andersson flujo de materiales
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ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO
CIM 2000
FLUJO DE MATERIALES
HYD-2800
DESARROLLADOR:
FLAVIO CRUZ
SANGOLQUÍ- ECUADOR 26-09-2013
Contenido 1. TEMA .......................................................................................................................................................................... 1
2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................................................................. 1
3. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................................................... 1
4. ARQUITECTURA .......................................................................................................................................................... 2
4.1. DIAGRAMA DE BLOQUES ................................................................................................................................................... 3 4.2. PLANOS 2D .................................................................................................................................................................... 4 4.3. DESCRIPCIÓN BREVE DE CADA BLOQUE ................................................................................................................................. 4
4.3.1. Robot Hidráulico ................................................................................................................................................ 4 4.3.2. Prensa Hidráulica ............................................................................................................................................... 7 4.3.3. Electroválvulas ................................................................................................................................................... 8 4.3.4. Control de estación ............................................................................................................................................ 9
5. OPERACIONES .......................................................................................................................................................... 10
6. ACCIONES Y RELACIONES .......................................................................................................................................... 12
7. CONCLUSIONES ........................................................................................................................................................ 12
Índice de Figuras Figura 1 Ubicación de la estación HYD-2800 en el CIM ............................... ¡Error! Marcador no definido. Figura 2 Ubicación de los subsistemas de la estación HYD-2800 ............................................................... 3
Figura 3 Diagrama de bloques .................................................................................................................... 3
Figura 4 Esquema de la estación HYD-2800 en el CIM ............................................................................... 4
Figura 5 Brazo robótico hidráulico de la estación HYD-2800 en el CIM ..................................................... 5
Figura 6 Volumen de trabajo brazo hidráulico vista superior. ................................................................... 6
Figura 7 Vista tridimensional del volumen de trabajo del brazo hidráulico. ............................................. 7
Figura 8 Prensa hidráulica de la estación HYD-2800 en el CIM .................................................................. 8
Figura 9 Bloque de válvulas en la estación HYD-2800 en el CIM ................................................................ 8
Figura 10 Tablero de control de la estación HYD-2800 en el CIM .............................................................. 9
Figura 11 Operaciones en estación HYD-2800.......................................................................................... 10
Figura 12 Esquema del flujo de materiales en la estación HYD-2800 en el CIM ...................................... 11
Índice de Tablas Tabla 1 Acciones y relaciones estación HYD-2800 .................................................................................... 12
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1. Tema Flujo de materiales de la estación HYD – 2800 del CIM 2000
2. Objetivos Específicos
Describir la arquitectura de la estación HYD-2800 del Laboratorio de entrenamiento CIM
2000.
Recopilar información para el flujo de materiales de la estación HYD-2800, para el posterior
control de la misma.
3. Introducción El siguiente documento tiene por intención establecer, describir y comprender la arquitectura de la estación HYD-2800, así como el flujo de materiales dentro de la misma. Previo a la puesta en marcha de la estación, es fundamental comprender el funcionamiento de la misma, para lo cual se estudiará el flujo de materiales dentro de la estación, sus acciones y relaciones. El entendimiento de los parámetros expuestos facilitará un correcto diseño de lógicas de control, interfaces hombre máquina, obtención de datos, alarmas entre otros.
La estación HYD-2800 es el sistema encargado del ensamblaje de las piezas dentro del Sistema de Entrenamiento CIM-2000, para lo cual utiliza un robot hidráulico, una prensa hidráulica, un sistema de control y un bloque de electroválvula y reguladores de presión hidráulicos.
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Ubicación de la estación HYD-2800 en el CIM
La estación hidráulica HYD-2800 está situada entre las estaciones de visión y neumática, siendo en ella donde se realiza el proceso de ensamblaje de piezas.
4. Arquitectura
En la estación de ensamble HYD-2800 se han definido 4 subsistemas dentro de su arquitectura, los
mismos que están dispuestos para poder realizar los procesos necesarios para llevar a cabo el
proceso para el cual ha sido diseñado.
Los subsistemas de la estación HYD-2800 son los siguientes:
1. Prensa Hidráulica 2. Robot Hidráulico 3. Electroválvulas 4. Control de Estación
A continuación podemos observar un esquema de la disposición física de estos subsistemas en la estación.
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Figura 1 Ubicación de los subsistemas de la estación HYD-2800
4.1. Diagrama de Bloques
Para una mejor comprensión del funcionamiento de la estación HYD-2800, a continuación se muestra un diagrama de bloques que representa el funcionamiento de este sistema.
Ordenador con HMI
Autómata Programable
Alimentación y Regulación Hidráulica y
Neumática
Electroválvulas Hidraúlicas y Neumática
Robot y Prensa
Sensores
Figura 2 Diagrama de bloques
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4.2. Planos 2D
Para una mejor comprensión del sistema, se muestra a continuación un esquema de la estación hidráulica HYD- 2800.
Figura 3 Esquema de la estación HYD-2800 en el CIM (vista superior)
4.3. Descripción breve de cada bloque
4.3.1. Robot Hidráulico
El robot hidráulico empleado en esta estación realiza su movimiento mediante actuadores hidráulicos que son cilindros con acoples mecánicos. Para su funcionamiento se ha dispuesto un sistema hidráulico formado por la bomba, tanque, válvulas de presión y electroválvulas que permiten el movimiento controlado de cada una de sus articulaciones. Este sistema tiene como ventajas su exactitud, fuerza y facilidad de control.
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Figura 4 Brazo robótico hidráulico de la estación HYD-2800 en el CIM
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Figura 5 Volumen de trabajo brazo hidráulico vista superior.
En la figura se puede observar la vista superior del brazo hidráulico con el volumen de trabajo, el cual fue definido según dimensiones del mismo y que de delimita por las medidas que se aprecia en la figura las cuales esta tomadas en milímetros.
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Figura 6 Vista tridimensional del volumen de trabajo del brazo hidráulico.
La figura muestra el volumen de trabajo del brazo hidráulico de tal manera que se pueda apreciar de mejor forma su alcance en el espacio.
Una parte fundamental del robot es el gripper o pinza, la cual permite tomar pallets para la manipulación de los materiales. Su alimentación es de tipo neumática.
4.3.2. Prensa Hidráulica
La prensa hidráulica tiene como objetivo el ensamblaje de piezas mediante la aplicación de una fuerza. Esta prensa está compuesta por una estructura mecánica que da soporte a un cilindro hidráulico. La utilización del cilindro hidráulico se ve plenamente justificada ya que este tipo de operación requiere la aplicación de una gran fuerza.
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Figura 7 Prensa hidráulica de la estación HYD-2800 en el CIM (vista lateral)
4.3.3. Electroválvulas
El bloque de electroválvulas dispuesto en la estación HYD-2800 permite el control del accionamiento de los 5 cilindros hidráulicos dispuestos en la estación. Adicionalmente, permite regular la presión para el funcionamiento del sistema.
Figura 8 Bloque de válvulas en la estación HYD-2800 en el CIM
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4.3.4. Control de estación
La estación HYD-2800 esta provista de una tablero de control para operación manual del sistema, el cual incluye botones de inicio, parada y emergencia, luces piloto indicadores del estado actual del sistema, un potenciómetro para el ajuste de la presión hidráulica, y conmutadores de palanca para el control de los cilindros hidráulicos.
Figura 9 Tablero de control de la estación HYD-2800 en el CIM
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5. Operaciones La estación HYD-2800 efectúa el montaje de piezas, el cual es la operación final del proceso de fabricación dentro del sistema de entrenamiento CIM-2000. El funcionamiento de esta estación está estrechamente ligado a la estación VI-2000, ya que el robot dispuesto en esta es el encargado de cargar el material en la prensa para el montaje del mismo. Al existir una orden de ensamblaje, la estación de visión, mediante su robot eléctrico coloca un prisma en la prensa hidráulica, en la cual previamente se colocará un pallet vació. Posteriormente, la estación de visión inspecciona y verifica la validez de un cilindro metálico, y en caso de ser aprobado lo coloca en la prensa sobre el prisma de acrílico. Con ambos materiales, tanto prisma como cilindro, listo en la prensa, se activa el cilindro hidráulico de la prensa realizando el ensamble. Finalmente el robot hidráulico transporta el pallet hacia un vagón vació estacionado en el puerto B6. Es aquí en donde finaliza la operación de la estación hidráulica.
Figura 10 Operaciones en estación HYD-2800
A continuación se muestra un esquema del flujo de materiales sobre la arquitectura física de la estación.
Robot: tomar pallet
vacío
Puerto B6
Estación VI-2000 coloca
prisma y cilindro en
pallet
Prensa
Cilindro de prensa:
Ensamble de piezas
Prensa
Robot: coloca pallet con pieza en
vagón
Puerto B6
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Figura 11 Esquema del flujo de materiales en la estación HYD-2800 en el CIM
• Material: Pallet vacío
• Robot Hidráulico toma pallet de puerto B6 y lo coloca pallet en la prensa
1• Material: Prisma y cilindro metálico
• Robot estación VI-2000 coloca prisma y cilindro en pallet dentro de prensa hidráulica
2• Material: Prisma y cilindro metálico
• Cilindro hidráulico de prensa ensambla ambas piezas.
3• Material: Pallet con piezas ensambladas
• Robot Hidráulico toma pallet de prensa hidráulica y lo coloca en puerto B6
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6. Acciones y Relaciones
OPERACIONES ACCIONES RELACIONES
ENSAMBLAJE Colocar pallet vacío de vagón en soporte de prensa
Vagón en puerto B6
Poner vástago de cilindro de prensa en posición superior
Vástago de cilindro de prensa en posición inferior
Recibir prisma de estación VI-2000 en pallet en la prensa
Pallet en prensa vacío
Recibir cilindro de estación VI-2000 en pallet en la prensa
Pallet con un prisma listo
Ensamblar pieza mediante accionamiento de cilindro de prensa
Piezas listas para el ensamble dentro de prensa
Poner vástago de cilindro de prensa en posición superior
Ensamble finalizado
Colocar pallet con pieza ensamblado en vagón
Vagón vacío en puerto B6
Tabla 1 Acciones y relaciones estación HYD-2800
7. Conclusiones
La información recopilada en el presente documento será de vital importancia para el entendimiento, comprensión, programación, puesta en marcha e integración lógica al CIM-200 de la estación hidráulica HYD-2800.
Al determinar de manera clara y adecuada las acciones y relaciones que cada elemento tiene dentro del proceso de ensamblaje que lleva a cabo la estación HYD-2800 permite conocer la finalidad de cada uno de dichos elementos y su función dentro del proceso.
Se describió la arquitectura de la estación HYD-2800 con el fin de describir el flujo de materiales que se realiza en la misma en conjunto con la estación VI-2000.
La comprensión del flujo de materiales es de gran ayuda, ya que con dicha información se puede realizar planificaciones para poder efectuar el posterior control de la estación HYD-2800.
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El flujo de materiales descrito en este informe está muy relacionado con la estación de visión VI-2000, pues la operación que efectúe la estación hidráulica HYD-2800 dependen de las decisiones tomadas en dicha estación.