, se pueden enviar rdenes y comandos de comunicacin a los controladores de cada una de las mquinas.

Figura No.1. Software de telecontrol de la Celda de Manufactura del SENA

En la Figura No.1., se puede observar la apariencia del software de telecontrol adquirido, por el Servicio Nacional de Aprendizaje SENA, junto con todos los componentes fsicos. El objetivo de este tipo de programas es realizar la simulacin real de las celdas de

1 SOFTWARE DE ORIENTACIN DIDCTICA DE MANUFACTURA EXPERIMENTAL CNC. Ochoa lvarez, Oscar. 2005. 2 SOFTWARE DE ORIENTACIN DIDCTICA DE MANUFACTURA EXPERIMENTAL CNC. Ochoa lvarez, Oscar. 2005.



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manufactura fsicas, sin atentar contra sus componentes por falta de experiencia en el manejo; adems permiten disear celdas ms sencillas y simular su funcionamiento. Este software representa todos los elementos que tiene la celda fsica: torno y fresa, robots (cuya funcin alimentar las mquinas), computadores, software de las mquinas, Rack, Buffer, Pallet y elementos complementarios, entre otros elementos que se pueden utilizar para crear una celda completa a gusto del usuario. Despus de organizar la celda, la simulacin permite ver los movimientos de la banda transportadora y los movimientos de los robots, todo en tiempo real, de manera que se puedan hacer aproximaciones de lo que el usuario necesita y aplicar correcciones antes de poner a funcionar la celda, as como optimizar el proceso y analizarlo desde el punto de vista virtual.



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CAPTULO 2 TEORA DEL MAQUINADO

2.1. GEOMETRA Y CINEMTICA DEL PROCESO DE CONFORMACIN DE SUPERFICIES

2.1.1. Primitivas de diseo y primitivas de manufactura3

Cualquier serie de superficies geomtricas puede ser obtenida como la huella del movimiento relativo de la lnea generatriz por la lnea gua (primitivas de diseo). Para la conformacin de la superficie maquinada es necesario conocer la forma de las lneas generatriz y gua y, adems las medidas que determinan la posicin de la superficie que se elabora con relacin a otras superficies, lneas y puntos de la pieza. Este conjunto de superficies, lneas y puntos se denomina base de lectura de medidas. Para que en el proceso de maquinado se conformen las superficies de determinada forma, dimensiones y su correspondiente disposicin con relacin a la base de lectura de medidas, es necesario separar el sobreespesor que se encuentra sobre estas superficies: este proceso es realizado con diferentes herramientas de corte. El elemento a maquinar y el til cortante mediante los dispositivos, son integrados en un sistema con los elementos mviles de los rganos de trabajo de la mquina. Gracias a ello pueden trasladarse solidariamente con dichas partes mviles y en consecuencia materializan el desplazamiento relativo entre la pieza y la herramienta, de acuerdo con la trayectoria necesaria para la conformacin de la correspondiente superficie. Es en este punto donde hablamos de primitivas de manufactura, que se generan gracias a los movimientos de la herramienta y los grados de libertad de la mquina.

Pieza de trabajoSuperf icie de maquinado

Superf icie maquinada

Movimiento principal

Herramienta

Movimiento de avance continuo

Superf icie transitoria

Figura No.2. Primitivas de manufactura en el proceso de cilindrado

En la Figura No.2., se puede apreciar el esquema cinemtico en el torneado longitudinal. El movimiento giratorio uniforme de la pieza y el movimiento de avance de la herramienta (que tiene solo un punto de contacto con la pieza) permiten la construccin de un cilindro.

3 CUESTIONES TERICAS DE MAQUINADO, Tomo I. Crdoba Nieto, Ernesto. 1988.



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El movimiento giratorio de la pieza nos materializa el movimiento principal o de corte. Este movimiento se caracteriza por el nmero de RPM de la pieza. La velocidad de corte se caracteriza por la velocidad tangencial del punto de la pieza dispuesto sobre la superficie a maquinar. La profundidad de corte es la medida de la corteza del material removido en una pasada de la herramienta y est determinada por la normal a la direccin del movimiento de avance.

Movimiento de avance continuo

Movimiento

principal

Figura No.3. Primitivas de manufactura en el proceso de fresado realizado con diferentes

herramientas

La cinemtica en el maquinado deber ser considerada con dos enfoques: En primer lugar, es indispensable diferenciar la cinemtica en el desarrollo de la superficie. De all que los movimientos de los elementos mviles necesarios para la reproduccin de la arista cortante imaginaria se denominan perfiladores. De forma anloga, llamamos perfiladores los movimientos de los rganos de trabajo que son indispensables para el movimiento relativo de la pieza a maquinar o de la herramienta por la lnea gua. Como resultado de la combinacin de los movimientos perfiladores, se obtiene el movimiento relativo de la pieza con el instrumento, siguiendo la trayectoria necesaria para la reproduccin de la arista cortante imaginaria y tambin para lograr su desplazamiento por la lnea gua. En segundo lugar, la cinemtica debe ser realizada y estructurada respecto a la ejecucin del maquinado. Gracias a ello se identifica el movimiento por la accin del cual sucede el corte del sobreespesor y, es denominado movimiento de corte. Generalmente el corte



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del sobreespesor es realizado de forma paulatina. Los movimientos que permiten el corte progresivo del sobreespesor se denominan movimientos de avance.

Lnea gua

Lnea generatriz

Superficie

de corte

tangencial

Superficie

mecanizada

tangencial

Superficie

mecanizada

frontal

Figura No.4. Generacin de superficies por medio de fresado

Debido a que el objetivo final del proceso de manufactura de un producto es llegar a la completa automatizacin y, mientras sea posible, fabricarlo por medio de maquinaria CNC, es necesario conocer la descripcin de las superficies como se muestra en el siguiente ejemplo:

Figura No.5. Pieza - Ejemplo



7

X1

X2

X3

X4

X5

X6

X7

r1

r2

r3r4

r5

r6

1

2

3

4 5

6

7

Y

X

Figura No.6. Ejemplo de identificacin de las formas de una pieza

Superficie 1: Nombre: Cilindro Curva gua: Crculo de radio r1 Lnea generatriz: Recta

Lmite: X0 X X1 Ecuacin lnea gua: y2 + z2 = r12

Ecuacin generatriz: y = r1 Superficie 2:

Nombre: Cilindro Curva gua: Crculo de radio r2 Lnea generatriz: Recta



Nombre: Cono Curva gua: Crculo de radio r2 Lnea generatriz: Recta con ngulo


Ecuacin generatriz: y = tan (X3 - X) + r3 Superficie 4:

Nombre: Esfera Curva gua: Crculo de radio r4



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Lnea generatriz: Recta


Ecuacin generatriz: (X (X4 + X3) / 2)2 +y2 = r42 Superficie 5:

Nombre: Hiperboloide unipolar Curva gua: Crculo de radio r5 Lnea generatriz: Rama de hiprbola


Ecuacin generatriz: ((X + X) / a) (y r) / b)= 1 Superficie 6:






Ecuacin generatriz: y = r6 Es importante tener en cuenta que las restricciones del proceso vienen dadas por parmetros como el volumen de trabajo (propio para cada mquina especfica), el material a mecanizar (propiedades fsica y qumicas), la herramienta (tamao, material, velocidad de trabajo, temperatura de trabajo), etc.

2.1.2. Rasgos de manufactura Un rasgo de manufactura corresponde a determinado volumen de material que puede removerse por una operacin de maquinado. ste tiene asociada una geometra y una tolerancia, informacin que esta dada por los atributos de diseo.

Rasgos superficiales Rasgos volumtricos

Figura No.7. Rasgos superficiales y volumtricos



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El rasgo de manufactura se denota con f. Se considera que un rasgo es parametrizable o permite derivar parmetros de la operacin de manufactura, adems tiene ligada una direccin de aproximacin de al herramienta esto se muestra en la Figura No.8., que corresponde a una operacin de taladrado.

Figura No.8. Operacin de taladrado

Los rasgos primarios son aquellos obtenidos mediante los mtodos de mecanizado ms realistas posibles, y con los posicionamientos y operaciones ms sencillas y factibles en la maquinaria. Para definir un rasgo primario se define: M como el conjunto de todos los rasgos, f es cada uno de los rasgos pertenecientes a M, y el conjunto de todos los rasgos de la pieza. Entonces, f es un rasgo M-primario si cumple con: f P = 0, type(f) = type(g), g P = 0, y (f S) C (g S). Igualmente, debe cumplir con f C f. Finalmente, f es -primario si cumple con todos las condiciones de M tambin en . Conceptos: Un plano se considera correcto si existen los recursos fsicos para hacerlo posible, esto va muy ligado con las caractersticas de la mquina y la materia prima disponible. Un rasgo f es vlido si existe un mnimo plano correcto que incluye a f, de lo contrario es invlido. Se considera que un rasgo volumtrico es invlido cuando intercepta parte de la geometra de la pieza final generando un sobre-maquinado. Un juego de rasgos vlidos es el conjunto de todos los rasgos vlidos y se denota por F. Intuitivamente se puede pensar de estos como el rasgo espacial de una parte dada. Una pieza puede tener un juego infinito de rasgos, esto quiere decir que se puede generar la geometra deseada de muchsimas formas y todas son vlidas. En la Figura No.9., se puede observar una parte que tiene una ranura para la cual son necesarias dos operaciones de fresado para retirar el material, por eso esta se representa por dos rasgos f y f, en este caso se puede tener un nmero de rasgos infinito variando el ancho de la herramienta que se use para f y f.



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ff

Figura No.9. Operacin de fresado

Rasgos Base Representativos son una coleccin de instancias de rasgos las cuales pueden ser mapeadas dentro de un plano, un juego de rasgos vlido G es un rasgo base representativo (FBR) para una parte dada P y un blanco S (stock), si este tiene las siguientes caractersticas:

Suficiencia: los rasgos en G son suficientes para describir P, si se aplican las operaciones de manufactura correspondientes a los elementos en G sobre S, se obtiene P.

Necesidad: ningn rasgo f en G es redundante, si se elimina algn rasgo de G, los rasgos remanentes son insuficientes para producir P desde S.

Validez: cumplimiento de accesibilidad, fijabilidad y tolerancias.



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CAPTULO 3 MANUFACTURA CELULAR Y TECNOLOGA DE GRUPOS

Las prcticas de manufactura moderna emplean mtodos diseados para la reduccin de tiempos de transporte y procesamiento de piezas en bruto y de productos terminados, as como el mejoramiento de la calidad y la rentabilidad tanto para el fabricante como para el usuario. En las plantas de produccin, generalmente, se agrupan las mquinas por especialidades tecnolgicas, lo que obliga, en circuitos productivos, a mover las piezas de un sitio a otro para realizar los diferentes procesos y acabados requeridos. Si se clasifican y agrupan las piezas de forma que las caractersticas tecnolgicas en produccin de un grupo sean similares, se podrn agrupar tambin las mquinas en unidades celulares de produccin a donde se lleven las piezas en bruto y salgan completamente terminadas; este proceso se conoce como tecnologa de grupos y busca amortiguar las perturbaciones (endgenas/exgenas), disminuir las operaciones de preparacin de las mquinas y disminuir los tiempos de produccin en general. La manufactura celular es una aplicacin de la tecnologa de grupos en manufactura, en la cual toda o una porcin del sistema de manufactura de la empresa se convierte en celdas tecnolgicas. Una manufactura celular es un grupo de mquinas o procesos ubicados a gran proximidad y dedicados a la manufactura de una familia de partes. Las partes son similares en sus requerimientos de proceso tales como operaciones, tolerancias y capacidad de herramientas de mecanizado.

3.1. TECNOLOGA DE GRUPOS Tecnologa de grupos es descomponer un sistema de manufactura en susbsistemas. Para implementar esta tecnologa existen dos mtodos:

3.1.1. Mtodo de clasificacin Es empleado para grupos de elementos dentro de una familia; se agrupan de acuerdo a sus condiciones de diseo.

Mtodo visual: proceso semisistemtico donde los elementos son agrupados de acuerdo a similitudes en formas geomtricas. Este mtodo es econmico, menos sofisticado, y en funcin de las preferencias personales. Por su naturaleza, su uso es limitado a compaas que tienen nmeros ms pequeos de partes.

Figura No.10. Familia de partes generadas por revolucin

Mtodo cdigo: los elementos son clasificados de acuerdo a forma geomtrica y

complejidad, dimensiones, tipo de material y calidad final requerida. A cada



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elemento se le asigna un cdigo numrico o alfabtico, donde cada dgito del cdigo representa un aspecto del elemento. Uno de los usos primarios de sistemas de codificacin en manufactura es desarrollar familias de partes.

Los cdigos se pueden clasificar e tres tipos:

a. Monocdigo: La estructura de estos cdigos es como un rbol en el cual cada smbolo amplifica la informacin provista en el dgito anterior. La mayor ventaja del monocdigo es que captura una gran distribucin de informacin en un cdigo relativamente corto. La aplicabilidad de estos cdigos en manufactura es un poco limitada porque es difcil capturar informacin de secuencias de manufactura de forma jerrquica.

Figura No.11. Ejemplo de Monocdigo

b. Policdigo: En este tipo de cdigo, unos smbolos son independientes de otros.

Cada dgito en una ubicacin especfica del cdigo describe una nica propiedad de la pieza de trabajo. El policdigo es fcil de aprender y muy til en manufactura, en situaciones en las que las funciones de las piezas o el proceso de manufactura deben ser descritos.

Figura No.12. Ejemplo de Policdigo

c. Cdigo mixto: Contiene ventajas del monocdigo y del policdigo. Por lo tanto, la

mayora de los sistemas de codificacin usan esta estructura de cdigo. Por ejemplo, el sistema de clasificacin de Opitz est basado en el cdigo mixto.



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Figura No.13. Ejemplo de cdigo mixto para insertos intercambiables.

Sistema de clasificacin de Opitz Las ventajas de este cdigo son:

Es ampliamente usado. Provee un marco bsico para comprender la clasificacin y la proceso de

codificacin. Considera tanto el diseo como la informacin de fabricacin.

La siguiente es la secuencia de dgitos usados en el sistema de Opitz:

Figura No.14. Cdigo de Opitz

La estructura bsica consta de nueve campos de clave divididos en dos partes. Los cinco dgitos modo mixto del cdigo principal se enfocan en la geometra de parte, las dimensiones y las caractersticas relevantes para el diseo de la parte. El cdigo suplementario es un policdigo que consta de cuatro dgitos. Esto incluye la informacin relevante para la fabricacin, como materia prima, las tolerancias, y la rugosidad superficial. Ayudan a identificar los procesos de produccin y las secuencias de



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produccin un cdigo secundario que consta de cuatro smbolos alfabticos puede ser definido por el usuario.

3.1.2. Mtodo de anlisis de grupo Est basado en agrupar los objetos dentro de grupos homogneos segn sus caractersticas. La aplicacin de este mtodo es lograra agrupar partes dentro de una familia, y mquinas dentro de celdas de manufactura. Se pueden realizar dos distribuciones de mquinas:

Distribucin fsica: requiere un reordenamiento de las mquinas de tal forma que la distribucin inicial se ve alterada.

Distribucin lgica: las mquinas son agrupadas en celdas lgicas de manufactura y su posicin no se ve alterada.

3.1.3. Beneficios de la tecnologa de grupos

1. Diseo ingenieril: Reduccin de diseo de nuevas partes, de nmero de planos, de nmero de partes similares.

2. Planificacin de la distribucin en planta: Reduccin en espacio requerido de

planta.

3. Especificacin de equipos, herramientas, etc.: Estandarizacin de equipos, implementacin de sistemas de manufactura celular, reduccin en costos debidos a la liberacin de nuevas partes para manufactura.

4. Manufactura/planificacin de proceso: Reduccin en tiempos de montaje y

produccin, mejoramiento de la carga de las mquinas y ciclos cortos de produccin, rutas alternativas encaminadas a las rutas de piezas, reduccin en el nmero de operaciones de maquinado tiempo de programacin.

5. Manufactura: control de produccin: Reduccin de inventarios transitorios, fcil

identificacin de cuellos de botella, respuesta rpida a cambios de cronograma, reduccin de costos de almacenamiento.

6. Manufactura: control de calidad: Reduccin del nmero de defectos encaminada a

la reduccin del esfuerzo de control de calidad, reduccin de desperdicios, mejor calidad de produccin.

7. Adquisicin: Codificacin de partes encaminada a estandarizar las reglas de

adquisicin, economa en la adquisicin porque se tiene claro qu es lo que se necesita, reduccin del nmero de partes y de material sin tratar.

8. Servicio al cliente: Costos precisos y rpidos, direccin eficiente de partes de

repuesto encaminada a un mejor servicio al cliente.

3.2. MANUFACTURA CELULAR Es una aplicacin de la tecnologa de grupos en manufactura, en la cual toda o una porcin del sistema de manufactura de la empresa se convierte en celdas. Una



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manufactura celular es un grupo de mquinas o procesos ubicados a gran proximidad y dedicados a la manufactura de una familia de partes. Las partes son similares en sus requerimientos de proceso tales como operaciones, tolerancias y capacidad de herramientas de mecanizado.

3.3. ENFOQUES A LA FORMACIN DE CELDAS En la actualidad se han desarrollado diversos enfoques con respecto a la formacin de celdas, algunos de estos son:

3.3.1. Anlisis de grupos Mquina-Componente El estudio de grupos Mquina-Componente (MCGA) es basado en el Anlisis de Flujo de Produccin (PFA). En el mtodo MCGA, los grupos mquina-componente estn formados por permutaciones entre filas y columnas en un grfico de una matriz de ceros y unos.

PFA Anlisis de Flujo de Produccin: abarca 4 etapas que se describen a continuacin:

1. Clasificacin de las mquinas: las mquinas son clasificadas de acuerdo con las operaciones bsicas que pueden realizar. Se deben agrupar las mquinas por funcin realizada para poder hacer comparaciones pertinentes y as establecer cul es la ms eficiente para un determinado proceso.

2. Revisin de lista de partes e informacin sobre la ruta de produccin. Tener la informacin sobre la ruta de produccin es fundamental para establecer problemas y buscar la mejor solucin.

3. Anlisis de flujo en fbrica: abarca un examen a nivel micro del flujo de componentes a travs de las mquinas, luego se ubica el problema a descomponer dentro de un nmero de grupos mquina-pieza. Se identifican los problemas y se ubican de acuerdo a los grupos de mquinas.

4. Anlisis de grupos Mquina-componente: intuitivamente, un mtodo manual sugiere manipular la matriz en forma de celdas, pero si esta es muy grande este mtodo no funciona. Para grandes matrices se necesita implementar un enfoque analtico para manejarlas sistemticamente.

Es el paso ms importante del mtodo, si no se logra un correcto anlisis de grupo los resultados pueden ser negativos y no se lograra mejorar la eficiencia de los procesos.

Algoritmo de ordenamiento por Ranqueo: El algoritmo por ranqueo (Rank Order Clustering ROC) es un simple pero til algoritmo usado para conformar grupos Mquina-Componente. El algoritmo est basado en el ordenamiento de filas y columnas de una matriz de incidencia Mquina-Componente, de la siguiente forma:

1. Asignar un peso binario y calcular un peso decimal para cada fila y cada columna usando las siguientes frmulas:



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2. Ordenar las filas en orden decreciente de los valores de los pesos decimales. 3. Repetir el paso 1 y 2 ahora para cada columna. 4. Contine el procedimiento hasta que no haya cambio en la posicin de cada

elemento en cada fila y en cada columna.

3.3.2. Enfoques basados en coeficientes de similitud Los mtodos de coeficientes de similitud consisten en definir medidas de similitud entre mquinas, herramientas, aspectos de diseo, entre otras. Muchos mtodos han sido desarrollados, uno de ellos es:

Anlisis de Grupos de Vnculo Simple (SLCA): El procedimiento consiste en construir un rbol llamado dendograma. Los coeficientes de similitud entre mquinas son usados para construir este dendograma. El coeficiente de similitud entre dos mquinas es definido como la tasa entre el nmero de partes que van a las dos mquinas y el nmero de partes que va a una de las dos mquinas, de la siguiente forma:

Donde:

Algoritmo de SLCA Este algoritmo ayuda a la construccin de los dendogramas. Un dendograma es una representacin pictrica de unin o similitud entre mquinas como una medida de sus coeficientes. Es usado para presentar los resultados del agrupamiento.

3.4. EVALUACIN DE DISEO CELDAS Varios criterios pueden ser usados para decidir la configuracin ptima de celdas, sin embargo para escoger el diseo de celdas el criterio empleado es el de minimizar los costos totales de manipulacin de materiales entre celdas y al interior de cada una de ellas; por lo que el movimiento de piezas es particularmente relevante si las piezas tienen un nmero de operaciones de aproximacin a determinadas mquinas. Los factores que influyen en los costos de movimientos entre celdas y al interior de ellas, son:

La distribucin en planta de las mquinas en un grupo La distribucin en planta de grupos de mquinas Las secuencias de piezas a travs de las mquinas y de los grupos de mquinas



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3.4.1. Un enfoque alternativo para evaluar la bondad de las soluciones

heursticas Los algoritmos heursticos usados para formar familias de partes y celdas de maquinado buscan, esencialmente, reorganizar las filas y las columnas de la matriz para obtener un bloque de forma diagonal. Kumar y Chandrasekharan (1990) desarrollaron un criterio cuantitativo para evaluar las bondades de los bloques de forma diagonal de matrices binarias, denominada eficiencia de grupos o tecnolgica y definida as:

Donde:

Un anlisis de la eficiencia tecnolgica revela lo siguiente:

Un incremento en los movimientos intercelulares o en vaco o ambos lleva a la reduccin en la eficiencia de tecnolgica.

El cambio en el nmero de elementos excepcionales tiene mayor influencia que el cambio en el nmero de vacos en el bloque diagonal.

A menores eficiencias los vacos del bloque diagonal se convierten en prdidas significativas.

3.5. PLANEAMIENTO DE PRODUCCIN Y CONTROL EN SISTEMAS DE MANUFACTURA CELULAR

Los sistemas de manufactura celular tienen determinadas caractersticas que hacen que los problemas de planeacin de produccin sean diferentes a los de los sistemas de planeacin tradicional. Por ejemplo:

Usar grupos de herramientas reduce considerablemente los tiempos de montaje Las mquinas son ms flexibles en la ejecucin de varias operaciones Bajas demandas y gran variedad de piezas Menos mquinas que tipos de piezas

Estas caractersticas modifican la naturaleza de los problemas de planeacin de produccin en los sistemas de manufactura celular y nos permiten tomar ventaja de similitudes de montajes y operaciones integrando conceptos de tecnologa de grupos con planeacin de necesidades de los materiales.

3.6. EJERCICIO APLICATIVO DE MANUFACTURA CELULAR Y TECNOLOGA DE GRUPOS

A continuacin se muestra la aplicacin de los conceptos definidos para la fabricacin de las cinco piezas explicadas en el Captulo 5, por medio de un ejercicio de manufactura celular que involucra el uso del Centro de Mecanizado, la Fresadora Multiejes y el Robot SCARA.



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Para empezar, se tiene una tabla que contiene las abreviaturas que se usan a lo largo del ejercicio, con sus respectivos significados, y para las piezas, un ejemplo de policdigo que indica: Las dos primeras letras, el material (PF parafina, CM cera maquinable, AC acrlico, AL aluminio); la siguiente letra, la forma (R redondo, C cuadrado); el nmero, la cantidad; y la ltima letra, la complejidad (I intermedio, A avanzado).

Abreviatura Nombre Cdigo piezas

M1 Centro de Mecanizado -

M2 Fresadora Multiejes -

M3 Robot SCARA -

P1 hembrain PFR1I

P2 machoint ALR1I

P3 hembrlab ACC1A

P4 macholab CMC1A

P5 piramid PFR1A

Del sitio de

almacenamiento inicial

1

2

4

3

5

Mquina 1

Fresado

Mquina 2

Fresado

Mquina 3

EnsambleAlmacenamiento

Figura No.15. Flujo de proceso del ejercicio planteado

Como resultado de la definicin de los ejercicios, se obtiene la siguiente matriz que ubica cada pieza con las respectivas mquinas que realizarn su maquinado:

1 2 3 4 5

M1 1 1

M2 1 1 1

M3 1 1 1 1

MquinasPiezas

A continuacin se muestra el proceso para obtener la matriz ptima de configuracin de celdas:

3.6.1. Aplicando ROC Rank Order Clustering



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2^4 2^3 2^2 2^1 2^0

1 2 3 4 5

M1 1 1 12

M2 1 1 1 19

M3 1 1 1 1 30

Decimal

equivalente

Mquinas

Piezas

Pesos binarios

2^4 2^3 2^2 2^1 2^0

1 2 3 4 5

M3 2^2 1 1 1 1 30

M2 2^1 1 1 1 19

M1 2^0 1 1 12

6 5 5 6 2

Piezas

Pesos binarios

Decimal equivalente

Decimal

equivalente

MquinasPesos

binarios

2^4 2^1 2^3 2^2 2^0

1 4 2 3 5

M3 2^2 1 1 1 1 30

M2 2^1 1 1 1 19

M1 2^0 1 1 12

6 6 5 5 2Decimal equivalente

Mquinas

Piezas

Pesos binarios

Pesos

binarios

Decimal

equivalente

3.6.2. Aplicando coeficientes de similitud

M1 M1 M2

M2 M3 M3

40

Par de

mquinas

Coeficientes

de similitud0 50



20

Figura No.16. Dendograma del ejercicio planteado

M1

1

2 3

M3 M2

Celda 1Celda 2

4

5

Figura No.17. Esquema que representa la configuracin de dominios de las celdas obtenidas



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Proveedores

Cliente

Corte

Mecanizado Verificacin

Ensamble

Cliente

i

i

Control

Figura No.18. VSM (Mapa de Flujo de Valor) del ejercicio planteado



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Centro de Mecanizado

Fresadora Multiejes

Robot SCARA

CMM

P1

P2

P3

P4

P5


Fresadora Multiejes

Robot SCARA

CMM

P1

P2

P3

P4

P5


Fresadora Multiejes

Robot SCARA

CMM

P1

P2

P3

P4

P5


Fresadora Multiejes

Robot SCARA

CMM

P1

P2

P3

P4

P5


Fresadora Multiejes

Robot SCARA

CMM

P1

P2

P3

P4

P5

Figura No.19. Flujo de material y operaciones



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CAPTULO 4 DESCRIPCIN DE LA CELDA DE MANUFACTURA FLEXIBLE

Una plataforma de manufactura automatizada es un dispositivo CNC que permite realizar un proceso dentro del ciclo de manufactura de una pieza o un conjunto de piezas. Estos procesos pueden ser: trazado, taladrado, torneado, fresado, ensamblaje, inspeccin, transporte, entre otros.4

Figura No.20. Layout (distribucin en planta) del Laboratorio de Mecatrnica de la

Universidad Nacional

A continuacin se describen las plataformas de manufactura que componen la celda de manufactura flexible:

4.1. FRESADORA EXPERIMENTAL DE 6 EJES Esta mquina es una fresadora vertical. La fresa est colocada en un husillo vertical que al girar produce el movimiento principal. La herramienta trabaja con su periferia y con la parte frontal. El sistema fue diseado y construido como tecnologa CNC adaptada al control industrial MX2000. La mquina se compone de seis ejes, en cuatro dispositivos

4 SOFTWARE DE ORIENTACIN DIDCTICA DE MANUFACTURA EXPERIMENTAL CNC. Ochoa lvarez, Oscar. 2005.



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modulares: mesa rotatoria, mesa posicionadora X-Y, dispositivo basculante y dispositivo vertical; acoplados a la estructura de la mquina.

Figura No.21. Fresadora Experimental Multiejes

Elementos componentes:

a. Mesa rotatoria CNC: Corresponde al eje 1 de la mquina, proporciona un grado de libertad, su accionamiento es por servomotor, tiene un sensor de proximidad para el home (cero de mquina del eje), su tamao es de 250 x 250 mm, tiene una opcin de giro bidireccional, su posibilidad de movimiento es posicional o continuo, la transmisin es por sinfn-corona con una relacin de 1:72, la mnima posicin angular es de 0,0010, la precisin del posicionamiento angular es de 0,005 y el rango de velocidades de trabajo va de 0-50 rpm.

b. Mesa posicionadora X-Y: Corresponde a los ejes 3 (mesa inferior, eje Y) y 4 (mesa superior, eje X), proporcionando dos grados de libertad. Su accionamiento es por motores de paso, la transmisin es por tornillos de bolas recirculantes de 5 mm de paso (5 mm/rev) montados sobre rodamientos de agujas, cada mesa tiene dos sensores para finales de carrera y uno para el home, tiene una capacidad bidireccional de movimiento, su posibilidad de movimiento es posicional o continuo, la longitud de carrera del eje 3 es de 320 mm y del eje 4 de 220 mm, la precisin de posicionamiento es de 30 m y el rango de velocidades de trabajo va de 0-250 mm/s.

c. Dispositivo basculante: Corresponde al eje 5 de la mquina, proporciona un grado de libertad, dispone de dos sensores de proximidad para los finales de carrera, tiene una opcin de giro bidireccional, su posibilidad de movimiento es posicional, la transmisin es por sinfn-corona con una relacin de 1:144, la velocidad de posicionamiento es de 10/s y el ngulo de movimiento es de 90.



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d. Dispositivo vertical: Corresponde a los ejes 2 (traslacin vertical, eje Z) y 6

(rotacin de la herramienta) de la mquina, proporcionando los ltimos dos grados de libertad. Dispone de dos sensores de proximidad para los finales de carrera del carro vertical ms un sensor para el home, tambin tiene un sensor de proximidad para el home del giro de la herramienta, el carro vertical tiene posibilidad de movimiento posicional y continuo, tiene una capacidad bidireccional de movimiento tanto para el carro vertical (ascendente y descendente) como del giro de la herramienta (rotacin en dos sentidos), la transmisin es por tornillo de bolas recirculantes para el carro vertical (relacin de 5 mm/rev) y de correa para el giro de la herramienta (relacin 1:2.35), la longitud de carrera para el carro vertical es de 186 mm y las velocidades de trabajo son: para el carro vertical de 125 mm/s y para el giro de la herramienta de 630 rpm.

Figura No.22. Ejes de la Fresadora Multiejes

4.2. BRAZO ROBTICO IBM 7540 SCARA El robot tipo SCARA (Selective Compliance Arm Robot for Assembly) est compuesto por actuadores, eslabones de articulacin, una mesa de soporte, un cilindro neumtico, una mueca y una pinza. Los elementos que hacen parte de la accin de movimiento del robot forman dos subconjuntos de control: el programa de planeacin de trayectorias y una configuracin electrnica constituida por microprocesadores y dispositivos electrnicos para la adecuacin de seales tanto a nivel electrnico como elctrico.



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Figura No.23. Brazo Robtico IBM 7540 SCARA

El brazo puede realizar movimientos horizontales de gran alcance debido a sus dos articulaciones rotacionales. Tambin puede realizar un movimiento lineal, mediante su tercera articulacin prismtica vertical. El controlador del brazo robtico SCARA interacta con el software MX2000/TDC (Multi-Axis Controller Programming Language), el cual tiene una plataforma que utiliza un lenguaje de programacin de alto nivel similar a la estructura de BASIC. Elementos componentes: a. Soporte estructural: Es el conjunto formado por la mesa, la base, las articulaciones de

rotacin, el cilindro neumtico y la mueca de orientacin para el efecto final. Mesa: Es una lmina de de pulgada de espesor. Las patas son ngulos de

1x1x de pulgada y cada una de ellas tiene su respectivo nivelador. Base: Est compuesta por un pie de amigo apoyado sobre una lmina de 2

pulgadas de espesor; tal elemento tiene una gua circular para alojar la estructura que sostiene tanto a la primera articulacin, como a su motor y transmisin, y el motor de paso que acciona la mueca.

Primera articulacin: Tiene una longitud efectiva de 630 mm y est fabricada en una aleacin de duraluminio. Sobre sta, va apoyada la segunda articulacin y su respectivo actuador, el cual tambin es un motor de corriente continua. Bajo esta articulacin se aloja la primera etapa de la transmisin que acciona la mueca por medio de una banda sincrnica desde el motor de paso.

Segunda articulacin: Tiene las mismas caractersticas que la anterior, pero su longitud efectiva es de 400 mm. Sobre esta articulacin se desliza la tercera, la cual se acciona por medio de un cilindro neumtico.

Tercera articulacin: Consta de un cilindro neumtico de doble efecto, accionado por una vlvula monoestable de cinco vas y dos posiciones.

Mueca y pinza: La mueca est compuesta por el conjunto de transmisin correa-polea, accionada por el motor de paso. La pinza est compuesta por dos mordazas accionadas por un cilindro neumtico de doble efecto.



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b. Sistema electromecnico: Est compuesto por los motores de corriente continua para

las articulaciones uno y dos, sus respectivas transmisiones, el motor de paso para la articulacin cuatro y el sistema electroneumtico. Motores: El robot consta de dos motores DC para las articulaciones uno y dos, y

un motor de paso para la articulacin cuatro. Transmisin armnica: Su principio de funcionamiento se basa en la deformacin

elptica de un engranaje planetario durante la rotacin, estando en posicin coaxial con los dems elementos de la transmisin.

c. Sistema elctrico: Compuesto por los drives de cada una de las dos primeras articulaciones.

d. Sistema de control: La arquitectura del control inicial se bas en una estrategia denominada multivariable, es decir, el movimiento de cada articulacin lo gobierna un microcontrolador que recibe las referencias posicionales enviadas por un procesador central y captura las seales de retorno enviadas por los sensores del robot para ser analizadas por el computador central.

e. Red sensorial: Permite que el sistema de control conozca la ubicacin de las articulaciones del robot para disminuir el riesgo de error en la medicin hecha por cada sensor, estos se han ubicado lo ms cerca posible a la accin de movimiento de cada articulacin. El robot cuenta en sus dos primeras articulaciones con sensores de posicin debido a la necesidad de garantizar un ptimo posicionamiento del efector final; las articulaciones tres y cinco cuentan nicamente con sensores inductivos de posicin y, adicionalmente, un sensor en la pinza para deteccin de pieza sujeta esta; el motor de paso tiene un sensor que capta revoluciones completas en su eje.

4.3. CENTRO DE MECANIZADO LEADWELL V-20 El centro de mecanizado es una fresadora vertical CNC, con capacidad de intercambio automtico rpido de hasta 16 herramientas. A continuacin se mencionan las especificaciones de la mquina:

Figura No.24. Centro de Mecanizado Leadwell V-20



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a. Volumen de trabajo Eje X: 510 mm Eje Y: 350 mm Eje Z: 400 mm b. Mesa Superficie de trabajo: 600x350 mm Peso permisible de la pieza: 200 kg Altura desde el suelo a la mesa: 868 mm c. Husillo Rango de velocidad: 80-8000 RPM Mximo torque del husillo: 35 mN d. Rata de avance Mxima: 10 m/min. Jog Feedrate: 1260 mm/min e. Magazn de Herramientas Capacidad de almacenamiento de herramientas: 16 Mximo dimetro de herramienta (con adyacentes): 80 mm Mximo dimetro de herramienta (sin adyacentes): 100 mm Mxima longitud de la herramienta: 7 kg Mximo peso de la herramienta: 7 kg Tiempo cambio de herramienta: 6 s f. Potencia Motor eje X: 1.0 KW Motor eje Y: 1.0 KW Motor eje Z: 1.0 KW Motor bomba refrigerante: 0.86 KW Motor bomba de lubricacin: 4 W Potencia elctrica: 15/20 KVA Presin Neumtica: 0.6 MPa Caudal de aire: 200 L/min. g. Capacidad fluidos Tanque lubricante: 2L Tanque refrigerante: 180 L h. Dimensiones generales Alto: 2396 mm Espacio en el piso: 1710x2864 mm Peso: 3000 kg i. Exactitud y repetibilidad Exactitud en posicin: +/- 0.01 mm Repetibilidad: +/-0.005 mm



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4.4. ROBOT GANTRY CON SISTEMA DE DOSIFICACIN POR PESO

Tambin conocido como robot cartesiano, tiene un sistema de dosificacin por peso que permite a la celda manufactura experimental identificar el volumen especfico de material removido.

Figura No.25. Robot GANTRY con sistema de dosificacin por peso

a. Sistema de alimentacin: Consta de una tolva de alimentacin y una tolva de

dosificado. La tolva de alimentacin est fabricada en acrlico de 3 mm de espesor; la boca es de 104 x 104 mm, la altura de 240 mm y el ngulo de inclinacin de las paredes de 75. La tolva de dosificado est fabricada en acrlico de 3 y 6 mm de espesor; las dimensiones de la boca son las mismas de la tolva de alimentacin, la distancia entre la superficie de apoyo en la cubierta y la banda de dosificacin es de 38 mm y el espacio para el desplazamiento de la rejilla de regulacin es de 3 mm.

b. Sistema de regulacin de flujo: Consiste en una rejilla que se desliza sobre una superficie de la tolva de dosificacin mediante la accin de un tornillo fijo en la rejilla y una tuerca de graduacin montada en la tolva de dosificacin. La graduacin del registro de control es posible en un rango de 0-18 mm en su altura.

c. Sistema de transporte y dosificacin: Consta de una banda transportadora y una cubierta encargada de proteger los elementos de la banda transportadora.

d. Elementos sensoriales de carga: El componente que acta como elemento sensorial es una celda o transductor de carga, la cual es montada sobre una plataforma de apoyo. Este elemento determina directa o indirectamente el peso de los slidos o las variaciones de peso sobre un recipiente y se basa en el principio de elasticidad en muelles o soportes elsticos y el cambio de su resistencia elctrica debido a su deformacin. La celda usada en esta mquina es marca Tedea-Huntleing, modelo 1010, su capacidad nominal es de 5 kg, la rata de salida de 2,0 10% mV/V, tiene una sensibilidad del 0,02%, la excitacin mxima es de 15 voltios DC y la temperatura de uso de -30 a 70 C.

e. Elementos indicadores de carga: Con este dispositivo es posible controlar las diferentes caractersticas de la celda, como su alimentacin, calibracin y tara; y sirve



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como indicador de la carga a la que est sometida la misma. El modelo usado es el ALPHA-C de la marca Ditel. Dispone de cuatro rangos de entrada (15, 30, 60 300 mV) y dos tensiones de excitacin (5 10 V), adems ofrece dos mtodos de programacin de la escala que permiten adaptar el instrumento a cualquier tipo de indicacin en unidades de ingeniera. Dispone tambin de tres niveles de filtrado digital de la seal para estabilizar la medida en diferentes tipos de proceso.

f. Controlador: El controlador que emplea la mquina es el MX2000-8 de la Warner Electric, el cual constituye un procesador digital de seales (DPS), un Texas Instruments TM320C31 de punto flotante, 32 bits y 33 MHz para el DPS. El controlador usado en este mdulo se compone de dos tarjetas duales (dos motores por tarjeta), cada una de las cuales posee dos puertos para el drive que maneja un motor de paso; tiene tambin dos puertos para entradas/salidas digitales y entradas anlogas, dos puertos para los encoders y dos para los drives anlogos de servomotores.

g. Drives: Los drives usados en el mdulo de dosificacin y transporte son los modelos SS2000MD4 y SS2000MD4-M de Warner Electric, los cuales son modulares, trabajan a 3,5 A por fase y tienen operacin bipolar que le proporciona al motor de paso buena relacina velocidades de hasta 3000 RPM.

h. Motores de paso: Este mdulo didctico usa cuatro motores de paso, para los cuatro ejes que debe mover, marca Warner Electric. Las referencias de estos motores son: M091-FD-8109, que es un motor con 3,4 de dimetro en la carcaza exterior, 4

cables para conexin, sus bobinas son conectadas en serie, funciona con 3 A y est configurado con 400 pulsos por revolucin.

M091-BD-310B, que es un motor con 3,4 de dimetro en la carcaza exterior, 6 cables para conexin, sus bobinas son conectadas en serie, funciona con 3 A y est configurado con 400 pulsos por revolucin.

M061-FF-6103, que es un motor con 60 mm de dimetro en la carcaza exterior, 4 cables para conexin, sus bobinas son conectadas en serie, funciona con 3 A y est configurado con 200 pulsos por revolucin.

M092-FD-8109, que es un motor con 3,4 de dimetro en la carcaza exterior, 8 cables para conexin, sus bobinas son conectadas en paralelo, funciona con 3 A y est configurado con 200 pulsos por revolucin.

4.5. CENTRO DE MEDICIN POR COORDENADAS - CMM Este sistema tiene una construccin de tipo puente. En el cual el brazo se soporta en ambos extremos como un puente, lo cual proporciona un apoyo rgido inherente, haciendo esta construccin ms precisa que otros tipos. Cuenta con cuatro grados de libertad y en la actualidad el controlador interacta con el software MX2000 (el cual tiene una plataforma donde se utiliza un lenguaje de programacin de alto nivel, similar a la estructura de BASIC).



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Figura No.26. Centro de Medicin por Coordenadas - CMM

Elementos componentes: a. Eje X: Mueve transversalmente el brazo de la mquina, tiene un tornillo de bolas

recirculantes cuyo paso es de 5 mm, su desplazamiento mximo es de 280 mm, el motor es de paso (ref.: SLO SYN MO93 FF 451C5002), tiene 200 pasos completos, 5 amperios, 3.2 voltios DC, la transmisin es por correa sincrnica y la relacin de transmisin de las poleas es 1:1.

b. Eje Y: Mueve la en direccin longitudinal, tiene un tornillo de bolas recirculantes cuyo paso es de 33/64 de pulgada, su desplazamiento mximo es de 356 mm, el motor es de paso (ref.: SLO SYN MO93 FF 451C2003), tiene 200 pasos completos, 5 amperios, 3.2 voltios DC, la transmisin es por correa sincrnica y la relacin de transmisin de las poleas es 1:1.

c. Eje Z: Mueve verticalmente el brazo de la mquina, tiene un actuador electromecnico Superior Electric, Electrak (ref.: BP9101 B7206 FRN 4297), la transmisin es por medio de engranajes rectos cuya relacin es 1:1, tiene un tornillo de bolas recirculantes cuyo paso es de 0.5 pulgadas y el desplazamiento mximo es de 160 mm.

d. Eje W: Ubicado sobre la mesa de la mquina, permite girar la mesa 360, el motor es de paso (ref.: SLO SYN MH112 FF 206C5), tiene 200 pasos completos, 6 amperios, 4.8 voltios DC, la transmisin es por sinfn-corona con una relacin de 1/77 y la relacin de transmisin entre poleas es 1:1.

e. Caja de controles: Contiene un controlador MX2000, dos tarjetas dual AXIS para manejo de motores, tres drivers SS2000D6, un drive SS2000M4M.

f. Palpador: Sensor LVDT (Linear Variable Differential Transformer), marca Mahr, modelo 1318, posibilidad de sensar en un solo sentido, desplazamiento mximo de 2.3 mm, el rango de voltaje de este sensor va desde -340 mV hasta 1100 mV, tiene un esfera de contacto de 2 mm.



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g. Tarjeta Lock-In: Utilizada para acondicionar la seal AC del LVDT convirtindola en

una seal DC adecuada para trabajar. Cuenta con un amplificador y un oscilador que garantiza una frecuencia adecuada de la seal de salida. Su rango de voltaje a la salida va desde -0.34 V DC hasta 1.1 V DC. Esta tarjeta est instalada dentro de la caja de controles.

h. Tarjeta de adquisicin de datos Lab PC Plus: Es un dispositivo de la National Instruments especial para la medicin y procesamiento de seales anlogas y digitales. Esta tarjeta va instalada dentro del computador y cuenta con un conector universal de 50 pines, el cual est conectado a la tarjeta Lock-In para capturar y manejar la seal del LVDT.

i. Adicionalmente cuenta con nueve sensores inductivos de proximidad que actan como finales de carrera y home (ref.: XS1N08NA340), marca Telemecanique tipo PNP; normalmente abiertos, su alcance til es de 1.2 mm.



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CAPTULO 5 EJERCICIOS DE MANUFACTURA CELULAR PARA SER DESARROLLADOS EN LA

PLATAFORMA DEL CURSO VIRTUAL DE MANUFACTURA

Teniendo en cuenta que el objetivo del proyecto Accesibilidad a las celdas de manufactura flexible automatizada a travs de la Red Nacional RENATA e Internacional Red CLARA para supervisar y controlar su estado y funcionamiento, es necesario realizar un manejo integral de la celda de manufactura flexible para lo que se ha propuesto distribuir el Laboratorio de Mecatrnica (Figura No.27.), con base en el flujo de proceso y en la teora de tecnologa de grupos y manufactura celular, de forma que se reduzcan tiempos de transporte y se optimice el proceso.

Figura No.27. Flujo de proceso para el Laboratorio de Mecatrnica de la Universidad

Nacional

Para disear ejercicios consistentes y de fcil asimilacin para el usuario se tuvieron en cuenta las entradas y salidas del sistema que permiten especificar las restricciones de los ejercicios, segn la Figura No.28.:



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CELDA D E

MAN U FACTURA

FLEXIBLE

RAS GOS D E

MAN U FACTURA

D I S E O D E

LAS P I E ZAS

REQUERIMIENTOS

U S UARIO REMOTO

P ROD UCTO

TE RMI NADO

TI E MPOS

P TI MOS

P TI MA

CALI DAD

FI J ACIN Y

RE GLAJ ETRAN S PORTE

Figura No.28. Esquema de entradas y salidas de los ejercicios de manufactura celular

En este esquema se puede apreciar la logstica empleada para el ptimo funcionamiento de la celda de manufactura, teniendo en cuenta principios bsicos como los rasgos de diseo y de manufactura para la produccin de piezas funcionales y los requerimientos y necesidades bsicos del usuario remoto. La fijacin, el reglaje y el transporte de las piezas dentro de la celda son pasos que garantizan la calidad del producto final y que requieren de una planeacin detallada. Finalmente, se encuentran las salidas del proceso, que incluyen no solo las condiciones mnimas del usuario, sino las exigencias mnimas que se ha planteado el grupo de trabajo para ofrecerles a los aprendices un buen nivel de aprendizaje. Adems de lo mencionado anteriormente, es importante mencionar las restricciones principales para el diseo de los ejercicios de manufactura celular:

La pieza debe quedar posicionada correctamente en el dispositivo de la mquina. Se debe mantener la referenciacin tecnolgica entre procesos. La fuerza de apriete del dispositivo debe ser la adecuada para el tipo de pieza y

material que se est maquinando. El peso, las dimensiones y la geometra de la pieza estn restringidos por la

capacidad del Robot MUISCA y los parmetros del dispositivo. El tiempo de transporte debe ser reducido, garantizando la optimizacin del

proceso y permitiendo el desarrollo de los ejercicios de manufactura celular por teleoperacin.

Despus de analizar detalladamente cada una de las condiciones y restricciones del proceso, se lleg al diseo de los ejercicios y la operacin final de la celda, de forma ntegra y segura.

5.1. MTODO DE DESARROLLO DEL PROYECTO Durante el proceso de desarrollo del proyecto se destacaron cinco etapas importantes:

Anlisis del usuario: Qu necesita? Qu se le puede ofrecer con la mejor calidad?



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Diseo de los ejercicios: Se tienen en cuenta restricciones de tamao, peso,

material, complejidad (rasgos de diseo y de manufactura). Tambin se tiene en cuenta el uso ntegro de la celda de manufactura.

Programacin de los ejercicios: Usando macros para hacer ms fcil la comprensin del programa y lograr una mejor estructura del mismo.

Validacin de los ejercicios: Por parte de los estuantes y compaeros del grupo RENATA.

Trabajo en conjunto con el desarrollo en el Centro de Mecanizado: Para comprobar la calidad de las piezas, la repetibilidad del proceso y la versatilidad de la celda de manufactura.

A continuacin se esquematiza este mtodo en un diagrama de flujo:

INICIO

Anlisis del usuario

Diseo de los ejercicios

Programacin de los ejercicios

Macros

Validacin de los ejercicios

Trabajo con el Centro de Mecanizado

Validacin del proceso

Colgar los ejercicios en Red

FIN

Se dar solucin a un problema que no existe

FIN

NO

NO

SI

SI

NO

SI

Requerimientos del usuario

Restricciones

Figura No.29. Diagrama de flujo que explica el mtodo de desarrollo del proyecto

5.2. SISTEMA DE FIJACIN Y REGLAJE Durante el transcurso del proyecto se trabaj en equipo junto con las personas encargadas de disear los ejercicios de manufactura por medio de ingeniera inversa, los encargados de disear los dispositivos de transporte dentro de la celda y los encargados de implementar el sistema de reconocimiento de las piezas para el proceso de automatizacin de la misma. Y finalmente, se decidi implementar un sistema de pallets



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para la ubicacin de las piezas durante su paso por la celda de manufactura y una prensa neumtica para su fijacin a cada mquina. Dentro de los ejercicios propuestos se manejaron 2 tipos de morfologa: la prismtica y la cilndrica. El mtodo escogido para el reglaje de las piezas prismticas es el denominado 3-2-1 que consiste en restringir grados de libertad de forma sucesiva: primero mediante 3 puntos que conforman un plano (Fig. No.30. a), a continuacin mediante 2 puntos que conforman una lnea (Fig. No.30. b) y finalmente, mediante un punto (Fig. No.30. c) para completar la restriccin de los 6 grados de libertad, que tiene un slido, para moverse en el espacio.

a) b) c)

Figura No.30. Esquema de reglaje 3-2-1

Para las piezas cilndricas, se defini el sistema de fijacin y reglaje que se observa en la Figura No.31. Se puede apreciar que para la ubicacin de una pieza cilndrica en sentido horizontal bastan slo 2 lneas de referenciacin tecnolgica.

Centro Punto Lnea de apoyo

a) b)

Figura No.31. Esquema de Reglaje Piezas cilndricas

Adicional a lo descrito anteriormente, para que la ejecucin de estos ejercicios, de manera satisfactoria, es necesario integrar los sistemas coordenados de la mquina, de la herramienta y finalmente de la pieza, esto para cada una de las mquinas que interacten con el producto. La ubicacin en el espacio de cada uno de estos sistemas se hace a travs de vectores

de posicionamiento , entre la mquina y la herramienta, y luego entre la herramienta y la

pieza (Figura No.32.). A continuacin se hace una trasformacin de coordenadas entre los ejes por medio de un producto de matrices, tanto rotacional como traslacional. Las ecuaciones que describen esta transformacin son las siguientes:



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Figura No.32. Ubicacin de los sistemas coordenados en el espacio

El sistema de coordenadas rojo corresponde a la mquina, el azul a la herramienta y el verde a la pieza. El sistema de coordenadas naranja indica la posible rotacin que podra tener la herramienta con respecto a un eje, cuando la mquina cuenta con otro grado de libertad. Los vectores y se refieren al posicionamiento de la mquina con respecto

a la herramienta y de la herramienta con respecto a la pieza, respectivamente.

5.3. INGENIERA DIRECTA Los ejercicios de manufactura celular diseados y programados para ser dispuestos en Internet, como parte del curso virtual de manufactura, www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/mecatronica, de la Universidad Nacional de Colombia, estn enfocados hacia las dos grandes estrategias (Figura No.33.), que se llevan a cabo para la fabricacin de una pieza:

Ingeniera Directa: A partir de un diseo previo se construye la pieza, teniendo en cuenta los parmetros establecidos en el diseo.



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Ingeniera Inversa: A partir de una pieza construida se extraen los parmetros de

diseo para replicar su construccin.

Figura No.33. Esquema de ingeniera directa (izq.) e ingeniera inversa (der.)

La aplicacin virtual busca capacitar a los usuarios siguiendo un proceso que empieza desde el conocimiento general de las mquinas hasta el manejo integral de la celda de manufactura. Cabe destacar que los ejercicios que se colgarn en red son concebidos y orientados para permitir al usuario realizar un acercamiento tecnolgico centrado hacia el dominio del CNC. Como mtodo de programacin de los ejercicios se implement el concepto de macros, el cual define que a partir de parmetros o rasgos bsicos fundamentales de diseo y de manufactura se transita paulatinamente hacia una estructura tecnolgica ms compleja. A continuacin se muestra un diagrama de flujo que busca esquematizar el desarrollo de los ejercicios CNC por teleoperacin:

INICIO

Establecimiento de parmetros de funcionamiento de la mquina

Primitiva de manufactura a

mecanizar

Macro que contiene el conjunto de instrucciones para materializar el

diseo escogido

FIN

NO

SI

Preparacin de la superficie a mecanizar

Figura No.34. Diagrama de flujo que esquematiza un ejercicio general empleando macros



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La estructura general de la macro es la siguiente:

INICIO

Definicin de Rasgos de Diseo: Lneas y Arcos

Decisin de las Variables por el

Usuario

Resultado: Infinitas Piezas a Desarrollar

FIN

NO

SI

Parametrizacin por Variables Tecnolgicas

Figura No.35.Estructura General de los Macros

Figura No.36. Plan de Manufactura por Ingeniera Directa



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El plan de Manufactura por Ingeniera Directa en la plataforma de teleoperacin, supervisin/IP-unal2 (esquematizado en la Figura No.36.), muestra la secuencia de operaciones y variables involucradas, para la correcta ejecucin de los ejercicios. La primera etapa consiste en el diseo asistido por computador CAD, a continuacin, se define el plan de manufactura con la ayuda de software CAM; posteriormente, se realiza la fabricacin de la pieza y finalmente, el control de calidad y ensamble. Todo el proceso est correctamente integrado al sistema de monitoreo y supervisin.

5.3.1. Ejercicio de simulacin del funcionamiento de la Celda de Manufactura Flexible, en el robot GANTRY

El ejercicio se encuentra en la carpeta Simulacin GANTRY y se llama MARG. MARG DRVREADY=15 'habilitacin de los ejes 1,2,3 y 4' WNDGS=1,1 'habilitacin de los ejes 1 y 2' POSMODE=1,1,1,1 'configura modo incremental para los ejes 1 al 4' VELOCITY=100 SPEED=500,800,1000 'velocidad de rotacin para los ejes 1,2 y 3' MOVEHOME(1)=-1 'mover a home el eje 1' MOVEHOME(2)=-1 'mover a home el eje 2' MOVEHOME(3)=-1 'mover a home el eje 3' WAITDONE=1,1,1 'espera a que termine el movimiento de los ejes 1,2 y 3' ABSPOS=0,0,0,0 'asigna la posicin actual de los ejes 1 al 3 como cero de coordenadas' PRINT#1,"SIMULACION CELDA DE MANUFACTURA FLEXIBLE (ANTIGUA)" 'imprime mensaje' ' INICIO: IF EVENT1(4) THEN 'el evento 1 corresponde al sensor de material en la mesa, si este

sensor est activo, entonces' GOSUB MEC_MACHO_INT 'va a la subrutina MEC_MACHO_INT' GOSUB MEC_HEMBRA_INT 'va a la subrutina MEC_HEMBRA_INT' GOSUB CALIDAD_ENSAMBLE 'va a la subrutina CALIDAD_ENSAMBLE' ELSE 'si el sensor no detecta material' PRINT#1,"NO HAY PALLET" 'imprime mensaje' WAIT=2 'espera' GOTO INICIO 'salta a INICIO' END IF 'termina el comando IF' ' ' MEC_MACHO_INT: 'subrutina que lleva el tocho a la mquina que mecanizar el

macho' MOVE(1)=8000 'posicionamiento del eje 1' MOVE(2)=8000 'posicionamiento del eje 2' WAITDONE=1,1 'espera a que termine el movimiento de los ejes 1 y 2' MOVE(3)=11000 'posicionamiento del eje 3' WAITDONE=,,1 'espera a que termine el movimiento del eje 3' EXOUT(122)=1 'cierra la pinza' WAIT=1 'espera' MOVE(3)=8000 'posicionamiento del eje 3' WAITDONE=,,1 'espera a que termine el movimiento del eje 3' MOVE(2)=65000 'posicionamiento del eje 2' MOVE(1)=-2000 'posicionamiento del eje 1' WAITDONE=1,1 'espera a que termine el movimiento de los ejes 1 y 2'



41

MOVE(3)=10500 'posicionamiento del eje 3' WAITDONE=,,1 'espera a que termine el movimiento del eje 3' EXOUT(122)=0 'abre la pinza' WAIT=1 'espera' MOVE(3)=8000 'posicionamiento del eje 3' WAITDONE=,,1 'espera a que termine el movimiento del eje 3' RETURN 'retorna a la lnea de cdigo donde se hizo el envo a la subrutina' ' MEC_HEMBRA_INT: 'subrutina que lleva el tocho a la mquina que mecanizar la hembra' MOVE(2)=13000 'posicionamiento del eje 2' MOVE(1)=8000 'posicionamiento del eje 1' WAITDONE=1,1 'espera a que termine el movimiento de los ejes 1 y 2' MOVE(3)=11000 'posicionamiento del eje 3' WAITDONE=,,1 'espera a que termine el movimiento del eje 3' EXOUT(122)=1 'cierra la pinza' WAIT=1 'espera' MOVE(3)=8000 'posicionamiento del eje 3' WAITDONE=,,1 'espera a que termine el movimiento del eje 3' MOVE(2)=45000 'posicionamiento del eje 2' MOVE(1)=-2000 'posicionamiento del eje 1' WAITDONE=1,1 'espera a que termine el movimiento de los ejes 1 y 2' MOVE(3)=10500 'posicionamiento del eje 3' WAITDONE=,,1 'espera a que termine el movimiento del eje 3' EXOUT(122)=0 'abre la pinza' WAIT=1 'espera' MOVE(3)=8000 'posicionamiento del eje 3' WAITDONE=,,1 'espera a que termine el movimiento del eje 3' RETURN 'retorna a la lnea de cdigo donde se hizo el envo a la subrutina' ' CALIDAD_ENSAMBLE: 'subrutina que lleva las piezas terminadas a la mquina que realiza

el control de calidad y el ensamble' MOVE(2)=65000 'de forma similar a las subrutinas anteriores, esta consiste en' WAITDONE=,1 'simular el movimiento de las piezas terminadas dentro de la celda' MOVE(3)=10500 'de manufactura para llevarlas a la CMM que realiza el control' WAITDONE=,,1 'de calidad y al robot SCARA que las ensamblar' EXOUT(122)=1 WAIT=1 MOVE(3)=8000 WAITDONE=,,1 MOVE(2)=58000 MOVE(1)=18000 WAITDONE=1,1 MOVE(3)=10500 WAITDONE=,,1 EXOUT(122)=0 WAIT=1 MOVE(3)=0 WAITDONE=,,1 MOVE(3)=10500 WAITDONE=,,1 EXOUT(122)=1 WAIT=1 MOVE(3)=8000 WAITDONE=,,1 MOVE(2)=25000



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MOVE(1)=11000 WAITDONE=1,1 MOVE(3)=10500 WAITDONE=,,1 EXOUT(122)=0 WAIT=1 MOVE(3)=8000 WAITDONE=,,1 MOVE(2)=45000 MOVE(1)=-2000 WAITDONE=1,1 MOVE(3)=10500 WAITDONE=,,1 EXOUT(122)=1 WAIT=1 MOVE(3)=8000 WAITDONE=,,1 MOVE(2)=58000 MOVE(1)=18000 WAITDONE=1,1 MOVE(3)=10500 WAITDONE=,,1 EXOUT(122)=0 WAIT=1 MOVE(3)=0 WAITDONE=,,1 MOVE(3)=10500 WAITDONE=,,1 EXOUT(122)=1 WAIT=1 MOVE(3)=8000 WAITDONE=,,1 MOVE(2)=25000 MOVE(1)=11000 WAITDONE=1,1 MOVE(3)=9200 WAITDONE=,,1 EXOUT(122)=0 WAIT=1 MOVE(3)=8000 WAITDONE=,,1 MOVE(1)=14000 WITDONE=1 MOVE(3)=10500 WAITDONE=,,1 EXOUT(122)=1 WAIT=1 MOVE(2)=8000 MOVE(1)=8000 WAITDONE=1,1 MOVE(3)=10500 WAITDONE=,,1 EXOUT(122)=0 WAIT=1 MOVEHOME(3)=-1 WAITDONE=,,1



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MOVEHOME(1)=-1 MOVEHOME(2)=-1 WAITDONE=1,1 RETURN

Figura No.37. Simulacin de la Celda de Manufactura Flexible en el robot GANTRY

5.4. EJERCICIOS DE MANUFACTURA POR INGENIERA DIRECTA Los usuarios del curso virtual de manufactura de la Universidad Nacional han sido clasificados en tres grandes grupos, dependiendo su experiencia en el manejo de las mquinas que conforman la celda:

5.4.1. Usuario principiante El usuario principiante podr monitorear el manejo de las mquinas por parte de los usuarios intermedios y avanzado, pero no tendr acceso al manejo hasta no cumplir con unas mnimas condiciones que garanticen que no cometer errores fatales para las mquinas. Por este motivo, no hay ejercicios dispuestos para este tipo de usuarios.

5.4.2. Usuario intermedio El usuario intermedio podr manejar una sola mquina a la vez, nunca la celda completa de forma simultnea. El ejercicio dispuesto para este tipo de usuario consta de una hembra y un macho, y busca que la persona que est a cargo se dedique al monitoreo de



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la mquina, sin dejar de lado su operacin; pero sobre todo, muestra el manejo de las mquinas sin exigirle al usuario que gaste su tiempo aprendiendo el cdigo del controlador de las mismas. A continuacin se muestra el esquema del producto a mecanizar y el cdigo empleado para programar su fabricacin:

Figura No.38. Modelos de las piezas del ejercicio para el usuario intermedio. Hembra (izq.) y

macho (der.)

Para comenzar, se expondr el cdigo que realiza un refrentado al tocho redondo (el ejercicio se encuentra en la carpeta Ejercicio 1 y se llama REFRE): REFRE DRVREADY=15 'habilitacin de los ejes 1,2,3 y 4' WNDGS=1,,,,,1 'habilitacin de los ejes 1 y 6' SPEED=30,25,35,35,30 'velocidad de rotacin para los ejes 1,2,3,4 y 5' VELOCITY=30 'configura la velocidad de interpolacin de 30 unidades' INICIO: PRINT#1, "ESCRIBA 'SI/NO' Y LUEGO ENTER PARA INICIAR" 'pregunta si desea iniciar el

programa' INPUT#1,E$ 'guarda el valor digitado en la constante E' IF E$ = "SI" THEN 'inicia el comando IF: si la respuesta es SI, entonces' POSMODE=1,1,1,1,1,1 'configura modo incremental para los ejes 1 al 6' ABSPOS=0,0,0,0 'asigna la posicin actual de los ejes 1 al 4 como cero de

coordenadas' JOGSTART(6)=-1 'gira el husillo en sentido de corte' P=-10 'asigna el valor 10 a la variable P' GOTO PROGRAMA 'salta a PROGRAMA' ELSE 'si la respuesta es diferente de SI' GOTO FIN 'salta a FIN' END IF 'termina el comando IF' PROGRAMA:



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PRINT#1, "REFRENTADO DEL MATERIAL EN BRUTO(1) SALIR(2)" 'pregunta si desea realizar

el refrentado de la pieza o salir'

INPUT#1,T$ 'guarda el valor digitado en la constante T' TI=VAL(T$) 'calcula el valor numrico de T y lo guarda en TI' IF TI=1 THEN 'inicia el comando IF: si la respuesta es 1, entonces' GOSUB REFRENTADO 'va a ejecutar la subrutina REFRENTADO y retorna' GOTO FIN 'salta a FIN' ELSE 'si la respuesta es diferente de 1' IF TI=2 THEN 'inicia el comando IF: si la respuesta es 2, entonces' GOTO FIN 'salta a FIN' ELSE 'si la respuesta es diferente de 2' PRINT#1, "OPCION INVALIDA" 'imprime mensaje' GOTO PROGRAMA 'salta a PROGRAMA' END IF 'termina el comando IF' END IF 'termina el comando IF' FIN: 'subrutina que finaliza el programa' JOGSTOP(6)=0 'apaga el husillo' WAIT=6 'espera 6 segundos' PRINT#1, "Fin programa." 'imprime mensaje' END 'finaliza la subrutina' REFRENTADO: 'subrutina que realiza el refrentado de la pieza'

FOR X=1 TO 1 STEP -1 'inicio del comando FOR para repetir un grupo de instrucciones, mientras se cumple la condicin'

D=120 'definicin de variables D, R y P' R=350 P=P-20 'definicin de la variable P' MOVE(2)=P 'posicionamiento de la herramienta en el eje Z' WAITDONE=,1 'espera a que termine el movimiento del eje 2'

DO WHILE R>0 'pide que se realice un grupo de instrucciones mientras se cumple una condicin, hasta LOOP'

MOVE(3)=R 'posicionamiento de la herramienta en el eje Y' WAITDONE=,,1 'espera a que termine el movimiento del eje 3' ARC=3,4,0,0,+360 'mecaniza una circunferencia cuyo centro es 0,0 y radio R' R=(R-80) 'redefine la variable de radio, hacindola ms pequea'

LOOP 'termina el grupo de instrucciones del FOR y permite que ste se corra de nuevo si se cumple la condicin'

NEXT X 'siguiente pasada, si se hubiera definido X diferente de 1' MOVE=,,0,0 'posicionamiento de la herramienta en los ejes X y Y en el cero

para comenzar el siguiente mecanizado' WAITDONE=,,1,1 'espera a que termine el movimiento de los ejes 3 y 4' PRINT#1, "Terminamos YA." 'imprime mensaje' RETURN 'retorna a la lnea de cdigo donde se hizo el envo a la subrutina' A continuacin se expone el cdigo de la hembra del producto (el ejercicio se encuentra en la carpeta Ejercicio 1 y se llama HEMBRAIN): HEMBRAIN DRVREADY=15 'habilitacin de los ejes 1,2,3 y 4' WNDGS=1,,,,,1 'habilitacin de los ejes 1 y 6' SPEED=30,25,35,35,30 'velocidad de rotacin para los ejes 1,2,3,4 y 5'



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VELOCITY=30 'configura la velocidad de interpolacin de 30 unidades' INICIO: PRINT#1, "ESCRIBA 'SI/NO' Y LUEGO ENTER PARA INICIAR" 'pregunta si desea iniciar el


coordenadas' JOGSTART(6)=-1 'gira el husillo en sentido de corte' P=-10 'asigna el valor 10 a la variable P' GOTO PROGRAMA 'salta a PROGRAMA' ELSE 'si la respuesta es diferente de SI' GOTO FIN 'salta a FIN' END IF 'termina el comando IF' PROGRAMA: PRINT#1, "MECANIZADO DEL CUADRADO(1) SALIR(2)" 'pregunta si desea definir

realizar el mecanizado del cuadrado o salir'

INPUT#1,T$ 'guarda el valor digitado en la constante T' TI=VAL(T$) 'calcula el valor numrico de T y lo guarda en TI' IF TI=1 THEN 'inicia el comando IF: si la respuesta es 1, entonces' GOSUB CUADRADO 'va a ejecutar la subrutina CUADRADO y retorna' GOTO PROGRAMA2 'salta a PROGRAMA2' ELSE 'si la respuesta a la definicin de parmetros es diferente de 1' IF TI=2 THEN 'inicia el comando IF: si la respuesta es 2, entonces' GOTO FIN 'salta a FIN' ELSE 'si la respuesta es diferente de 2' PRINT#1, "OPCION INVALIDA" 'imprime mensaje' GOTO PROGRAMA 'salta a PROGRAMA' END IF 'termina el comando IF' END IF 'termina el comando IF' PROGRAMA2: PRINT#1, "MECANIZADO DE LOS CIRCULOS(1) SALIR(2)" 'la estructura de PROGRAMA2 es

similar a la de PROGRAMA,' INPUT#1,T$ 'pero en este caso el usuario mecanizar los crculos de la figura' TI=VAL(T$) 'el programa ejecuta la subrutina correspondiente y retorna' IF TI=1 THEN 'a la siguiente lnea de cdigo' GOSUB CIRCULOS ELSE IF TI=2 THEN GOTO FIN ELSE PRINT#1, "OPCION INVALIDA" GOTO PROGRAMA2 END IF END IF FIN: 'subrutina que finaliza el programa' JOGSTOP(6)=0 'apaga el husillo' WAIT=6 'espera 6 segundos' PRINT#1, "Fin programa." 'imprime mensaje' END 'finaliza la subrutina'



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CUADRADO: 'subrutina que mecaniza el cuadrado de la figura'


D=120 'definicin de las variables D, L, A y B' L=750 A=130 B=70 MOVE(4)=-(L/2) 'posicionamiento de la herramienta en el eje 4' MOVE(3)=-(L/2) 'posicionamiento de la herramienta en el eje 4' WAITDONE=,,1,1 'espera a que termine el movimiento de los ejes 3 y 4' P=P-20 'definicin de la variable P' MOVE(2)=P 'posicionamiento de la herramienta en el eje Z' WAITDONE=,1 'espera a que termine el movimiento en el eje 2'

DO WHILE L/2>120 'pide que se realice un grupo de instrucciones mientras se cumple una condicin, hasta LOOP'

MOVE(4)=(L/2) 'este conjunto de instrucciones consiste en el mecanizado de' WAITDONE=,,,1 'una serie de cuadrados, el siguiente ms pequeo que el anterior'

MOVE(3)=(L/2) 'hasta obtener un cuadradito de aprox. 20 mm de lado' WAITDONE=,,1 MOVE(4)=-(L/2) WAITDONE=,,,1 MOVE(3)=-((L-D)/2) WAITDONE=,,1 L=(L-D)

LOOP 'termina el grupo de instrucciones del FOR y permite que ste se corra de nuevo si se cumple la condicin'

MOVE(2)=0 'a continuacin se posiciona la herramienta y se mecanizan los chaflanes'

WAITDONE=,1 'en las cuatro esquinas, de manera que esta pieza encaje' MOVE=,,0,0 'con su respectivo macho' WAITDONE=,,1,1 MOVE=,,-B,-A WAITDONE=,,1,1 MOVE(2)=P WAITDONE=,1 MOVE=,,-A,-B WAITDONE=,,1,1 MOVE(4)=B WAITDONE=,,,1 MOVE=,,-B,A WAITDONE=,,1,1 MOVE(3)=B WAITDONE=,,1 MOVE=,,A,B WAITDONE=,,1,1 MOVE(4)=-B WAITDONE=,,,1 MOVE=,,B,-A WAITDONE=,,1,1

MOVE(2)=0 'posicionamiento de la herramienta en el eje Z en el cero para comenzar el siguiente mecanizado'

WAITDONE=,1 'espera a que termine el movimiento del eje 2' MOVE=,,0,0 'posicionamiento de la herramienta en los ejes X y Y en el cero

para comenzar el siguiente mecanizado' WAITDONE=,,1,1 'espera a que termine el movimiento de los ejes 3 y 4'



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NEXT X 'siguiente pasada, si se hubiera definido X diferente de 1' PRINT#1, "Terminamos YA." 'imprime mensaje' RETURN 'retorna a la lnea de cdigo donde se hizo el envo a la subrutina' CIRCULOS: 'subrutina que realiza los crculos de la figura'


MOVE(3)=-190 'posicionamiento de la herramienta en el eje Y' WAITDONE=,,1 'espera a que termine el movimiento en el eje 3' P=P-20 'definicin de la variable P' MOVE(2)=P 'posicionamiento de la herramienta en el eje Z' WAITDONE=,1 'espera a que termine el movimiento del eje 2'

ARC=3,4,-220,0,+360 'mecaniza una circunferencia cuyo centro es -220,0 y radio aprox. 7 mm'

WAITDONE=,,1,1 'espera a que termine el movimiento de los eje 3 y 4' MOVE(2)=-P 'a continuacin se realiza este mismo procedimiento,' WAITDONE=,1 'pero en el lado opuesto del tocho' MOVE(3)=190 'y despus sobre el eje X, de forma que se completen' WAITDONE=,,1 'los cuatro crculos de la figura' MOVE(2)=P WAITDONE=,1 ARC=3,4,220,0,+360 WAITDONE=,,1,1 MOVE(2)=-P WAITDONE=,1 MOVE(3)=0 MOVE(4)=-190 WAITDONE=,,1,1 MOVE(2)=P WAITDONE=,1 ARC=3,4,0,-220,+360 WAITDONE=,,1,1 MOVE(2)=-P WAITDONE=,1 MOVE(3)=0 MOVE(4)=190 WAITDONE=,,1,1 MOVE(2)=P WAITDONE=,1 ARC=3,4,0,220,+360 WAITDONE=,,1,1 MOVE(2)=-P 'posicionamiento de la herramienta en el eje Z' WAITDONE=,1 'espera a que termine el movimiento del eje 2' NEXT X 'siguiente pasada, si se hubiera definido X diferente de 1'

MOVE=,,0,0 'posicionamiento de la herramienta en los ejes X y Y en el cero para comenzar el siguiente mecanizado'

WAITDONE=,,1,1 'espera a que termine el movimiento de los ejes 3 y 4' PRINT#1, "Terminamos YA." 'imprime mensaje' RETURN 'retorna a la lnea de cdigo donde se hizo el envo a la subrutina'



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Figura No.39. Hembra del ejercicio para el usuario intermedio

A continuacin se expone el macho del producto (el ejercicio se encuentra en la carpeta Ejercicio 1 y se llama MACHOINT): MACHOINT DRVREADY=15 'habilitacin de los ejes 1,2,3 y 4' WNDGS=1,,,,,1 'habilitacin de los ejes 1 y 6' SPEED=30,25,35,35,30 'velocidad de rotacin para los ejes 1,2,3,4 y 5' VELOCITY=30 'configura la velocidad de interpolacin de 30 unidades' INICIO: PRINT#1, "ESCRIBA 'SI/NO' Y LUEGO ENTER PARA INICIAR" 'pregunta si desea iniciar el


coordenadas' JOGSTART(6)=-1 'gira el husillo en sentido de corte' P=-10 'asigna el valor 10 a la variable P' GOTO PROGRAMA 'salta a PROGRAMA' ELSE 'si la respuesta es diferente de SI' GOTO FIN 'salta a FIN' END IF PROGRAMA: PRINT#1, "MECANIZADO DE LOS CIRCULOS(1) SALIR(2)" 'pregunta si desea definir realizar el

mecanizado de los crculos o salir' INPUT#1,T$ 'guarda el valor digitado en la constante T' TI=VAL(T$) 'calcula el valor numrico de T y lo guarda en TI' IF TI=1 THEN 'inicia el comando IF: si la respuesta es 1, entonces' GOSUB CIRCULOS 'va a ejecutar la subrutina CIRCULOS y retorna' GOTO PROGRAMA2 'salta a PROGRAMA2' ELSE 'si la respuesta a la definicin de parmetros es diferente de 1' IF TI=2 THEN 'inicia el comando IF: si la respuesta es 2, entonces' GOTO FIN 'salta a FIN' ELSE 'si la respuesta es diferente de 2'



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PRINT#1, "OPCION INVALIDA" 'imprime mensaje' GOTO PROGRAMA 'salta a PROGRAMA' END IF 'termina el comando IF' END IF 'termina el comando IF' PROGRAMA2: PRINT#1, "MECANIZADO DEL ACABADO(1) SALIR(2)" 'la estructura de PROGRAMA2 es

similar a la de PROGRAMA,' INPUT#1,T$ 'pero en este caso el usuario remover el material que sobr' TI=VAL(T$) 'despus de mecanizar la figura anterior' IF TI=1 THEN 'el programa ejecuta la subrutina correspond

trabajo de grado margarita perez - documento final

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