Automatización y puesta en marcha de una línea de montaje

摘要

En la búsqueda continua de la eficiencia de los procesos productivos, la automatización se ha convertido en un elemento esencial en la industria: ahorra trabajo, materias primas y energía, a la vez que mejora la precisión y calidad de los productos fabricados. El área de la automatización y todas las disciplinas que la conforman, como la mecánica, electrónica e informática, está en continuo desarrollo y expansión. Hoy en día, dentro de los sistemas de producción, la gran mayoría de las operaciones están automatizadas, siendo esto un signo del desarrollo de la industria. udLa automatización de un proceso industrial será muy diferente en función de las características de cada proceso en concreto: volumen de producción, tamaño del producto, variedad de productos, material, si se trata de un proceso discreto o continuo, etc. udEn el presente trabajo, se describirá la automatización y puesta en marcha que se ha llevado a cabo en una línea de montaje situada en el departamento de Tecnología Mecánica, dentro de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid. Se trata de una cadena de montaje flexible, de modo que, con la misma instalación, se podrán fabricar diferentes lotes de productos. En un principio, la variedad de producto será relativamente baja, pero podrá incrementarse gradualmente en un futuro. Para hacer posible la fabricación de diversos productos, será necesario un tiempo de cambio, en el que se procederá a modificar las herramientas pertinentes y se cambiará el programa que controla el sistema. udLa línea está formada por seis estaciones independientes. Este hecho facilita que las estaciones puedan ser sustituidas o modificadas en cualquier momento, viéndose afectada la estación en concreto, pero no el resto de estaciones. El producto se colocará en una paleta especialmente diseñada que será desplazada por una cinta de transporte movida por motores.udLa paleta se irá desplazando por las distintas estaciones en orden, y el producto se irá formando a través de elementos discretos situados en las estaciones 1 hasta 4. Cuando el producto final esté terminado, será retirado de la paleta en la estación 5 y la paleta soporte, ya vacía, volverá por la cinta de transporte habilitada para ello, no viéndose interrumpida en ningún momento la fabricación de otras piezas. El cambio de líneas se realizará a través de dos unidades de transferencia equivalentes, situadas a uno y otro extremo de la línea.udLa tecnología usada ha sido programada, a través de un autómata programable.udLa finalidad de este trabajo es principalmente la docente. La instalación quedará permanentemente situada en el departamento de tecnología mecánica y supondrá un banco de prácticas en el que implementar los conocimientos adquiridos en diferentes asignaturas de la carrera: neumática, programación de PLC, adquisición de datos a través de sensores, etc. Múltiples tareas podrán ser programadas y la funcionalidad de cada estación podrá ser permanentemente modificada, así como la adición de nuevas funcionalidades. Además, permitirá a los alumnos familiarizarse con la apariencia y funcionamiento real de elementos típicos de la industria a través del contacto directo, como son los sensores, electroválvulas, relés, contactores, motores, autómatas programables y todos los elementos eléctricos asociados a ellos.udEl objetivo de este trabajo será además el de proveer de la documentación necesaria para la fácil comprensión del funcionamiento del conjunto y los elementos que se han utilizado para su construcción, así como el motivo de esta elección. Las herramientas software utilizadas para ello han sido: TIA PORTAL, Festo FluidSIM, CATIA, AutoCad Electrical y Controlador de versiones GIT. udEn primer lugar se procederá a explicar la funcionalidad de cada estación en la cadena de montaje. udA continuación, se expondrán en detalle los elementos generales que conforman las estaciones. udDespués, se hará una breve introducción sobre las herramientas software empleadas, con el objetivo de que al exponer posteriormente el trabajo realizado con ellas, sea comprendido con mayor facilidad por el lector. udSe continuará con la descripción de la funcionalidad de cada estación en detalle y la disposición de los elementos ya descritos en ellas. Dentro de la descripción de cada estación, se incluirán modelos 3D para la correcta visualización del sistema, así como los planos eléctricos, neumáticos y la lógica de cada puesto. udFinalmente se detalla el presupuesto total de la instalación, diferenciando la inversión realizada previamente a este trabajo y la que se ha añadido tras el mismo, seguida de la planificación temporal. Por último, se propondrán líneas futuras para el desarrollo de la línea de montaje flexible.udPara la realización de este trabajo han sido puestos en práctica conocimientos adquiridos durante toda la carrera y conocimientos que han sido necesarios adquirir durante la realización del mismo. La automatización de un sistema en un ambiente industrial es una actividad muy común para un ingeniero industrial, de modo que considero que este trabajo ha sido y será de gran utilidad no solo para mí, sino también para los compañeros que puedan disfrutar de él haciendo prácticas. El poder estar en contacto directo con los elementos previamente estudiados de manera teórica en clase es, como está ampliamente comprobado, beneficioso para la familiarización y fijación de conceptos por parte de los alumnos.udFinalmente, destacar que este trabajo se ha desarrollado a partir de trabajos de diseño previos, aportado el presente la modificación definitiva hasta la fecha de ese diseño y la puesta en marcha de la cadena de montaje, hecho que hasta ahora no se había producido.