República de VenezuelaMinisterio de Educación

Universidad “Dr. Rafael Belloso Chacin”Facultad de IngenieríaEscuela de Electrónica

SISTEMA DE VISUALIZACION DE COTAS PARA OPTIMIZAR EL FUNCIONAMIENTO DE TORNOS CONVENCIONALES

CASO: CAMERON VENEZOLANA S.R.L.

Realizado Por:Bozo Mata, Jorge Joseluis

C.I. 12.016.151Ramírez, Yori Josue

C.I. 9.393.871

Maracaibo, Julio del 2000

Trabajo especial de grado para optar al titulo deIngeniero en Electrónica

Asesorado por:Antrop.Edgar Martinez. Ing.Angel Villalobos. Ing.Jaime Zuleta.

SISTEMA DE VISUALIZACION DE COTAS PARA OPTIMIZAR EL FUNCIONAMIENTO DE TORNOS CONVENCIONALES

CASO: CAMERON VENEZOLANA S.R.L.

Dedicatoria

vi

DEDICATORIA

A Dios todopoderoso, que con su infinita bondad me dio la fuerza

necesaria para hacer realidad lo que hoy he alcanzado.

A mis Padres, Pedro Ramírez y María Guillen por darme todo su amor

y cariño, ayudándome a obtener las más grandes de las herencias, mi

profesión.

A mis Hijos, por comprenderme en los peores momentos de mi

carrera.

A mis hermanos queridos por ayudarme y apoyarme siempre en esos

momentos difíciles.

Yori J. Ramírez G.

Dedicatoria

vii

DEDICATORIA

A mi Dios, que con su bendición me lleno de fuerzas y esperanzas

para la culminación de esta etapa de mi vida.

A mis padres que siempre tuvieron fe en mi y no me desampararon en

los momentos más importante de mi vida.

A mis hermanos por ser parte de mi vida.

A mi abuelita linda que es la única que me queda.

A mi tía Lucy por todo su apoyo y esperanza siempre brindada.

A mi novia por quererme y apoyarme siempre.

A todas aquellas personas que creyeron en mi.

Jorge J. Bozo. M.

Agradecimiento

ix

AGRADECIMIENTO

Quiero expresar mi más sinceras palabras de reconocimiento y

agradecimiento a todas aquellas personas que de una u otra forma hicieron

posible este trabajo.

§ A Cameron Venezolana S.R.L. por darnos la oportunidad de realizar

este trabajo.

§ Al Gerente de Operaciones Ing. Nelson García, por a su efectiva

colaboración prestada.

§ Al Ing. Jaime Zuleta por ser nuestro tutor industrial y por la confianza

recibida de su parte para realizar este trabajo.

§ .Al Ing. Ángel Villalobos por ser nuestro tutor académico y por todo el

apoyo brindado para la realización de esta investigación.

§ Al Antropólogo Edgar Martínez por ser nuestro tutor metodológico y

por la paciencia brindada de su parte.

§ Al Ing. Jesús Becerra por todo el apoyo técnico brindado para la

realización del prototipo.

§ A la Lic. Clara Mata por su respaldo, ayuda y asesoría para la

realización de este trabajo.

De todo corazón Muchas Gracias.

Jorge J. Bozo M.

Yori J. Ramirez G.

Resumen

xi

RESUMEN Bozo M. Jorge J.; Ramirez, Yori J. “Sistema de Visualización de Cotas para Optimizar el funcionamiento de Tornos Convencionales” Caso: Cameron Venezolana S.R.L. Universidad Dr. “ Rafael Belloso Chacin” Facultad de Ingeniería. Escuela de Electrónica. Tesis de Grado 2000.

AUTOR(ES): Bozo M. Jorge J. Ramírez. Yori J.

TUTOR(ES): Antrop. Edgar Martínez. Ing. Ángel Villalobos. Ing. Jaime Zuleta.

AÑO: 2000.

El siguiente trabajo de investigación, tiene como objetivo la construcción de un Sistema de Visualización de Cotas para Optimizar el funcionamiento de Tornos Convencionales en la empresa Cameron Venezolana. S.R.L.. en Maracaibo, Estado Zulia. Las razones que motivaron la realización de este sistema fue la de modernizar estas maquinarias, convirtiéndolas en máquinas más actualizadas para poder enfrentar la exigencias del mercado nacional e internacional, disminuyendo los costos de mantenimiento, aumentando la productividad, disminuyendo los tiempos de mecanizados, evitando piezas rechazadas por estar fuera de las medidas del plano. Está investigación de tipo descriptiva y aplicada, utilizando la entrevista no estructurada para la recolección de información. La metodología utilizada para la elaboración de este sistema fue la de Savant, Ruden y Carpenter, estructurada en cinco fases principales. Los resultados obtenidos para optimizar el funcionamiento de los tornos, ofreciendo a la empresa mayor oportunidad en el mercado. Ergonómicamente una mejor posición del operador, evitando el desgaste físico, un considerable ahorro en energía eléctrica, como posibilidad de adaptación a otras máquinas en el área de las industrias metal - mecánicas.

Sumary

XIII

SUMARY Bozo M. Jorge J.; Ramirez, Yori J. “Level’s Visualization system to optimize the operation of conventional lathe machine ” Goal: Cameron Venezolana S.R.L. University Dr. “ Rafael Belloso Chacin”. Engineering Facultility . Electronics School.

AUTHORS: Bozo M. Jorge J. Ramírez. Yori J.

TUTORS: Antrop. Edgar Martínez. Ing. Ángel Villalobos. Ing. Jaime Zuleta.

YEAR: 2000.

The following work of investigation have the objectives of the construction of a Level´s Visualization system, in order to optimize the operation of conventional lathe machine in Venezuela for Cameron Company limited Liability Company Established in Maracaibo Zulia State. The reasons that motivated the Accomplishment of this work were the needs to modernize and improve the operation of these machineries turning it into updated machine to be able to mach the requirements of national and international market as well of decreasing the maintenance cost. Increasing the productivity saving mechanized operations time and avoiding the rejection of pieces whit offset in measures. This work in one descriptive and applied investigation type using the no structured interview to obtain the information required. The mythology applied for processing this system was the one of Savant, Ruden and Carpenter and structured in five main phases. The results obtained to optimize the operation of conventional Lathe Machines give to the company mayors opportunities in the market. Often better and ergonomic position for the operator with the advantaged of saving a considerable electrical power, avoiding physical wearing and opening the possibility of adaptation to other machines in the area of mechanical metal industries

Índice General

xv

INDICE GENERAL

Páginas

VEREDICTO.................................................................................... iii

DEDICATORIA................................................................................ vi

AGRADECIMIENTO........................................................................ ix

RESUMEN...................................................................................... xi

SUMMARY........................…........................................................... xiii

INDICE GENERAL.......................................................................... xv

INDICE DE FIGURAS..................................................................... xxi

INTRODUCCION............................................................................ 1

CAPITULO I: EL PROBLEMA

A. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA....................................... 6

B. JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACIÓN............................... 9

C. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN...................................... 12

1. OBJETIVO GENERAL............................................................... 12

2. OBJETIVOS ESPECIFICOS..................................................... 13

D. DELIMITACION DE LA INVESTIGACIÓN................................ 14

CAPITULO II: MARCO TEORICO

A. BASES TEORICAS.................................................................. 16

1. LOS METALES........................................................................ 16

1.1. PROCESOS PRIMARIOS DE EL TRABAJO

Índice General

xvi

DE LOS METALES.................................................................. 16

1.1.1. ROLADO............................................................................. 17

1.1.2. FORJA................................................................................ 18

1.1.3. EXTRUSION....................................................................... 18

2. CORTE Y FORMADO DEL METAL.......................................... 19

2.1. OPERACIONES DEL CORTE DEL METAL.......................... 20

2.2. COMO SE CORTAN LOS METALES.................................... 21

2.3. EL MECANISMO DEL CORTE DEL METAL......................... 25

2.3.1. TIPOS DE VIRUTAS........................................................... 26

2.3.2. CONDICIONES PARA EL CORTE DE LOS METALES..... 28

2.3.3. FLUIDO PARA EL CORTE................................................. 29

3. MAQUINAS HERRAMIENTAS................................................. 31

3. l. PRINCIPIOS DE LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS.......... 33

3. l. l. PRECISION......................................................................... 33

3.1.2. MIEMBROS ESTRUCTURALES........................................ 34

3.1.3. COJINETES Y GUIAS DE CORREDERAS........................ 37

3.1.4. FLECHA.............................................................................. 38

3.1.5. IMPULSORES DE POTENCIA........................................... 39

4. TORNEADO............................................................................. 43

4. 1. EL TORNO........................................................................... 45

4. 1. 1. OPERACIONES DEL TORNO......................................... 47

4.1.2. TIPOS DE TORNOS.......................................................... 51

Índice General

xvii

4.2. MANDRILES......................................................................... 52

4.3. COLLARINES........................................................................ 53

4.4. PUNTOS DE CENTRO E IMPULSORES.............................. 54

4.5. LUNETAS.............................................................................. 55

4.6. ADITAMENTOS..................................................................... 56

4.7. MÁQUINAS TORNEADAS AUTOMATICAS......................... 58

4.7.1. TORNOS AUTOMÁTICOS................................................. 59

4.8. TORNOS DE CONTROL NUMERICO.................................. 60

4.9. PARTES DE LOS TORNOS.................................................. 62

5. AUTOMATIZACIÓN.................................................................. 65

5.1. SISTEMA DE CONTROL....................................................... 65

5.1.1. SISTEMA DE CONTROL A LAZO ABIERTO..................... 66

5.1.2. SISTEMA DE CONTROL A LAZO CERRADO.................. 67

5.1.3. RETROALIMENTACIÓN................................................... 68

5.1.4. SISTEMA DE CONTROL DE LAZO CERRADO

VS LAZO ABIERTO.......................................................... 68

5.2. DISPOSITIVOS EMPLEADOS EN CONTROLES

Y AUTOMATIZACIÓN............................................................ 70

5.2.1. DISPOSITIVOS DE MANIOBRAS....................................... 70

5.2.2. DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN.................................... 73

5.2.3. ELEMENTOS DE SEÑALIZACIÓN..................................... 74

6. MOTOR Y SU SISTEMA DE ARRANQUE............................... 75

Índice General

xviii

6.1. GUARDA MOTOR.................................................................. 75

7. ENCODER................................................................................. 76

8. VISUALIZADOR........................................................................ 77

B. REVISIÓN DE LA LITERATURA.......................................... 78

C. DEFINICIÓN DE TERMINOS BÁSICOS.............................. 88

D. SISTEMAS DE VARIABLES.............................................. 90

CAPITULO III: METODOLOGÍA.

A. TIPO DE INVESTIGACIÓN..................................................... 93

B. TECNICAS DE RECOLECCION DE LA INFORMACION....... 94

C. METODOLOGÍA UTILIZADA................................................... 95

D. MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS............................... 96

CAPITULO IV: RESULTADOS.

A. RESULTADOS DE LA INVESTIGACION................................ 99

B. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS..................................... 105

CONCLUSIONES.......................................................................... 107

RECOMENDACIONES.................................................................. 109

BIBLIOGRAFÍA.............................................................................. 111

ANEXOS

ANEXO 1.- Torno Automático....................................................... 113

ANEXO 2.- Torno CNC................................................................. 114

ANEXO 3.- Torno Horizontal. S/V................................................. 115

ANEXO 4.- Torno Vertical. S/V..................................................... 115

Índice General

xix

ANEXO 5.- Torno Taladro. S/V.................................................. 116

ANEXO 6.- Torno con Visualizador........................................... 116

ANEXO 7.- Operaciones de los Tornos.................................... 117

ANEXO 8.- Encoder.................................................................. 118

ANEXO 9.- Especificaciones del Encoder................................. 119

ANEXO 10.- Plano. Control del Visualizador............................. 120

ANEXO 11.- Plano. Visualizador eje X...................................... 121

ANEXO 12.- Plano. Visualizador eje Z...................................... 122

ANEXO 13.- Diagrama de Bloques del Visualizador................. 123

ANEXO 14.1- Diagrama de Flujo del PIC 1.............................. 124

ANEXO 14.2- Diagrama de Flujo del PIC 2.............................. 125

ANEXO 15.1- Programa del PIC 1.hoja 1.................................. 126

ANEXO 15.2- Programa del PIC 1.hoja 2.................................. 127

ANEXO 16.1- Programa del PIC 2.hoja 1.................................. 128

ANEXO 16.2- Programa del PIC 2.hoja 2.................................. 129

ANEXO 16.3- Programa del PIC 2.hoja 3.................................. 130

ANEXO 16.4- Programa del PIC 2.hoja 4.................................. 131

ANEXO 16.5- Programa del PIC 2.hoja 5.................................. 132

Índice de figuras

xxi

INDICE DE FIGURAS.

Páginas

FIGURA 1.- Roscado ..................................................... 48

FIGURA 2.- Rebabado.................................................... 49

FIGURA 3.- Ranurado..................................................... 50

FIGURA 4.- Cilindrado..................................................... 51

FIGURA 5.- Mandriles....….............................................. 53

FIGURA 6.- Lunetas autocentrante para tornos CNC..... 55

FIGURA 7.- Aditamentos. Mordaza y hojas de corte....... 57

FIGURA 8.- Sistema de Control de Lazo Abierto............. 66

FIGURA 9.- Sistema de Control de Lazo Cerrado............ 67

FIGURA 10.- Circuito interno del Encoder........................ 76

FIGURA 11.- Visualizador Prototipo................................. 78

FIGURA 12.- Fresado....................................................... 82

FIGURA 13.- Perforado.................................................... 85

FIGURA 14.- Taladrado.................................................... 88

FIGURA 15.- Torneado..................................................... 89

FIGURA 16.- Diagrama de Bloques del Sistema.............. 102

Introducción

INTRODUCCIÓN

Los avances tecnológicos continuamente cambiantes, en busca

siempre de una mejora a las herramientas y equipos que son aplicados en

los quehaceres del ser humano, en su afán de una mejor calidad de vida y

una rápida solución a las necesidades de este. Dentro de estos avances

tecnológicos están las máquinas-herramientas que surge de la necesidad del

hombre por producir piezas con exactitudes estimadas en milímetros. Estas

máquinas-herramientas están en un proceso continuo de cambios debido a la

necesidad del hombre por hacer que estas sean más precisas y rápidas,

sumado a la búsqueda de mejores materiales de corte y métodos más útiles

de obtención de piezas lo que incita a una continua actualización y

capacitación para la operación de las mismas.

Una de las máquinas-herramientas más importantes en la industria

metalmecánica es el Torno. Esta máquina para el corte de metales surgió de

la necesidad de construir piezas de una forma más rápida y fácil. Durante

muchos siglos fueron utilizados los tornos de pedal para tornear madera y

para el año de 1569 Besson inventa el torno para hacer tornillos. Cabe

destacar que la historia comenzó con la construcción de la primera máquina-

herramienta básica y el primer torno para hacer tornillos de metal, realizada

por Henry Maudslay en el año 1800. Con los implementos adecuados el

Introducción

torno puede ser utilizado para realizar varias tareas como tornear, hacer

roscas, mandrilar, taladrar, escariar, refrentar, conformar a rotación y

rectificar a esmeril, aunque muchas de estas operaciones son efectuadas

preferiblemente en otras máquinas especiales.

El propósito de esta investigación fue la construcción de un sistema de

visualización de cotas para optimizar el funcionamiento de los tornos

convencionales en la Empresa CAMERON VENEZOLANA S.R.L. Las

razones que motivaron la realización de este sistema fue la necesidad de

modernizar estos equipos, disminuir los costos de mantenimiento y aumentar

la productividad del mismo al disminuir los tiempos de maquinado. Esta

necesidad comienza al comprobar el tiempo que tardan estos tornos en

realizar el maquinado de una pieza, esto se debe a que el operador de estos

tornos necesitan realizar inicialmente unas tomas de medidas de referencia

al comenzar el maquinado, luego necesita realizar otras tomas de medidas al

momento que se ha comenzado a maquinar la pieza para hacer

comprobaciones, finalmente necesita realizar una medición para comprobar

que la pieza tiene la medida requerida. Todo este tiempo perdido se refleja

en la cantidad de paradas que esta máquina requiere para realizarlas, lo que

genera un mayor tiempo en el mecanizado de una pieza y no agrega ningún

valor al producto terminado.

Introducción

Con un sistema de visualización de cotas instalado a estas máquinas

el operador contará con la referencia necesaria para realizar el maquinado

de estas piezas sin necesidad de detener constantemente el torno para las

tomas de medidas que gracias a este equipo son reflejadas en una pantalla

de fácil lectura y cómodamente instalada para que el operador pueda

realizar el maquinado en solo una fracción del tiempo que antes requería,

para así poder realizar un mayor número de piezas sin ocasionar tanto

desgaste físico y mejor aprovechamiento de la energía eléctrica que estos

tornos consumen, ya que el continuo arranque de estos tornos demanda una

mayor cantidad de corriente eléctrica.

La realización de esta investigación esta estructurada de la siguiente

manera:

Capítulo I. El Problema. Este esta conformado por los aspectos

básicos de la investigación como lo son el planteamiento del problema, el

objetivo general y los específicos de la investigación, la justificación e

importancia y la delimitación de esta investigación.

Capítulo II. Marco Teórico. Esta conformado por los fundamentos o

bases teóricas, definición de términos básicos y las variables con sus

respectivas definiciones conceptuales y operacionales.

Introducción

Capítulo III. Marco Metodológico. Esta conformada por el tipo de

investigación, la metodología utilizada, las herramientas, materiales y

equipos utilizados.

Capítulo IV. Resultados . Conformada por los resultados de la

investigación generada a partir de la metodología de cada una de las etapas.

Finalmente se encuentran las conclusiones y recomendaciones

proporcionadas por el estudio realizado.