UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
INSTALACIÓN Y PROGRAMACIÓN DE UNIDAD
ROBÓTICA PARA LA AUTOMATIZACIÓN DEL
PROCESO DE LA APLICACIÓN DE SELLO UBC.
Autor(a): Monasterios Quevedo, Madelinne Sharlottz
Urb. Yuma II, Calle Nº 3, Municipio San Diego Teléfono: (0241) 8714240 (Master) - Fax: (0241) 8712394
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
INSTALACIÓN Y PROGRAMACIÓN DE UNIDAD ROBÓTICA PARA LA AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE LA
APLICACIÓN DE SELLO UBC.
EMPRESA: Chrysler de Venezuela L.L.C.
AUTOR(A): Monasterios Quevedo, Madelinne Sharlottz C.I.: 21.215.119
San Diego, Septiembre de 2014
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
INSTALACIÓN Y PROGRAMACIÓN DE UNIDAD ROBÓTICA
PARA LA AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE LA
APLICACIÓN DE SELLO UBC.
CONSTANCIA DE ACEPTACIÓN
_____________________________________________ Nombre, firma y cedula de identidad del tutor académico
______________________________________________ Nombre, firma y cedula de identidad del tutor empresarial
AUTOR(A): Monasterios Quevedo, Madelinne Sharlottz C.I.: 21.215.119
San Diego, Septiembre de 2014
AGRADECIMIENTOS
Quiero agradecer primeramente a Dios por brindarme la sabiduría
necesaria y permitirme culminar esta etapa de mi vida. En segundo lugar a
mis padres, pilares fundamentales en mi vida por el esfuerzo y soporte
brindado para lograr cumplir esta meta. A Pedro Nicosia por su apoyo
incondicional, su inmensa paciencia, por su amor, sus consejos positivos,
contagiándome su perseverancia para continuar con la carrera en momentos
difíciles. A mi tutor académico Ing. Octavio Criollo por el apoyo al darme
la oportunidad de desarrollar las ideas presentadas en este trabajo y a mi
tutor empresarial Ing. Hugo Mora por la orientación, apoyo y formación de
aspectos profesionales durante el periodo de pasantías realizado en Chrysler
de Venezuela. Aprovecho la oportunidad para agradecer a Miguel Bruguera
por su paciencia, sus asesorías, consejos, sugerencias, su inmensa
colaboración en la instrucción y capacitación técnica y guiarme en el
desarrollo de este proyecto, al señor José González por brindarme sus
conocimientos y a Alejandro Herrera por su apoyo y paciencia.
Agradecerle también a quienes formaron parte importante en el
desarrollo de este trabajo, transmitiéndome su apoyo y manteniéndose
dispuestos a colaborar a lo largo de todo el periodo. A mi familia por sus
palabras de aliento y por creerme capaz de lograrlo. A todos aquellos que,
aunque no nombre en estas líneas, sientan que me dieron su apoyo.
A todos mil gracias!
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD JOSÉ ANTONIO PÁEZ
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE ELECTRÓNICA
INSTALACIÓN Y PROGRAMACIÓN DE UNIDAD ROBÓTICA PARA LA AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE LA APLICACIÓN DE SELLO UBC.
Autor(a): Monasterios Quevedo Madelinne Sharlottz.
Tutor(es): Ing. Octavio Criollo.
Ing. Hugo Mora.
Fecha: Septiembre, 2014.
RESUMEN INFORMATIVO
Chrysler de Venezuela L.L.C. es una organización perteneciente al
ramo de ensambladoras automotrices, la cual se ha planteado como objetivo
ser una empresa de manufactura de clase mundial (WCM) y para alcanzar
tal fin busca mejoras en sus procesos. Por lo tanto el propósito fundamental
del presente trabajo de investigación, es implementar mejoras en la línea de
sello con la finalidad de eliminar las actividades que no cumplan con las
condiciones de ergonomía. La empresa ha decidido la adaptación de un
Robot SA160-02 de la familia Nachi en el proceso de la aplicación de sello
UBC para mejorar la calidad de trabajo y el aumento de productividad.
Logrando, bajo el detalle de la descripción del funcionamiento de un robot
industrial de soldadura, entender la aplicación de sello UBC.
Para ello resultó necesario generar diferentes conocimientos en cuanto
a principios de la robótica actual, enumeración de los componentes básicos
de un sistema de robot, entre otros. Posteriormente se profundiza en la
instalación y funcionamiento del mismo. El robot y el proceso deberán estar
bien acoplados mediante dispositivos, que formaran parte del diseño de la
célula de manufactura. En el planteamiento de este proyecto, se dejan
Resumen Informativo.
vi
abiertas otras posibilidades de mejoras, por ejemplo incorporar otras tareas
al robot como la aplicación de sello PVC.
ÍNDICE GENERAL
Pp INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 1 CAPITULO I: LA EMPRESA 1.1 Descripción general de la empresa .......................................................................... 3 1.2 Visión ...................................................................................................................... 4 1.3 Misión ..................................................................................................................... 4 1.4 Políticas de la Empresa ........................................................................................... 4 1.4.1 Política Ambiental y Energética .......................................................................... 4 1.4.2 Política de Calidad ............................................................................................... 6 1.4.3 Política de Seguridad............................................................................................ 6 1.5 Creencias y valores fundamentales ......................................................................... 6 1.6 Objetivos de la Empresa ......................................................................................... 7 1.7 Reseña histórica ...................................................................................................... 7 1.8 Estructura organizativa............................................................................................ 9 1.9 Descripción del departamento donde se realizó la pasantía .................................. 12 1.10 Descripción del proceso de producción .............................................................. 13 1.11 Descripción de los productos .............................................................................. 16 CAPÍTULO II: EL PROBLEMA 2.1 Planteamiento del problema .................................................................................. 17 2.2 Formulación del problema .................................................................................... 20 2.3 Objetivos de la investigación ................................................................................ 20 2.3.1 General ............................................................................................................... 20 2.3.2 Específicos ......................................................................................................... 20 2.4 Justificación de la investigación............................................................................ 20 2.5 Alcances y limitaciones......................................................................................... 21 2.5.1 Alcances ............................................................................................................. 21 2.5.2 Limitaciones ....................................................................................................... 21 CAPÍTULO III: MARCO REFERENCIAL CONCEPTUAL 3.1 Antecedentes ......................................................................................................... 23 3.2 Bases teóricas ........................................................................................................ 25 3.3 Definición de términos básicos ............................................................................. 43 CAPÍTULO IV: MARCO METODOLÓGICO 4.1 Naturaleza de la metodología ................................................................................ 45 4.2 Técnicas de recolección de información ............................................................... 45 4.3 Diseño Metodológico ............................................................................................ 46 4.3.1 Fase I .................................................................................................................. 46 4.3.2 Fase II ................................................................................................................. 47 4.3.3 Fase III ............................................................................................................... 47 4.3.4 Fase IV ............................................................................................................... 47
Índice.
viii
Pp 4.3.5 Fase V ................................................................................................................ 48
CAPÍTULO V: RESULTADOS 5.1 Fase I ..................................................................................................................... 49 5.2 Fase II .................................................................................................................... 54 5.3 Fase III .................................................................................................................. 60 5.4 Fase IV .................................................................................................................. 63 5.5 Fase V ................................................................................................................... 64 CONCLUSIONES ..................................................................................................... 76 RECOMENDACIONES ........................................................................................... 77 REFERENCIAS ........................................................................................................ 79 ANEXOS Anexo A: ..................................................................................................................... 82 Anexo B: ..................................................................................................................... 83 Anexo C: ..................................................................................................................... 84 Anexo D: ..................................................................................................................... 85 Anexo E:...................................................................................................................... 86 Anexo F: ...................................................................................................................... 87 Anexo G: ..................................................................................................................... 91 Anexo H: ..................................................................................................................... 94 Anexo I: ....................................................................................................................... 95 Anexo J: ...................................................................................................................... 96 Anexo K: ................................................................................................................... 100 Anexo L:.................................................................................................................... 102
Índice.
ix
ÍNDICE DE FIGURAS, TABLAS, CUADROS Y GRÁFICOS
Figura Pp
01: Vista aérea de la empresa Chrysler de Venezuela LLC. ......................................... 3 02: Estructura organizativa principal de Chrysler de Venezuela LLC ....................... 10 03: Estructura organizativa principal de operaciones de Chrysler de Venezuela LLC ........................................................................................................... 10 04: Estructura organizativa del Departamento de Pintura de Chrysler de Venezuela LLC....................................................................................................... 13 05: Proceso del departamento de pintura. ................................................................... 13 06: Diagrama de bloque de producción de Chrysler de Venezuela LLC. ................... 15 07: Transportador línea de sello. ................................................................................. 18 08: Proceso manual de aplicación de sello. ................................................................. 19 09: Robot Nachi SA160-02 ......................................................................................... 26 10: Servomotor eje S, Robot Nachi SA160-02 ........................................................... 28 11: Servomotor eje H, Robot Nachi SA160-02 .......................................................... 28 12: Servomotor eje V, Robot Nachi SA160-02.. ........................................................ 29 13: Servomotor ejes R2, B y R1; Robot Nachi SA160-02. ......................................... 29 14: Servomotores, Robot Nachi SA160-02. Fuente: Autor ........................................ 30 15: Ejes, Robot Nachi SA160-02. ............................................................................... 31 16: Partes del enconders. ............................................................................................. 33 17: Conexiones multicontacto. .................................................................................... 34 18: Controlador AR. .................................................................................................... 35 19: . Masterización del robot ....................................................................................... 36 20: Unidad de programación del Robot Nachi.. .......................................................... 38 21: Modo de movimiento del robot. ............................................................................ 39 22: Pulsador de seguridad de la unidad de programación. .......................................... 40 23: Teclado de la unidad de programación ................................................................. 41 24: Proceso manual línea de sello. .............................................................................. 50 25: Proceso manual de aplicación de sello PVC. ........................................................ 51 26: Limit Switch, base de robot. ................................................................................. 57 27: Botón de emergencia del armario de control del robot. ........................................ 57 28: Botón de emergencia de la unidad de programación ............................................ 58 29: Espacio de trabajo del robot .................................................................................. 58 30: Rango de movimiento de los ejes ......................................................................... 59 31: Relé de stop externo del robot............................................................................... 65 32: Cilindro neumático adaptado a la muñeca del robot ............................................. 67 33: Conexión del relé que acciona el sello .................................................................. 68 34: Electroválvula incorporada ................................................................................... 69 35: Programación por puntos, Home Position 001 ..................................................... 70 36: Programación por puntos, Purga larga 008 ........................................................... 70 37: Programación por puntos, Pin Position 099. ......................................................... 71 38: Programación por puntos, Aplicación de Sello 025 .............................................. 73
Índice.
x
Pp 39: Diagrama de flujo del robot. ................................................................................. 74 Tabla 01: Modelos de Vehículos Ensamblados .................................................................... 16 02: Herramientas terminales para robots..................................................................... 38 03: Datos de tiempo de aplicación de sello entre un punto a otro .............................. 66 04: Relación entre la presión y la longitud de abarque de la pistola ........................... 66 Cuadro 01: Condición de la actividad. ..................................................................................... 20 02: Batería correspondiente para cada eje................................................................... 27 03: Identificación de peligros, sello PVC ................................................................... 52 04: Subdivisiones de la clase 9.................................................................................... 53 05: Identificación de Peligros, Sello UBC .................................................................. 54 06: Información toxicológica, Sello UBC ................................................................... 54 07: Ventajas y Desventajas de las Alternativas Seleccionadas ................................... 55 08: Rango de movimiento de los ejes ......................................................................... 59 09: Inversión del Proyecto .......................................................................................... 63
INTRODUCCIÓN
La automatización está relacionada con el empleo de sistemas
mecánico-eléctricos basados en computadoras para la operación y control
de producción, en consecuencia, la robótica es una forma de automatización
industrial.
Chrysler de Venezuela L.L.C, con una reconocida trayectoria de 57
años de operaciones en Venezuela tiene como función ensamblar y
comercializar los productos de las marcas Chrysler-Fiat, Jeep, Dodge y
Mopar. En esta empresa se desarrollan planes de mejoramiento continuo
involucrando a los operarios hacia las mejores prácticas de manufactura,
especialmente la seguridad y la ergonomía de la relación hombre-máquina.
Con este trabajo de investigación, se proyecta desarrollar una mejora
en el departamento de pintura, específicamente en la línea de sello, lugar
donde se realiza la aplicación de sello PVC y UBC, el proceso actualmente
se realiza de manera manual en su totalidad. El objetivo principal es
elaborar una propuesta de diseño y adaptación de una unidad robótica para
mejorar el proceso de la aplicación de sello UBC; además de ser un
requisito indispensable para optar por el título de Ingeniería Electrónica, se
busca mejorar las condiciones de trabajo aplicando los conocimientos
adquiridos durante la carrera.
Para el desarrollo del presente informe de pasantías, se estructuraron
cinco capítulos, el contenido de cada uno de estos capítulos se detalla a
continuación:
Capítulo I: este capítulo presenta una descripción general de la
empresa, su ubicación, visión, misión, valores, políticas, objetivos, reseña
histórica, descripción organizativa, descripción del departamento donde se
realizó la pasantía, y el proceso productivo.
Introducción.
2
Capítulo II: este capítulo se describe y se plantea el problema
existente, se establece el objetivo general y los específicos y se hace una
presentación detallada de todo lo que caracteriza al problema y las
condiciones necesarias en la formulación del problema para esta
investigación.
Capítulo III: este capítulo contiene los antecedentes, así como las
bases teóricas que le dieron el sustento y apoyo a la investigación realizada,
y finalmente la definición de términos básicos, referido a los conceptos
relacionados con el trabajo.
Capítulo IV: expone la manera como se va a realizar el estudio,
constituido por fases las cuales obedecen a los objetivos planteados. El fin
de este capítulo es establecer el diseño metodológico con el cual se va a
llevar a cabo el desarrollo de la investigación.
Capítulo V: presenta todo lo relacionado a los resultados obtenidos, el
desarrollo de cada una de las fases las cuales complementan la
investigación.
Por último se presentan las conclusiones y recomendaciones para que
la instalación se desarrolle de una manera satisfactoria.
CAPÍTULO I
LA EMPRESA
1.1. Descripción General de la Empresa.
1.1.1. Razón social.
Chrysler de Venezuela L.L.C
1.1.2. Rif.
J-303575307
1.1.3. Ubicación.
Chrysler de Venezuela L.L.C, está ubicada en la Av. Pancho Pepe
Croquer de la Zona Industrial Norte de Valencia, Edo. Carabobo, ocupando un
área de 152.810 m².
Figura 1. Vista aérea de la empresa Chrysler de Venezuela L.L.C.
CAPÍTULO I. La Empresa.
4
1.2. Visión de la empresa.
La visión de Chrysler de Venezuela es ser los responsables por el buen
éxito de los productos automotrices y servicio de la empresa. Su propósito
es definir y gerenciar las actividades en el país para las divisiones y
unidades de negocios, para contribuir significativamente con los objetivos
de globalización en Latinoamérica y sustentar el crecimiento continuo,
maximizando las ganancias y satisfacción del cliente.
1.3. Misión de la empresa.
La misión de Chrysler de Venezuela es ser la empresa suplidora más
rentable de productos automotrices y servicios relacionados en todos los
segmentos de relevancia en Venezuela, continuar fortaleciendo sus marcas y
suplir extraordinarios vehículos que satisfagan a sus clientes, asegurando de
esta manera una integración óptima de productos, funciones, procesos, y
culturas, cumpliendo con todos los requerimientos locales que así se
requieran, y con, los objetivos del grupo, ser la compañía más admirada de
Venezuela, contratar y retendremos los mejores empleados, y crear un
medio ambiente que genere resultados competitivos a nivel mundial.
1.4. Políticas de la Empresa.
1.4.1. Política Ambiental y Energética.
“Chrysler de Venezuela, empresa automotriz dedicada al ensamblaje y
comercialización de vehículos, conscientes de la importancia que tiene la
protección, preservación del medio ambiente y uso eficiente de la energía
para las generaciones presentes y futuras, fomenta la participación activa de
nuestra gente en la búsqueda de alternativas y prácticas de negocios que
garanticen la preservación del medio ambiente, prevención de la
contaminación y el uso eficiente de la energía y de los recursos naturales,
con miras a consolidarnos como la empresa automotriz premier en la
protección del medio ambiente”.
CAPÍTULO I. La Empresa.
5
Chrysler de Venezuela, con su declaración de Política Ambiental y
Energética, adquiere el compromiso de cumplir con la legislación ambiental
y energética del país, los principios ambientales y energéticos de Chrysler
de Venezuela y las directrices ambientales y energéticas de la corporación
Chrysler aplicables a Venezuela.
Chrysler de Venezuela, también adquiere el compromiso de fomentar
y mantener el mejoramiento continuo de su desempeño ambiental y
energético a través de la prevención de la contaminación, preservación de
recursos naturales y eliminación de pérdidas y desperdicios ambientales y
energéticos, la cual se fundamenta en objetivos centralizados:
(a) El cumplimiento de la legislación Ambiental y Energética.
(b) La mejora de nuestra eficiencia energética.
(c) La formación de su gente a fin de desarrollar una conciencia
ambiental y energética correcta.
(d) El uso eficiente de materias primas y recursos energéticos en
todos los procesos de la organización.
(e) La disponibilidad de información y recursos necesarios para
alcanzar los objetivos y metas energéticos.
(f) El tratamiento adecuado, la reutilización y reducción de los
efluentes industriales.
(g) La búsqueda de soluciones para la disposición final de
desechos peligrosos.
(h) El manejo eficiente y adecuado de los materiales y desechos
sólidos.
(i) El control de emisiones atmosféricas.
(j) El uso eficiente del agua en nuestro proceso.
CAPÍTULO I. La Empresa.
6
Chrysler de Venezuela, con la finalidad de garantizar el mejoramiento
continuo de su desempeño ambiental y energético, se compromete a revisar
trimestralmente sus objetivos en esta política.
1.4.2. Política de Calidad.
“Ser la Compañía Premier de Venezuela, mejorando continuamente
nuestros procesos a través de gente inspirada, enfocada hacia sus clientes
para reducir la variación de sus procesos, mejorar su seguridad, calidad,
entrega, costo, experiencia en venta y servicio”.
1.4.3. Política de Seguridad.
“Nuestro mayor compromiso está en reducir sistemáticamente los
accidentes, lesiones y enfermedades en el trabajo, conduciendo todas las
operaciones de Chrysler de Venezuela, con la consideración de la máxima
seguridad e higiene ocupacional para sus trabajadores, mediante:
(a) Un sistema que asegure el cumplimiento de los requerimientos
legales y corporativos.
(b) Apoyo gerencial evidente a toda la gestión de seguridad e higiene
ocupacional.
(c) Exigir en todo momento el cumplimiento de las normas y
procedimientos establecidos para la seguridad de todos”.
1.5. Creencias y valores fundamentales.
Los principales valores y creencias de Chrysler de Venezuela L.L.C,
son los siguientes:
• Enfoque al Cliente.
• Rentabilidad.
• Calidad.
• Trabajo en Equipo.
• Excelencia.
CAPÍTULO I. La Empresa.
7
1.6. Objetivos de la empresa.
• Crecimiento sostenido del valor agregado.
• Integración exitosa de Chrysler.
• Generar procesos de categoría mundial y óptima distribución de
recursos.
• Excelencia en recursos humanos.
• Liderazgo en el mercado a través de calidad y orientación del cliente.
• Flexibilidad de respuesta a cambios en las condiciones del mercado y
necesidades del cliente
1.7. Reseña histórica.
En 1957, el sueño de Walter Percy Chrysler cristalizado en Detroit
(USA) traspasa las fronteras hasta llegar a nuestro país, casi virgen de
carreteras, dando origen a “Chrysler de VenezuelaS.A.”
Los inicios de ensamblaje y comercialización tuvieron lugar en
octubre de 1.950. Su primera sede estuvo localizada en la ciudad de Caracas
bajo el nombre de Empresa de Ensamblaje Venezolana S.A. La empresa era
propiedad de la familia Phelps y tenía como propósito el ensamblaje y
comercialización de vehículos de la firma Chrysler (Dodge, Plymouth, De
Soto). Su producción para la época se aproximaba a seis (6) unidades
diarias y paralelamente se acondicionaban y se comercializaban vehículos
importados.
En el año 1.957 sus fundadores tomaron la decisión de vender y así
surgió el nacimiento de Chrysler de Venezuela S.A. Luego en el año 1.960,
se decide construir una nueva sede en la ciudad de Valencia, que abrió sus
puertas el 6 de abril de 1.965 en la Zona Industrial Norte y cuyo fin era el
de ensamblar, distribuir y comercializar productos automotores Nissan,
Patrol y Jeep de Venezuela S.A.
Luego en marzo de 1.987, Chrysler Corporation adquiere American
Motors Co., cerrando sus operaciones de ensamblaje en julio de 1.989. En
CAPÍTULO I. La Empresa.
8
este mismo año, se efectúa una negociación entre el grupo Mendoza (50 %
de las acciones), la compañía Jeep de Venezuela S.A. (45 % de las
acciones), subsidiaria de la empresa Jeep Corporation U.S.A. y el grupo
Aco (5%), para dar inicio al ensamblaje de los modelos Wagoneer y
Pickups en Valencia en la Planta Ensambladora Carabobo C.A., y los
modelos Jeep CJ-5 y Jeep CJ-7 en la planta de Las Tejerías.
Para Mayo de 1.990 Jeep de Venezuela S.A. cambia su denominación
para convertirse en Chrysler Motors de Venezuela S.A., atendiendo a los
cambios generados por los mercados internacionales y a los procesos de
globalización. Chrysler de Venezuela recibe en junio de 1.998 la
certificación ISO 14001 convirtiéndose en la Primera empresa en el país en
contar con tan prestigioso reconocimiento, lo que a su vez garantiza que su
proceso productivo es el de menor impacto ambiental.
En 1998, Chrysler Corporation fusiona sus esfuerzos con otro gigante
automovilístico, Daimler-Benz, para conformar así una de las más grandes
empresas del sector automovilístico como la Daimler Chrysler y asegurar la
continuidad de los niveles de calidad, mejoramiento continuo, éxito
financiero y enfoque dirigido al cliente. También en este año fue la
introducción del Sistema Operativo Daimler Chrysler (DCOS) y
certificación de ISO14000.
En 1999, Se logra el lanzamiento de la Grand Cherokee (WJ) Y del
Neon 2000 (PL).
En el 2000, Daimler Chrysler se certifica como EEMS, luego en el
2001, comenzamos con la producción del Chasis de autobús MB OH 1420,
Y el lanzamiento de la nueva generación de la Cherokee.
En el año 2002, es lanzado al mercado el nuevo Dodge Neon, luego en
el 2003 lanzamos el camión utilitario MB LN 711, y el Chasis MB LO 712,
para autobuses pasajeros. En el 2003 DaimlerChrysler obtuvo la
certificación SAE (Environmental Leadership Award).
CAPÍTULO I. La Empresa.
9
En el 2004 se realizó el lanzamiento del Camión Popular LN-LO.
Luego en el 2005 se realizó el lanzamiento de la nueva generación de la
Grand Cherokee.
En el año 2006, es lanzado al mercado el nuevo Dodge Caliber, siendo
este el que reemplazo al Neon.
A finales del año 2007 la empresa pasa a llamarse Chrysler de
Venezuela L.L.C. Quedando desintegrada de Daimler.
Ya para el Año 2008 se realizó el lanzamiento de la Nueva Jeep
Cherokee.
En 2009 Tras los traspiés sufridos por la industria automotor
estadounidense la compañía entra en proceso de quiebra, Fiat procede a
firmar un acuerdo de alianza estratégica con el grupo estadounidense, por el
que se hacía con el derecho de aumentar su participación en Chrysler de
forma periódica, cambiando su denominación a Chrysler Group.
En Marzo del 2011 es lanzada al mercado la 4ta Generación Jeep, para
innovar totalmente el mercado con su Nueva y completamente modificada
Grand Cherokee. Teniendo alta demanda en el Mercado.
En Enero de 2014 el gigante automovilístico italiano Fiat completó la
adquisición del 100% del accionariado de la compañía, tras hacerse con las
acciones que tenía el fondo VEBA, administrado por el sindicato United
Auto Workers (UAW).
1.8. Estructura organizativa.
Chrysler de Venezuela L.L.C tiene un despliegue de organización
descendientemente según la jerarquía como se muestra a continuación:
CAPÍTULO I. La Empresa.
10
Figura 2. Estructura organizativa principal de Chrysler de Venezuela L.L.C
Figura 3. Estructura organizativa principal de operaciones de Chrysler de Venezuela L.L.C.
• Presidente: Dirigir, Planificar, Conducir y Administrar los procesos
administrativos, logísticas, mercadeo, planificación del producto,
entre otras actividades. Soportado por un gran equipo de trabajo.
• Director Asistente de Mercadeo Ventas y Publicidad: Dirigir y
Desarrollar todas las estrategias y procesos de comercialización de
vehículos de la empresa, soportado por aéreas funcionales bajo su
responsabilidad como lo son: planificación del producto, Mercadeo,
Publicidad, Operaciones de Ventas y Distribución, Ventas, Negocios
de Flotillas entre otros.
• Gerente de desarrollo concesional, entrenamiento y Servicio
WEB: Proporcionar a la empresa de una red de concesionarios
idónea ajustada a los estándares corporativos capaz de ajustar las
estrategias comerciales diseñadas por la organización.
CAPÍTULO I. La Empresa.
11
• Gerente de Servicios, Partes, Logísticas y Concesionario: Dirigir,
Planificar y controlar planes de control de Inventarios, Logística,
nacionalización, seguridad, con todos los distribuidores de nuestras
marcas, Planificar e implementar estrategias de mercadeo.
• Director de Recursos Humanos y Relaciones Corporativas:
Prácticas, Desarrollar, Dirigir y controlar las políticas, planes y
programas de Recursos Humanos y Relaciones Industriales de la
Organización, con la finalidad de garantizar la captación, retención y
desarrollo y del capital humano altamente capacitado para la
ejecución de las operaciones.
• Gerente Senior de Operaciones: Dirigir, Coordinar y Garantizar
todas las operaciones directamente relacionadas con el ensamblaje de
vehículos, a fin de cumplir con los programas de producción de
acuerdo a los parámetros corporativos de calidad y costos
establecidos.
• Gerente Senior de Suministros, Logística y Calidad: Dirigir,
Coordinar y Garantizar todas las operaciones directamente
relacionadas con el ensamblaje de vehículos, a fin de cumplir con los
programas de producción de acuerdo a los parámetros corporativos
de calidad y costos establecidos.
• Gerente de Relaciones Publicas: Gerencias las relaciones
corporativas internas y externas y las relaciones públicas de la
organización, a fin de garantizar un flujo de información y mejor
clima de relaciones entre nuestros ejecutivos, los trabajadores y la
audiencia clave, asegurando la más óptima imagen y reputación para
la organización.
• Director de Finanzas: Dirigir, Coordinar y Controlar los procesos
administrativo financiero y de contabilidad general con la finalidad
de asegurar un uso eficiente, racional y rentable de los recursos
CAPÍTULO I. La Empresa.
12
económicos, de acuerdo a los requerimientos legales y corporativos
de la organización.
• Gerente de Tecnología de Información: Participar con la alta
dirección en el establecimiento de estrategias y proporcionar
Sistemas de información en aplicaciones relacionadas con las
Telecomunicaciones.
• Asesor Legal: Proveer Asesoría Legal en lo referente a las
disposiciones legislativa y todo asunto jurídico que afecte o interese
a la compañía, sus propiedades y negocios.
1.9. Descripción del departamento donde realiza las pasantías.
El proceso de ensamblaje de las unidades comienza en la Línea de
armaje. Posteriormente esta unidad se traslada al área de Latonería. Al salir
de esta área las unidades se dirigen al siguiente proceso que es Pintura.
Al entrar al Departamento de Pintura, comenzando por el túnel de
fosfato, en este se realiza una preparación del metal en la cual, pasando por
varias etapas con soluciones químicas, se condiciona para la aplicación de
un fondo anticorrosivo, aplicado por inmersión. Esta unidad se acondiciona
en una cabina de lijado, se aplica sello en todas las uniones del metal y
luego entra a la cabina de color, en donde se aplican dos (02) capas de base
y dos (02) manos de transparente, luego se le da el brillo a las unidades.
Las mismas son pasadas por una línea de reparación donde se dan los
ajustes finales para luego ser enviado a vestidura.
CAPÍTULO I. La Empresa.
13
Figura 4. Estructura organizativa del Departamento de Pintura de Chrysler de Venezuela L.L.C.
Figura 5. Proceso del departamento de pintura. Fuente: Manual Operativo de Chrysler de
Venezuela L.L.C. (2013).
1.10. Descripción del proceso de producción.
1. El proceso productivo de Chrysler de Venezuela, comienza en la
Línea de Ensamble, en esta área se realiza por soldadura de
Electropunto la unión de las diferentes piezas que le dan la forma al
vehículo desde pisos, laterales y techo, adicionalmente se retoca por
soldadura GMAW aquellas partes que no pueden ser alcanzadas por
las pistolas de Electropunto.
2. Posteriormente esta unidad se traslada al área de Latonería para su
respectivo acabado metálico.
3. Seguidamente entra al Departamento de Pintura, comenzando por el
túnel de fosfato, en este se realiza una preparación del metal en la
cual, pasando por varias etapas con soluciones químicas, se
acondiciona para la aplicación de un fondo anticorrosivo, aplicado
por inmersión; posterior a esto, se le aplica otra capa de fondo por
CAPÍTULO I. La Empresa.
14
aspersión garantizando así, una excelente protección anticorrosiva.
Esta unidad se acondiciona en una cabina de lijado, se aplica sello en
todas las uniones del metal y luego entra a la cabina de color, en
donde se aplican dos (02) capas de base y dos (02) manos de
transparente, luego se le da el brillo a las unidades. Las mismas son
pasadas por una línea de reparación donde se dan los ajustes finales
para luego ser enviado a vestidura.
4. Una vez recibida la unidad de pintura se comienza el proceso de
vestidura en la Línea de Tapicería, aquí es donde se colocan todos
los arneses de los vehículos, tablero de instrumento, alfombras,
vidrios, bombas de freno, evaporadores de aire acondicionado,
dirección, cinturones de seguridad, en esta misma se realizan
pruebas eléctricas a los componentes instalados.
5. Las unidades conformes de las pruebas realizadas, siguen hacia la
Línea de Chasis, en donde se sostienen y son trasladadas mediante un
transportador para la instalación del sistema de freno, de suspensión
y de transmisión, motor, fascia trasera y cauchos. La unidad aterriza
en la estación de encendido, en la cual se le surte todos los fluidos
necesarios para su funcionamiento, tales como: liga de freno,
refrigerante, gasolina, entre otros, se programa la unidad con un
equipo de programación de arranque y se procede a encender la
unidad.
6. La unidad llega a Línea Final, aquí se instalan los asientos, consola
central, parachoques delantero, cartones de puerta, caretas y parrilla
frontal. Se realizan pruebas de freno y cuadraje de puertas y capó.
7. Posteriormente se realiza alineación de luces y alineación dinámica,
pruebas de rodillos y prueba de carrera, en donde se detectan ruidos
y desajustes, en caso que la unidad presente alguna de estas
condiciones se traslada al área de Reparación Pesada.
CAPÍTULO I. La Empresa.
15
8. Luego, en la Línea de Certificación, se verifica y valida el correcto
funcionamiento de las partes eléctricas, confort y apariencia de la
unidad. En caso que la unidad presente condiciones de proceso
(daños en pintura y/o apariencia) se traslada al área de Retoque para
la reparación de los mismos.
9. Se realiza una prueba de agua para chequear que la unidad no
presente pases de agua al interior de la misma. Por último es llevada
a Patio de Ventas, allí los vehículos son despachados a los
respectivos concesionarios por medio de transportes remitidos por
este mismo ente. En la figura 6, se observa el diagrama del proceso
antes descrito.
Figura 6. Diagrama de Bloque del Producción de Chrysler de Venezuela L.L.C.
1.11. Descripción de los productos.
Actualmente, el proceso productivo de Chrysler de Venezuela L.L.C,
consiste en el ensamblaje de diversas partes importadas y locales que
forman los diferentes modelos de vehículos Jeep Cherokee (KK), Grand
Cherokee (WK) y Dodge Forza (BK).
CAPÍTULO I. La Empresa.
16
Tabla 1. Modelos de Vehículos Ensamblados.
Código
Descripción
Modelo
Imagen
VK2
VK4
VK7
VK9
Cherokee Limited Automatica 4x2
Cherokee Laredo Automatica 4x2
Cherokee Limited Automatica 4x4
Cherokee Laredo Automatica 4x4
KK
VW6
VW7
VW8
VW9
Grand Cherokee Limited 4x4
Grand Cherokee Limited 4x2
Grand Cherokee Laredo 4x4
Grand Cherokee Laredo 4x2
W2
VB2
VB4
Forza LE MAN 1.4 lts
Forza LX MAN 1.4 lts
BK
Fuente: Chrysler de Venezuela año (2013).
CAPÍTULO II
EL PROBLEMA
2.1. Planteamiento del problema.
El sector automotriz mundial se ha caracterizado por un constante proceso de
reestructuración, sobre todo durante las últimas décadas, con lo que se ha convertido
en una de las industrias más dinámicas de la era moderna, generadora de efectos
importantes en las distintas economías en términos de productividad, desarrollo
tecnológico y competitividad. Con la finalidad de ocupar los primeros lugares en
producción y ventas en los mercados mundiales, las empresas integrantes del sector
han estado siempre en busca de innovaciones que les permitan fortalecer y hacer más
competitivos sus procesos productivos.
Con una reconocida trayectoria de operaciones, Chrysler de Venezuela L.L.C
en la actualidad se dedica a ensamblar y comercializar los productos de las marcas
Chrysler-Jeep, Dodge y Mopar, y a servir con los más altos criterios de eficiencia y
calidad. En tal sentido la empresa, desarrolla una política de calidad, basada en la
reducción de la variación de los procesos y la mejora de la seguridad, la calidad y el
servicio.
Tras los traspiés sufridos por la industria automotor estadounidense, Chrysler
de Venezuela L.L.C entra en proceso de quiebra, posteriormente el gigante
automovilístico italiano Fiat obtiene la adquisición completa del accionariado de la
compañía. Cada una de estas organizaciones cuenta con una gran historia en el sector
automotor, pero con características y fortalezas geográficas diferentes y
complementarias.
CAPÍTULO II. Planteamiento del Problema.
18
En efecto, la empresa Chrysler de Venezuela L.L.C, adecuó y adaptó
la línea de aplicación de sello para el nuevo modelo BK, debido a que la
empresa ensambladora de vehículos posee una única línea para la
realización de su proceso[1], tal como se muestra en la figura 7, en la cual
se ensamblan diferentes modelos de unidades; a dicha línea se le ha de
realizar modificaciones para poder satisfacer las condiciones ergonómicas
de los operarios (hoy en día se considera con más importancia la ergonomía
en las áreas de trabajo), todo esto mediante una estrategia de
automatización en el proceso de aplicación de sello.
Figura 7. Transportador línea de sello [1]. Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C.
CAPÍTULO II. Planteamiento del Problema.
19
El proceso de aplicación de sello UBC se ejecuta de forma manual por
un operario fijo que está capacitado para llevar a cabo dicha operación (ver
figura 8). Realiza movimientos repetitivos flexionando el hombro más de 45
grados ocasionando problemas de salud tales como trastornos musculo-
esquelético a largo plazo, causados por esta condición no ergonómica; sin
embargo, el operario cuenta con un pedestal el cual ayuda a disminuir dicha
condición pero no la elimina. Sumado a esto se conoce que el sello UBC es
aplicado sólo al modelo BK, es decir, el operario no ejecuta esta operación
de forma continua, ya que los modelos son ingresados aleatoriamente en la
línea de producción, originando así tiempos de ocio; adicionalmente en el
transcurso del día, el proceso tiene espacios de tiempo entre unidades,
acarreando más períodos de ocio del operario. El operario que realiza dicha
actividad tiene extensos tiempos de ocio en un día de producción.
Figura 8. Proceso manual de aplicación de sello. Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C.
CAPÍTULO II. Planteamiento del Problema.
20
Cuadro 1. Condición de la actividad.
Condición vista en piso: Explicación
El operador aplica sello con
ayuda de una herramienta .
Esta tarea se realiza una vez
por ciclo. (Duración del ciclo
1 minuto con 32 segundos).
El hombro del operador
se flexiona más de 45
grados para aplicar el
sello.
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C.
2.2. Formulación del problema.
¿Es posible automatizar la operación y programar un robot para la
aplicación de sello?
2.3. Objetivos de la investigación.
2.3.1. Objetivo General.
Evaluar la implementación de sistemas automatizados (Equipos
Robóticos) en el área de aplicación de sello en la empresa Chrysler de
Venezuela L.L.C.
2.3.2. Objetivos Específicos.
1. Estudiar la situación actual del proceso de aplicación de sello.
2. Elaborar propuestas para reemplazar el sistema existente.
3. Realizar estudio de factibilidad asociado a la implementación de la
propuesta de mejora en la línea de producción.
4. Estandarizar plan de mantenimiento preventivo.
5. Verificar el funcionamiento del nuevo sistema robotizado.
2.4. Justificación.
En la actualidad, ya son muchas las empresas de la industria
automotriz que para dar respuestas a las exigencias, han incorporado a su
estructura elaborados procesos automatizados, la incorporación de estos
equipos implica una serie de cambios a nivel estructural, procedimental y
de personal. En tal sentido, los resultados de este estudio son de gran
CAPÍTULO II. Planteamiento del Problema.
21
importancia para la empresa, el trabajador y los clientes. Asimismo, los
trabajadores se benefician, por cuanto no serán expuestos a situaciones
ergonómicas inadecuadas e inseguras. Así, en primer término, la empresa
cuenta con diferentes opciones de sistemas robóticos que ofrece el mercado,
como sus ventajas, desventajas y aplicabilidad para la empresa. La mejora
en la aplicación de sello, facilita el trabajo y al mismo tiempo reduce el
tiempo de realización, esto implica una ventaja competitiva para la
empresa.
2.5. Alcances y limitaciones.
2.5.1. Alcances.
Este proyecto se realizará en el departamento de pintura,
especialmente en la línea de sello; este trabajo de investigación abarca el
análisis de las propuestas de mejoras factibles y la adaptación de la unidad
robótica para mejorar el sistema, a fin de automatizar el proceso y reducir el
esfuerzo realizado por los operarios, así como los tiempos de ocio.
2.5.2. Limitaciones.
Para poder satisfacer las necesidades de la línea de sello logrando una
adaptación del robot es necesario tomar en cuenta las siguientes limitantes:
Espacio físico: El área disponible para realizar el proyecto según el
layout de la planta se basa en 20m2 lo que implica que se necesita realizar
una distribución estratégica del robot.
Robot usado: Una de las limitaciones es la falta de componentes y
repuestos en óptimas condiciones, ya que se cuenta con diversos robots en
material de stop, sin embargo, estos equipos son usados y obsoletos;
sumado a esto los repuestos y componentes nuevos son muy costosos
debido al bajo volumen de producción ya que estos robots salieron del
mercado hace unos años. Como consecuencia dificulta la puesta a punto del
mismo.
CAPÍTULO II. Planteamiento del Problema.
22
Implementación: La instalación del equipo está sujeta a las
exigencias de Chrysler de Venezuela.
CAPÍTULO III
MARCO REFERENCIAL CONCEPTUAL
En este capítulo se presentan los conceptos básicos que permiten entender
y manejar los términos relacionados con la investigación. Así como también,
permite establecer los criterios de estudio documental para confeccionar el
diseño metodológico de la investigación, esta etapa nos proporcionará un
conocimiento profundo de la teoría que le da significado a la investigación. Es
a partir de las teorías existentes sobre el objeto de estudio, como pueden
generarse nuevos conocimientos.
3.1. Antecedentes.
A continuación se presentan una serie de informes de pasantías y trabajos
de grados que se puede considerar como aporte de información importante
debido a que son investigaciones similares, y servirán como referencia para el
desarrollo del presente trabajo.
Yaguana. (2010), en su estudio de Automatización y monitoreo de un
brazo robótico para la manipulación, transporte y clasificación de piezas
en un área de trabajo, presentado en la Universidad San Francisco de Quito,
para optar al título de Ingeniería Eléctrica y Electrónica con Especialización en
Control. El proyecto beneficia al control de procesos que involucran la
manipulación, transporte y almacenamiento de piezas que puedan perder sus
características al tacto humano o sean peligrosas para la persona que las
manipula. Con dicho proyecto demostró a manera de escala un proceso real
automatizado con el uso de un brazo robótico. Esta investigación generó un
aporte metodológico al presente informe de pasantías.
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
24
Ramírez (2006). Aplicación de la fibra óptica en un robot
industrial de pintura. Trabajo de Seminario, presentado en la
Universidad Nacional Autónoma de México, para optar al título de
Ingeniero Mecánico Electricista, tiene entre sus objetivos introducir al
lector con una cierta formación técnica, en todos los aspectos básicos con
la robótica y un sistema de comunicación por fibra óptica, para
posteriormente lograr, bajo el detalle de la descripción del funcionamiento
de un robot industrial de pintura, entender la aplicación de la fibra óptica.
El trabajo se desarrolla en la compañía ABB México, S.A de C.V. Para
ello resultó necesario generar diferentes conocimientos en cuanto a
principios de la robótica actual, enumeración de los componentes básicos
de un sistema de robot, entre otros. Posteriormente se profundiza en la
instalación y funcionamiento del mismo. En relación al informe que se está
llevando a cabo, éste trabajo servirá de referencia tanto en percepción
como en procedimientos a seguir para lograr los objetivos planteados.
Cambray (1999). Manual para la robotización de los procesos
industriales. Tesis de Grado, presentado en la Universidad Nacional
Autónoma de México, para optar al título de Ingeniero Mecánico
Electricista. La robotización de una planta o proceso requiere de una
metodología que asegure dicho objetivo. El enfoque en el cual se realizó
este trabajo de tesis, es plantear una serie de pasos que ayuden al analista o
ingeniero de planta proponer un proyecto de automatización utilizando
robots. Se definen las características del robot para hacer una buena
selección, entre estas la velocidad de operación. El robot y el proceso
deberán estar bien acoplados mediante dispositivos para el manejo y
transporte de materiales, controladores y otros dispositivos que formaran
parte del diseño de la célula de manufactura. En analogía al trabajo que se
está efectuando, éste trabajo servirá de referencia tanto en cálculos como
en definir los procesos para lograr una propuesta de proyecto apropiada.
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
25
3.2. Bases Teóricas.
A continuación con el propósito de darle a la investigación un sistema
coordinado y coherente de conceptos y proposiciones que permitan abordar
el problema, se describen términos puntuales que ayudaran a situar el
problema que se está estudiando dentro de un conjunto de conocimientos.
Ergonomía.
Es una disciplina científico-técnica y de diseño que estudia
integralmente al hombre (o grupos de hombres) en su marco de actuación,
relacionado con las máquinas dentro de un ambiente laboral específico, y
que busca la optimización de los tres elementos del sistema (hombre-
máquina-ambiente).
Desde la primera vez que el hombre empezó a interactuar con el
ambiente de una manera compleja, se utilizó un enfoque antiergonómico;
los diseños eran realizados de forma tal que los seres humanos debían
adaptarse a las demandas de su medio físico por lo que debían aceptar gran
cantidad de incomodidad e incapacidad.
Oborne (1990) plantea "En términos metafóricos, se han alargado los
brazos para alcanzar controles inalcanzables y la habilidades perceptuales
se han "estirado" para escuchar lo inaudible o para ver lo virtualmente
invisible en el mundo de las señales" y más adelante ".... se han cortado las
piernas para ajustarse a espacios reducidos y estrechos y las capacidades
cognoscitivas se han encogido para ajustarse a tareas aburridas."
Robótica Industrial.
La palabra robot deriva del checo robota que significa trabajador, pero
no es eso exactamente lo que se entiende hoy en día como el significado de
esta palabra. Actualmente se define como robot a un manipulador
automático servocontrolado, reprogramable, polivalente, capaz de
posicionar y orientar piezas, útiles y dispositivos especiales, siguiendo
trayectorias variables reprogramables, para la ejecución de tareas variadas.
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
26
Normalmente tiene la forma de uno o varios brazos terminados en una
muñeca. Su unidad de control incluye un dispositivo de memoria y
ocasionalmente de percepción del entorno. Su uso es el de realizar una tarea
cíclica, pudiéndose adaptar a otra sin cambios permanentes en su material.
Robot Nachi.
La división de robótica del Grupo Nachi-Fujikoshi Corp, de Japón,
cuenta con una variedad de productos en una gama de aplicaciones que
incluye el manejo de materiales, soldadura, trabajo pesado y cuarto limpio,
en este punto cabe mencionar que aún no han desarrollado productos para
aplicaciones de pintura. El robot seleccionado para este proyecto es el
SA160-02 (ver figura 9).
Figura 9. Robot Nachi SA160-02. Fuente: Autor.
Descripción del robot.
Alcance: 2m.
Altura del robot erguido: 2.10m.
Altura del robot cabizbajo: 1.75m.
Ancho: 1.10m * 1.50m.
El robot SA160-02 de Nachi está diseñado para la aplicación de
soldadura ya que su anatomía es esbelta, sin embargo, se adaptó para la
aplicación de sello. Cuenta con seis grados de libertad (un motor por cada
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
27
eje). El control del robot posee las siguientes características: modelo
AR/Nachi-SA160-02, Fuente de poder 480 V 60 HZ 3 Fases.
Coordenadas ortogonales del robot.
• Coordenada X: Direcciones izquierda y derecha.
• Coordenada Y: Direcciones adelante y hacia atrás.
• Coordenada Z: Direcciones arriba y abajo.
Estas coordenadas se utilizan de referencia para el cálculo de la
interpolación lineal o cambio de operación. Además las coordenadas de la
muñeca se referencian, sobre la base de la cara frontal de la muñeca.
El robot cuenta con seis baterías, una batería por eje. Las baterías son
usadas como fuente de energía por la memoria IC para almacenar
programas realizados por la unidad de programación, incluso cuando no hay
energía eléctrica.
• Tarjetas IC: Son elementos de almacenamiento, respaldados por las
baterías, de la misma forma que la memoria del controlador.
Cuadro 2. Batería correspondiente para cada eje.
Fuente: Manual del equipo.
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
28
Ejes del robot.
Eje S controla la coordenada X, con un servomotor AC de 5,5 Kw.
Figura 10. Servomotor eje S, Robot Nachi SA160-02. Fuente: Autor.
Eje H controla la coordenada Y, con un servomotor AC similar al de eje S.
Figura 11. Servomotor eje H, Robot Nachi SA160-02. Fuente: Autor.
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
29
Eje V controla la coordenada Z, con un servomotor AC similar al de eje S.
Figura 12. Servomotor eje V, Robot Nachi SA160-02. Fuente: Autor.
Ejes R2, B y R1, controlados por tres servomotores AC (un
servomotor por eje de 2,1 Kw), con las mismas características.
Figura 13. Servomotor ejes R2, B y R1; Robot Nachi SA160-02. Fuente: Autor.
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
30
Figura 14. Servomotores, Robot Nachi SA160-02. Fuente: Autor.
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
31
Figura 15. Ejes, Robot Nachi SA160-02. Fuente: Autor.
Elementos del robot.
Estructura mecánica del robot.
Mecánicamente, el robot está formado por una serie de elementos o
eslabones unidos mediante articulaciones que permiten un movimiento
relativo entre cada dos eslabones consecutivos.
La constitución física guarda cierta similitud con la anatomía del
brazo humano, por lo que en ocasiones parece hacer referencia a los
distintos elementos que componen el robot, se utilizan términos como
cuerpo, brazo, codo y muñeca. El movimiento de cada articulación puede
ser de desplazamiento, de giro o de combinación de ambos. Cada uno de los
movimientos independientes que puede realizar cada articulación con
respecto a la anterior se le denomina grado de libertad (GDL).
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
32
El número de grados de libertad del robot viene dado por la suma de
los grados de libertad de las articulaciones que lo componen. Puesto que, en
la práctica, las articulaciones empleadas son únicamente las de rotación y
prismática con un grado de libertad cada una, al número de GDL del robot
suele coincidir con el número de articulaciones de que se compone.
Actuadores.
Los actuadores tienen como misión generar el movimiento de los
elementos del robot según las órdenes dadas por la unidad de control. Se
clasifican en tres grandes grupos, según la energía que utilizan:
• Neumáticos.
• Hidráulicos.
• Eléctricos.
Los actuadores neumáticos utilizan el aire comprimido como fuente de
energía y son indicados en el control de movimientos rápidos, pero de
precisión limitada. Los actuadores hidráulicos son recomendables en los
manipuladores que tienen una gran capacidad de carga, junto a una precisa
regulación de velocidad. Los motores eléctricos son los más utilizados, por
su fácil y preciso control.
Cada uno de estos sistemas presenta características diferentes, siendo
preciso evaluarlas a la hora de seleccionar el tipo de actuador más
conveniente. Las características a considerar son:
• Potencia.
• Controlabilidad.
• Peso y volumen.
• Precisión.
• Velocidad.
• Mantenimiento.
• Costo.
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
33
Sensores.
Para conseguir que un robot realice su tarea con la adecuada precisión,
velocidad e inteligencia, será preciso que tenga conocimiento tanto de su
propio estado como del estado de su entorno. La información relacionada
con su estado (fundamentalmente la posición de sus articulaciones) la
consigue con los denominados sensores internos, mientras que la que se
refiere al estado de su entorno, se adquiere con los sensores externos.
Para el control de posición angular se emplean fundamentalmente los
denominados encoders y resolvers. Los codificadores ópticos o encoders
incremental, en su forma más simple, de un disco transparente con una serie
de marcas opacas colocadas radialmente y equidistantes entre sí; de un
sistema de iluminación en el que la luz es colimada de forma correcta, y de
un elemento foto receptor. El eje cuya posición se requiere medir va
acoplado al disco transparente. Con esta disposición a medida, eje que gire
irá generando pulsos en el receptor cada vez que la luz atraviese cada
marca, es posible conocer la posición del eje llevando una cuenta de estos
pulsos.
Figura 16. Partes del enconders. Fuente: Autor.
Sensores de velocidad; la capacitación de la velocidad se hace
necesaria para mejorar el comportamiento dinámico de los actuadores del
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
34
robot. La información de la velocidad de movimiento de cada actuador se
realimenta normalmente a un bucle de control analógico implementado en
el propio accionado del elemento del motor.
Conexiones multicontacto.
De gran importancia ya que son los encargados de llevar las señales, y
con ello se logra alimentar todos los elementos eléctricos, electrónicos y
electromecánicos.
Figura 17. Conexiones multicontacto. Fuente: Autor.
Controlador del robot AR.
Sección de entradas/salidas.
El controlador cuenta con entradas y salidas discretas, el módulo de
cada tarjeta es de 32 I/O. El software de la unidad de programación es muy
amigable y las señales del sistema ya están predefinidas por lo que solo hay
que direccionarlas. Lo interesante en este controlador es el “software PLC”,
es decir, es un PLC virtual que corre en el robot como una aplicación de
fondo y se programa con lógica de escalera, por lo que con este software se
puede evitar agregar un PLC. Su aplicación se visualiza cuando se elabora
la programación por puntos y se utilizan los comandos de función, estos
comandos corren en una aplicación de fondo creada por el fabricante, como
se expresa anteriormente, y sus entradas y salidas se encuentran
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
35
predestinadas en las tarjetas I/O. Por ejemplo M105, M1; donde M105 es la
función y M1 es su salida.
La sección de entradas/salidas del controlador AR tiene a su cargo la
función de interconectar los dispositivos industriales de alta potencia, al
sistema de circuitos electrónicos de baja potencia que almacena y ejecuta el
programa de control. El chasis de entradas/salidas es un contenedor
mecánico con ranuras para sostener tarjetas de circuitos impresos (modulo)
que contiene convertidores de señales de entrada o amplificadores de salida.
Figura 18. Controlador AR. Fuente: Autor.
Posición de los pines del robot.
Una vez conectado el robot, lo primero que se debe hacer es llevar a la
posición de los pines del robot o masterización del robot como también se
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
36
conoce, ya que es la forma de configurar los ejes del robot dándoles la
posición de cero. Para masterizar al robot se mueven los ejes uno por uno
hasta llegar a las marcas del fabricante y ahí se configura el cero. En la
figura 18, se muestra la posición del robot eje por eje.
Figura 19. Masterización del robot. Fuente: Autor.
La masterización se realiza para obtener los pulsos leídos en la
posición de ceros grados = marcas = cero mecánico.
Para setear la posición cero del robot, se usan un par de pines
maquinados que sólo entran en el brazo o en los bloques en una sola
posición del eje (la posición cero), la finalidad de estos pines es evitar
el error humano y al mismo tiempo sirve como seguro para que el eje no se
mueva por si se requiere quitar un motor, asegurando que el seteo de la
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
37
posición cero sea siempre la misma y no se requerirá retocar puntos si por
alguna razón se pierde la referencia de la posición.
Los encoders del robot suelen perder posición cuando falla la energía
eléctrica, por consecuencia el robot necesita ser llevado a la posición de los
pines (pin position) para verificar su posición.
Centro de herramienta (TCP).
Es el punto central de la herramienta, tiene la finalidad de
proporcionarle al robot las dimensiones del dispositivo.
Elementos terminales.
Para las aplicaciones industriales, las capacidades del robot básico
deben aumentarse por medio de dispositivos adicionales. Podríamos
denominar a estos dispositivos como los periféricos del robot, incluyen la
herramienta que se une a la muñeca del robot y a los sistemas sensoriales
que permiten al robot interactuar con su entorno. La herramienta final
permite al robot de uso general realizar una aplicación particular. Dicha
herramienta debe diseñarse específicamente para la aplicación.
Tabla 2. Herramientas terminales para robots.
Fuente: Tesis, Integración de un robot en una línea de producción automotriz aplicando soldadura
MIG. (Gutiérrez, 2011).
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
38
Unidad de control del robot.
La programación del robot se realiza con una unidad de programación
(ver figura 19), con la cual se puede mover el robot y guardar sus
trayectorias. En primera instancia se hace la simulación del programa paso
a paso y posteriormente, ya que existe seguridad en las trayectorias del
robot, se puede simular la programación en modo automático.
Figura 20. Unidad de programación del Robot Nachi. Fuente: Autor.
Un robot puede ser programado por:
• Programación por guiado.
• Programación textual: Este método de programación permite indicar
la tarea al robot a través de un lenguaje de programación específico.
La unidad de programación es un dispositivo indispensable, ya que
este es el enlace entre la máquina y el hombre, por este medio se realizan
los movimientos del robot así como toda la programación de las
trayectorias, entradas y salidas para controlar la secuencia del robot. El
modo de movimiento del robot es a través de seis botones, con los cuales se
mueven los seis ejes del robot.
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
39
Figura 21. Modo de movimiento del robot. Fuente: Autor.
La unidad de programación dispone de un mecanismo de seguridad
que impide el movimiento accidental del robot, este es el interruptor de
hombre muerto (Deadman).
El interruptor se utiliza como dispositivo de activación. Cuando se
activa la unidad de programación, este interruptor permite el movimiento
del robot mientras se sujeta el interruptor; si se libera, el robot se detiene
por emergencia.
Figura 22. Pulsador de seguridad de la unidad de programación. Fuente: Autor.
Programación del Robot.
Para hacer una programación por puntos:
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
40
• Estar en modo “Teach”.
• Escribir en la pantalla el número de programa, P25.
• Llevar el robot a su posición inicial y presionar “rec”.
• Sucesivamente llevar a cada punto y presionar “rec” para gravar
dicho punto.
• Para realizar la modificación del programa (el ingreso de códigos,
tiempos, etc), entrar a “Condition modify”.
Notas:
• Para ir a un punto determinado en el programa, colocar “Step” más el
número del paso y presionar “Set”.
• Para modificar un paso, ir al punto determinado y presionar
“ Modify”.
• Para seguir grabando pasos se debe estar en el último paso para
generar uno nuevo.
Figura 23. Teclado de la unidad de programación. Fuente: Autor.
Modo “ Teach”.
• Habilitado: Permite mover el robot de manera manual, ejecutar un
programa de manera manual, hacer modificaciones de los programas
y modificar configuraciones.
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
41
• Deshabilitado: Condición necesaria para la ejecución en automático
de cualquier programa.
[SET]: Se utiliza para seleccionar el menú o introducir un valor.
[ ] [ ] [ ] [ ]: Se utilizan para mover el cursor.
[F] [M] [I] [T]: Se utilizan para introducir la velocidad y la función.
Código de Función
Función del comando
M (señal M) Esta es una señal de salida del robot usada para comunicarse con el equipo perimetral, haciendo actuar a la herramienta.
I (señal I) El robot se detiene hasta que este detecte una señal designada por I.
T (Timer)
Las paradas de robot para un periodo de tiempo
designado en la ubicación del punto (paso), T es
guardado.
Movimientos del robot.
• Joint (articulación): Cada eje puede desplazarse en forma
individual, en dirección positiva o negativa del eje.
• Linear (lineal): La punta del pistón se mueve up/down,
forward/backward and left/right en una línea recta basado en la base
del robot.
• Tool (herramienta): La punta del pistón se mueve up/down,
forward/backward and left/right en una línea recta basado en las
coordenadas de la muñeca.
Medidas de seguridad.
Seguridad en instalaciones robotizadas.
La seguridad y prevención de accidentes es un aspecto crítico
durante el desarrollo y aplicación de una célula robotizada. Las
consideraciones sobre la seguridad del sistema robotizado cobran
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
42
importancia, en primer lugar, por el motivo intrínseco de que el robot,
posee mayor índice de riesgo a un accidente que otra máquina de
características similares; y en segundo lugar, por un aspecto de aceptación
del robot dentro de la planta.
Diseño y control de la célula robotizada.
La implantación de un sistema robotizado implica la consideración de
un gran número de factores, desde la definición detallada del plano de
implantación del sistema, además de la selección del robot, hay que definir
y diseñar los elementos periféricos pasivos o activos que intervienen en la
célula.
3.3. Definición de términos básicos.
Bajo la carrocería: En inglés “UnderBody”; en la empresa Chrysler
de Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
Controlador: Es el encargado de controlar y coordinar cada una de
las partes que constituyen el robot para lograr un único objetivo. Es la parte
del robot que le confiere flexibilidad.
Línea de ensamble: En ingles “Body Shop”; en la empresa Chrysler
de Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
Manipulador: Cualquier dispositivo mecánico capaz de reproducir los
movimientos humanos para el manejo de objetos. Suele referirse a los
elementos mecánicos de un robot que producen su adecuado
posicionamiento y operación.
Material Productivo: Es todo aquel material que agrega valor a la
unidad.
Proceso: Es un conjunto de actividades o eventos (coordinados u
organizados) que se realizan o suceden (alternativa o simultáneamente) bajo
ciertas circunstancias con un fin determinado.
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
43
Pruebas de freno: En inglés “Pedal Pusher”; en la empresa Chrysler
de Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
Pruebas de rodillos: En inglés “Roll Test”; esta prueba se realiza en
una pista estática. En la empresa Chrysler de Venezuela LLC es utilizado
este término en inglés.
Rack: Es un equipo electrónico diseñado para albergar tarjetas de
entradas y salidas dotándolas de alimentación y de canales de comunicación
entre ellas.
Robot: Es un sistema mecánico cuyo control debe estar encaminado a
efectuar una tarea de utilidad.
Scan: El tiempo que dura en realizar un ciclo completo incluyendo la
lectura de las entradas, ejecución del programa, actualización de las salidas,
servicios a la interfaz y diagnóstico.
Soporte de carrocería: En inglés “Body Carrier”; en la empresa
Chrysler de Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
Terminal: Extremo de un conductor preparado para facilitar su
conexión, capaz de transmitir y recibir datos o instrucciones.
Tiempo de procesamiento: En inglés “Takt Time”; en la empresa
Chrysler de Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
Transportador: ( M3Logística | Comercio Exterior, 2010). El
transportador o conveyor es un dispositivo horizontal, inclinado o vertical,
para mover o transportar materiales a granel, paquetes u objetos en una ruta
predeterminada. Por su diseño, el dispositivo tiene puntos fijos para cargar
y descargar. Dichos puntos también pueden ser selectivos e incluyen
dispositivos para evitar montacargas y bandas de reciprocidad vertical e
inclinada. En la empresa Chrysler de Venezuela LLC es utilizado este
término en inglés.
CAPÍTULO III. Marco Referencial Conceptual.
44
Transportador de carrocería: En inglés “Dollys”; en la empresa
Chrysler de Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
Tratamiento Anticorrosivo: En ingles “E-Coat”; en la empresa
Chrysler de Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
Unidad de Programación: En inglés “Teach Pendant”, es un
dispositivo utilizado para controlar un robot de forma remota; en la empresa
Chrysler de Venezuela LLC es utilizado este término en inglés.
CAPÍTULO IV
MARCO METODOLÓGICO
4.1. Naturaleza de la metodología.
La presente investigación soluciona un problema basándose en cumplir
los objetivos descritos anteriormente. Esta investigación se considera un
proyecto factible partiendo de que “El proyecto factible consiste en la
elaboración de un modelo operativo viable, o una solución posible a un
problema de tipo práctico para satisfacer las necesidades de una institución o
grupo social”. UPEL. (1992:7).
Adicionalmente este proyecto tiene apoyo en una investigación de tipo
documental y de campo, en un diseño que incluye ambas modalidades.
4.2. Técnicas de recolección de información.
Con propósito de lograr los objetivos planteados, fue necesario obtener
datos o información por medio de las técnicas de recolección de información;
Sabino (1992), plantea que es “cualquier recurso de que se vale el investigador
para acercarse a los fenómenos y extraer de ellos información”.
a) Observación directa: Aplicando esta técnica se evidenció el estado
actual del área de la línea de sello, se observó atentamente el caso, y se
registró para su posterior análisis.
b) Observación participativa: Esta técnica es importante para conocer y
evaluar con más detalles los movimientos y actividades necesarias para
realizar las operaciones pertinentes.
CAPÍTULO IV. Marco Metodológico.
46
c) Las entrevistas no estructuradas: Para emplear esta técnica se
hicieron preguntas abiertas y no estandarizadas a los operarios y
líderes del área, para dejar mayor libertad a ambas partes, estas
entrevistas ayudaron a completar la información recopilada en la
observación directa.
d) Revisión documental: Esta técnica se realizó con el fin de
profundizar la información recopilada, esta comprende la búsqueda
de la información de documentos empresariales, que contribuyan al
conocimiento del comportamiento de sucesos realizados que sirvan
de apoyo para el desarrollo de teorías pertinentes para la resolución
de problemas. (Candelo, 2006).
4.3. Diseño metodológico.
Este trabajo de investigación se estructuró en cinco fases, en este
capítulo se explica paso a paso el procedimiento que se efectúo para llevar a
cabo el proceso de adaptación de un sistema robotizado para reemplazar el
proceso manual que posee actualmente la línea de sello.
4.3.1. FASE I: Estudiar la situación actual del proceso de aplicación de
sello.
En esta fase se procedió a realizar una investigación exhaustiva del
proceso de aplicación de sello UBC que funciona en la actualidad,
específicamente en el departamento de pintura en la línea de sello, mediante
la observación directa, técnica que da facilidad para obtener un
conocimiento detallado de los procesos operativos estándar del área y bajo
qué escenario se desarrollan las actividades pertinentes, recopilar la mayor
información posible sobre la situación, y de este modo poder conocer a
fondo la manera como realiza dicha operación, para diagnosticar las
necesidades y deficiencias existentes, a fin de cumplir con los objetivos
planteados, permitiendo así buscar alternativas de mejoras, para proceder al
CAPÍTULO IV. Marco Metodológico.
47
diseño del nuevo sistema buscando siempre el mejoramiento del desempeño
de las líneas de producción.
4.3.2. FASE II: Elaborar propuestas para reemplazar el sistema
existente.
Una vez se diagnosticó y analizó la información de la situación actual
de las causas relevantes presentes en el área, se procedió a generar un
estudio entre las alternativas propuestas, basado en las necesidades de los
operarios; con el fin de reducir peligros, eliminar las condiciones no
ergonómicas y tiempos de ocio, a través de la adaptación de una unidad
robótica, tomando en cuenta los criterios de seguridad.
4.3.3. FASE III: Realizar estudio de factibilidad asociado a la
implementación de la propuesta de mejora en la línea de producción.
En esta fase, se realizó el estudio de rentabilidad bajo los parámetros
de la metodología de Manufactura de Clase Mundial (WCM), para los
cuales el departamento de costos suministró un formato de cálculos donde
se puede visualizar de forma clara los costos asociados a las mejoras; para
los cálculos en mano de obra directa se tomó en cuenta la data de costos
considerando los salarios del trabajador.
Posteriormente se realizó un listado de cómputos métricos para
conocer los materiales precisos que se requieren para implementar el nuevo
sistema, en un futuro cercano.
4.3.4. FASE IV: Estandarizar Plan de Mantenimiento Preventivo.
Todas las maquinarias que se encuentran en las líneas de ensamble de
vehículos de Chrysler de Venezuela L.L.C., requieren de un mantenimiento
preventivo para evitar su deterioro y mal funcionamiento. En esta fase se
busca estudiar los procedimientos de mantenimiento practicados en las
máquinas mediante la observación participativa de los mismos, tanto
rutinarios como mantenimientos que signifiquen tiempos de parada más
grandes.
CAPÍTULO IV. Marco Metodológico.
48
Se realizó un mantenimiento preventivo de los componentes de mayor
criticidad que posee el robot a implementar en la línea de sello.
4.3.5. FASE V: Verificar el funcionamiento del nuevo sistema
robotizado.
En esta fase se inspeccionó el funcionamiento de la unidad robótica,
se corrigieron las fallas que se presentaron, luego de esto se incorporaron
dispositivos necesarios para realizar la simulación de la operación.
Se generó un estudio de la velocidad con la que el robot realizará la
aplicación de sello, para comprobar que ejecuta la tarea en menor tiempo
que el operario. Adicionalmente se procedió a comprobar el nuevo sistema
que será implementado en la aplicación de sello, simulando las trayectorias
programadas, a través de la unidad de programación, todo esto acorde con
las exigencias de la empresa.
Se implantó una programación en el PLC existente del transportador
aéreo, para así logra la interacción entre el robot y el transportador aéreo
que se encuentra en la línea.
CAPÍTULO V
RESULTADOS
En este capítulo se presentan los resultados obtenidos a través de la
aplicación de las técnicas de recolección de información y su posterior análisis,
permitiendo evidenciar los resultados de la investigación, para elaborar la
propuesta de diseño del sistema automatizado mediante equipos robóticos y así
mejorar el proceso de aplicación de sello.
A continuación se evidencia el desarrollo de las cinco fases que
componen el proyecto.
5.1. FASE I: Estudiar la situación actual del proceso de aplicación de
sello.
Para establecer la situación actual del área en la que se realiza la
aplicación de sello UBC fue necesario aplicar las técnicas expuestas
anteriormente para así detectar las causas que originan el problema; se realizó
la observación directa para comprender de manera general la situación en la
que se realizan las operaciones (ver figura 23). Posteriormente se analizó con
más detalles los movimientos, actividades y recorridos que son necesarios para
completar toda la operación, en ella se realizó una filmación, en donde se
observa todo el proceso.
CAPÍTULO V. Resultados.
50
Figura 24. Proceso manual línea de sello. Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C.
Adicionalmente, involucrando a los operarios en el diseño, se aplicó la
técnica de entrevistas a operarios, a líderes y a supervisores del área, de
manera que se fue recopilando información e inquietudes, así como también
propuestas de mejoras al sistema. En este sentido, Tomayo y Tomayo
(2000), señalan que la guía de entrevista es el instrumento propio de la
técnica de entrevista, es una manera de interactuar con la persona
entrevistada, en el que se establece un diálogo, a quien se le formula la
interrogante.
Proceso de aplicación de sello.
El proceso consiste primeramente en llegar a la estación de carga de
sello, el Transportador de Carrocería (TC) cargado con la unidad espera al
Soporte de carrocería (SC). Al sonar una alarma el SC procede a descender.
Dependiendo del modelo de la unidad, se colocan las eslingas
correspondientes para fijar la unidad al SC. La unidad se aterra mediante el
cable de aterramiento que se encuentra en el SC y se procede a subir el SC,
luego se traslada la unidad a la primera estación de sello en la que se le
aplica sello PVC, los operarios toman las pistolas para realizar la aplicación
por ambos lados, se deben proteger y cubrir los entrechapados, la aplicación
se realiza desde la parte delantera de la unidad hasta la parte trasera, se
CAPÍTULO V. Resultados.
51
aplica un cordón abundante en los empalmes de láminas de la carrocería
(ver figura 24).
Figura 25. Proceso manual de aplicación de sello PVC. Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C.
Posteriormente en la siguiente estación, se le es aplicado el mismo
sello (PVC) en las mismas juntas de la unidad pero con la ayuda de una
brocha, esto para cubrir totalmente el área. Finalmente se envía a la
estación de aplicación de sello UBC, el cual es aplicado con ayuda de una
pistola, empezando por la parte delantera de ambos lados, luego en el piso
medio y finalizando en la parte trasera de la unidad. Cuando el SC con la
unidad llegue a la estación de descarga de sello, debe esperar a que suene
una alarma para descender, luego se ubica la unidad sobre el TC, se retiran
las eslingas que mantienen la unidad fija y se remueve el cable de
aterramiento. Finalmente se procede a subir el SC y es enviado a la estación
de carga de sello.
CAPÍTULO V. Resultados.
52
Características de los sellos aplicados.
La línea de sello fue creada principalmente para el modelo Bk, dicha
línea se adaptó para los otros modelos (W2 y Kk). El sello pulverizable es
aplicado a los modelos W2, Kk y Bk; y el sello UBC es aplicado solo al
modelo Bk.
• Sello Pulverizable, PVC. (Terolan 9700V)[2].
Es un sellador sin solvente de aplicación automotriz.
Naturaleza química: producto a base de resina de PVC, plastificante
ftálico y cargas.
Cuadro 3. Identificación de Peligros, Sello PVC.
Ingestión:
Es irritante para los ojos, puede causar conjuntivitis.
El contato con la piel puede causar irritación ligera cuando el contato es prolongado, puede causar dermatitis.
Es nocivo si se ingiere.
Emergencia General:
Contacto con los ojos:
Contacto con la piel:
Identificación de PeligrosNo representa riesgo alguno si se usa de acuerdo a las condiciones normales de trabajo.
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C.
Información importante del sello PVC.
Equipo de protección personal: la norma de OSHA[3] para equipo de
protección personal (29 CFR 1910.132), establece que los empleadores
deben realizar una evaluación de riesgos de trabajo para determinar la
necesidad y la selección del equipo de protección adecuado para cada tarea
que se realiza.
Este producto contiene un componente clasificado como no peligroso
bajo el 40 CFR 261.24.RCRA.
• Sello UBC (Terotex 8500D)[2].
Es un aislante.
Tipo de producto: Obturación
Clase división de peligro: 9[4], (Ver cuadro 4).
CAPÍTULO V. Resultados.
53
Cuadro 4. Subdivisiones de la clase 9. Materias que inhanalas en forma de polvo fino, pueden poner
en riesgo la sa lud.
Materias y aparatos que, en caso de incendio, puedan formar
dioxinas .
Materias que des prenden vapores inflamables .
Pi las de l i tio.
Aparatos de s alvamento.
Materias pel igrosas para el medio ambiente acuático, l íquidas .
Materias pel igrosas para el medio ambiente acuático, sól idas .
Microorganis mos y organismos modi ficados genéticamente.
Materias trans portadas a temperatura elevada, l íquidas .
Materias trans portadas a temperatura elevada, s ól idas .
Otras materias que pres entan un ries go durante el trans porte
pero que no s e correspondan con las definiciones de ninguna
otra clas e.
Clase 9,
Materias y
objetos
pel igros os
diversos
Fuente: Autor.
Cuadro 5. Identificación de Peligros, Sello UBC.
Es irritante para el sistema respiratorio.
Contacto con los ojos: El contato puede causar irritación moderada a severa y posibles lesiones.
Contacto con la piel: El contato con la piel puede causar irritación.
Ingestión: Puede causar irritación gastrointestinal, náuseas y diarrea.
Inhalación:
No representa riesgo alguno si se usa de acuerdo a las condiciones normales de trabajo.
Emergencia General:
Identificación de Peligros
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C.
Información importante del sello UBC.
Este material es considerado peligroso por la norma de OSHA[3] (29
CFR 1910.1200).
CAPÍTULO V. Resultados.
54
Cuadro 6. Información toxicológica, Sello UBC.
Ingredientes peligrosos
Nafta pesada hidrotratada
Óxido de calcio
Carbonato de calcio
Resin poliamída
Isobutirato de 3-benzoiloxi-2,2,4-trimetilpentilo
Piedra caliza
Benzoic acid, C9-11-branched alkyl esters
Phthalic acid esters
Irritante
Irritante, corrosivo ojos
Corrosivo, irritante
Sin registros
Latex copolímero acrílico de vinilo
Polvo irritante
Del desarrollo, riñón, hígado, reproductor
Sin registros
Polvo irritante
Ningún órgano blanco
Dibenzoato de 2,2,4-trimetilpentano-1,3-diilo
Efectos sobre la salud/órgano blanco
Ningún órgano blanco
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C.
La función del sello UBC es servir como aislante. El sello UBC no es
aplicado a los otros dos modelos porque su respectivo aislante (sello
estructural) es colocado entre metal y metal en el área de ensamblaje.
Se observa que el sello UBC es nocivo para la salud de los operarios,
si no se utilizan los equipos necesarios de protección que impidan el
contacto directo. Por último, a fin de profundizar lo evaluado inicialmente,
se investigó acerca de las mejoras realizadas en esa área de trabajo. En el
capítulo II se indicó que el operario cuenta con un pedestal, inicialmente
esta solución fue ejecutada por el departamento de ergonomía de la planta,
sin embargo, se evidenció que no se logró eliminar el cien por ciento de
dicha condición, la cual se muestra en el resumen (Ver Anexo A).
5.2. FASE II: Elaborar propuestas para reemplazar el sistema
existente.
Una vez evaluado y analizado el estado actual del área se continúa con
esta fase que busca generar una propuesta de mejora para lograr satisfacer
todas las necesidades de los operarios y de la producción.
Siguiendo con los estudios técnicos, se consideraron dos alternativas a
evaluar mano de obra calificada y equipos robóticos, y así evidenciar cuál
CAPÍTULO V. Resultados.
55
de las alternativas es la más viable para la ejecución del proyecto,
basándonos en las condiciones laborales y de producción.
Entre las propuestas que se plantean está la de añadir un segundo
operario para reducir la condición no ergonómica del operario fijo, al
anexar el nuevo operario y al contar con el pedestal existente se elimina la
condición. Pero en este caso, contaríamos con dos operarios con tiempos
prolongados de ocio (esto fue planteado inicialmente), ya que realizarían la
operación alternándose entre un operario y el otro. La condición se elimina
debido a que un primer operario aplica el sello a un número de unidades
(modelo Bk) preestablecidas, al finalizar las unidades establecidas le sigue
el descanso, igualmente mientras este descansa el segundo operario realiza
la operación a un número preestablecido de unidades. En conclusión
incorporar otro operario para eliminar la condición no ergonómica no es la
solución, ya que el operario que realiza dicha actividad tiene diversos
tiempos de ocio en un día de producción.
A continuación se muestra en el cuadro 7, las ventajas y desventajas
entre incorporar mano de obra calificada y equipos automatizados, ya que
por medio de ellas, se podrá tener una mejor visión en cuanto a la opción
más conveniente para la elaboración del proyecto.
Cuadro 7. Ventajas y Desventajas de las Alternativas Seleccionadas.
Alternativas Ventajas Desventajas
Mano de Obra Calificada
_.Permite el ingreso inmediato de un
segundo operario, y sin tener que modificar
el área.
_. Se encuentran expuestos a condiciones no
ergonómicas.
_. Aumento en los tiempos de ocio.
_. Aumento en material no productivo ya que
se incorporara un segundo operario.
Equipos Automatizados
(Equipo Robótico)
_. Bajo costo de inversión ya que se posee la
unidad robótica.
_.Elimina las condiciones no ergonomicas.
_. Elimina tiempos de ocio.
_.Habrá reducción en material no productivo.
_. Se deben realizar modificaciones a la línea
de sello para su implementación.
Fuente: Autor.
CAPÍTULO V. Resultados.
56
Luego de analizar cada una de las alternativas, se planteó una serie de
limitaciones las cuales van a definir el aspecto final del proyecto. Dichas
limitaciones o restricciones se enumeran como sigue:
Lista de restricciones:
� El proyecto debe tener un proceso totalmente ergonómico.
� Debe cumplir con el programa de producción estimado por la
empresa.
� Reducción de los costos operativos.
Implementar la unidad robótica, es la alternativa que se adapta más a
los requerimientos técnicos empleados para la mejora del proceso de sello,
esto es debido a que al realizar el proyecto con mano de obra calificada no
cumple con la lista de restricciones. Por lo tanto, se procederá a reubicar al
personal que operaba en la estación de aplicación de sello UBC a otra área,
ya que este será reemplazado por un equipo robótico.
A continuación se muestra el plano de implantación del sistema (Ver
Anexo B y C), planteado para realizar la adaptación del equipo robótico en
la línea de producción. La disposición del robot se designó, debido a las
limitantes del área de trabajo, en el cual se aprecia la distribución del robot
a implementar con respecto a la célula robotizada.
Criterios de seguridad para su implementación.
Célula de seguridad.
Cuando al operario le corresponda ingresar a la célula de seguridad,
los sensores de presencia interrumpirán inmediatamente el mando de la
máquina, de esta manera quedan bloqueados los movimientos del robot.
Dispositivos de seguridad.
El robot cuenta con dispositivos de seguridad para la prevención de
accidentes, unos fines de carrera instalados en la base del robot para
asegurar la protección mientras transcurre cualquier ciclo de trabajo.
CAPÍTULO V. Resultados.
57
Figura 26. Limit Switch, base de robot. Fuente: Autor.
Interruptor de emergencia.
Para la seguridad tanto del operario como del robot, el panel frontal
del armario del controlador al igual que la unidad de programación, se
encuentran equipados con interruptores de emergencia, que conllevan al
parado del proceso desconectando todos los dispositivos.
En caso de que el operario pulse algún interruptor, el robot se detiene
inmediatamente en cualquier posición. Además de que el mando o sistema
de control del robot quedan desconectados, también lo hacen los motores
del robot y el accionamiento de sello.
Figura 27. Botón de emergencia del armario de control del robot. Fuente: Autor.
CAPÍTULO V. Resultados.
58
Figura 28. Botón de emergencia de la unidad de programación. Fuente: Autor.
Espacio de trabajo del robot seleccionado.
Espacio donde la geometría del robot le permite llegar, esto no
considera si la dinámica del controlador permite resolver para una
interpolación dada.
Figura 29. Espacio de trabajo del robot. Fuente: Manual del equipo.
CAPÍTULO V. Resultados.
59
Características.
Énfasis en la capacidad de ahorro de espacio.
Cuadro 8. Rango de movimiento de los ejes.
Ejes
S ±150°
H (+75˚ ̴ -55˚)
V (+145˚ ̴ -115˚)
R2 ±360°
B ±125°
R1 ±360°
Brazo
Muñeca
Rango de
Movimiento
(grados)
Robot SA160-02
Fuente: Manual del equipo.
Figura 30. Rango de movimiento de los ejes. Fuente: Manual del equipo.
CAPÍTULO V. Resultados.
60
5.3. FASE III: Realizar estudio de factibilidad asociados a la
implementación de las propuestas de mejora en la línea de producción.
Giugni y colaboradores, mencionan en su obra, que la rentabilidad de
un proyecto es una medida que permite conocer de una manera anticipada el
resultado global de la operación de un proyecto desde el punto de vista
económico.
Justificación del periodo de estudio.
Para las alternativas se estableció como horizonte al número de
periodos a evaluar de cinco años.
Alternativas para reducción de costos.
Representadas por proyectos cuya implementación producen el mismo
efecto y, por ende, generan los mismos ingresos brutos desde el punto de
vista económico. Los ingresos brutos de las alternativas son los mismos y lo
relevante en la selección es la rentabilidad, por ello, no hace falta incluirlos
en la evaluación económica. Las alternativas se comparan únicamente en
términos de sus costos, para la selección, el objetivo de maximización de
beneficios se consigue a través de la minimización de los costos.
Por consiguiente se procede a realizar la evaluación económica de las
alternativas seleccionadas, con el apoyo de la data de costos suministrada
por la empresa (Ver anexo D); para la realización del proyecto con mano de
obra calificada (alternativa A) y la evaluación con equipos robóticos
(alternativa B).
El factor de capitalización de una cantidad de dinero presente permite
determinar el valor futuro (S) de una cantidad de dinero presente (P), con n
periodos de interés.
El factor de actualización de una cantidad de dinero futura permite
determinar el valor presente (P) de una cantidad de dinero futura o pago
CAPÍTULO V. Resultados.
61
simple (S) durante n periodos a una tasa de interés i. El valor de P se
determina descontándole a S los intereses correspondientes.
El factor de actualización de la serie uniforme permite determinar el
valor presente (P) que es equivalente a una serie uniforme de cantidades de
dinero (R) que ocurre durante n periodos a un interés i.
Ya obtenida esta información se procedió a realizar el cálculo del
valor presente neto (VAN) utilizando una tasa de interés del 16,57%
información del Banco Central de Venezuela (BCV).
La fórmula del VAN = Beneficio neto actualizado – Inversión. Siendo:
i =Tasa de interés y n = Nros de periodos.
• Alternativa A: Mano de obra calificada.
CAPÍTULO V. Resultados.
62
• Alternativa B: Unidad robótica.
Precio de robot Nachi SA160-02: 7.950 $ = 795.000 Bs.
1 $ = 100 Bs
Estos resultados indican que la mejor alternativa es la B, ya que tiene
un menor costo total equivalente y su selección proporciona ahorros de:
VA(i) > 0: Los ingresos del proyecto superan a los costos, incluyendo
la tasa mínima de rendimiento, en una cantidad de dinero igual al
equivalente a la magnitud del valor actual. En este caso el proyecto genera
una ganancia superior a la mínima exigida. En el anexo E se muestran los
costos operativos de las alternativas seleccionadas, del mismo modo se
muestra en el cuadro 8 la inversión asociada para el desarrollo del proyecto
en un futuro cercano.
Cuadro 9. Inversión del Proyecto. Inversión del Proyecto (Bs.)
Implementación de los equipos robóticos 156.694,23
Total 156.694,23
Fuente: Autor.
CAPÍTULO V. Resultados.
63
Materiales requeridos para el desarrollo del proyecto.
Para la adaptación de la unidad robótica en la línea de sello, se ha
procedido a generar una lista de cómputos métricos y memoria descriptiva
(Ver anexo F), necesarios para el desarrollo del proyecto.
5.4. FASE IV: Estandarizar Plan de Mantenimiento Preventivo.
El Machine Ledger (libro mayor de la máquina) da un nuevo enfoque
al mantenimiento como una parte necesaria y vital. Se otorgan los tiempos
requeridos para mantener el equipo, considerándose como una parte del
proceso de manufactura; descripción de la actividad que se debe realizar
junto con el tiempo empleado para ejecutarla. Igualmente incluye el
calendario de mantenimiento preventivo.
Se obtuvo la información necesaria para proponer trabajos preventivos
que eviten las consecuencias o efectos de las posibles fallas, a partir de la
selección adecuada de actividades de mantenimiento. Para ello se realiza
una recopilación de información que implica:
• Hojas de datos y registros de fallas de los equipos críticos.
• Registros de operaciones.
• Opinión del personal de mantenimiento.
Seguidamente la aplicación de las actividades planteadas conduce al
Plan de Mantenimiento Preventivo centrado en la confiabilidad para los
equipos de mayor criticidad.
Luego de la recolección de toda la información se usó el formato
presentado en el Anexo G, para la realización de un registro de
componentes y calendario de mantenimiento al equipo de mayor criticidad,
y en el que se pueden observar varias casillas las cuales serán explicadas a
continuación:
Grupo de componente: Esta es la agrupación de piezas que están
siendo consideradas como un todo.
CAPÍTULO V. Resultados.
64
Componente: Este es un componente específico del grupo de
componente.
La finalidad de su realización, es conservar los equipos en condiciones
que cumplan con la función para la cual fueron proyectadas con la
capacidad y calidad especifica. Pudiendo ser utilizados en condiciones de
seguridad y economía, definidos por los requerimientos de producción;
conociendo que con el mantenimiento adecuado se reduce el número de
fallas.
5.5. FASE V: Verificar el funcionamiento del nuevo sistema
robotizado.
Robot Nachi SA160-02.
El robot fue instalado en el taller de simulación de equipos robóticos,
en el cual se le realizaron las pruebas pertinentes para el estudio de este
proyecto. Inicialmente la puesta a punto presento pequeños problemas, se
presentaron fallos y errores en el controlador. La primera prueba que se
realizo fue la verificación de todos sus componentes; en un principio el
controlador me permitía mover el robot en el modo “Teach” y guardar
trayectorias, sin embargo, al cambiar a modo “Automático” se generaba un
error de stop externo, nos percatamos que la señal de stop externo estaba
activada, para solucionar este error se activó el relé que controla la señal de
stop externo (ver figura 28), para poder desactivar la señal. Cuando el relé
no está activo, quiere decir, que el stop externo está activado por ende el
robot no funcionaba en modo automático, debido a que es una de las
condiciones del robot para que funcione en modo automático.
CAPÍTULO V. Resultados.
65
Figura 31. Relé de stop externo del robot. Fuente: Autor.
La siguiente prueba que se realizó fue la verificación del
funcionamiento del robot, se simularon las trayectorias para comprobar que
realizara los movimientos correctamente, sin evidenciar ningún tipo de daño
o error en las conexiones eléctricas y mecánicas. Con la ayuda de estas
pruebas se demostró la reducción del tiempo para la aplicación de sello
respecto al operario.
CAPÍTULO V. Resultados.
66
Aplicación de sello con el robot.
Velocidad.
Mediante un análisis de campo se calculó la velocidad promedio que
demorará el robot en realizar la aplicación de sello en el modelo Bk,
tomando en cuenta la longitud de uno de sus lados 1,64 m (Ver anexo H).
Tabla 03. Datos de tiempo de aplicación de sello entre un punto a otro.
Velocidad
1 (mm/s)
Velocidad
2 (mm/s)
Velocidad
3 (mm/s)
Velocidad
4 (mm/s)
Velocidad
5 (mm/s)
250 140 180 190 200
Fuente: Autor.
Velocidad promedio: 192 mm/s = 0,192 m/s
= = 8,54
Adicionalmente se evidenció la longitud de alcance del spray de la
pistola, a una distancia de 74 cm entre la boquilla de la pistola y la unidad,
el spray tiene un alcance de:
Tabla 04. Relación entre la presión y la longitud de abarque de la pistola.
Presión: 1300 PSI Alcance: 42 cm = 0,42 m
Presión: 2300 PSI Alcance: 76 cm = 0,76 m
Fuente: Autor.
Se concluye que a mayor presión, mayor es la extensión del sello
aplicar. Para la aplicación de sello mediante la unidad robótica se utilizó
2300 PSI.
La pistola abarca en su aplicación 0,76 m;
CAPÍTULO V. Resultados.
67
Entonces,
En conclusión el robot ejecuta la aplicación de sello en un tiempo de
1,09 minuto; 0,23 segundos menos que el operario.
Herramienta.
Se le adaptó un cilindro neumático como herramienta a la muñeca del
robot, la función de este pistón es llegar a los puntos más lejos en los que el
robot debe aplicar sello (Ver anexos H e I), debido a que hay distancias que
el robot no puede alcanzar, de esta manera garantizamos el alcance máximo
del robot; el pistón es accionado mediante una electroválvula. Para la
aplicación de sello se adaptara una válvula dispensadora, que es accionada
al igual que el pistón por otra electroválvula. La longitud del pistón es de
1,15m (ver figura 29).
Figura 32. Cilindro neumático adaptado a la muñeca del robot. Fuente: Autor.
La señal para activar las electroválvulas son generadas por una
función M, la cual se anexa a la programación por puntos, dicha señal
activa y desactiva una salida preestablecida por el fabricante (Ver anexos J
y K). A la salida se le incorporó un relé para que este a su vez accione la
electroválvula. Fue necesario realizar un estudio tedioso para conocer las
salidas preestablecidas por el fabricante.
M105, M1 en la programación, activa la salida física 1600, la cual
activa una electroválvula, señal que indica Sello ON. Para accionar cada
electroválvula se utiliza una señal con una salida distinta, en la figura 30 se
CAPÍTULO V. Resultados.
68
visualiza como está conectado el relé con respecto a la tarjeta de salida y la
electroválvula.
Figura 33. Conexión del relé que acciona el sello. Fuente: Autor.
Una de las electroválvulas está ubicada en la parte alta del robot (ver
figura 31) y es la encargada de activar el cierre y apertura del cilindro
neumático que en este caso llamaremos pistón.
CAPÍTULO V. Resultados.
69
Figura 34. Electroválvula incorporada. Fuente: Autor.
Programación por trayectorias.
A continuación se observan las programaciones del robot
incorporadas: programa de robot en reposo, programa de purga y programa
de aplicación de sello, con el fin de visualizar las tareas que ejecutará el
robot.
Para la realización del programa robot en reposo (home position), se
graba el punto donde se iniciará la secuencia posteriormente se van
grabando varias posiciones. Para la realización del programa principal se
van grabando varias posiciones las cuales constituyen la realización de la
tarea, también se le incorporan diversas funciones para la activación y
desactivación del sello, una vez finalizado la aplicación de sello se coloca
en el programa fin del ciclo, con este procedimiento se realizan los
cordones de sello deseados.
CAPÍTULO V. Resultados.
70
Figura 35. Programación por puntos, Home Position 001. Fuente: Autor.
Figura 36. Programación por puntos, Purga larga 008. Fuente: Autor.
CAPÍTULO V. Resultados.
71
Figura 37. Programación por puntos, Pin Position 099. Fuente: Autor.
CAPÍTULO V. Resultados.
72
CAPÍTULO V. Resultados.
73
Figura 38. Programación por puntos, Aplicación de Sello 025. Fuente: Autor.
Ciclo del robot.
Se elaboró un diagrama de flujo para visualizar la interacción entre el
robot y el operario. Ciclo de trabajo del robot, cuando funciona y ejecuta
sus tareas correctamente; y cuando el robot presenta fallas. Si el robot
presenta fallas el operario debe ejecutar las medidas descritas en el
diagrama.
CAPÍTULO V. Resultados.
74
Figura 39. Diagrama de flujo del robot. Fuente: Autor.
CAPÍTULO V. Resultados.
75
Acoplamiento entre el robot y el transportador.
Para la instalación de la unidad robótica en el área se deben acoplar
las señales del robot con las del transportador aéreo que se encuentra en la
línea de sello, este transportador es controlado con un PLC de Allen
Bradley. En el anexo L se encuentra la programación creada en escalera de
la interacción entre el robot y el transportador.
Para la elaboración del algoritmo de control, se utilizó el Software de
programación RSLogix 5 de Allen Bradley. En la ventana principal, editor
de Ladder, se elaboró el diagrama escalera de la secuencia a seguir por el
proceso, este posteriormente debe ser cargado al procesador del autómata
programable para su implementación en campo.
CONCLUSIONES
La realización de este proyecto, ayudó a conocer ampliamente una de
las aplicaciones de la robótica industrial, tomando en cuenta que la
automatización y el control de cualquier proceso en la actualidad es uno de
los grandes retos para la ingeniería. Cada día se irán implementando
tecnologías más complejas, por lo que tendremos que estar capacitándonos
para enfrentarlas y desde luego adecuarnos a las necesidades de la planta.
Al evaluar la situación actual del proceso de aplicación de sello UBC
en Chrysler de Venezuela L.L.C se determinó que el proceso se realiza en
condiciones no ergonómicas, concluyendo que existe una necesidad de
implementar una automatización del proceso que permita brindar mejoras.
Posteriormente se realizó la factibilidad del proyecto, dando paso a la
escogencia de la mejor alternativa siguiendo los requerimientos de la
empresa, y la elaboración de un presupuesto para realizar la mejora.
Se proyectó la propuesta para la solución de la problemática
planteada, logrando así incorporar la unidad robótica. La propuesta fue
aceptada por la empresa y el robot fue instalado en el área de simulación en
el cual se comprobó la reducción del tiempo para la aplicación de sello
respecto al operario; adicionalmente aporta mejoras en cuanto a la
ergonomía, seguridad y elimina tiempos de ocio de los operarios que
realizan este proceso.
Se analizó el proceso de la aplicación de sello mediante el robot para
elaborar un diagrama de flujo y así entender de manera general la secuencia
a seguir. Finalmente la interacción entre la unidad robótica y el
transportador aéreo se efectuó utilizando el PLC que controla el
transportador aéreo.
RECOMENDACIONES
• Generar un plan de operaciones y actividades para llevar a cabo el
proyecto sin mayor contratiempo y de manera organizada, esto
definiendo tiempo de ejecución de cada actividad y responsables.
• A la hora de la implementación, asegurarse de contar con todos los
elementos planteados en la memoria descriptiva y seguir los
estándares del código eléctrico nacional, en cuanto a las normativas
para el cableado se refiere.
• Una vez instalado el robot en la línea de sello, se sugiere permanecer
implementando mejoras continuas (Kaizen) en el área, basándose en
la filosofía del WCM (World Class Manufacturing por sus siglas,
Manufactura de Clase Mundial).
• Es conveniente una vez implantado, ofrecer información y cursos de
capacitación a todo el personal que labore en el área con el fin de
que se encuentren en condiciones de solucionar cualquier tipo de
inconveniente que se presente con el equipo robótico.
• Se recomienda una evaluación constante al funcionamiento luego de
su implementación, con la finalidad de comprobar constantemente el
correcto funcionamiento, así como solucionar anomalías que se
puedan presentar y garantizar la satisfacción de la empresa, así como
la de los trabajadores.
• Con el propósito de garantizar un buen proceso se debe seguir el plan
del mantenimiento preventivo, realizando una purga diaria al
dispositivo dispensador de sello.
Recomendaciones.
78
• Mantener un stock de repuestos para la reparación del equipo
robótico.
• Se sugiere acoplar las tareas de aplicación de sello PVC para
eliminar el 100% de las condiciones no ergonómicas en la línea de
sello.
REFERENCIAS
Bibliográficas.
[1]: Según lo dispone Chrysler Corporation Venezuela Assaembly
Plant. 2013 “BK” Pain Shop program frition drive, hain-on edge & E-coat
lifter conveyors. Maintenance manual DMW JOB 12-21215 (Book 1 of 4).
[2]: Material Safety Data Sheet ( MSDS), Hoja de Datos de Seguridad,
Área: Sello. Chrysler de Venezuela L.L.C. (MSDS de fecha 05 de Marzo
del año 2013), (Book).
[3]: Seguridad en el trabajo.
[4]: Clase 9, Sustancias peligrosas varias.
• AR Control Electrical Service Manual (Nachi). Suministrado por
Chrysler de Venezuela.
• Manual de Servicio de Robot Nachi 160-02 de Uretano (02).
Suministrado por Chrysler de Venezuela.
• Manual de Robot Nachi de Electropunto (03). Suministrado por
Chrysler de Venezuela.
• Manual de operación e instalación de Robot Nachi en Electropunto
(04). Suministrado por Chrysler de Venezuela.
Electrónicas.
Cambray (1999). Manual para la robotización de los procesos
industriales:
http://oreon.dgbiblio.unam.mx/F/76TV1JGRLP1MVQ22SFMQ7UMCJULFAYD9X87TP5M5QXI4
IMYBXQ-09338?func=full-set-set&set_number=945056&set_entry=000085&format=999.
Consulta, Enero 2014.
Gutiérrez (2011). Integración de un robot en una línea de
producción automotriz aplicando soldadura MIG:
http://itzamna.bnct.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/8684/218.pdf?sequence=1. Consulta,
Febrero 2014.
Referencias.
80
Quebrado (2007). Los robots en la industria:
http://dgsa.uaeh.edu.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/231104/491/Los%20robots%20en%20la%20i
ndustria.pdf?sequence=1. Consulta, Febrero 2014.
Ramírez (2006). Comunicaciones. Aplicación de la fibra óptica en
un robot industrial de pintura:
http://oreon.dgbiblio.unam.mx/F/76TV1JGRLP1MVQ22SFMQ7UMCJULFAYD9X87TP5M5QXI4
IMYBXQ-15786?func=full-set-set&set_number=944760&set_entry=000055&format=999. Consulta, Enero 2014.
A N E X O S
Anexos.
82
ANEXO A
Mejora en la linea de sello.
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C. 2013.
Anexos.
83
ANEXO B
Plano de implantación del robot en la linea de sello.
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C.
Anexos.
84
ANEXO C
Plano de la distribución del robot en la célula robotizada.
Fuente: Autor.
Anexos.
85
ANEXO D
Data de costos.
Data de costosPilar de Despliegue de Costos WCM
Abril 2011
En BsF
Premisas:
F. nomina Dec-14
Incremento
Beneficios
Diario
0.95 1 1.7 2
CargoCosto de Hr-Hb
Normal
Costo de
Hr-Hb Sob.
Diurno
Costo de
Hr-Hb Sob.
Nocturno
Costo de
Hr-Hb Sob.
Sábado
Costo de
Hr-Hb Sob.
Domingo
Operario Directo 257.48 244.61 257.48 437.72 514.96
Operario Indirecto de Mantenimiento 269.92 256.42 269.92 458.86 539.83
Operario Indirecto de Calidad 269.92 256.42 269.92 458.86 539.83
Operario Indirecto de Materiales 269.92 256.42 269.92 458.86 539.83
Supervisor (***) solo ing de procesos 476.22 452.41 476.22 809.58 952.45
Promedio Nomina Diaria 262.79 249.65 262.79 446.75 525.59
Promedio Nómina Mensual 429.60 408.12 429.60 730.32 859.20
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C.
Anexos.
86
ANEXO E
Cálculos de rentabilidad.
Antes de la Mejora
Después de la MejoraNombre
de la PiezaCódigo Nachi Descripción Cantidad Rango Precio
Grease OPTIMOL PD0 5K/g can 5Kg A $202,00Grease OPTIMOL PD2 5K/g can 5Kg A $202,00Battery SA130-LB*-A SA130 - LB*-A (*=1,2,3) 1(set) A $37,00PCB UM870-10 (UM850,UM802,UM842) 1 A $8.944,00
Costo Total 9.385,00$
Costo Total Bs. 938.500,00
Bs. 943.725,47
Bs. F 427.674,28
ModeloN° de
Personas
Sueldo Base del
OperarioCosto por Día
Días
LaborablesImporte Total
BK 1 Bs. F 257,48 Bs. F 1.943,97 220
Pilar Despliegue de Costos WCM
Beneficio - Costo
Importe Total
14400 129,6 Bs. F 0,16 Bs. F 435,46 Bs. 5.225
Potencia
(watts)
Consumo por
Día
(Kw.h/día)
Costo
watts por hora Costo por Mes Costo por Año
Cálculo del Costo y Ahorro Mano de Obra
Fuente: Autor.
Anexos.
87
ANEXO F
Memoria descriptiva para la ejecucion del proyecto.
Dpto Mantenimiento
COMPUTOS METRICOS
PROYECTO: INSTALACIÓN DE ROBOT NACHI
ITEM DESCRIPCIÓN UNIDAD CANT
INSTALACIONES MECÁNICAS1 Suministro e instalacion de placas para la base 6" x 6" 1/4''. Unid 12
2Suministro de ramplug para concretro Kwik Bolt 3 en Acero al Carbón de 3/8" de diámetro y 3" de longitud. Especificaciones: KB3 3/8 x 3 N°Parte: 00282522. Co n su respectiva tuerca y arandela.
Unid 24
3Suministro e instalacion de columna para cercado con tubo cuadrado hueco de 2" X 2", 6m. Según especificaciones. Ver anexo A.
Unid 4
4 Suministro de pletinas de 2" de ancho x 1/8" de espesor. 6m. Según especificaciones. Ver anexo A. Unid 3
5 Suministro de tornillos Allen 3/8" x 1/2", con su respectiva tuerca, 2 arandelas por tornillo. Unid 44
6 Suministro de electrodos 6011, 6013. 1/8, 3/32. SUT7 Suministro de ángulos tipo L, 1" x 1" 1/8. 6m Unid 12
8Suministro e instalacion de metal expandido tipo 1'''. Rombo 25,20mm x 63mm; 3,20mm de espesor x 3,20 de ancho. Ver anexo D.
Unid 10
9 Instalación de bisagras para puerta 2". Unid 310 Instalación de pasador. SUT 1
11 Suministro y aplicación de pintura en la cerca de seguridad (Fondo anticorrosivo y 2 capas de color). SUT12 Instalacion plancha, base de robot. SUT
13Suministro de ramplug para concretro Kwik Bolt 3 en Acero al Carbón de 3/4" de diámetro y 4 3/4" de longitud. Especificaciones: KB3 3/4 x 4 N°Parte: 00282535. Co n su respectiva tuerca y arandelas.
Unid 8
14 Tornillo Allen x 20 mm de diametro (NC) x 3" de longitud x HN x Grado 8. Unid 8
15 Extension para la pistola. SUT
INSTALACIONES DE ACOMETIDA ELECTRICA16 Suministro e instalación de cable ST calibre 4/0 10 AWG. m 53
17 Instalación de bandejas portacables de hierro, para cables eléctricos entre controlador y robot 6,5". 3m Unid 118 Suministro de electrovalvula 5 vias 2 posiciones 3/4". Unid 119 Suministro en instalación de valvula dispensadora Norson modelo: HIVSCCE20. Unid 120 Manguera para toma neumatica 6 mm de diametro. m 6
21Instalación de caja metálica de ancho 30cm de alto 30cm y profundidad 15cm, con puerta para el tablero éctrico del robot.
SUT 1
22 Suministro e instalación de tubería flexible de 3/4". m 423 Suministro de presestopa de 3/4". Unid 124 Suministro de pulsadores. SUT25 Suministro de borneras. Unid 2026 Suministro de canaletas para tablero electrico. Unid27 Suministro de cable TW de calibre 16 AWG. m 528 Suministro de sensor limit switch con su respectivo cable, ingreso a la cerca de seguridad. Allen-Bradley. Unid 129 Suministro de sensor inductivo con su respectivo cable, señal de activacion del robot. Unid 2
ÁREA DE SELLO INSTALACIÓN DE LA UNIDAD ROBOTICA30 Suministro de toma trifásica 480V. SUT31 Desinstalación de las barras protectoras que se encuentran instaladas en el área. SUT32 Realizar la instalación de una unidad robotica de la familia NACHI. SUT33 Arranque y puesta a punto de la unidad robotica. SUT
LIMPIEZA Y BOTE DE RESIDUOS GENERADOS34 Limpiar y botar los residuos de basura generados en el área de trabajo. SUT
Anexo F1
Cómputos métricos. Fuente: Autor.
Anexos.
88
Anexo F2
Listado de piezas, instalación mecánica. Fuente: Autor.
Anexos.
89
Anexo F3
Fabricación. Fuente: Autor.
Anexos.
90
Dpto Mantenimiento
PROYECTO: INSTALACIÓN DE ROBOT NACHI
ITEM DESCRIPCIÓN
INSTALACIONES MECÁNICAS
1Suministro de ramplug para concretro Kwik Bolt 3 en Acero al Carbón de 3/4" de diámetro y 4 3/4" de longitud. Especificaciones: KB3 3/4 x 4 N°Parte: 00282535 para el anclaje de la unidad robotica en el area.
Realizar la instalación de la unidad robótica nachi, en el área de sello. Incluye todas las actividades del item 4.
Instalación de arandelas con sus tornillos para la fijación de la unidad robótica en el área.
TALLER DE INGENIERÍA INSTALACIÓN DE LA UNIDAD ROBÓT ICA NACHI2 Desinstalación de las barras protectoras que se encuentran instaladas en el área, incluye corte de los pernos de anclajes de las columnas.
ÁREA DE SELLO, INSTALACIÓN DE LA UNIDAD ROBÓTICA NA CHI3 Instalación del brazo robótico.
Levantar y ubicar las columnas de la cerca de seguridad como se muestra en el anexo .Realizar 2 perforaciones por cada columna utilizando como plantilla la base de las columnas, utilizando taladro con broca de carburo de3/8" de diámetro.Calzar con cuñas las bases de las columnas
Anclar con ramplug para concretro Kwik Bolt 3 en Acero al Carbón de 3/8" de diámetro y 3" de longitud. Especificaciones: KB3 3/8 x 3 N°Parte: 00282522, las columnas de la cerca.
Suministro e instalación de abrazaderas con sus tornillos para la fijación de la cerca de seguridad de 3/8".4 Instalar el limit switch en la viga superior de la puerta de la cerca de seguridad.
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
ÁREA DE SELLO, TOMA TRIFÁSICA 480V
5 Suministro e instalación de cable ST de calibre 4/0 10 AWG, para la instalación de la toma trifásica.
ÁREA DE SELLO, INSTALACIÓN DE LA UNIDAD ROBÓTICA NA CHI6 Instalación de bandejas portacables de hierro para la instalación eléctrica entre la unidad robótica SA160-02 NACHI y el controlador AR.
Instalación eléctrica del robot, realizar la conexión eléctrica desde el controlador AR al robot.7 Instalación de tablero eléctrico, para realizar la conexión con el controlador.
Suministro e instalación de tubería flexible de 3/4", para realizar la conexión entre el tablero eléctrico con el controlador AR NACHI.Realizar la conexión eléctrica desde el tablero eléctrico al controlador AR.
8 Realizar la instalación de los accesorios y demás componentes necesarios para el correcto funcionamiento del robot.9 Arranque y puesta a punto de la unidada robótica, activación y verificación del correcto funcionamiento eléctrico del robot.10 Realizar los pasos de verificación y pruebas de la aplicación de sello.
LIMPIEZA Y BOTE DE RESIDUOS GENERADOS11 Limpiar y botar los residuos de basura generados en el áreas de trabajo.
MEMORIA DESCRIPTIVA
Anexo F4
Memoria Descriptiva. Fuente: Autor.
Anexos.
91
ANEXO G
Plan de Mantenimiento Preventivo (Machine Ledger).
Anexo G1
Plan de Mantenimiento Preventivo. Fuente: Autor.
Anexos.
92
Anexo G2
PM Calendar. Fuente: Autor.
Anexos.
93
Anexo G3
Reseña Histórica. Fuente: Autor.
Anexos.
94
ANEXO H
Longitud del modelo Bk en milimetros.
Fuente: Chrysler de Venezuela L.L.C.
Anexos.
95
ANEXO I
Alcance del robot con la herramienta completamente estirada.
Fuente: Autor.
Anexos.
96
ANEXO J
Mapa de variables, Robot Nachi 160-02.
Pin No. I/O name Pin No. I/O name
1 1 0000
2 2 0001
3 3 0002
4 4 0003
5 5 0004
6 6 0005
7 7 0006
8 8 0007
9 9 CIAC1-1 (com)
10
11
12
13
14
15 Pin No. I/O name
16 1 0008
17 2 0009
18 3 0010
19 4 0011
20 5 0012
21 6 0013
22 7 0014
23 8 0015
24 9 CIAC2-1 (com)
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Usa
do
en
el c
on
tro
l del
sis
tem
a re
gula
do
r d
el r
ob
ot.
CNIN-1 (DC24V) TBI1-1 (AC120V)
TBI2-1 (AC120V)
Anexo J1 Built-in PC-1 Terminal I/O Secuenciado, tabla-1 (UM887-1).
Fuente: Manual del equipo.
Anexos.
97
Pin No. I/O name Pin No. I/O name
1 1 2208
2 2 2209
3 3 2210
4 4 2211
5 5 2212
6 6 2213
7 7 2214
8 8 2215
9 9 COAC1-1 (com)
10
11
12
13
14
15 Pin No. I/O name
16 1 1600
17 2 1601
18 3 1602
19 4 1603
20 5 1604
21 6 1605
22 7 1606
23 8 1607
24 9 COAC2-1 (com)
25
CNOT1-1 (DC24V) TBO1-1 (AC120V)
TBO2-1 (AC120V)
Usa
do
en
el c
on
tro
l del
sis
tem
a re
gula
do
r d
el r
ob
ot.
Anexo J2
Built-in PC-1 Terminal I/O Secuenciado, tabla-2 (UM887-1). Fuente: Manual del equipo.
Anexos.
98
Pin No. I/O name Pin No. I/O name
1 0600 1 0100
2 0601 2 0101
3 0602 3 0102
4 0603 4 0103
5 0604 5 0104
6 0605 6 0105
7 0606 7 0610
8 0607 8 0611
9 0700 9 CIAC1-2 (com)
10 0701
11 0702
12 Outside starting
13 Outside stopping
14Outside running
provision limit
15 Safety plug
16 0703 Pin No. I/O name
17 Free 1 0608
18 Free 2 0609
19 Free 3 0610
20 Free 4 0611
21 Free 5 0612
22 Free 6 0613
23 Free 7 0614
24 Free 8 0615
25 Free 9 CIAC2-2 (com)
26 Free
27 P24 (com)
28 P24 (com)
29 CIDC1-2 Reserved
30 CIDC1-2 Reserved
31 CIDC1-2 Reserved
32 Free
33 Free
34 P24 (com)
CNIN-2 (DC24V) TBI2-1 (AC120V)
TBI2-2 (AC120V)
Anexo J3
Built-in PC-2 Terminal I/O Secuenciado, tabla-3 (UM887-2). Fuente: Manual del equipo.
Anexos.
99
Pin No. I/O name Pin No. I/O name
1 2108 1 1608
2 2109 2 1609
3 2110 3 1610
4 2111 4 1611
5 2112 5 1612
6 2113 6 1613
7 2114 7 1614
8 2115 8 1615
9 CODC1-2 (com) 9 COAC1-1 (com)
10 CODC1-2 (com)
11 2200
12 2201
13 2202
14 2203
15 2204 Pin No. I/O name
16 2205 1 1700
17 2206 2 1701
18 2207 3 1702
19 CODC2-2 (com) 4 1703
20 CODC2-2 (com) 5 1704
21 Free 6 1705
22 Free 7 1706
23 Free 8 1707
24 Free 9 COAC2-1 (com)
25 Free
CNOT1-2 (DC24V) TBO2-1 (AC120V)
TBO2-2 (AC120V)
Anexo J4
Built-in PC-2 Terminal I/O Secuenciado, tabla-2 (UM887-1). Fuente: Manual del equipo.
Anexos.
100
ANEXO K
Rack del Controlador AR.
Anexo K1
Tableros AC I/O. Fuente: Manual del equipo.
Anexos.
101
Anexo K2
Tableros DC I/O. Fuente: Manual del equipo.
Anexos.
102
ANEXO L
Programa en RSLogix5.
Anexos.
103
Anexos.
104
Anexos.
105
Anexos.
106
Anexos.
107
Anexos.
108
Anexos.
109
Anexos.
110
Anexos.
111
Anexos.
112
Anexos.
113
Anexos.
114
Anexos.
115
Anexos.
116
Anexos.
117
Anexos.
118
Anexos.
119
Anexos.
120
Top Related