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1

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DIRECTOR GENERAL Alberto Lora Pedroza

DIRECTOR REGIONAL Luis Enrique Córdoba Mayorga (E)

SUB DIRECTOR DE INDUSTRIA (E) Gustavo Alonso Mendieta M.

JEFE CENTRO NAL COLOMBO ITALIANO (E) Evelio Cortés Rodríguez

EDITORA Isabel Hamón S.

COLABORADORES Raúl Ernesto Conti Parra Oscar Giufré José Jaime Parra Isabel Hamón S.

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AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL METALMECÁNICA Es una publicación del Centro Nacional Colombo Italiano -SENA. Las opiniones expresadas en los artículos no son necesariamente las del SENA y/o Centro Nacional

Colombo Italiano, sino exclusivamente las de sus autores.

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Una publicación del Centro Colombo Italiano-SENA. No. 7 Año 1996

CONTENIDO

Regulación y compensación de bombas de

3 desplazamiento positivo

Raúl Ernesto Conti Parra

Política Nacional de Innovación y

1

Desarrollo Tecnológico Ctro. Colombo Italiano-SENA

Esperando robot

Oscar Ginke

Teoría y aplicaciones

30 del Internet Isabel ~n,

Editorial

Con el propósito de atender en un mejor nivel de efectividad los requerimientos del sector empresarial del país en el campo industrial que le permita elevar su productividad y competitividad, el SENA y específicamente el Centro Colombo Italiano, conjuntamente con su comité técnico está ajustando e implementando su plan estratégico orientado hacia el desarrollo de actividades en ciencia y tecnología.

Como estrategia de trabajo y bajo el marco de la ley 29/90 y sus decretos reglamentarios 395 y 585 de 1991 y la política del SENA, trazada hacia la participación abierta en desarrollo tecnológico, el centro fortalecerá sus alianzas a través de convenios de cooperación, con centros de productividad y desarrollo tecnológico, instituciones de educación superior, institutos especializados, gremios y grupos de empresas.

En esta dirección, el centro trabajará a corto, mediano y largo plazo en la formulación, implementación y desarrollo de proyectos integrales de transferencia de tecnología, dentro de los cuales se generan programas de formación profesional especializada, servicios tecnológicos, asistencia técnica a las empresas y proyectos específicos de investigación tecnológica aplicada.

El éxito de los resultados dependen en gran medida de la concertación y el trabajo en equipo con el sector productivo y demás instituciones involucradas en los proyectos.

Nuestra misión está definida en el apoyo a las empresas colombianas, gremios, entidades educativas y de investigación, que requieran para sus procesos metalmecánicos tecnologías de base microelectrónica e informática como CAD, CAM, FMS, CNC, CIM y ROBÓTICA, realizando transferencia de tecnología y propiciando su asimilación mediante formación profesional especializada, servicios tecnológicos e investigación tecnológica aplicada. Para ello contará con un recurso humano especialmente seleccionado, con un alto grado de capacitación y compromiso, el cual hará parte de la comunidad científica y tecnológica, siendo reconocido a nivel nacional e internacional. La institución propiciará la cooperación técnica internacional y diseñará programas permanentes de capacitación, motivación y reconocimiento, buscando un mayor desarrollo humano y profesional.

Como resultado de la gestión realizada, los egresados del Centro Colombo Italiano serán considerados excelentes dentro del mercado laboral, y los servicios tecnológicos y la investigación realizada en el centro, contribuirá oportunamente al desarrollo industrial de Colombia y a mantener la posición del SENA dentro del desarrollo del país.

2

• Q

MANIVELA O PALANCA

e

pp

F: Fuerza de aceleramiento e: Recorrido de la manivela

ot

1

1 E 1,

3

Regulación y Compensación de

BOBAS 01

adia

l P

urn

ps w

it

positivo

In;. Raúl Ernesto Conti Parra

La regulación de estos parámetros se puede lograr a través de los elementos colocados entre la bomba y los actuadores, en la bomba misma y en los actuadores.

A continuación se describen los dispositivos, más usuales para la regulación de las bombas de desplazamiento variable.

Se recordará que las bombas de caudal variable son de los tipos:

A- Pistones: 1- Con plato inclinado regulable 2- De cabezal inclinado regulable

B- Paletas (diseño no balanceado)

de Desplazamiento variable.

C- Pistones radiales rotativos y anillo regulable.

La variación de la posición del plato en las bombas de pistones axiales, o del anillo en las bombas de pistones radiales, se logra mediante dos cilindros que, por lo general, son de diferente tamaño, colocados en lados opuestos como se muestra en la figura 1.

1- REGULADORES MANUALES.

1- Manivela

Es el control más sencillo. Mediante el accionamiento

de una manivela o palanca, es posible obte-ner diferentes caudales pro-porcionales al recorrido de accionamiento. En la figura 2 se muesta su repre-

sentación y las curvas características.

En este tipo de regulación, la fuerza de accionamiento puede llegar a ser muy grande.

2 - Servo Control Lineal.

El caudal suministrado por la bomba es, como en el caso ante-

n todo sistema hidraú- lico hay necesidad de controlar el fluído, que

se dirige hacia los actuadores (motores y cilíndros). Dicho control es básicamente de tres Fig. 1 Representación simbólica de Bomba

tipos: - Control de dirección - Control de presión - Control de flujo

PISTONES DE AJUSTE DEL DESPLAZAMIENTO

Fig.2 Representación de bomba con regulación manual del desplazamiento y curvas de comportamiento.

— PULSADOR SÍMBOLO

e: POSICIÓN DE LA MANIVELA A PALANCA Q

uL

-Á- g- - ANILLO ROTOR

F: FUERZA DE ACCIONAMIENTO F

Esquema y repre-sentación gráfica de Servo Control Manual, con sus respectivas curvas de comportamiento.

Fig. 3

BARRA DE RETROALIMENTACION

SÍMBOLO SIMPLIFICADO

p (bar)

rior, proporcional al recorrido de una palanca externa, pero se utiliza la presión de salida para ayudar a posicionar el plato o el anillo de variación del desplazamiento (servo asistido); así sólo se reque-rirán fuerzas pequeñas para su accionamiento (Fig. 3).

El anillo de la bomba se centra hasta la posición de caudal cero por medio de resortes ").

II. REGULADORES DE PRESIÓN

1- Regulador de anulación del caudal.

p O pérdidas

Regulación

O, rnáx.

Fig. 4 Símbolo y curva de salida de regulador de anulación de raudal.

En este regulador la presión de salida actúa contra un resorte precargado. Cuando la presión alcanza el nivel de precarga del resorte, el caudal disminuye a cero (Fig. 4).

Q1= Caudal de anulación. Es el mínimo indispensable para cubrir las pérdidas por fugas.

2- Reguladores de presión ajus-tables (compensadores estándar)

Este tipo de reguladores controlan el caudal de la bomba de tal manera que cuando se alcanza la presión a la cual

se ha ajustado el regulador, el caudal disminuye hasta cu-brir la demanda, manteniendo la pre-sión constante.

Si la presión del sistema es menor que el ajuste del regulador, el anillo permanece en su máxima excentri-cidad (caudal má-ximo).

La parte móvil es el anillo (Fig. 5). El resorte en el dia-grama indica que el anillo está des-

centrado hacia ese lado cuando no

hay presión en el sistema. Cuando la presión del sistema alcanza el ajuste del regulador, el aceite contenido en el pistón de mayor diámetro es drenado a través de la válvula del regulador. El pistón menor, que está en todo momento sometido a la presión de descarga, reduce la excentricidad del anillo hasta que el caudal corresponda a la demanda del sistema. Cuando no hay demanda, se mantiene la presión, y por la bomba circulará unicamente el caudal de fugas.

Se recomienda el uso de una válvula de alivio adicional cuyo ajuste debe estar 10% por encima del ajuste del compensador.

En sistemas que usan acumu-ladores o válvulas de control de flujo de presión compensada, se debe instalar una válvula de reten-ción (cheque) a la salida de la bomba (esto es deseable en todos los sistemas).

A diferencia del regulador de anulación del caudal, en este regulador la línea de compen-sación es practicamente vertical (Fig. 6).

e= excentricidad del anillo x= posición intermedia del anillo Se puede demostar que:

Inclinación debido a la constante del resorte

-- Fugas

4

PISTÓN MAYOR Forma como se

consigue la variación de la posición del anillo en bomba de raudal variable, y su correspondiente símbolo

Fig. 5

ROTOR — (fijo)

PISTÓN MENOR

CARCASA

ANILLO (deslizante)

ANILLO DESLIZANTE

A A,

ROTOR

9

K

REGULADOR DE PRESION AJUSTABLE Fig. 6 Esquema de un regulador de presión (Izq.)

Representación simbólica y curvas características (Der.)

1.1111áX.

5

— Compensación

Caudal de fugas

p

X=e-c.p.A2/A, c=constante

Para X=0

p= eK,/(cA2)

Puesto que el resorte caracterizado por K, no es muy duro, la com-pensación se presenta a presión constante (caída vertical).

3- Control Compesador de Dos Presiones (Hi-Low)

En la regulación a baja presión (Low), el solenoide de la válvula direccional permanece desac-tivado, y la presión de salida de la bomba actuará sobre el área A de la segunda válvula direccional pilotada, ejerciendo una fuerza en contra del resorte de esta última válvula. Cuando la presión alcanza

el nivel suficiente para vencer la fuerza del resorte de esta válvula se produce la regulación, que ocasiona una reducción del caudal de la bomba.

La compensación a alta presión se origina cuando se activa el sole-noide de la primera válvula direc-cional (válvula superior en la figura 8), cambiando su posición, dismi-nuyendo el área efectiva de la segunda válvula direccional sobre la cual actúa la presión.

Baja Presión (Low): PA = R P = R/A

P= Presión de compensación R= Fuerza del resorte del

compensador (21 válvula direc- cional) A= Area Alta Presión (H i): PA= R+ArP P= R/(A-A,)

4-Compensadores de Presión con control remoto.

El ajuste de la presión se logra a través de una válvula de alivio que puede colocarse a distancia (hasta 15 m.)

e: Excentricidad del anillo x: Posición intermedia del anillo

p

PIN

TORNILLO DF AJUSTE VÁLVUI A DI CORREDERA

ASPECTO CONSTRUCTIVO DE UN COMPENSADOR DE PRESION

Q

1.1

Fig. 7 Esquema de un regulador de presión marca BOSH

LOW HIGH

Cuando la presión supera el ajuste de la válvula de alivio (válvula piloto), se presenta una caída de presión a través del orificio, cali-brado que origina un desbalanceo en el carrete del compensador (Fig. 9).

Este compensador puede ser usado en un circuito de dos presiones (Hi-Low), agregando una válvula di reccional como se muestra en la figura 9.

Las ventajas que se logran con este tipo de dispositivos en relación a las bombas de caudal fijo son las siguientes:

a- Menores pérdidas de potencia. El caudal se ajusta a los requeri-mientos.

b- Reducción en el consumo de energía. También evita el uso de enfriadores.

c- Los reguladores de presión operados hidráulicamente pue-den ser controlados por una o más válvulas de alivio, o se puede lograr la regulación por pasos mediante el uso de una válvula de alivio con solenoide proporcional.

Mediante pequeñas modificaciones es posible obtener un control de frenado ó anclaje, en el cual el rango de ajuste se extiende más allá de la posición neutral, llegando la bomba a operar como un motor de presión controlada.

La principal aplicación de las bombas con control de anclaje se encuentra en los win-ches hidrostáticos. A través del control de presión es posible mantener una tensión constante tanto cuando hala como cuando se suelta una carga.

III- REGULADORES DE CAUDAL.

1- Reguladores de Presión y Caudal Combinados.

Estos dispositivos tienen las siguien-tes ventajas:

a- Ahorro de energía debido a que no hay pérdidas al ajustar la

COMPRESOR Hl-LOW

Fig. 8 Compensador Hi-Low

presión o el caudal a los reque-rimientos de la máquina.

b- Regulación de presión a control remoto. La presión se puede ajustar manualmente o con un sistema electrónico.

c- El control del caudal es indepen-diente de la carga, y de la velocidad del motor de accio-namiento.

A, ---

6

(7

—1

I I

I

Ap = 11) bar —I

RESORTE BLANDO VÁLVULA

PILOTO

Fig. 9 Compensador de presión con control remoto.

Fig. 11 Aspecto constructivo de un regulador de caudal BOSH.

Si se disminuye el área del orificio 3, se origina una mayor caída de presión y por consiguiente se desliza el carrete del compen-sador. El movimiento del carrete abre un puerto de control que drena el aceite del pistón 8; el pistón 9 mueve el anillo de la

actúa sobre el carrete de la válvula 4 en contra del resorte 5. La válvula 4 actúa de la misma forma que una válvula de control de flujo de presión compensada, mantenien-do una diferencia de presión constante (8-10 bar, dependiendo del ajuste del resorte 5).

El caudal se puede ajustar manual-mente ó con sistemas electrónicos digitales o análogos.

d- Respuesta rápida.

A. Control de Caudal (Fig.10)

La diferencia de presión a través de la válvula de control de flujo 3

111-LO

bomba hasta una posición de menor excentricidad (Fig. 10).

Este proceso continua hasta que el caudal de la bomba se reduce a un valor para el cual la caída de presión en 3 se restablece (10 bar).

ke manera similar, cualquier cambio en la velocidad del motor de accionamiento, ocasionará el

P

■

7

L

Fig. 10 Regulador de caudal.

1

SOLENOIDE PROPORCIONAL

8

o W: Velocidad angular del motor

accionamiento o

reajuste de la posición del anillo, garantizando un caudal constante.

Haciendo un análisis de fuerzas:

- P2 = A P

Donde,

AP= diferencia de presión

En el momento en que se inicia el movimiento del carrete:

P1.A2 = P2.A2 R

R= Resistencia del resorte

AR.A2 = R

O sea que la fuerza efectiva que se ejerce sobre el resorte es propor-cional a la caída de presión a través del orificio 3, lo cual garantiza que

1

) (

p

el carrete del compensador no se moverá siempre que la caída de presión sea constante, con lo cual se asegura un caudal constante e independiente de la carga.

B. Control de la Presión.

Si la presión de operación se incrementa hasta el valor de la válvula 6, se origina una caída de presión a través del orificio fijo 7

y como consecuencia se aumen-ta el DP efectivo en el carrete del com-pensador; el caudal se

reduce automáticamen-te hasta el valor requerido ó, si los actuadores están parados, el caudal se reduce a cero (se cubren únicamente las pérdidas por fugas).

Las bombas equipadas con reguladores de presión y caudal com-binados, permiten di-ferentes clases de control:

W

alivio) que puedan colocarse lejos de la bomba.

2- Puede haber dos o más válvulas piloto. Esto permite seleccionar entre diferentes valores la presión de compensación (Fig. 13).

3- La bomba se puede hacer centrar a presiones bajas (10 bar) mediante el venteo de la línea de

r

Fig. 12 Curvas de comportamiento de Regulador de presión y caudal combinados.

Fig. 13 Regulación con presión múltiple

1- El ajuste de la presión puede variarse cómoda-mente desde un panel de control o por medio de válvulas piloto (de

Fig. 14 Regulación de caudal análoga.

RFSORTF 1

1 'l* -.RESORTE 2

o,

9

REGULACIÓN PROGRAMADA

Fig. 15 Regulación de caudal de pasos

control. La potencia consumida es menor que la de una bomba de desplazamiento fijo que dirige su caudal a través de una válvula direccional con centro tándem.

4- Usando una válvula de alivio operada electrónicamente, por ejemplo, con un selenoide propor-cional, se puede variar escalona-damente la presión de apertura de acuerdo a una programación (Fig. 14).

5- Es posible variar el caudal desde un panel de control y siguiendo un programa (Fig. 15).

IV- REGULADORES DE SALIDA O DE POTENCIA CONSTANTE

La finalidad de los reguladores de salida es la de aprovechar al máximo la potencia instalada

VAUULA DE PRESIÓN

(potencia del motor de accionamiento).

Puesto que la potencia hidráulica está definida por el producto de la presión por el caudal, las curvas de potencia cons-tante son hipérbolas en un diagrama P vs. Q. En la práctica es casi imposible hacer trabajar una bomba siguiendo esta curva; sólo se consiguen aproximacio-

nes, las cuales, como se verá, pueden lograrse, según tres solu- ciones constructivas básicas.

Pm 3x

o. máz

Fig. 16 Regulador de potencia Tipo I

A- Regulador de Potencia Tipo 1.

La disposición más sencilla de este tipo de regulador utiliza un juego de resortes que actúan direc-tamente sobre el elemento que varía el caudal (horquilla del plato inclinable en las bombas de pis-tones axiales, o anillo en las bombas de paletas y de pistones). En la figura 16 se muestra un diagrama esquemático de su funcionamiento, así como la curva característica.

AU

TO

MA

TIZ

AC

IÓN

IN

DU

ST

RI A

L M

ET

ALM

EC

ÁN

ICA

o

P rítáx.

a rnáx.

CILINDRO

Fig. 17 Regulación de potencia con sistema de frenado

La válvula de frenado evita los golpes de presión que se causarían al aumentar rápi-damente el caudal como consecuencia de una caída brusca de presión (por ejem-plo al soltar una carga).

La curva de regulación se limita por las líneas de Pmáx. y Qmáx. La limitación de la presión se consigue al colo-car una válvula de alivio; la intervención de la válvula limitadora se fija, de todos modos, sobre un punto de la curva de potencia constante, de modo que la poten-cia disipada corresponda a la plena potencia instalada.

El ajuste del caudal máximo se consigue con topes mecánicos.

En ciclos en donde frecuente-mente el actuador se detiene bajo presión durante periódos más o menos largos, no es conveniente disipar toda la potencia a través de la válvula de alivio. En la figura 17 se muestra una solución según la cual el caudal se ajusta a la demanda, manteniendo la má-xima presión en el circuito.

Debido a la restricción a la salida

SUMA CONSTANTE DE POTENCIAS

Fig. 19 Regulación con suma constante de potencias.

2

Esquema constructivo de un control 'imitador de potencia Tipo 2

Fig. 20

P, - P, P,

4'

►o

P Total

P ,

P,

10

A

P [uf«.

4-

> o Regulación de potencia con limitación de

caudal máximo. Fig. 18

REGULACIÓN HIDRAÚLICA DEL CAUDAL MÁXIMO

LP

A + A

VÁLVULA REGULADORA DE POTENCIA Fig. 21 Esquema constructivo de un control (imitador de potencia.

POTENCIA MÁXIMA

= cte.

Q

p

Fig. 22 Comportamiento de un regulador de potencia Tipo 2

AL SISTEMA

AL PISTÓN 1

P,

de la válvula de alivio, se crea una presión en el cilíndro que tiende a centrar la bomba. El orificio ca-librado es pequeño y solo se requiere un caudal mínimo para generar una presión suficiente que acciona el cilíndro, disminu-yendo el caudal de la bomba hasta ese valor mínimo.

De este modo, el consumo de potencia es muy reducido cuando se trabaja en el punto de máxima presión y caudal neto cero.

Nota: En los diagramas hidráulicos, por lo general, se suprime la representación del resorte doble.

Una configuración especial per-mite regular hidráulicamente el caudal máximo, como se muestra en la figura 18.

Variando el ajuste de la válvula de alivio se puede conseguir toda una gama de caudales máximos; para ello es necesario accionar la válvula de solenoide 2/2.

Al desactivar el solenoide de la válvula 2/2, inmediatamente el caudal máximo en la curva P-Q, será el caudal máximo de la bomba.

Este sistema es muy utilizado en operaciones de puesta en marcha a baja velocidad.

B- Bomba Doble con Regulador de Suma de Potencia (Fig. 19)

Este regulador actúa sobre el elemento de variación de despla-zamiento acoplado mecánica-mente a dos bombas idénticas. Las dos señales de presión, a la salida de cada una de las bombas, gobiernan el desplazamiento; estas señales provienen de circuitos hidráulicamente independientes. Ambas señales de presión se suman en el regulador. De esta manera, cuando en un circuito la presión es nula, el otro aprovecha el 100 por ciento de la potencia. Si cada bomba tuviera un regulador independiente, la potencia de cada circuito no podría sobrepasar, en ningun momento el 50 por ciento de la potencia del motor de accionamiento.

Este tipo de reguladores se utiliza con frecuencia en las retroes

a IP* IP*

= P2 + D P

Haciendo sumatoria de fuerzas:

P, A, - (A, - A,) = R;

Fig. 23 Curvas de salida de reguladores de potencia.

cavadoras, en donde es necesario, en ciertos momentos, aprovechar toda la potencia de la máquina para accionar un sólo subcircuito o un solo actuador.

C- Control limitador de Potencia. Tipo 2 (Fig. 20)

Este regulador no es propiamente de potencia constante, pero es idealmente apropiado en donde se desea la máxima salida de la bomba a bajas presiones y un bajo caudal de altas presiones.

En la figura 20 se muestra este control, así como su represen-tación simbólica.

El carrete de la válvula de tres vías está conectado con tanque hacia el lado del resorte. El otro extremo del carrete es accionado por el pistón diferencial. Este pistón

recibe por un lado la presión de salida de la bomba, y por el otro, la presión del sistema. La diferencia entre estas dos presiones es ocasio-nada por el orificio calibrado.

A bajas presiones, el piston 1 de la bomba posiciona el plato de reac-ción en el punto de máxima descarga; esto es debido a que el fluido del piston 2 es drenado al tanque a través del regulador.

A medida que sube la presión, el pistón mueve el carrete de la válvula de control en contra del resorte, y se envía fluído a presión hacia el pistón 2 reduciéndose el ángulo del plato de reacción hasta que se alcanza el equilibrio. Dicho equilibrio se puede lograr en cualquier punto de la curva de funcionamiento.

En la figura 21 se muestra más

P1= Presión de salida de la bomba

P2= Presión del sistema

A1= Area del émbolo

A2= Area del vástago

AP= Caída de presión a través del

orificio

(P2 + AP) - P2 Al P, A2 = R AP + P2 A2 = R

La fuerza que se ejerce contra el resorte depende de la presión del sistema y de la caída de presión a través del orificio.

AP = KQ2 de donde KQ2 = K1 - K2P2 ; K, K1, K2 = CONSTANTES.

La función p= F(Q), representa una parábola (Fig.22)

En la práctica se consiguen, con este tipo de compensador, curvas como las que se muestran en la figura 23.

Este tipo de reguladores requiere topes mecánicos para limitar el caudal y válvulas de alivio adicio-

12

iP♦ IPh

detalladamente la forma cons-tructiva de la válvula de control.

De acuerdo a dicha figura, y en condiciones de equilibrio:

13

RESORTE 2

RESORTE 3

O

este tipo de regulación, la bomba entrega normalmente (presión baja) el máximo caudal; para limitar este caudal son necesarios los topes mecánicos. El límite de presión se ajusta con una válvula de alivio.

ANILLO ROTOR

RESORTE 1 RESORTES 1 +2 E- Regulador de Salida con corte

de Presión (Fig. 25).

o

RESORTES 1 + 2 + 3

Para evitar el consumo de energía y el calentamiento del aceite cuando se detienen los actuadores (el consumo del caudal es cero y la presión es la máxima), se coloca una válvula 2/2 operada hidráulicamente, que reduce el desplazamiento a

cero una vez se alcance la presión de taraje. El caudal de la bomba se ajusta a la demanda de la carga,

1111~111~~

REGULADOR DE SALIDA p

Fig. 24 Esquema constructivo, representación simbólica y curva de salida de un regulador de potencia Tipo 3

nales como sistema de seguridad. Más adelante se nota el efecto del tercer resorte (no precargado). En

D- Regulador de Salida. Tipo 3 (Fig. 24).

En este regulador, similar al tipo 1, el juego de resortes ya no actúa directamente sobre el anillo de variación del desplazamiento, sino que se encuentra alojado en la válvula de control como se muestra en la figura 24.

Regulador de salida (potencia) con corte de presión. Fig. 25

REGULADOR DE SALIDA \\4i

AMORTIGUADORES

R. F

La forma de operación de la válvula de control es similar a la del Servo-control visto al comienzo. La presión actúa sobre la cara final del émbolo y, si esta fuerza vence al resorte regula-dor (resortes 1,2, y 3), se mueve el seguidor y se acciona la válvula del servo-control. En la primera etapa de regulación la presión actúa en contra de los resortes 1 y 2.

ANILLO

ROTOR

LÍNEA DE PRESIÓN DE CORTE

VÁLVULA DE CONTROL 2/2

,A LI DA

PISTÓN PRINCIPAL

VÁLVULA DIRECCIONAL 2/2

, ORIFICIO / CALIBRADO

VÁLVULA / PILOTO

1_,

Fig. 26 Regulador de potencia con limitación de presión y caudal

Fig. 27 Curva de funcionamiento de un regulador de potencia

constante con limitación de presión y caudal.

de manera similar a como lo hace un regulador de presión. Tan pronto la carga no toma ningun caudal de la bomba, se mantiene la presión prefijada y la bomba solamente compensa cualquier fuga en el sistema.

Al adicionar una válvula piloto (de alivio) se puede ajustar el límite de presión de acuerdo al diagrama de la figura 26.

La apertura de la válvula de alivio origina una caída de presión a través del orificio calibrado; la diferencia de presiones actúa en

contra del resorte de la válvula 2/ 2 encargada de centrar el anillo de la bomba.

Al colocar un control de flujo a la salida de la bomba, es posible regular el caudal máximo. Suponiendo que la válvula piloto

permanece cerrada, se establece un equilibrio cuando la diferencia de presión (P1 -P2) es constante. Un aumento de dicha diferencia desbalancea la válvula 2/2 y disminuye el desplazamiento de la bomba hasta que se alcanza de nuevo el punto de equilibrio.

BIBLIOGRAFIA

1- Oleodinámica, H. Speich y A. Bucciarelli. 2- Catálogo Industrial. Parker Fluid Systems. 3- Catálogo Guía para diseñadores. DELAVAN. 4- Catálogos de Bombas de pistones Radiales. BOSH.

"' Al hablar de plato posicionador nos referimos a las bombas de cilindros axiales. Sin embargo, ello no significa que se pueda utilizar en su lugar el término anillo posicionador para hacer referencia a las bombas de paletas y de pistones radiales. En efecto, todos los controles aquí expuestos son apliC,ibles a cualquiera de las bombas de desplazamiento variable.

14 A

UT

OM

AT

IZA

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~El

Política Nacional

• • •

01 EINE DESARR011O

tecnológico

Centra Nacional Colombo Italiano - SENA

ingún país ha alcanza-do el desarrollo sin una inversión significativa en capital humano y co-

nocimiento. El manejo adecuado del conocimiento, el desarrollo tecnológico y el aumento de la productividad constituyen la base del crecimiento moderno y de la competitividad internacional '. En este nuevo contexto, la ciencia y la tecnología se han convertido en un factor de cambio y de crecimiento económico. Debidamente orien-tadas, se traducen en desarrollo y bienestar para los pueblos.

"Diversos factores han limitado el desarrollo científico y tecnológico en Colombia. Vale la pena mencionar el bajo nivel de inversión en ciencia y tecnología, el insuficiente número de investigadores y de recursos humanos calificados, la baja capa-cidad de innovación del sector productivo y la limitada INTERAC-CIÓN ENTRE la oferta y demanda de conocimeinto y tecnología" 2.

La política de innovación y desa-rrollo tecnológico forma parte de la política nacional de desarrollo de la ciencia y la tecnología, promulgada

por el consejo nacional de política económica y social CONPES en nov. de 1994, cuyo objetivo general es: "Integrar la ciencia y la tecnología a los diversos sectores de la vida na-cional, buscando incrementar la competitividad del sector productivo en el contexto de una política de internacionalización de la economía y mejorar el bienestar y la calidad de vida de la población colombiana". Esta basada en cinco estrategias:

1. Desarrollar y fortalecer la capacidad nacional en ciencia y tecnología.

2. Crear condiciones de competi-tividad en el sector productivo nacional.

3. Fortalecer la capacidad para mejorar los servicios sociales y generar conocimiento sobre la realidad social del país.

4. Generar y aplicar conocimien-to científico y tecnológico orientado a asegurar un desa-rrollo sostenible.

5. Integrar la ciencia y la tecnología a la sociedad y la cultura colom-biana.

Uno de los propósitos fundamen-tales del gobierno nacional es consolidar el proceso de interna-cionalización de la economía colombiana mediante un esfuerzo permanente en innovación y desa-rrollo tecnológico, tendiente al incremento de la competitividad de los sectores productivos existentes y al surgimiento de nuevas em-presas.

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"La competitividad de un sector depende fundamentalmente de la capacidad de las empresas y de otros sectores claves que lo cons-tituyen, para captar, adaptar, asimilar y crear tecnología y generar pro-cesos de cambio en la cultura organizacional de las empresas que les permita adaptarse a trans-formaciones y cambios en su entorno. La dinámica en el de-sarrollo de productos y procesos pa-ra el mercado o innovación tecnologica, se constituye en un elemento crucial de supervivencia empresarial y en el mecanismo de irradiación de los beneficios del desarrollo tecnológico a la sociedad colombiana" 3.

El objetivo general de las políticas de innovación y desarrollo tecnológico es el de "Crear y fortalecer el sistema nacional de innovación,

orientado a incrementar la competi-tividad del sector productivo y su capacidad de inserción exitosa en los mercados internacionales, con la finalidad de mejorar las condiciones de vida de la población colombiana".

Como objetivos específicos se formulan los siguientes:

1. Activar el sistema nacional de innovación, fomentando la interacción entre centros tecno-lógicos, empresas, universidades e instituciones de financiación, con el fin de facilitar procesos dinámicos de innovación.

2. Fortalecer la infraestructura de investigación, capacitación, y servicios tecnológicos, para mejorar la productividad y la calidad en el sector productivo.

Apoyar los procesos de modernización, reconversión

e innovación tecnológica en la empresa.

4. Generar una nueva cultura ,mpresarial en el país, funda-

mentada en la democratización en la dirección de las empresas y el respeto y valoración de los recursos humanos, el desarrollo de la creatividad y el cono-cimiento, la cooperación e integración institucional y la visión prospectiva del desarrollo a largo plazo.

5. Desarrollar capacidades de competitividad e innovación en las diversas regiones del país,

con el propósito de masificar las oportunidades de desarrollo tecnológico y propiciar un desarrollo social equilibrado.

6. Incrementar la inversión y la actividad privada en programas de investigación y desarrollo tecnológico, por medio de incentivos y mecanismos de tipo financiero" 4.

Para alcanzar estos objetivos se plantean cinco líneas de acción:

1. Apoyo a acciones cooperativas y asociativas.

2. Apoyo a iniciativas regionales.

3. Apoyo a empresas individuales.

4. Acceso a nuevas tecnologías y apoyo a la internacionalización tecnológica.

5. Desarrollo de una nueva cultura empresarial.

"Una de las mayores prioridades de la política nacional de innovación y desarrollo tecnológico es el fortale-cimiento de la infraestructura de investigación, capacitación y ser-vicios tecnológicos, mediante el apoyo a la creación y operación de centros, a fin de que suministren servicios a las empresas" S.

Las actuales condiciones eco-nómicas del sector productivo colombiano exigen servicios de investigación y desarrollo tecnoló-gico, caracterizados por la calidad

3.

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y rapidez de los re función del incremento de la pro-ductividad y competitividad. A su vez, la calidad y velocidad de la respuesta de la oferta tecnológica, requiere la disponibilidad de una infraestructura científica y tecnoló-gica consolidada con personal del más alto nivel y con mecanismos prácticos que aseguren la in-formación, el acceso a fuentes nacionales e internacionales de documentación y el intercambio de tecnologías.

Con la actual política de innovación y desarrollo tecnológico se hace explícito el reconocimiento de la importancia de fortalecer las ca-pacidades tecnológicas para la competitividad y la internacionali-zación de la economía, donde la responsabilidad del desarrollo tecnológico la comparte el Estado con el sector productivo y donde las iniciativas surgen de una clara participación y compromiso empre-sarial.

"En Colombia se expresó por pri-mera vez el interés por la innovación y el desarrollo tecnológico, en la segunda mitad de los cincuenta, cuando se creó el SENA y el Instituto de Investigaciones Tecnológicas, en respuesta al rápido crecimiento económico, consecuencia de la bonanza cafetera de 1954 y de todos los factores socio-económicos que reflejaban la necesidad de calificar mano de obra y de for-malizar la actividad científico tecnológica con apoyo al sector industrial" 6.

urante las últimas cuatro décadas en Colombia han predominado dos modelos operativos de centros de desarrollo tecnológico. El primero estuvo relacionado con la industria y el segundo con el sector agrope-cuario.

El Instituto de Investigaciones Tecnológicas IIT, creado hacia finales de la década de los cincuenta y cerrado en 1991, tuvo origen estatal, fue concebido para atender las demandas del conjunto de las empresas industriales, no fue especializado y funcionó con finan-ciamiento del Estado. Cuando entró en crisis, no fue posible su conver-sión en una entidad o corporación mixta y la única alternativa fue el cierre.

En el sector agropecuario, la evolución que tuvo el modelo de desarrollo tecnológico planteado a través del ICA primero y después, mediante la creación de COR-POICA, fue bastante diferente. El modelo de las corporaciones mixtas de derecho privado, en las que hay una clara participación del Estado, le dio una solución dife-rente a muchos de los problemas que estaba confrontando el ICA. Al igual que en el sector industrial, en el sector agropecuario se estaba funcionando con el modelo de la entidad estatal, con financia-miento público en su totalidad. Pero en el sector agro-pecuario se logró una evolución orgánica hacia un modelo mix-

to, basado en la asociación y concentración entre el sector público y el privado, con base en el derecho de asociación entre los dos sectores que establece la ley de Ciencia y Tecnología (Decretos 393 y 585 de 1992). Al facilitarse la trans-formación del componente de investigación del instituto público (El ICA), en una entidad basada em el nuevo enfoque de asociación y concentración entre el sector público y el sector privado (COR-POICA), se logra evitar la pérdida de una entidad de gran relevancia para el sector agropecuario.

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Cosa distinta sucedió con el IIT y la industria. En el momento de crisis del instituto el Estado discontinuó su apoyo a esa institución de inves-tigación y desarrollo tecnológico industrial, no reemplazándose el modelo anterior por ningún otro mecanismo. La función de hacer investigación y ofrecer servicios tecnológicos en el sector industrial básicamente se dejo en manos del sector empresarial.

Hoy la responsabilidad del desa-rrollo tecnológico la comparte el Estado con el sector productivo privado, buscándose que las iniciativas no se tomen desde el Estado, como antes, sino con base en una clara participación y compro-miso empresarial en los insitutos que se creen. El modelo de asociación entre el sector público y el sector privado continua su evolución, buscando desarrollar nuevas formas tanto en el sector industrial como en el sector agropecuario.

Otra diferencia con el enfoque anterior es la especialización de los centros que se propone crear. No son centros de aplicación general sino que por el contrario son

especializados, de acuerdo con las ramas y subsectores productivos. Es decir, la demanda de los usuarios juega un rol en la definición y orientación de los centros a estable-cerse"'.

POLÍTICA SENA DE DESARROLLO TECNOLÓGICO 8

"Para atender los requerimientos del sector empresarial que permita elevar su productividad y competi-tividad y participar en el desarrollo tecnológico del país, el SENA a corto y mediano plazo estableció como estrategias y proyectos los si-guientes:

1. Fortalecer las alianzas con el sistema científico y tecnológico, gremios, empresas, grupos de empresas y trabajadores, me-diante utilización de convenios especiales de cooperación, para mejorar procesos de gestión, productividad y competitividad de las empresas.

2. Buscar cooperación interna-cional con entes de desarrollo tecnológico, de productividad y competitividad internacional.

Para lograrlo el SENA se propone adelantar durante 1997 y hasta el año 2000, los siguientes proyectos:

1. Aseguramiento de la partici-pación del SENA en los acuerdos sectoriales de productividad.

2. Celebración de alianzas estraté-gicas para facilitar la innovación y el desarrollo tecnológico.

3. Articulación con los centros de desarrollo tecnológico y de productividad del sistema nacio-nal de ciencia y tecnología.

4. Desarrollo de la red de informa-ción para la gestión tecnológica.

5. Fortalecimiento del talento humano".

"1 Planteamientos hechos por el señor presidente Dr. Ernesto Samper. (2) Departamento Nacional de Planeación. Política Nacional de Ciencia y Tecnología. CONPES Documento 2739. Bogotá, Nov. 1994. (3) COLCIENCIAS. Min. Desarrollo, MM. Agricultura, IFI. Política Nacional de Innovación y Desarrollo Tecnológico. Bogotá, /un. 95. (4) Idem. (5) COL CIENCIAS. Centros Sectoriales de desarrollo Tecnológico. Bogotá, May. 1995. 161 BERNAL Campo E. Desatollo Tecnológico e Innovación Industrial. Colombia Ciencia y Tecnología. Vol.1 7 No.2, Abril Junio 1989. (71 COL CIENCIAS. Centros Sectoriales de Desarollo Tecnológico. Bogotá, Mayo, 1995. (8) SENA Dirección General. " E I SENA en el nuevo horizonte tecnológico del país 1996 a 2000". Escenarios, retos y acciones. Bogotá, sept.

9 de 1996.

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ALMACEN MATERIAS PRIMAS

stmuí L NBORADOS

I COMPONENTES COMPRADOS

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CONTROLES

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19

Esperando....

Por: Oscar Giulfré - Revista Tú Techiche Dell' Automazione RobotU'a

Traducido: José Jaime Parra Profesional - SENA Centro Colombo Italiano.

LAS CRISIS DEBEN IMPULSAR A LA EMPRESA A ANALIZAR LOS MEDIOS PRODUCTIVOS Y REVISAR DRÁSTICAMENTE LA PROPIA ORGANIZACIÓN PARA HACERLA EFICIENTE Y COMPETITIVA EN EL MOMENTO DE RESPONDER.

n una época en la cual

innovadores y por los fenómenos de masi- otro, respuestas de ficación son particular- producción rápidas,

mente vistosos, los bienes de económicas y flexi-consumo, sólo en parte, son bles, capaces de producidos en grandes series.

cubrir segmentos reducidos de merca-

Si consideramos otros bienes dos. instrumentales que, por naturaleza, deben ser producidos generalmente Si consideramos los en un número fijo de ejemplares, se otros factores que puede concluir que la producción

interactúan con la

manufacturera está caracterizada empresa y carac-por la importancia de producciones terizan el contexto de media y pequeña serie. ambiental (aumento

del costo del trabajo, De otra parte, la creciente concu- problemas conexos rrencia y la disminución de los ciclos de mano de obra, de vida de los productos, exigen de incertidumbre sobre la empresa presión continua, de un el costo de la materia lado, el desarrollo de productos prima, problemas

PRODUC lob I E RmINADOS

\10111\11)

FIG. 1 Esquema de bloque del proceso productivo en la Industria Mecánica.

micro y macro ecológicos), insertados uno tras otro en un período de recesión económica que para la empresa manufacturera puede ser considerado más estruc-tural que coyuntural, la posibilidad del organismo empresarial de sobrevivir depende fuertemente de la capacidad de evolucionar rápi-damente, innovando y renovando la propia configuración y estructura.

En tal sentido se orienta el conte-nido de este artículo, que no pretende aparecer como la solución al problema, pero puede ser un importante vehículo de información y sobre todo un estímulo a la reflexión. El objetivo está orientado primero a iniciar una acción de análisis y, sobre todo, a desarrollar acciones inmediatamente después.

EL PROCESO INDUSTRIAL

Cuando se habla de proceso industrial viene a la mente un término de uso general: La industria del proceso. No obstante la aparen-te tautología, se trata de conceptos bien distintos.

Los actuales procesos industriales se dividen en dos grandes categorías: Procesos continuos y procesos discretos o discontinuos. Los prime-ros se caracterizan por un flujo ininterrumpido de materiales del almacén de materia prima, al almacén de productos terminados, a través de una serie de operaciones, sobre todo en serie, que se ejecutan de manera automática sin inter-vención manual de los operarios, los

cuales se limitan a accionar los controles. Los procesos industriales discontinuos son diferenciados por procedimientos para ser ejecutados en un cierto número de operaciones en paralelo, destinados a la producción de semi-elaborados o de componentes del producto final. Tales operaciones implican por lo demás, tiempos diversos de movimiento y por tanto almacenajes intermedios.

Sucesivamente, los componentes deben ser desplazados a puntos fijos y en cantidades exactas a las estaciones o líneas de ensamblaje del producto final. Ejemplos típicos de procesos discretos los vemos en la industria manufacturera y, en particular, en la me-cánica.

EL PROCESO PRODUCTIVO

EN LA INDUSTRIA MECÁNICA

El proceso productivo en la industria mecánica, en su acción más general y basado en considera-ciones normales, puede ser defi-nido como un proceso discreto, susceptible de sustanciales acciones de me-joramiento.

Queriendo sinte- tizar, se propone un esquema de

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21

bloques (fig. erva que los materiales de partida vienen tra-bajados en talleres mecánicos, en los cuales mediante máquinas herramie-ntas, llegan transformados en forma regular de geometría requerida, para cada uno de los componentes del producto final. Por medio de las "operaciones", los materiales llegan mejor terminados con el fin de asumir las características físico químicas requeridas para el empleo al cual son destinados. Los compo-nentes finales son sucesivamente enviados a las estaciones o líneas de ensamblaje, de las cuales sale el producto terminado. Al interior del irlo debe ser sometido a controles e calidad durante las operacione

mientras el producto final *be ser, sometido a prueba.

Un proceso de este género presen-ta, evidentemente, una multiplicidad e puntos críticos que, sumados a s respectivas acciones negativas,

os redondeada rígidamente "clis- cretas" y, co

I, costosos y difíci I de gestión. mos lOs más importantes puntos críticos:

1. Cuando el producto final con-tiene un fuerte .número de

componentes, los problemas de gestión para el avance de la producción son muy dificiles de controlar. Por eso se asigna una cantidad de tiempos muertos que reducen la utilización de los medios de producción a niveles muy bajos (hasta de un 5%). Además los controles confiados a la habilidad del hombre, pueden producir inconvenientes por falta de cuidado o dificultad de diagnóstico.

Se trata de un complejo y considerable desperdicio de tiempo, de trabajo (si pensamos sólo en el alistamiento de almacenes de componentes a las estaciones de montaje), de dinero para mejorar áreas im-productivas ocupadas y, en definitiva, para inmovilizaciones de capital.

2. La permanencia de operarios en el taller requiere de una parti- cular adecuación de condiciones

Ambientales aceptables. Recor- demos primero que todo, que el trabajo es más por turnos y siempre menos agradable, y que el ausentismo, no siempre fácilmente controlable como causa y como cantidad, impone un sobrante de personal susti-.tutivo.

Otra causa es que la escolaridad de la población crece, se ma-nifiesta lálgicamente en un continuo 'ejoramiento de la sensibilida contra ciertas carac-terísticas d ' trabajo, en especial

cuando se requiere la repeti-tividad de operaciones y la reorientación, de otro lado está la nota enajenante de los mon-tajes. Por lo demás, el mismo fenómeno de enajenación rinde credibilidad de los controles y su aceptación.

En general, estos p son igualmente todos los tipos de p reducción mecá-nica. Algunos son en el caso de las p pedido o de peq cada caso, para c

a críticos debe recua c Irregir los puntos

irse a una acción de optimización sector industrial, d lbe proporcionar c

itos débiles. las ventajas de pur

LA REALIZACIÓN DE UN PROCESO CONTINO EN LA

INDUSTRIA MECÁNICA

untos críticos no importantes en

más influyentes roducciones por Jeñas series. En

que, para cada

El objetivo de transformar un proceso discontinuo, típico de la industria mecánica, en uno con-tinuo, independiente de la variedad del producto y de la cantidad fabricada, puede hoy conseguirse gracias a dos conceptos funda-mentales, la técnica y la tecnología pueden dar un eficaz soporte en el plano de la actuación práctica. Estos conceptos básicos sobre los cuales se fundamenta el "nuevo modo de producir", son esencialmente los siguientes: En primer lugar, el control total del proceso, visto como sistema complejo, formado por medios de producción, materiales, energía y hombres, ligados entre ellos en mutua dependencia. Estas

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Para corregir los puntos críticos se necesita

recurrir a una acción de

optimización

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MAQUINAS A CONTROL NUMERICO INCLUYENDO

CENTROS DE MECANIZADO O CONVENCIONALES

CAMPO POSIBLE DE EMPLE() DE SISTEMAS VERSATILES

DE PRODUCCION

Variedad

TRANSFERENCIA LINEAS RIGIDAS

relaciones pueden estar también estrechamente articuladas y sujetas a vínculos técnicos, tecnológicos, organizativos y económicos. Se deben tener en cuenta todos los inconvenientes, previniéndolos, diagnosticarlos inmediatamente, con el fin de tomar las decisiones necesarias para minimizar los efectos y eliminar las causas.

En otros términos, optimizamos el proceso respecto a las variables que más interesan al caso específico.

Además, el concepto de flexibilidad y versatilidad, consiste en la capa-cidad de un sistema productivo, de hacer productos o sus componentes diversificándolos entre ciertos límites, para material, geometría, características funcio-nales. Las operaciones necesarias para que el sistema rinda y sea capaz de producir un producto diverso del precedente, tienen que ser automáticas, sencillas y en tiempos cortos. En ámbitos de esta definición general nacen múltiples interpre-taciones del concepto de versatili-dad, ligado al tipo de productos y partes de volumen de producción (fig. 2).

En la industria mecánica existen procesos continuos y comple-tamente controlables. Es la línea rígida de producción monopro-ducto, considerada "1 ínea de paso", destinada a la producción de grandes series. Por el contrario, existen procesos de máxima discon-tinuidad, representados en talleres convencionales donde los obreros

están capacitados a desarrollar cualquier operación, asegurando la máxima versatilidad. Estos dos extremos dan infinitas variantes a las cuales se puede encontrar la solu-ción óptima por cada problema individual.

LA LÍNEA DE ALIMENTACIÓN RIGIDA EN LA INDUSTRIA

MECÁNICA

Sabemos que se trata de sistemas productivos adaptados a la elabora-ción de un producto en particular (constante en forma, material y tolerancias de trabajo), conceptos como línea continua, que, alimen-tada con semielaborados, producen la pieza específica en cada sección sin intervención manual de los operarios. Esta característica de

N

7

continuidad no se encuentra en procesos que requieren permanen-cia en ambientes particulares (hornos o equipos de tratamientos), en los cuales los procesos se ejecutan de manera contemporánea para un cierto número de ejem-plares, asignándoles tiempos largos, no comparables con los tiempos de las operaciones principales.

Están estas líneas adaptadas a comprender las operaciones mecá-nicas, por lo demás, transporte de viruta, seguidos con medios predis-eñados para ejecutar el mayor número de operaciones y homo-genizarlas, para sucesivas estaciones de trabajo, tiempos de permanencia, de medida y control. Se trata de máquinas complejas, de nuevos proyectos, extremadamente cos-

FIG. 2 Campo de empleo de un sistema de producción

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SUPERVISOR

DisisiBucioN ----

•

DESARROLLO PRODUCCION

PLANES

GESTION PLANIFICACION

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PROCESO DF PRoDI tCCION

•

HOJAS Y DE PROCESO ELEMENTOS

MOVIMIENTO MATERIALES

SISTiMA EJECUTIVO

•

EJECUCION DE LOS PLANES

Gyvl

DNC

CNC

FICHERO

F t ABORACION

PRODUCCION

ENSAMBLE CABEZALES

FIG.3 Funciones presentes en una estructura de producción integrada a Ira\ de computadora.

tosos. La adición de una línea de alimentación rígida presupone el conocimiento de la vida del producto y de la productividad requerida por unidad de tiempo. Es conveniente utilizarla el mayor número de horas anuales y debe ser con una seguridad comprobada, puesto que cada error se comporta como pérdida de producción muy costosa. El estudio y la aplicación de oportunas intervenciones de mante-nimiento preventivo, debe reducir los gastos a valores despreciables. Esta tecnología representa un componente determinante de sistemas productivos en la industria mecánica. Su aplicación necesita de elevados aditamentos y se hace sólo para elevadísimos volúmenes de producción.

DNC (CONTROL NUMÉRICO DIRECTO)

En las empresas metalmecánicas del mundo occidental, el 75% de piezas mecánicas son elaboradas en lotes

repetitivos, muchas veces inferiores a 50 unidades, y este porcentaje está aumentando. En tal contexto el primer objetivo está en aumentar al máximo el nivel de automatización local de las máquinas herramientas, para incrementar la utilización de su potencialidad. Los actuales centros de trabajo (Machining Centers), deben hacer operaciones en cinco caras de una pieza en un solo montaje y los controles numéricos con calculador o computarizado (CNC), ejecutando cualquier operación compleja, aún, gestiona el cargue y descargue de las mesas portapiezas, selec-ciona y monta las herramientas necesarias para el trabajo, efectúa y verifica dimensiones sobre piezas en la elaboración, varía la estrategia de operaciones cuando surgen situaciones anómalas (por ejemplo, un excesivo esfuerzo de corte en la herramienta), eliminando todas las intervenciones manuales del trabajador.

Se ha conseguido elevar el tiempo de operaciones reales del 30 al 60% respecto de la máquina herramienta de la generación anterior. Sin embargo, el número de máquinas herramientas instaladas aumenta los problemas organizativos y, aunque la automatización local aumenta, no mejora el rendimiento productivo total.

Para mejorar esta situación es necesario recurrir a la misma solución individual para los proble-mas de la máquina herramienta en particular, respecto al interior del grupo de máquinas: Un calculador de nivel jerárquico superior conec-tado en línea, el cual comanda las máquinas herramientas como coordinador de la automatización local.

Los sistemas llamados DNC (control numérico directo), permiten la eliminación de cintas perforadas y la gestión de más fases sucesivas de trabajo, realizando un empalme

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La Lean Production es

un hecho cultural y

organizativo

11

náutica,, y acroespacia pro amas a control n

grandes y las s son muy cost

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"P"`• MS UFACTURA WX113LF)

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ateriales) de la c producción programada.

24

F , lo que mbientes

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-7( L.J

electrónico y de informaciones entre diferentes máquinas. El calculador (computador) central recopila en su base los datos, los programas para producir todas las piezas del taller y los transfiere después a cualquier máquina de la red que lo solicite. Además, recoje informaciones sobre las condi-ciones de cada una de las máquinas y sobre la cantidad de productos ejecutados, aunque el transporte y la manipulación de los materiales entre las máquinas es aún ejecutada de modo tradicional. Las empresas más sensibles (aquellas en que es más fácil cuantificar el retorno de la inversión), al introducir un-sistema DNC son típicamente,455 acro-

resolviendo los problemas de movimiento de piézas y de he-rramientas: Se necesita que el calculador (computador) contenga no sólo las máquinas herramtc4as

sino todo lo que es usado para la producción mecánica. Viene introdu-ciéndose el concepto de FMS (sistema de manufactura flexible), compuesto de máquinas operadas automáticamente con tecnología convencional o al menos por un CN (control numérico), instalaciones adecuadas, máquinas de medición, de predisposiciones automáticas de servicio, de enlaces para transferir movimientos y almacenaje, todo esto controlado por un computador central oportunamente programado.

El empleo de los FMS permite flexibilidad productiva, gestión en tiempo real y elevado nivel de automatización general, así que una celda en línea es en resumen aceptar el ingreso de la materia prima y sacar productos listos para ser ensam-blados. Los computadores de alta precisión y velocidad, pueden ser usados no sólo con fines de coordina-ción de medios productivos, sino en las tases de alistamiento, control avaro de la producción relacio- ná obteniendo de inmediato el

de los objetos producidos. _.0-111W

El nivel alistamiento necesario para estos sistemas es alto vale la pena ayudarse- deetin justifie in

Se puede agregar, que la introduc-ción de un FMS no es portador de los beneficios esperados pero a veces representa una isla de elevada automatización en un contexto no terminado predispuesto a la eficacia de su utilización. Al término de la primera mitad de los años 80 se evidenciaron las diferencias con un concepto menos puntual y más integrado de automatización, el CIM.

CIM (MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADOR)

La fábrica automatizada viene de la integración de un único proceso desde la fase del diseño de la producción y ensamble, hasta la gestión de productos terminados, usando todas las nuevas tecnologías empresariales (CAD=diseño asistido por computador, CAM=manu-factura asistida por computador, máquinas a control numérico, robot, máquinas de medida) para aumentar la productividad y la calidad y reducir los costos (fig. 3).

El objetivo es obtener una mejor integración de procesos prod-uctivos incluidos en células de producción a niveles elementales y en sistemas flexibles producción con las funciones de planificación, diseño y control, hasta la automa-tización productiva de toda la empresa.

El mercado para los sistemas integrados de producción estará constituido en los próximos años,

por la creación de nuevos equipos, donde la máquina y el computador serán adquiridos contemporá-neamente sobre todo en la trans-formación y empleo de los sistemas ya existentes. Si se poseen las máquinas herramientas a control numérico, los robots, la máquina de medida y un computador, ya tiene parte de los elementos fundamentales para reali-zar un sistema integrado de producción.

Así, puede iniciarse para llevarlo a la realidad desde lo alto a lo bajo, comenzando por la automatización del diseño, o se puede (en la mayoría de los casos) partiendo de lo bajo hacia lo alto, comenzando por automatizar las máquinas del taller.

El acrónimo CIM, es uno de los términos mayormente recurrentes en la definición de automatización de los años 80. La reciente crisis de la industria manufacturera la ha hecho ceder o caer en desgracia, identificándolo como término difícil, costoso, muy general y ambicioso de realizar.

No obstante el nombre con que se identifica el concepto que repre-senta, es fuertemente actual y es al interior de este concepto de automatización integrada de la fábrica que se encuentra en trámite de argumentos objeto de segui-miento de la gestión, argumentos que para empezar filosóficamente caracterizan no sólo la definición

como interveciones puntuales, pero más bien

vuelven a obtener un

nuevo modo de organizar los componentes empresariales, un nuevo modo de producir.

TENDENCIA DE LA PRODUCCIÓN

Sintetizando cuando se expone, se puede decir que no existe un solo modo de producir automatización e innovación porque cada evento es diferente; en tal sentido debe enmarcarse en un contexto tecno-lógico, productivo y económico no clasificable en una sola tipología. Para cada caso, va el análisis singular y se puede afirmar que la tendencia de la empresa, es el mercado quien la hace madurar (consultores, integradores, ejecutores en general), la orientarán hacia soluciones desde el punto de vista organizativo y tecnológico. La tendencia en los 90, es que se identifica con el nombre

"Lean Production" (ten-dencia de la producción).

Más que una intervención de automatización del proceso productivo va bajo el nombre de "Lean Production" y contiene:

♦ Cultura ♦ Organización ♦ Logística-informática ♦ Implementación tipológica ♦ "Layout" (replanteamiento)

Antes de centralizarnos más de-talladamente sobre el tema de competencia y por ende sobre la componente productiva y sujeta a este tipo de intervención, es indis-pensable decir que los aspectos cultural y organizativo son funda-mentales en la posibilidad de comenzar. Esto debe ser una profunda convicción de las empre-sas verticales y una consecuente política formada de la estructura, para obtener buenos resultados en cuanto a la intervención de un fuerte impacto sobre la organización y sobre la motivación de cualidades, factores preponderantes del suceso.

26

Primero deberíamos describir los aspectos cualificantes. Consiste en definir, partiendo de los productos de la empresa y de la competencia tecnológica y productiva de la

a. La unidad empresarial lecimientos, repartos, etc.),

que pu den constituir la unidad de egoc o centros de excelencia. ales idades deben poseer su

propia identidad productiva, nscrita en la actividad la empresa, y como tales

en a( er su propia autonomía motivada por objetivos

Els en términos produc- ivos y económicos. En otras

palabras, se crea la empresa satélite ánimo de producir es del producto final de satélite madre, pero con

autonomía tal que le permita al posicionamiento sobre o con tal de mantener

iciones tecnológicas y de *vidad. Al interior de tales cientos la producción va

izada con el mismo : La tipología "Layout"

edmiento) del área pro-uctiva Hne reestructurada en

leal- la isla de trabajo tonomía, dadas las debidas

nrcion(, es asimilada por stablecimiento. Cada isla ner objetivos productivos

aros y (III tánomos y concurrir de competitiva a la creación

dueto terminado. Debe ser do sumo para producir un

(mente significativo del pro-final y por tanto debe estar da y provista de soportes y tos adecuados (fig. 4).

El sistema informativo empresarial debe estar en sintonía con el nuevo ambiente organizativo descrito, debe por tanto, estar en posibilidad de diseñar, planificar y controlar la actividad productiva, teniendo en cuenta el nivel de autonomía es-tablecido en la isla de producción. El fenómeno conocido como primer término de redimensionamiento (Down-Sizing) se describe en tal contexto. Los grandes computado-res gestionales "Main Frame" (proce-sador central), están rápidamente "dimensionando" siguiendo la descentralización de las funciones planteando el nivel de autonomía delegado a los establecimientos.

Venimos así construyendo redes de computadores, coordinados por una central que constituye planos de trabajo a medio terminar y los termina en pequeños compu-tadores departamentales, que en términos de afinidad, autonomía y rapidez dan respuesta, mejorando sensiblemente la prestación del proceso informático de gestión y control de la producción.

Desde los computadores departa-mentales salen unas redes locales a los establecimientos (LAN-Local Area Network) para proporcionar a la isla productiva su funcionalidad con esquemas de pocas instruccio-nes para verificar la carga produc-tiva, reducir datos y controlar el avance de la producción, distribuir datos tecnológicos a máquinas y operarios necesarios para la auto-matización y la eficiencia de la misma isla.

La producción así, es un concepto que viene basado no sólo en el proceso de producción de partes y de implementos sino que tiene la estructura de soporte al proceso, informático, organizativo y humano.

DISEÑO COMPETITIVO

Mejorar el proceso de desarrollo de los nuevos productos es hoy indis-pensable para cada empresa que quiera mantener una posición de liderazgo.

El futuro depende de la empresa al concentrar todo lo relacionado que de su actividad resulte, como el equipamiento integrado de produc-tos, primero que el control final de los mismos. Todo lo que se deriva de las consideraciones de un eficiente y eficaz trabajo de pro-yecto e industrialización, parte con muchas ventajas para la empresa: El producto final es fácil de construir, es competitivo desde el punto de vista de costos y aceptado en el mercado. Justificando algunas frases de la literatura especializada de amplio uso: La influencia de selec-

El tiempo real de una

empresa depende de la habilidad para

gestionar la información

11

1)I-_ I ILRRAMIENTAS

Red Ethernet TCP/IP L,

BANCO DE DATOS

TERMINALES DE DATOS

17-1 mira

FIG.4 Arquitectura para un flujo de producción

cionar un proyecto es el costo final del producto, valorado alrededor de 70%; la calidad de un producto se define en la fase del diseño (quality cannot be inspected out of a product, it musst be built in); hacer bien las cosas desde la primera vez (do the job right the first time). El tiempo real necesario para entrar al mercado es siempre un factor crítico para adquirir cuotas significativas. La empresa con ciclos largos del proceso de sus productos es en particular vulnerable; tales ciclos son extremadamente difíciles de conse-guir respuestas del mercado.

La fabricación de un producto es un proceso transversal o un proceso que no se resuelve en el ámbito de una única función empresarial, pero converge en pleno en las siguientes funciones empresariales:

♦ Mercadeo y ventas

♦ Investigación y desarrollo ♦ Planificación y desarrollo

de producto ♦ Diseño ♦ Compras o adquisiciones ♦ Tecnología de producción ♦ Producción y logística ♦ Asistencia al cliente ♦ Calidad

A las cuales debe agregarse los componentes estratégicos.

Los objetivos ambiciosos definidos al inicio (productos de éxito, a costo reducidos y en tiempos breves), requieren un análisis minucioso del proceso y sobre todo una eficaz coordinación entre las funciones empresariales.

Una igualdad de producto se puede obtener de la competitividad de una empresa en términos de "Lead time" (tiempos necesarios de producción),

depende en gran parte de su habilidad en la gestión de la información contra las funciones importantes priorizando la rapidez de comunicación y las condiciones de la información.

El diseño integrado del producto y del proceso representa una estra-tegia para superar las barreras interfuncionales hoy presentes y que no son otras que el esfuerzo im-puesto debido a las dimensiones de la empresa, debido a la necesidad de especialización y los límites de capacidad laboral dada por las personas. Tal concepto involucra el nombre de "concurrent enginnee-ring" prevé el proyecto del producto y de relativo proceso de fabricación naciendo y evolucionando al mismo tiempo, teniendo presentes fin e inicio de todos los vínculos (produc-tividad, costo, tiempos, calidad, etc.), y en general, los elementos que

28 A

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intervienen en el ciclo de vida del producto.

Estos pasos globales (involucran si-multáneamente todas las funciones) y aún todas las otras que interesen por simples que sean desde el punto de vista organizativo, datos cultu-rales de la mayor parte de la empresa, el modo de operar basado sobre la exacta definición de todas las fases del proceso de desarrollo/ industrialización y sobre la lógica regida por la sucesión, como si se tratase de una carrera donde cada velocista corre su tramo, pasa el testimonio y sale de la carrera.

Hoy en día, la analogía más adap-tada para representar este nuevo modo de hacer las cosas es aquella del equipo de "rugby" (fútbol ameri-cano), donde un grupo de jugadores se mueve compacto en todo el campo pasándose el balón adelante y en línea recta, acercándose a la meta lo más rápido posible.

Para favorecer tal transformación aún la cultura debe hacerse por escalas, la empresa debe cambiar la evaluación interna de roles y de comportamiento y de relaciones. Para facilitar la formación del grupo muchas empresas han iniciado con la reorganización de tipo logístico (ubicación), en el caso de que cuando se presente una deficiencia física en la persona y no se pueda rendir, sea más fácil con las comu-nicaciones. Un ejemplo en est( sentido es el reciente Centro de Investigación y Desarrollo que la BMW ha puesto en operación en

Mónaco, en Alemania, reúne todas las funciones que conllevan al desarrollo e industrialización del producto, las variables ambientales se han estado estudiando positiva-mente para facilitar la interpretación de las múltiples actividades favo-reciendo las comunicaciones, ya sea de tipo verbal o de trámite por sistemas informativos.

Los sistemas informativos se funda-mentan en instrumentos que soportan este nuevo modo de diseñar. Hay diferentes maneras de difusión en el campo del diseño concurrente (concurrent enginnee-ring). Instrumentos informativos

basados sobre el conoci-

miento del

producto y del proceso de diseño (Knowledge Based Enginneering KBE). Estos instrumentos son capa-ces de asimilar la información relativa a los objetivos que conllevan a la realización del producto final, gestionando las características relativas y formando de modo concurrente los entes empresariales e integrándolos, ya sea con infor-mación técnica y proyectando los costos y la disponibilidad. Los instrumentos existentes de diseño, proyección y costos al integrarlos y dialogando con los sistemas basados sobre el conocimiento (KBE), constituyen un verdadero sistema informativo y gestionador del diseño.

CORCLUSIODES

Resulta evidente de los ejemplos formulados y de las considera-ciones descritas que no existe una fórmula clave y única para mejorar la eficiencia de una empresa en términos de tiempos, costos, calidad del producto y

medios de disposición al mercado.

La presencia de automatización en el sistema "fábrica" depende fuer-temente del contexto cultural,

organizativo, produc-tivo y del mercado en

No existe una receta única

para mejorar la eficiencia

de una empresa

11

el cual está incluida la empresa aunque de la estrategia evolutiv, que caracterizan los objetivos . mediano y largo plazo.

Lo que si se debe investigar par. hacer en estas circunstancias e cómo abastecer los puntos di trabajo, en los cuales la empres, puede sacar conclusiones si esper. utilidades, para mejorar la calidad dE propio producto. La claridad de objetivo final es un prerequisit( fundamental para sostener cad. puesto de trabajo. Instrumento oportunos y metodología de análisi son una forma de evidencia si lo esfuerzos económicos para sostene el hipotético período de retorno di inversión son apropiados.

Una sana política de pequeños pa-sos puede ser más fácilmente sacada de la realidad organizativa y cultural de una empresa cuando para todos estos pequeños paso concurren y se dirigen en una únic. dirección: Un objetivo final claro.

1 B L 1 0 G R A F Í o 1. F. JOVANE, "Verso la Fabrica Flessibile'; Tecnologie d'avanguardia Finmeccanica. N.12 - La

fabbrica che cambia; Anno sesto N.3-4<trimestre 1984. 2. E.J. HAY; "Qualitá e tempestivitá nella produzione e negli approvvigionamentil; "Just in Time" -

Gruppo Editoriale Jackson - Febbraio 1988. 3. J.P. Womack, D.T. DONES, D. ROOS; machina che ha cambiato il mondo'; Rizzoli - Marzo

1991. 4. BAIN, CUNEO E ASSOCIATI; "Riprogettare /impresa'; II Sole 24 Ore; Societá Editoriale Media

Economici - 1984.

29

Teoría y Aplicaciones • • • •

del

ace 150 años, era posi- ble enviar un mensaje telegráfico, su sistema

era digital, ¿cómo funcionaba? como un interruptor de pared, abre y cierra, como prender o apagar una lámpara, por medio de pulsos eléctricos.

Samuel Morse inventó un código que se hizo popular entre los

telegrafistas. El código Morse es una forma simple de representar letras y palabras mediante una serie de pulsos y pausas el código usa un pulso corto seguido de uno largo para representar la letra A. Los usuarios no tenían que enfrentarse con el manejo, eran telegrafistas. Se extendió por todo el mundo; el telégrafo opera como un interruptor, éste parecía cosa de magia.

El invento del teléfono causó gran entusiasmo, en lugar de pasar un mensaje para ser enviado por un telegrafista, ahora, gracias al teléfo-no, en un extremo de la línea telefónica se podía hablar directa-mente a otra parte.

El teléfono se volvió digital, a pesar de que la comunicación por medio de la voz aparece analógica. Muchos sistemas modernos de telefonía utilizan la codificación digital para transmitirla, en un extremo, el sistema convierte una señal analógica de voz en una serie de números, de la misma forma que en un disco compacto. Las compu-tadoras transfieren los números a través de la red telefónica, en la que hay convertidores que hacen que la señal sea nuevamente analógica cuando llega a su destino.

IfIIERfIET hrg. Isabel Hamón

Centro Nacional Colombo halinao - SENA

1. , ipoto( 1A MODO DE 1 RANSMISIÓN

PRO' 00010 I ÍPICO

TÍPICOS D[ NODOS

VENTAJAS

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PUNIO A PUNTO CON El EMENTO CENTRAL

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MUY CONOCIDA. GRAN BASE DF USUARIOS EN MAQUINAS GRANDES

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PAQUETES QUE GIRAN ALREDEDOR DEL ANILLO

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DECENAS A UN CENTENAR

CONE ROI DISTRIBUIDO SIN CONTENCIÓN

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RUTEO DE MENSAJES VIA CONTRO- LADOR DEL LAZO

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MUY CONOCIDA. GRAN BASE DE USUARIO, PRO-MOCIONADA POR UN PROVEEDOR

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INTERCOMU-NICACIÓN A TRAVES DEL CANAL SERIAL DIGITAL.

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DECENAS A CENTENAS POR SEG. - MENTO

CONTROL DISTRIBUIDO. APLICABLE A LA MAYO- RIA DE LAS OFICINAS

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1.

Cuadro comparativo de topologías de LANS

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El uso de la tecnología digital para transmitir la voz ha significado una gran ventaja para las compañías de teléfonos, AT&T sustituyó el esque-ma del manejo manual por un mecanismo de marcado automá-tico. Para hacer una llamada un suscriptor sólo necesita marcar un número. Cuando el suscriptor lo marca, el teléfono digital envía pulsos que el sistema de llamada utiliza para conectarla al destino especificado.

Internet trabaja con información, digital, dado que las computadoras almacenan información en forma digital. La comunicación digital trabaja bien en las redes de computadoras. Cuando se mueve información de una computadora a otra, un mecanismo digital ahorra tiempo y esfuerzo.

BREVE HISTORIA DE INTERNET

A finales de la década de los sesenta, las redes computacionales comen-zaron a desarrollarse. Las redes de computadoras se conectan unas con otras, de manera que pueden intercambiar información.

Empecemos por definir qué es una red, sistema de (computadores) ordenadores alejados geográ-ficamente unos de otros, pero conectados entre sí permanen-temente por medio de la teleco-municación; un sistema como el de Red local (LAN), está formado por dispositivos de procesamiento de la información interconectados por un medio común de comunicaciones.

El control de los mismos puede estar centralizado, básicamente existen tres clases de soluciones en redes locales, redes de propiedad de un proveedor, redes estándares y redes de aplicación universal. Igualmente, las redes locales se apoyan en cu-atro topologías principales, en su configuración: estrella, anillo, lazo, canal de banda angosta y canal canal de banda ancha (Véase fig. 1)

Red Wan (red de área extensa utilizan en satélite y transmisión por radio), la mayoría de las redes de área extensa se unen utilizando líneas telefónicas dedicadas, estas organizaciones disponen de perso-nal técnico para cuidar del buen funcionamiento de la red, casi siempre son administradas por instituciones del Estado o públicas. (Véase fig.2)

A finales de 1.960, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos se interesó en emplear redes computacionales. Debido a que las redes computacionales eran nuevas, poco se sabía acerca de cómo construir una red y cómo se podría utilizar había un problema, las computadoras no estaban conec-tadas, cada red formaba una isla. . A través de la Advanced Research Projects Agency "ARPA", Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados, el ejército apoyó la investigación sobre redes utilizando una gran variedad de tecnologías, a finales de 1.970, ARPA tenía en operación varias redes computa-cionales y había comenzado a transferir tecnología al ejército, los proyectos ARPA que se carac-terizaron por investigar la conexión de computadoras locales; incluye-

Comunicaciones y redes WAN

LAN 1

LAN

sN RED / PUBLICA

DE DATOS

(-1 LAN LAN

4

3

RED PUBLICA

DE DATOS

31

Módem es un dispositivo para la comunicación a través de una conexión telefónica ordinaria o para la comunicación a larga distancia por cable. Soporta la comunicación en ambos sentidos porque contiene un modulador para el envío de señales y un demodulador para su recepción.

Dos de los softwares de Internet son particularmente importantes e innovadores, el software de pro-tocolo IP, proporciona comu-nicación básica, el software de protocolo de transmisión TCP, los investigadores se refieren como a uno solo SOFTWARE TCP/IP.

ron una red de área más amplia llamada ARPANET, así como tam-bién redes que utilizaron satélites y transmisión por radio para su comunicación (Redes WAN).

Los investigadores de ARPA bus-caron la forma de interconectar todas las máquinas de una empresa grande, comenzó con ideas, se ofreció recompensas a los investiga-dores, tanto industriales como académicos, los investigadores discutieron sus hallazgos y genera-ron nuevas ideas de reuniones frecuentes hasta que lograron conectar las computadoras locales "LAN".

ARPA, en lugar de permitir a los investigadores que se enfrascaran en discusiones teóricas, los alentó para que aplicaran sus ideas a las

computa-doras reales.

NACE INTERNET

Fue idea en la investigación de ARPA darle un enfoque sobre la interconexión en las LAN y las WAN que llegó a conocerse como interre-des (Internetwork), el término se abrevió como INTERNET, y se aplica a los proyectos de redes y a las redes prototipo que se desarrollaron.

Los investigadores descubrieron una técnica conocida como modulación, la cual permite una buena transmisión de la voz (módems). Un módem comprende tanto al modulador que se emplea para enviar información, como el demodulador que se utiliza para recibir la información.

¿Qué es Internet? Es la superauto-pista de redes de computadores

a nivel mundial, millones de computadores que se pue-

den accesar a través de conexión por Internet.

ACCESO A INTERNET EN EL SENA

Desde hace año y medio nos encontramos afiliados a Internet, por medio de TELECOM. Ac-tualmente estamos ofreciendo este servicio a los usuarios que deseen hacerlo, visitando directamente las dependencias del Centro Nacional Colombo Italiano, Servicio de Información Técnica, los usuarios internos y externos que se en-cuentren realizando investiga-ciones, nosotros gustosamente le indicamos cómo utilizar este servicio nuevo en el SENA.

32

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