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DESARROLLO DE UNA HERRAMIENTA SOFTWARE ON-LINE PARA
REALIZAR ENSAYOS DE MECANIZADO EN EL PISO DE FÁBRI CA EN EL
SECTOR INDUSTRIAL COLOMBIANO
ANDRÉS REYES MUÑOZ
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
BOGOTÁ, JULIO DE 2008
II
DESARROLLO DE UNA HERRAMIENTA SOFTWARE ON-LINE PARA
REALIZAR ENSAYOS DE MECANIZADO EN EL PISO DE FÁBRI CA EN EL
SECTOR INDUSTRIAL COLOMBIANO
ANDRÉS REYES MUÑOZ
Proyecto de grado presentado a la Universidad de Lo s Andes como requisito
parcial para obtener el título de Ingeniero Mecánic o
ASESOR
FABIO A. ROJAS M.
Dr.Eng.Mec
Profesor-Investigador
Departamento De Ingeniería Mecánica
Universidad De Los Andes
Bogotá Colombia
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
BOGOTÁ, JULIO DE 2008
III
DEDICATORIA
A Dios,
A la memoria de mi abuelo, José Domingo Reyes
IV
AGRADECIMIENTOS
A mi familia, por su apoyo incondicional, amor y en señanzas en cada etapa de
mi vida.
A mi novia por sus palabras de soporte en todo mome nto.
Al profesor Fabio Rojas por su asesoría durante est e trabajo.
V
TABLA DE CONTENIDO.
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE TABLAS
SIMBOLOGÍA
P ág.
INTRODUCCIÓN 1
1. OBJETIVOS 6
1.1 OBJETIVO GENERAL 6
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 6
2. MATERIALES Y MÉTODOS 7
2.1 TÉCNICA DE ANÁLISIS DIMENSIONAL 7
2.2 TEOREMA π DE BUCKINGHAM 8
2.3 NUMEROS ADIMENSIONALES SELECCIONADOS 10
2.3.1 Torneado 11
2.3.2 Taladrado 13
2.4 ANALISIS A EMPLEAR SEGÚN LOS NÚMEROS
ADIMENSIONALES 15
VI
2.5 PROCEDIMIENTO PARA LA TOMA DE DATOS 18
2.5.1 Torneado 18
2.5.2 Taladrado 19
2.6 APLICACIÓN DEL SOFTWARE-ONLINE PARA CUMPLIR C ON LOS
REQUERIMIENTOS DE LA NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 20
2.7 BASE DE DATOS 23
2.8 PROPUESTA SOFTWARE 23
2.9 RESULTADOS Y ANÁLISIS DE ENCUESTAS 31
3. RESULTADOS 48
3.1 TOMA DE DATOS SIN AYUDA DEL SOFTWARE 48
3.1.1 Toma de datos 1 49
3.1.1.1 Torneado 49
3.1.1.1.1 Análisis Gráfico sobre datos de torneado 53
3.1.1.2 Taladrado 54
3.1.1.2 .1 Análisis Gráfico sobre datos de taladrad o 58
3.1.2 Toma de datos 2 59
3.1.2.1 Torneado 59
3.1.2.1.1 Análisis Gráfico sobre datos de torneado 63
3.2 INCERTIDUMBRE EXPERIMENTAL 63
3.3 TOMA DE DATOS Y OPTIMIZACIÓN CON EL SOFTWARE
VII
OPAM 65
3.3.1 TORNEADO 65
3.3.1.1 Antes de aplicación Software 65
3.3.1.2 Después de aplicación Software 67
3.3.2 TALADRADO 70
3.3.2.1 Antes de aplicación Software 70
3.3.2.2 Después de aplicación Software 71
3.4 ANALISIS DE RESULTADOS 73
3.5 EL SOFTWARE OPAM 75
3.6 MANUAL Y DESCRIPCION SOFTWARE OPAM 79
3.6.1 Habilitación de macros 79
3.6.1.1 Office 2003 79
3.6.1.2 Office 2007(Ingles) 80
3.6.2 Seguridad al abrir la aplicación 8 2
3.6.2.1 Office 2003 82
3.6.2.2 Office 2007(Ingles) 83
3.6.3 Menú Principal 85
3.6.4 Secciones 87
3.6.4.1 Introducción Datos 87
3.6.4.2 Revisión Datos 91
3.6.4.3 Comparación Herramientas 95
VIII
3.6.4.4 Selección parámetros óptimos 97
3.6.4.5 Base de datos bibliográfica 100
4. CONCLUSIONES 102
BIBLIOGRAFÍA 103
ANEXOS
IX
LISTA DE FIGURAS
P ág.
Figura 1 Zona de medición de desgaste de flanco - T orneado ................ 12
Figura 2 Zona de medición de desgaste de flanco - T aladrado ............... 15
Figura 3 Acotación del centroide de la herramienta [4] ............................ 17
Figura 4 Visual Propuesta pagina web sección princi pal Torneado ......... 24
Figura 5 Visual propuesta software-sección Introduc ción nuevos dato .... 25
Figura 6 Propuesta de imagen luego de haber introd ucido datos. .......... 26
Figura 7 Visual propuesta software, sección revisi ón de datos existentes27
Figura 8 Propuesta de imagen- sección revisión de datos existentes ..... 27
Figura 9 Visual propuesta software-sección compara ción herramientas material
................................................................................................................. 28
Figura 10 Posible Imagen sección comparación herra mientas-material . 28
Figura 11 Visual propuesta software-Sección compar ación herramientas29
Figura 12 Propuesta imagen-Sección comparación her ramientas .......... 29
Figura 13 Visual propuesta software-Sección Obtenc ión de nuevos datos30
Figura 14 Resultados Encuesta: pregunta 1 ........ ................................... 33
Figura 15 Resultados Encuesta: pregunta 2 ......... ................................... 34
Figura 16 Resultados Encuesta: pregunta 3 ........ ................................... 34
Figura 17 Resultados Encuesta: pregunta 5 ....... ................................... 35
X
Figura 18 Resultados Encuesta: pregunta 5 ........ ................................... 36
Figura 19 Resultados Encuesta: pregunta 6 ........ ................................... 36
Figura 20 Resultados Encuesta: pregunta 7 ........ ................................... 37
Figura 21 Resultados Encuesta: pregunta 8 ........ ................................... 38
Figura 22 Resultados Encuesta: pregunta 9 ........ ................................... 38
Figura 23 Resultados Encuesta: pregunta 10 ....... .................................. 39
Figura 24 Resultados Encuesta: pregunta 11 ...... .................................. 39
Figura 25 Resultados Encuesta: pregunta 12 ....... .................................. 40
Figura 26 Resultados Encuesta: pregunta 13 ....... .................................. 40
Figura 27 Resultados Encuesta: pregunta 14 ....... .................................. 41
Figura 28 Resultados Encuesta: pregunta 15 ....... .................................. 42
Figura 29 Resultados Encuesta: pregunta 16 ....... .................................. 42
Figura 30 Resultados Encuesta: pregunta 17 ....... .................................. 43
Figura 31 Resultados Encuesta: pregunta 18 ....... .................................. 44
Figura 32 Resultados Encuesta: pregunta 19 ....... .................................. 44
Figura 33 Resultados Encuesta: pregunta 20 ....... .................................. 45
Figura 34 Resultados Encuesta: pregunta 21 ....... .................................. 46
Figura 35 Resultados Encuesta: pregunta 22 ....... .................................. 46
Figura 36 Resultados Encuesta: pregunta 23 ....... .................................. 47
Figura 37 Torneado: Toma de datos 1: Acero 1020 v s Buril Acero
Rápido ..................................................................................................... 49
XI
Figura 38 Torneado: Toma de datos 1: Acero 1020 vs Buril Recubierto de
tungsteno ................................................................................................. 50
Figura 39 Torneado: Toma de datos 1: Acero 1040 vs Buril Acero Rápido50
Figura 40 Torneado: Toma de datos 1: Acero 1040 vs Buril recubierto de
Tungsteno ................................................................................................ 51
Figura 41 Torneado: Toma de datos 1: Acero 1020 vs Dos herramientas51
Figura 42 Torneado: Toma de datos 1: Acero 1040 vs Dos herramientas52
Figura 43 Torneado: Toma de datos 1: Comparación 2 herramientas ..... 52
Figura 44 Taladrado: Toma de datos 1: Acero 1020 vs Broca de acero rápido 1
................................................................................................................. 55
Figura 45 Taladrado: Toma de datos 1: Acero 1020 -B roca acero rápido 255
Figura 46 Taladrado: Toma de datos 1: DF2-Broca ac ero rápido 1 ........ 56
Figura 47 Taladrado: Toma de datos 1: DF2 - Broca acero rápido 2 ...... 56
Figura 48 Taladrado: Toma de datos 1: Acero 1020- Dos herramientas 57
Figura 49 Taladrado: Toma de datos 1: DF2- Dos her ramientas ............ 57
Figura 50 Taladrado: Toma de datos 1: Comparación dos herramientas 58
Figura 51 Torneado: Toma de datos 2: Acero 1020 - Buril de acero Rápido
................................................................................................................. 60
Figura 52 Torneado: Toma de datos 2: Acero 1020- B uril Recubierto de
tungsteno ................................................................................................. 60
Figura 53 Torneado: Toma de datos 2: P20-Recubiert o de tungsteno ... 61
Figura 54 Torneado: Toma de datos 2: Acero 1020 - D os herramientas . 61
Figura 55 Torneado: Toma de datos 2: Acero 1040-Dos herramientas ... 62
XII
Figura 56 Torneado: Toma de datos 2: Comparación do s herramientas . 62
Figura 57 Histograma Tasa de remoción antes de apl icación del
software .................................................................................................... 66
Figura 58 Histograma Tasa de remoción después de ap licación del software-
Torneado .................................................................................................. 68
Figura 59 Histograma Tasa de remoción antes de apl icación del software-
Taladrado ................................................................................................. 70
Figura 60 Histograma Tasa de remoción después de ap licación del software-
Taladrado ................................................................................................. 72
Figura 61 Comparación dispersión de puntos - Torne ado ...................... 74
Figura 62 Comparación dispersión de puntos – Taladr ado ...................... 75
Figura 63 Sección verificación Login - Password ... .................................. 76
Figura 64 Formulario de registro para nuevos usuari os ........................... 77
Figura 65 Página interna para usuarios ........... ....................................... 78
Figura 66 Logo Excel 2003 ......................... ............................................. 79
Figura 67 Habilitación seguridad Macros-2003 ..... .................................. 79
Figura 68 Selección nivel de seguridad - Office 20 03 ............................. 80
Figura 69 Icono Excel 2007 ........................ .............................................. 81
Figura 70 Menú Developer Excel 2007 ............... ..................................... 81
Figura 71 Selección de nivel de seguridad - Excel 2 007 .......................... 81
Figura 72 Habilitación Macros al iniciar el softwa re - Excel 2007 ............ 82
Figura 73 Habilitación macros al iniciar el softwar e - Excel 2007 ............. 83
XIII
Figura 74 Habilitación de macros al iniciar el so ftware, paso 2- Excel 2007
................................................................................................................. 84
Figura 75 Menú principal software ................ .......................................... 85
Figura 76 Introducción Nuevo Experimento ......... ................................... 87
Figura 77 Nueva Herramienta ...................... ........................................... 88
Figura 78 Nuevos datos - Herramienta Nueva ....... ................................. 88
Figura 79 Ayuda informativa ...................... ............................................. 89
Figura 80 Caso error en introducción de datos ..... ................................... 89
Figura 81 Mensaje de error en la introducción de d atos ......................... 89
Figura 82 Selección herramienta vieja ............ ........................................ 90
Figura 83 Búsqueda herramienta en base de datos .. ............................. 91
Figura 84 Selección herramienta en base de datos . ............................... 91
Figura 85 Menú revisión datos .................... ............................................ 91
Figura 86 Menú informativo sobre revisión de datos ............................... 92
Figura 87 Gráfica ejemplo de revisión de datos ... ................................... 92
Figura 88 Ejemplo sobre como ampliar las gráficas ................................ 93
Figura 89 Selección punto deseado ................ ........................................ 93
Figura 90 Ejemplo revisión datos ................. ........................................... 94
Figura 91 Mensaje error celda vacía .............. ......................................... 95
Figura 92 Sección comparación herramientas ....... ................................. 95
Figura 93 Ejemplo grafica comparación herramientas ............................ 96
XIV
Figura 94 Mensaje informativo sobre análisis de la s graficas de comparación
................................................................................................................. 97
Figura 95 Sección parámetros óptimos ............. ...................................... 98
Figura 96 Datos necesarios para parámetros óptimos ............................ 99
Figura 97 Sección base de datos .................. ........................................ 100
Figura 98 Visual parámetros material.............. ...................................... 101
Figura 99 Visual parámetros herramientas ......... .................................. 101
XV
LISTA DE TABLAS
P ág.
Tabla 1. Condiciones ideales para el corte de ace ro 1020 con buril de acero
rápido ....................................................................................................... 53
Tabla 2. Condiciones ideales para el corte de ace ro 1020 con buril recubierto
de tungsteno ............................................................................................ 53
Tabla 3 Condiciones ideales de corte para materia l P 20 con buril recubierto
de tungsteno. ........................................................................................... 63
Tabla 4 Error en las mediciones de desgaste de flan co ........................... 64
Tabla 5 Resumen Distribución-Antes aplicación softw are-Torneado ....... 66
Tabla 6 Sqr Error- Antes aplicación software-Tornea do........................... 67
Tabla 7 Resumen Distribución-Después aplicación so ftware-Torneado . 68
Tabla 8 sqr Error-Después aplicación software-Torne ado ....................... 69
Tabla 9 Resumen Distribución-Antes aplicación softw are-Taladrado ...... 70
Tabla 10 sqr error -Antes aplicación software-Talad rado ......................... 71
Tabla 11 Resumen Distribución - Después aplicación software-Taladra 72
Tabla 12 sqr error- Después aplicación software-Tor neado..................... 73
Tabla 13 Comparación tasas de remoción antes y desp ués (Torneado y
taladrado) ................................................................................................. 74
XVI
SIMBOLOGIA
TORNEADO
: Parámetro adimensional de entrada de torneado (tasa de remoción)
: Parámetro adimensional de salida (desgaste)
: Velocidad de husillo (1/T)
: Longitud Mecanizada (L)
: Profundidad de corte (L)
: Dureza de la herramienta (M/LT 2)
: Dureza del material (M/LT 2)
: Diámetro de la pieza (L)
: Desgaste de flanco incremental (L)
: Avance (L)
: Tiempo de mecanizado (T)
XVII
TALADRADO
: Parámetro adimensional de entrada de taladrado (i nverso de tasa de
remoción)
: Parámetro adimensional de salida (desgaste)
: Longitud de orificio (L)
: Angulo de punta (°)
: Velocidad de husillo (1/T)
: Tiempo de mecanizado (T)
: Desgaste de flanco (L)
: Profundidad de corte (L)
: Dureza de la herramienta (M/LT2)
: Dureza del material (M/LT2)
: Longitud mecanizada por filo de la broca en direcci ón de la velocidad de
avance (L)
: Diámetro de la broca (L)
1
INTRODUCCIÓN
Dentro del sector metalmecánico colombian o es muy común encontrar
pequeñas empresas con uno o dos tornos. Generalment e, estos tornos son
máquinas muy viejas con un mantenimiento deficiente y una larga vida útil. Los
operarios generalmente aprenden las bases de instit utos técnicos o de simple
experiencia, donde profundizan levemente en las car acterísticas adecuadas de
corte y aprenden poco sobre la optimización de los parámetros de los mismos.
En estos sitios, se utilizan generalmente parámetro s de corte desarrollados a
través de la experiencia o el valor medio, obtenido basándose en los dados por
el fabricante. En la mayoría de estas empresas, se utiliza la misma herramienta
para trabajar cualquier tipo de material y casi en la totalidad de estas, se utiliza
el reafilado de la herramienta. Este proceso tambié n se observa en una escala
similar en la mediana empresa y menor cantidad en l as grandes.
El sector metalmecánico colombiano es poco dado a r ealizar experimentos
para encontrar puntos óptimos de operación; más bie n existe una tendencia a
trabajar las herramientas sacando el provecho que s e pueda hasta la rotura.
Sus fuentes de control son el reafilado sin tomar e n cuenta que al utilizar
correctamente las herramientas se podría tener una mejora apreciable en la
productividad sin tener que usar el mismo buril has ta la rotura. En los Estados
Unidos se estima que los costos anuales asociados a los procesos de remoción
de material constituyen alrededor del 10% del produ cto interno bruto [1]. La
anterior es una cifra significativa que merece la a tención a todos aquellos
métodos que permiten optimizar tales procesos.
2
Actualmente existen diferentes métodos que tratan de optimizar los procesos
de remoción de material. En el ámbito de procesos d e torneado, se tienen
diferentes expresiones adimensionales desarrolladas. Por ejemplo en las
referencias [19] y [20] se tiene un estudio tanto d e herramientas comerciales
(acero rápido convencional, carburo de tungsteno) c omo de herramientas
experimentales (acero rápido sinterizado). A través de una variedad de
ensayos en el piso de planta y con el desarrollo de unas expresiones
adimensionales se logró demostrar la superioridad d e las pastillas de acero
rápido sinterizado sobre las herramientas comercial es. En cuanto al proceso de
taladrado se tiene un trabajo interesante en la ref erencia [2], en la cual se
desarrollan diferentes expresiones adimensionales para medir el
comportamiento de diferentes brocas helicoidales (a cero rápido con
recubrimiento de oxido de titanio, acero rápido con vencional, tungsteno) contra
diferentes materiales entre los que caben destacar acero 1045, acero 4140,
acero 5160, fundición de acero y acero inoxidable e ntre otros. Se encuentran
unas zonas de trabajo adecuadas para las herramient as y en sus conclusiones
enuncia el uso de condiciones inapropiadas de corte de parte del operario que
desconoce el ambiente apropiado del proceso.
En otro trabajo expuesto en la referencia [3] se de sarrolló un análisis
encaminado al estudio de las principales variables que inciden en el proceso de
torneado, y se da una importancia particular en la relación e incidencia en la
optimización de procesos productivos para la obtenc ión de piezas. Desarrolla
diferentes expresiones donde al utilizar variables de costos del proceso puede
generar una zonificación adecuada tanto para reduci r el desgaste en las
herramientas como para reducir costos.
Un trabajo notable, en las referencias [4] y [ 21], desarrolla parámetros para
los 3 principales procesos de remoción de material: torneado, fresado y
taladrado. Genera un tratamiento estadístico sobre los datos tomados del
comportamiento de la herramienta, formalizando en u na gráfica una
3
zonificación para cada una de ellas con un nivel de confianza del 95%. Este
trabajo es la base analítica de este trabajo por su gran contenido tanto en
cuanto a expresiones (contienen la totalidad de par ámetros importantes) como
del tratamiento estadístico adecuado para asegurar un buen margen de
seguridad en los resultados.
En cuanto a herramientas software-online existe un trabajo desarrollado en [5]
que genera las bases y también plantea muchos inter rogantes para el futuro.
En dicho trabajo se desarrolla una metodología para realizar ensayos de planta
donde se presenta una metodología de toma de datos tanto de material a
trabajar, como en las herramientas a utilizar, maqu inaria, condiciones utilizadas
y resultados. Realiza algunos experimentos e introd uce los datos en las
expresiones desarrolladas en [19] donde siguiendo u n análisis parecido
ejemplifica en gráficas las zonas adecuadas de trab ajo. Por último deja un
bosquejo de una herramienta software [6] en el cual se exhibe un enorme
formulario y una cantidad desproporcionada de infor mación requerida en
diferentes viñetas, lo que es de poco uso e inconce bible para ejecutar en el
piso de planta del sector metalmecánico.
Por todos los problemas que se pueden observar en l a industria con el
inadecuado manejo que se le da a las herramientas, es que se propone
generar un software on-line de aplicación en el pis o de planta, donde el
empresario tendrá una variedad de utilidades, entre las que se encuentran:
• Decidir cual herramienta funciona mejor.
• Selección de que parámetros son los más adecuados para cuidar su
herramienta y tener a la vez altas tasas de remoció n.
4
• Selección entre dos herramientas de diferentes fab ricantes que al
parecer pueden ser iguales pero por rendimiento pue den ser muy
diferentes.
• Determinación de parámetros óptimos de trabajo par a herramientas o
materiales nuevos.
• Definición de la puesta a punto de sus máquinas co n respecto a un
proceso especifico.
Todo lo anterior se realiza por medio del análisis desarrollado en la referencia
[4], el cual no exige que se genere en si un experi mento. Solo es necesario
tomar unos datos, de cualquier proceso que se esté desarrollando en planta.
Se define un tiempo, ya sea en el fin del mecanizad o de la pieza x, o puede
ocurrir cuando se cambie la herramienta o cuando s e cambie de material de
trabajo. Se toma un dato de desgaste de flanco de l a herramienta y se adjunta
con los demás datos introducidos por el trabajador en la operación de su
máquina. Esta misma información será introducida en el software, el cual le
permitirá calcular cualquiera de las utilidades men cionadas anteriormente. Se
tendrá su base de datos de manera segura montada en internet y además se
realizara un análisis propio de cada empresa, el cu al es único para cada una de
ellas, ya que tendrá en cuenta sus herramientas, el uso que tienen, el estado
de sus máquinas y el proceso de corte desarrollado con sus piezas. Análisis
que no lo puede determinar ningún fabricante de her ramientas y en muy menor
medida se lo dará la experiencia.
El presente proyecto de grado desarrollará un softw are on-line único, de
aplicación inmediata en el piso de planta. No solo el empresario podrá recopilar
su información, sino además podrá construir sus pro pias graficas de
desempeño y revisar si son estos los adecuados. Ade más lo podrá llevar a
5
cabo sin interrumpir su proceso de producción con l o que podra verificar sus
resultados, al mismo tiempo que cambia a sus parame tros ideales. Esto
generará aumento en la produccion, mejores toleranc ias, mejores rendimientos
en todas las áreas, una disminucion significativa d e costos y por ende un sector
metalmecánico colombiano mas competitivo y a la alt ura de niveles
internacionales.
Este es un proyecto innovador, emprendedor, con el objetivo de generar una
herramienta de desarrollo industrial. Fue aquí en la Universidad de los Andes
donde nació la iniciativa del análisis adimensional para procesos de
mecanizado y gracias a este tenemos los medios nece sarios para seguir
profundizando en el tema y generar un precedente ma yor en el área.
6
1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
El presente trabajo de grado pretende desarrollar u n software de ejecución en
línea para uso seguro y fácil de las empresas del sector metalmecánico
colombiano que permita optimizar las condiciones de corte para tener una
mayor productividad y por ende una reducción en los costos.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Realizar un trabajo previo de investigación en c uanto a la metodología a
utilizar en el análisis de la herramienta software en línea (Números
adimensionales).
2. Realizar encuestas para el análisis de las neces idades y requerimientos
del sector.
3. Generar una base de datos bibliográfica que sea de uso para el usuario
en el caso que no tenga acceso a las especificacion es tanto de la
herramienta como del material.
4. Realizar una toma de datos siguiendo como base a lgunos datos
obtenidos de las encuestas. Estos datos servirán co mo base y ejemplo
de utilización del software.
5. Analizar los datos según la técnica de números a dimensionales.
6. Generar un software que permita obtener la mejor selección de
herramientas.
7
2. MATERIALES Y MÉTODOS
En la siguiente sección se describen los métodos y las variables empleadas
para el desarrollo del presente trabajo.
2.1 TÉCNICA DE ANÁLISIS DIMENSIONAL[4]
Es posible expresar una dimension mediante un conju nto seleccionado de
dimensiones basicas independientes . Por ejemplo se tiene que:
• Tiempo ( )
• Distancia( )
• Masa(M)
Por lo que:
• (1)
Se denomina grupo adimensional a aquella expresion cuya dimension es 1; es
decir, cuando por el proceso de eliminacion dimensi onal se obtiene la unidad.
Una expresion adimensional muy conocida es el numer o de Reynolds el cual
es:
(2)
8
Donde,
= densidad (kg/m 3) = (M/L3)
γ = velocidad (m/s) = (L/T)
= longitud caracteristica (m) = (L)
= viscocidad dinamica (kg/m*s) = (M/L*T)
Por lo que:
(3)
La forma de relacionar los numeros adimensionales y las variables influyentes
en el fenómeno son determinados por el teorema de b uckingham.
2.2 TEOREMA π DE BUCKINGHAM
El teorema establece que cualquier procesos fisico que es gobernado por n
parametros dimensionales tales :
X1=f(x2,x3,x4,….,xn) (4)
Donde las x son variables dimensionales, existe una relacion equivalente que
contiene n-m parametros adimensionales tales que:
Π1=f(π2,π3…πn-m) (5)
9
Los parámetros adimensionales se construyen a parti r de las x. El teorema de
π genera el número mínimo de grupos adimensionales. Para utilizar este
análisis es de vital importancia conocer todas las variables influyentes en un
proceso para poder tener una expresión que abraca e n la totalidad el
fenómeno. [4]
Por ejemplo para deducir el numero de Reynolds tend rá lo siguiente.[7]
1. Escribir la función en términos de las variable s importantes.
F = f (d, v, ρ, µ) (6)
Tenemos variables = 5
2. Enuncie las dimensiones de cada variable.
F = MLT-2
ρ = densidad (kg/m3)=(M/L3)
γ = velocidad (m/s)=(L/T)
d = longitud caracteristica(m)=(L)
µ = viscocidad dinamica (kg/m*s)=(M/L*T)
3. Encuentre la variable j. J es el número de dimen siones, por lo que para
el caso es 3 (MLT). Ahora debe encontrar la variabl e k, que determina el
número de expresiones adimensionales independientes. K= n-j.=5-3.
Para el caso k= 2, por lo que se tendrán dos expres iones
adimensionales independientes.
10
4. Combine las variables j principales con una vari able adicional. Para este
caso las variables principales son ρ, d, v. Eleve cada variable a unas
variables adicionales.
Π1= vadbρcµ-1 (7)
Π1= (L)a (LT-1)b(ML-3)c(ML-1T-1) = M0L0T0 (8)
Se igualan exponentes:
Longitud: a+b-3c=0
Masa: c-1=0
Tiempo: -b+1=0
De lo que se puede despejar a =b=c=1
Entonces se tiene en la ecuación 9 que:
Π1= v1d1ρ1µ-1 (9)
La anterior es el número de Reynolds como se conoce en su mayoría.
La otra expresión de Π se obtiene de la misma forma, solo que
combinando como cuarta variable F en vez de ρ.
2.3 NUMEROS ADIMENSIONALES SELECCIONADOS
Gracias a trabajos previos realizados en la Univers idad de los Andes por
estudiantes como Humberto Ballestas y Carolina Pére z, se tienen a disposición
expresiones de números adimensionales para diferent es procesos de remoción
de material. A continuación se enuncian las expresi ones seleccionadas
11
dependiendo del proceso. Para mayor información sob re la forma en que se
desarrollaron las expresiones adimensionales por favor diríjase a las
referencias indicadas al final del documento.
2.3.1 Torneado [4]
Las siguientes expresiones fueron seleccionadas deb ido a que en ellas se
encuentran la mayoría de parámetros importantes y s u posterior análisis
estadístico es más completo.
(10)
(11)
La expresión determina la tasa de remoción y la expresión es el
desgaste de la herramienta en torneado por lo que a l analizar una gráfica con
estos parámetros, los puntos óptimos se darán en la zona inferior derecha
(mayor tasa de remoción con menor desgaste).
• Velocidad de husillo= (rpm): Es la tasa a la cual gira el husillo de la
máquina.
• Longitud Mecanizada= (mm): Es la distancia recorrida por la
herramienta en dirección del avance.
• Profundidad de corte= (mm) Es la penetración generada por la
herramienta de corte dentro de la superficie de tra bajo.
12
• Dureza de la herramienta = (Hb): Es determinada por un ensayo de
dureza el cual mide la resistencia de la superficie de un material a la
penetración de un objeto duro. Esta información se puede encontrar en
el catalogo de especificaciones del proveedor.
• Dureza del material = (Hb): Es el mismo caso de la dureza de la
herramienta.
• Diámetro de la pieza = (mm): Es la distancia recorrida por una línea
recta desde un punto extremo, pasando por el centro del círculo y
terminando en el otro extremo. Recuerde que esta me dida es la inicial
(medida antes del proceso de remoción).
• Desgaste de flanco incremental= (mm): Es generado por la fricción
intensa en la cara de alivio de la herramienta sobr e la superficie recién
formada de la pieza de trabajo y como consecuencia se tiene un área de
desgaste. Se habla de desgaste de flanco incrementa , el cual es la
diferencia de la medición de desgaste antes y despu és de una cierta
longitud mecanizada. Se mide el desgaste de flanco INCREMENTAL.
Esta medida se debe tomar con un calibrador y con a yuda de una lupa.
En la figura 1 se observa un buril a través de un e stereoscopio. Se debe
medir el desgaste Vbt (promedio).
Figura 1 Zona de medición de desgaste de flanco - Torneado
13
• Avance= (mm/rev)= es la distancia que avanza la herramienta de corte
a lo largo de la pieza de trabajo por cada revoluci ón del husillo.
• Tiempo de mecanizado = (min): Es el tiempo durante el cual la
herramienta está en contacto con la pieza de trabaj o. Para medirlo haga
uso de un cronómetro
2.3.2 Taladrado [4]
(12)
(13)
(14)
La expresión determina el inverso de la tasa de remoción y la e xpresión
es el desgaste de la herramienta por lo que al ana lizar una gráfica el
punto óptimo se dará en la zona inferior izquierda (mayor tasa de remoción con
menor desgaste).
14
• Longitud de orificio = (mm): Es la distancia recorrida por la broca en
forma vertical. Para realizar esta medición se pued e ayudar con un
calibrador o puede sacar las medidas de planos técn icos.
• Angulo de punta = (Grados): Es el ángulo comprendido entre los dos
filos de la broca. Puede consultar al fabricante pa ra este dato o lo puede
medir directamente.
• Velocidad de husillo = (rpm): Es la tasa a la cual gira el husillo de la
máquina.
• Tiempo de mecanizado= (min): Es el tiempo durante el cual la
herramienta está en contacto con la pieza de trabaj o. Para medirlo haga
uso de un cronómetro.
• Profundidad de corte= (mm): Generalmente es el mismo diámetro de
la broca. Si se realiza un agujero previo para desp ués realizar un
agujero de mayor tamaño, la profundidad de corte se calcula como la
diferencia de los dos diámetros
• Dureza de la herramienta = (Hb): Mismo caso que para taladrado
• Dureza del material = (Hb): Es el mismo caso de la dureza de la
herramienta.
• Desgaste de flanco= (mm): Se habla de desgaste de flanco
incremental el cual es la diferencia de la medición de desgaste antes y
después de una cierta longitud mecanizada. Se debe medir el desgaste
de flanco INCREMENTAL. Esta medida la debe tomar co n un calibrador
y puede ayudarse con una lupa. En la figura 2 se ob serva la zona donde
debe medir el desgaste de flanco de la broca.
15
Figura 2 Zona de medición de desgaste de flanco - Taladrado
• Longitud mecanizada por filo de la broca en direcc ión de la velocidad de
avance= (mm). Ecuación 5
• a (mm/rev) = avance en taladrado.
• Diámetro de la broca = (mm): Es la distancia medida en línea recta
desde un extremo, pasando por el centro, hasta el o tro extremo de la
broca.
2.4 ANALISIS A EMPLEAR SEGÚN LOS NÚMEROS ADIMENSI ONALES
Luego de haber medido e identificado todas las vari ables necesarias en las
expresiones de πxt y πyt se realizó el despeje de las respectivas expresion es.
Luego cada par de puntos es graficado de forma que el eje x contiene la
variable πxt y el eje y contiene la variable πyt. Por medio de un análisis
estadístico se determinan el centroide y acotación de cada herramienta.
El centroide es expresado por:
(15)
16
(16)
Como se puede apreciar la expresión del centroide t iene una forma similar a la
expresión de un centro de masa.
Utilizando la prueba t student se puede conocer un intervalo de confianza para
el centroide. Es de anotar que con cada herramienta se puede asegurar con un
cierto nivel de confianza la localización de su cen troide. Para este caso se
generará la acotación con un nivel de confianza del 95%.
(17)
Donde;
t: variable aleatoria que depende de los grados de libertad (v=n-1) y del nivel de
significancia (α=0.05). Este valor es obtenido de tablas.
: Valor de la media de la muestra (centroide)
µ: valor esperado de la media
s: desviación estándar de la muestra
n: Numero de muestras
Con ayuda del programa Excel se pueden desarrollar tablas con el cálculo de
los valores requeridos.
La acotación del centroide será determinada por la expresión:
17
(18)
El anterior intervalo describe la zona más probable de ubicación del centroide
con una confianza del 95%.
Finalmente la herramienta a elegir sera aquella cuy o punto, centroide o
acotación se encuentre mas abajo y a la derecha de la gráfica de parámetros
πxt y πyt.
Figura 3 Acotación del centroide de la herramienta [4]
18
2.5 PROCEDIMIENTO PARA LA TOMA DE DATOS
En esta sección encuentra el procedimiento usado pa ra la toma de datos
tanto de torneado como de taladrado.
2.5.1 Torneado
1. Determinación de herramienta y material a utiliz ar
2. Asignar el valor correspondiente de la dureza ta nto para la herramienta
como para el material, ya sea a partir de catálogos del fabricante, libros,
páginas web o utilizando la base bibliográfica disp onible (este valorar se
debe introducir en la herramienta computacional en unidades Brinell y
esta hará el cálculo en las respectivas unidades de esfuerzo).
3. Según criterios del procesista anotar:
-Velocidad del husillo
-Profundidad de corte
4. Tomar el diámetro inicial de la pieza
5. Medir el desgaste de flanco inicial de la herra mienta (antes de la toma de
datos)
6. Decidir después de cuantas pasadas se va a toma r el desgaste final de
la herramienta.
7. Tomar el tiempo de mecanizado con un cronometr o y medir la longitud
mecanizada.
8. Tomar la medición final de desgaste (calcular e l incremento con respecto
al numeral 5)
9. Introducir los datos en la herramienta de toma de datos la cual calcula:
- Avance, velocidad de corte, πxt, πyt.
19
2.5.2 Taladrado
1. Determinación de herramienta y material a utiliz ar
2. Asignar el valor correspondiente de la dureza ta nto para la herramienta
como para el material, ya sea a partir de catálogos del fabricante, libros,
páginas web o utilizando la base bibliográfica disp onible (este valorar se
debe introducir en la herramienta computacional en unidades Brinell y
esta hará el cálculo en las respectivas unidades de esfuerzo)
3. Según criterios del procesista anotar:
-Velocidad del husillo
4. Medir el diámetro de la broca y el ángulo de p unta.
5. Medir el desgaste de flanco inicial de la herra mienta (antes de la toma de
datos)
6. Decidir después de cuantas pasadas se va a toma r el desgaste final de
la herramienta.
7. Tomar el tiempo de mecanizado con un cronometr o y medir la longitud
del orificio y la profundidad de corte.
8. Tomar la medición final de desgaste (calcular e l incremento con respecto
al numeral 5)
9. Introducir los datos en la herramienta de toma de datos la cual calcula:
- Avance, Velocidad de corte, longitud mecanizada, πxd, πyd
20
2.6 APLICACIÓN DEL SOFTWARE-ONLINE PARA CUMPLIR C ON LOS
REQUERIMIENTOS DE LA NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
En la norma técnica colombiano, tanto en la TS como en la ISO 9000, existen
unos requisitos generales de documentación los cual es podemos enunciar de
la siguiente forma:
ISO 90001:2000 Sistemas de Gestión de la Calidad – Requisitos [18]
• 4.2 REQUISITOS DE LA DOCUMENTACIÓN
4.2.1 Generalidades
La documentación del sistema de gestión de la calid ad debe incluir:
d) los documentos necesitados por la organización para asegurarse de la
eficaz planificación, operación y control de sus pr ocesos.
• 7.5 PRODUCCIÓN Y PRESTACIÓN DEL SERVICIO
7.5.1 Control de la producción y de la prestación d el servicio
La organización debe planificar y llevar a cabo la producción y la prestación del
servicio bajo condiciones controladas. Las condicio nes controladas deben
incluir cuando sea aplicable.
a) La disponibilidad de información que describa la s características del
producto.
b) La disponibilidad de instrucciones de trabajo, c uando sea necesario.
c) El uso del equipo apropiado.
21
7.5.1.2 Instrucciones de trabajo
La organización debe preparar instrucciones de trab ajo documentadas para
todos los empleados que tengan responsabilidades en la operación de los
procesos que afecten a la calidad del producto. Est as instrucciones deben estar
accesibles para su uso en el puesto de trabajo.
Estas instrucciones deben ser establecidas a partir de fuentes tales como el
plan de calidad, el plan de control y el proceso de realización del producto.
7.5.1.3 Verificación de los trabajos de puesta a pu nto
Los trabajos de puesta a punto deben verificarse ca da vez que se realicen,
como ocurre al inicio o cambio de un trabajo o en e l cambio de algún material .
Las instrucciones de trabajo deben estar disponible s para el personal que
efectúa la puesta a punto. La organización debe uti lizar métodos estadísticos
cuando corresponda.
De los anteriores numerales vemos que la herramient a propuesta proporciona
una gran ayuda en la generación de documentos para la puesta a punto de las
maquinas. Luego de haber utilizada unas cuantas vec es el software en la
sección de introducción de nuevos datos, de haber c omparados varias
herramientas y de haber encontrado la mejor selecci ón de parámetros a utilizar
se puede documentar la información del proceso para así cumplir con los
requisitos de la norma técnica colombiana.
7.5.1.5 Gestión del herramental de producción
La organización debe proporcionar recursos para las actividades de diseño,
fabricación, verificación de herramientas y calibre s.
22
La organización debe establecer e implementar un si stema para la gestión del
herramental de producción que incluya:
o Instalaciones, personal de mantenimientos y repara ción.
o Puesta a punto.
o Programas de cambio de herramientas de corta durac ión.
o Modificación de la herramienta y revisión de la do cumentación.
o Identificación de la herramienta definiendo el est ado, tanto para
producción, como para reparación o disposición.
o Debe implementar un sistema para el seguimiento de estas actividades
en los casos en que se contraten externamente.
8.2.4.1 Control dimensional y ensayos/pruebas funci onales
Según se especifique en los planes de control, para cada producto debe
realizarse un control dimensional y una verificació n funcional respecto a las
normas técnicas de material y de desempeño del clie nte aplicables. Los
resultados deben estar disponibles para la revisión por el cliente.
Es así como se propone que una nueva aplicación de la página podría ser
documentar el desgaste de la herramienta según el p roceso y generar pautas
que creen un límite de operación y cambio del herra mental. Así mismo como la
eficiencia de la herramienta delimita las dimension es del producto, el buen
control de la herramienta servirá como una fuente d e control dimensional.
23
2.7 BASE DE DATOS
Debido a que en muchas ocasiones el usuario no disp one de las
especificaciones tanto de la herramienta como del m aterial que deberían ser
suministradas por el proveedor, se realizó una inve stigación bibliográfica donde
se resumen las principales propiedades de varios ma teriales y los parámetros
de corte para diferentes combinaciones de par herra mienta-material tanto para
torneado como para taladrado. La información resumi da correspondiente a esta
base de datos la puede encontrar en el anexo.
2.8 PROPUESTA SOFTWARE
La siguiente propuesta es el documento que fue entr egado tal cual a los
empresarios para luego responder a una encuesta.
A continuación se presenta la propuesta de un softw are on-line para ser
utilizado en el piso de planta. Consiste en una téc nica de análisis conocida
como números adimensionales donde una cierta expres ión contiene diversas
variables que al realizar un proceso de eliminación de unidades da como
resultado 1. Para nuestro caso las expresiones cont ienen variables tales como
avance, profundidad, velocidad angular, dureza entr e otras. Es de anotar que
usted no debe realizar ningún “experimento”. Simple mente en cualquiera de las
piezas que se esté maquinado el usuario introducirá los mismos datos que
anteriormente utilizó en su máquina más una medició n de desgaste de flanco.
Este software servirá como base de datos para cada empresa la cual tendrá
acceso a la herramienta ingresando su login y su pa ssword. Inicialmente el
software estará delimitado para procesos de tornead o y taladrado. En el
presente escrito se enuncia por facilidad solo el p roceso de torneado (la zona
de taladrado tendrá una diagramación similar). Con esta herramienta usted
24
podrá delimitar el uso apropiado de su herramienta, identificar cual herramienta
funciona mejor con que material, seleccionar entre dos herramientas iguales de
distintos fabricantes, seleccionar parámetros de co rte desconocidos para
piezas nuevas, generar un documento de puesta a pun to de sus maquinas y en
fin un sin número de utilidades que están siendo de sarrolladas (entre ellos se
cuentan costos, tasas de remoción).
A continuación observa la pantalla principal luego de haber seleccionado el
proceso a trabajar que en este caso es torneado. Co mo puede ver se tendrán 5
diferentes secciones las cuales se explicaran a con tinuación.
Figura 4 Visual Propuesta pagina web sección principal Torneado
Al hacer click en introducción de nuevos datos se t iene la siguiente visual:
25
Figura 5 Visual propuesta software-sección Introducción nuevos dato
Como se puede apreciar se piden unos ciertos datos comunes de cada
procesos de remoción de material. También se añade una base de datos
bibliográfica la cual será de utilidad en los casos en que el usuario no tenga
acceso a las especificaciones tanto de la herramien ta como del material.
Al guardar los datos se despliega una gráfica, la c ual muestra todos los puntos
que existen en cuanto a ese par material-herramient a y se muestra de manera
distinta el punto recién introducido.
26
Figura 6 Propuesta de imagen luego de haber introducido datos.
Además en esta misma sección se podrá obtener infor mación de puntos
anteriores haciendo click en ellos, por lo que con esta utilidad el usuario podrá
tener una retroalimentación inmediata de lo que pud o haber mejorado o
empeorado con respecto a sus anteriores datos.
Como vemos en la parte derecha se dará una explicac ión de cómo interpretar
los datos de la gráfica.
En la sección de revisión de datos existentes se te ndrá una herramienta
parecida a la anterior donde gracias a un menú se p odrá seleccionar los pares
que desea revisar.
27
Figura 7 Visual propuesta software, sección revisión de datos existentes
Al seleccionar los objetivos y hacer click en ir te ndremos una grafica parecida a
la introducción de nuevos datos. La utilidad de pod er seleccionar cualquier
punto y medir los parámetros se conserva.
Figura 8 Propuesta de imagen- sección revisión de datos existentes
Pulsando en la segunda sección del menú principal t endrá la siguiente ventana:
28
Figura 9 Visual propuesta software-sección comparación herramientas material
Luego de haber seleccionado las respectivas herrami entas y materiales que se
encuentran en la base de datos y de hacer click en el botón ir tendrá una
gráfica como la siguiente:
Figura 10 Posible Imagen sección comparación herramientas-material
Como se puede ver se despliega una gráfica mostrand o la acotación de cada
herramienta (estadísticamente se encuentra la secci ón donde con una
confianza del 95% la herramienta trabajara allí) co n su respectivo centroide (un
promedio calculado de todos los datos existentes en cuanto a esa comparación
29
herramienta-material) y una explicación a mano dere cha de cómo se debe
interpretar la gráfica.
Si se selecciona la opción de comparar varias herra mientas nos aparecerá la
siguiente ventana:
Figura 11 Visual propuesta software-Sección comparación herramientas
Al hacer click en ir tendrá una gráfica que le indi ca lo siguiente:
Figura 12 Propuesta imagen-Sección comparación herramientas
30
En la gráfica se despliegan los diferentes centroid es con la respectiva
explicación de la gráfica al lado derecho.
Ingresando en la última sección de obtención de par ámetros estimados tendrá
el siguiente menú:
Figura 13 Visual propuesta software-Sección Obtención de nuevos datos
Puede escoger si quiere trabajar con un material o una herramienta nueva. Al
final, en cualquiera de los dos sub-ítems obtendrem os el desgaste esperado y
la velocidad de corte apropiada.
31
2.9 RESULTADOS Y ANÁLISIS DE ENCUESTAS
Se realizaron encuestas a 9 empresas del sector met almecánico colombiano,
donde se abarco pequeñas, medianas y grandes empres as. Dentro de estas
fueron encuestados diversas personas con diferentes posiciones dentro de la
empresa, desde el tornero en algunos casos hasta el dueño o gerente general.
En algunas de ellas fue explicada la propuesta, en otras la propuesta fue
enviada como documento adjunto. Las empresas encues tadas fueron:
ASAM
Calle 11# 68 D 15
Tel: 480 6644
PRAMEC
Calle 35 Bis # 97-40
Tel: 267 1575
SERVINTEC
Calle 22 # 127 51, Interior 6
Tel: 413 1200
INMEJOSA
Cr 44 # 18 -90
Tel: 244 6180
32
IPT
Calle 20 # 68 D -80
Tel: 292 5891
COLPOZOS S.A
Cll 70 N # 2B-166(Cali, Colombia)
Tel: 664 4205
INDUJAPAN
Tocancipa
TECNOASE
Cr 66 A # 20-25
Tel: 2623856
IMOCOM
Calle 16 No 50-24
Tel: 413 77 55
33
Preguntas:
1. ¿Su empresa tiene acceso a internet en el piso d e planta?
En general se puede observar que el sector metalmec ánico ha avanzado
en desarrollo de tecnología y en su gran mayoría po see internet en el
piso de planta.
Figura 14 Resultados Encuesta: pregunta 1
2. ¿Qué calidad de conocimiento sobre manejo de int ernet tiene su
personal de producción?
El personal de producción posee un conocimiento bás ico en manejo de
internet. En base a esto se puede intuir que podría n manejar el software de una
manera adecuada dado que este no requerirá de un co nocimiento avanzado.
34
Figura 15 Resultados Encuesta: pregunta 2
3. ¿Utilizaría usted un software en línea que le pe rmita seleccionar entre
dos herramientas?
En su gran mayoría, el sector metalmecánico está ab ierto a nuevas propuestas
que le permitan mejorar sus procesos. Se encontraro n algunos casos en los
cuales debido a la creencia de que como se lleva la rgo tiempo realizando el
mismo proceso y nada ha fallado todo debe estar bie n.
Figura 16 Resultados Encuesta: pregunta 3
35
4. Mencione 4 de los principales materiales mecaniz ados en su empresa.
Según el gráfico podemos ver que en su gran mayoría los materiales utilizados
en el sector son materiales blandos, comunes, de fá cil adquisición. Se
destacan entre ellos el acero 1020, 12L14 y el Acer o inoxidable.
Figura 17 Resultados Encuesta: pregunta 5
5. Mencione 4 de las principales herramientas de co rte utilizadas en su
empresa
Según lo que se pudo observar, se utiliza poca vari edad de herramientas de
corte. Las más usadas sin duda son buriles de acero rápido, seguidos por
aceros al carbón y algunas recubiertas de tungsteno .
36
Figura 18 Resultados Encuesta: pregunta 5
6. ¿Tiene acceso por parte de su proveedor a las es pecificaciones del material
utilizado?
En su gran mayoría las empresas tienen acceso a las especificaciones.
Generalmente no las obtienen al momento de compra, tienen que pedirlas para
obtenerlas.
Figura 19 Resultados Encuesta: pregunta 6
37
7. ¿Tiene acceso por parte de su proveedor a las especificaciones de las
herramientas de corte utilizadas?
Figura 20 Resultados Encuesta: pregunta 7
Ocurre un caso similar a las especificaciones del m aterial. En general se tiene
acceso.
8. ¿Realiza usted experimentos en su empresa para encontrar parámetros
de corte óptimos?
El sector metalmecánico no es muy dado a hacer expe rimentos. En general
muy pocas empresas lo realizan. Esto generalmente e sta influenciado por el
tamaño de la empresa.( Solo las empresas grandes in vierten tiempo y dinero
en proyetos de experimentacion y desarrollo)
38
Figura 21 Resultados Encuesta: pregunta 8
9. ¿De qué forma determina los parámetros de corte a utilizar?
Se nota una clara tendencia a obtener los parámetro s generalmente por
experiencia seguidos por catálogos. Se recurre en p roporción mínima a libros o
internet.
Figura 22 Resultados Encuesta: pregunta 9
10. ¿De qué forma determina que herramienta d ebe utilizar según el caso?
39
Se tiene un caso parecido a la pregunta anterior; e l conocimiento se resume en
experiencia y catálogos.
Figura 23 Resultados Encuesta: pregunta 10
11. ¿Estaría dispuesto a instalar un microscop io en el piso de planta para
tomar datos de desgaste de flanco?
Se ve un claro rechazo a la opción de instalar un m icroscopio en el piso de
planta. En muy pocas empresas se concibió la posibi lidad luego de mirar la
relación costo beneficio.
Figura 24 Resultados Encuesta: pregunta 11
12. ¿Posee su empresa alguna certificación de produ cto o de sistema?
40
La gran mayoría de empresas encuestadas tenían una certificación de producto
o de sistema, ya fuera por norma ISO 900, o la TS. En todo caso es una
agradable noticia de que el sector este preocupado por ofrecer productos de
calidad.
Figura 25 Resultados Encuesta: pregunta 12
13. En caso de que la respuesta de la pregunta 12 h aya sido No. ¿Esta su
empresa interesada en conseguir el aseguramiento de la calidad ISO 9000?
Continúa el interés por conseguir un aseguramiento de producto o sistema.
Figura 26 Resultados Encuesta: pregunta 13
41
14. ¿Tiene en las especificaciones de puesta a punt o de sus máquinas de
corte, variables definidas con respecto a las herra mientas utilizadas?
Existe una tendencia a especificar las variables de arranque de las máquinas.
No es tan alto como se quisiera y es un punto que p uede mejorar en la
industria.
Figura 27 Resultados Encuesta: pregunta 14
¿Como los definió?
En general los encuestados respondieron diciendo qu e los habían definido ya
sea por experiencia o por catálogos.
¿Los tiene documentados?
El 50 % de las empresas que dijo tener especificaci ones de puesta a punto de
sus maquinas las tiene documentadas. Es un punto a explotar con el software.
15. ¿Dentro de sus necesidades existe la posibilida d de utilizar un software
para determinar el uso óptimo de las herramientas d e corte?
No es clara la necesidad de un software para deter minar un uso óptimo de las
herramientas de corte. Las empresas confían mucho e n los parámetros
42
suministrados en las especificaciones de la herrami enta. Se debe explotar la
posible expectativa y la indecisividad de los empre sarios.
Figura 28 Resultados Encuesta: pregunta 15
16. ¿Qué interés le generó la propuesta?
Existe un interés disperso en cuanto a la propuesta . En general se presenta un
alto interés en la propuesta, en los objetivos que puede llegar a cumplir y en las
utilidades para la empresa. Es de esperar que luego de tener el software
corriendo, será de mayor facilidad el entendimiento de la propuesta,
Figura 29 Resultados Encuesta: pregunta 16
43
17. ¿Considera que la información requerida p ara ejecutar el software es?
Hay un grado de aceptación en la información requer ida para ejecutar el
software. Es de recordar que la información requeri da es la misma que se
introduce en la maquina mas una medición de desgast e de flanco.
Figura 30 Resultados Encuesta: pregunta 17
18. ¿Cómo le gustaría que fuera mostrado el r esultado de su consulta?
Hay casi un consenso general en querer ver los resu ltados de forma gráfica. Es
un medio más amable que permite entender más fácilm ente el contexto.
44
Figura 31 Resultados Encuesta: pregunta 18
19. ¿En el numeral de introducción de datos quisiera ver su nuevo punto
comparado contra el centroide o contra toda la disp ersión de puntos?
Se puede observar que en general gusta más ver los datos en su totalidad que
un promedio de ellos. En este punto se debe acotar un máximo de datos a
visualizar dado que cuando avance el software será incontenible el número de
datos.
Figura 32 Resultados Encuesta: pregunta 19
45
20. ¿Cuántas herramientas quisiera comparar contra un solo material?
Se encuentra un poco dividida la decisión de cuanta s herramientas comparar
contra un solo material. Hay una leve ventaja de lo s que quisieran comparar
solo dos herramientas.
Figura 33 Resultados Encuesta: pregunta 20
21. ¿Considera de utilidad la comparación de varias herramientas sin un
material en especifico?
En este caso también podemos observar una división entre la utilidad o no de
comparar herramientas sin un material especifico. P osiblemente se podría
convertir en una sección para comparar herramientas de diferentes fabricantes.
46
Figura 34 Resultados Encuesta: pregunta 21
22. En caso de que su respuesta a la pregunt a 21 haya sido Si ¿Cuántas
herramientas quisiera comparar entre sí?
La misma tendencia, comparar dos herramientas entre sí.
Figura 35 Resultados Encuesta: pregunta 22
23. ¿Cree que la herramienta software on-lin e será de utilidad para su
empresa?
47
Hay una gran aceptación de la propuesta y se tiene una clara idea de que el
software será de utilidad para la empresa.
Figura 36 Resultados Encuesta: pregunta 23
24. ¿Habiendo conocido la propuesta, que mat erial extra le gustaría ver?
Entre algunas propuestas para futuros trabajos o mo dificaciones a realizar al
software se encuentran:
� Tasas de remoción
� Vida esperada de la herramienta
� Tiempo esperado del proceso
� Información sobre catálogos de fabricantes
25. ¿Qué le cambiaria a la propuesta existen te?
La propuesta es muy innovadora y puede parecer un p oco compleja por lo que
lo encuestados no aportaron nada para cambiarle a l a propuesta existente.
48
3. RESULTADOS
A continuación se encuentran los resultados de un p rocedimiento de
optimización típico, ejecutado en piso de fábrica; también se describen las
graficas que la técnica adimensional y las ecuacion es (10) a (15) producen
con ayuda del software desarrollado y, a continuaci ón, una descripción del
mismo.
3.1 TOMA DE DATOS SIN AYUDA DEL SOFTWARE
Se llevó a cabo una toma de datos inicial en piso d e fábrica en una planta
metalmecánica. Ésta toma de datos se realizó sin ni ngún tipo de ayuda del
software, simplemente para recopilar datos en plant a y comenzar con el
procedimiento experimental y un primer diagnóstico. Se le indicó al procesista
que introdujera los parámetros que normalmente util izaría para cada operación
y que los cambiara hasta los máximos que el aplicar ía. La figura 37 muestra
una gráfica con los números adimensionales descrito s para el torneado
(cilindrado), donde se han marcado los diferentes p untos obtenidos al medir
frente a la máquina los parámetros de entrada, tal y como descritos en los
numerales 2.3.1 y 2.3.2
.
49
3.1.1 Toma de datos 1
(La totalidad de los datos no se muestran debido a que son demasiadas tablas
con expresiones internas. Para mayor facilidad se m uestran las gráficas finales
con los respectivos puntos o cuadrantes).
3.1.1.1 Torneado
En esta sección encuentra los resultados gráficos o btenidos para el proceso de
torneado (cilindrado).
• Datos Material-Herramienta
Las siguientes figuras corresponden a los puntos de las expresiones
adimensionales en cuanto a material-herramienta. Co mo se ha anotado en
numerales anteriores el parámetro πx corresponde a tasas de remoción,
mientras que el parámetro πy corresponde a desgaste de la herramienta por
lo que el punto óptimo se ubicara en la zona inferi or derecha (mayores
tasas de remoción con el menor desgaste).
Figura 37 Torneado: Toma de datos 1: Acero 1020 vs Buril Acero Rápido
50
Figura 38 Torneado: Toma de datos 1: Acero 1020 vs Buril Recubierto de tungsteno
Figura 39 Torneado: Toma de datos 1: Acero 1040 vs Buril Acero Rápido
51
Figura 40 Torneado: Toma de datos 1: Acero 1040 vs Buril recubierto de Tungsteno
• Comparación Material-Herramientas
Las figuras 41 y 42 corresponden a la comparación d e las dos herramientas
con respecto a un solo material.
Figura 41 Torneado: Toma de datos 1: Acero 1020 vs Dos herramientas
52
Figura 42 Torneado: Toma de datos 1: Acero 1040 vs Dos herramientas
• Comparación Herramientas
La figura 43 recopila toda la información correspon diente a las dos
herramientas y genera una comparación entre ellas, sin un material en
específico.
Figura 43 Torneado: Toma de datos 1: Comparación 2 herramientas
53
• Condiciones Óptimas
Luego se procedió a decirle al tornero que se podrí a darle el punto óptimo de
trabajo para su herramienta con respecto a un mater ial o en general.
Él decidió que quería optimizar una pieza por lo qu e se tomaron los datos de
longitud a mecanizar y el tiempo en el cual quisier a hacerlo. Luego como ya se
conocían los datos específicos de la herramienta y el material se calcularon el
valor especifico de profundidad de corte y desgaste esperado.
Pix Piy Long Mecan.(mm) Av.(mm/min) Du(Material)HB Du(Herr)HB
589857552,4 0,000562642 150 75 130 698
T(min) D. Pieza.ini(mm) Vel husillo(rpm) Av. Optimo (mm/rev) Prof. Corte(mm)
Desgaste
Esperado
2 25 700 0,107142857 0,121924916 0,08439632
Tabla 1. Condiciones ideales para el corte de ace ro 1020 con buril de acero rápido
Pix Piy Long Mecan.(mm) Av.(mm/min) Du(Material)HB Du(Herr)HB
2574743499 2,8606E-05 150 75 163 837
T(min) D. Pieza.ini(mm) Vel husillo(rpm) Av. Optimo (mm/rev) Prof. Corte(mm)
Desgaste
Esperado
2 25 700 0,107142857 0,579447104 0,004290903
Tabla 2. Condiciones ideales para el corte de ace ro 1020 con buril recubierto de
tungsteno
3.1.1.1.1 Análisis Gráfico sobre datos de torneado
• Como era de esperar, la herramienta recubierta de tungsteno es superior
a la herramienta de buril de acero rápido.
• La herramienta buril de acero rápido muestra un de sgaste mucho más
marcado que la herramienta de carburo de tungsteno.
54
• La herramienta de tungsteno permite utilizar profu ndidades de corte
mucho más elevadas sin generar un costo significati vo de desgaste en la
herramienta.
• En el numeral de determinación de parámetros ideal es se determino
optimizar una cierta pieza en un cierto tiempo. Se demostró que se
puede utilizar cualquiera de las dos herramientas, pero al utilizar la
herramienta recubierta de tungsteno se puede utiliz ar una profundidad
de corte casi 5 veces mayor que la de acero rápido con un desgaste a
obtener 19 veces menor a la de acero rápido, por lo que es evidente la
utilidad de esta herramienta. Es preciso tener en c uenta que los costos
de las herramientas son totalmente diferentes y que debe ser el
industrial quien debe decidir gracias al aporte de este software cual
herramienta prefiere comprar.
• Al realizar la medición con las condiciones ideale s para corte de acero
1020 con buril de acero rápido, se generó una virut a tipo B, continua
simple, con un desgaste de la herramienta de 0.09 ( Muy similar al
esperado).
• Al realizar la medición con las condiciones ideale s para corte de acero
1020 con buril de tungsteno, se generó al igual que en el caso de la
herramienta HSS, una viruta continua simple, obteni endo un desgaste
de la herramienta de 0.01.
3.1.1.2 Taladrado
En esta sección encuentra los resultados gráficos o btenidos para el proceso de
taladrado.
• Datos Material- Herramienta
Las siguientes figuras corresponden a los puntos de las expresiones
adimensionales en cuanto a material-herramienta.
55
Como se ha anotado en numerales anteriores, el pará metro πx corresponde al
inverso de la tasa de remoción, mientras que el par ámetro πy corresponde a
desgaste de la herramienta. Lo que llevará a que el punto óptimo se ubique en
la zona inferior izquierda (mayores tasas de remoci ón con el menor desgaste).
Figura 44 Taladrado: Toma de datos 1: Acero 1020 vs Broca de acero rápido 1
Figura 45 Taladrado: Toma de datos 1: Acero 1020 -Broca acero rápido 2
56
Figura 46 Taladrado: Toma de datos 1: DF2-Broca acero rápido 1
Figura 47 Taladrado: Toma de datos 1: DF2 - Broca acero rápido 2
• Comparación Material - Herramientas
Las figuras 48 y 49 corresponden a la comparación d e las dos herramientas
con respecto a un solo material.
57
Figura 48 Taladrado: Toma de datos 1: Acero 1020- Dos herramientas
Figura 49 Taladrado: Toma de datos 1: DF2- Dos herramientas
• Comparación Herramientas
58
La figura 50 recopila toda la información correspon diente a las dos
herramientas y genera una comparación entre ellas, sin un material en
específico.
Figura 50 Taladrado: Toma de datos 1: Comparación dos herramientas
3.1.1.2 .1 Análisis Gráfico sobre datos de taladrad o
� Debido a que se utilizaron herramientas del mismo material pero de
diferente tamaño y producidas por diferentes fabric antes los resultados
no son muy diferentes.
� En la comparación entre dos brocas vs acero 1020, se encuentra una
zona de intersección entre las dos herramientas muy notoria, por lo que
se evidencia que se puede utilizar cualquiera de la s dos brocas.
� En el caso de la comparación de las dos herramient as contra el acero
1040 se ve una diferencia significativa entre la br oca más gruesa contra
59
la segunda, lo que hace pensar que al tener un mate rial más duro se
debería usar una herramienta más gruesa.
� En la grafica de comparación de herramientas se ha ce clara la similitud
entre las dos herramientas ya que casi una herramie nta se encuentra
contenida en la otra.
� Al calcular el avance óptimo de la broca se permit ió incrementar el
proceso productivo reduciendo el desgaste al mínimo esperado.
� Cuando se utilizaron las condiciones optimas para optimizar el proceso,
se debió “asignar” un cierto avance, dado que como no se puede
introducir en si en la maquina y se debe calcular s egún el tiempo de
mecanizado, se obtuvo un desgaste esperado de 0.14. Esta variación
corresponde a las condiciones de trabajo variables ya mencionadas.
3.1.2 Toma de datos 2
3.1.2.1 Torneado
• Datos Material - Herramienta
Las siguientes gráficas corresponden a los puntos d e las expresiones
adimensionales en cuanto a material-herramienta.
60
Figura 51 Torneado: Toma de datos 2: Acero 1020 - Buril de acero Rápido
Figura 52 Torneado: Toma de datos 2: Acero 1020- Buril Recubierto de tungsteno
61
Figura 53 Torneado: Toma de datos 2: P20-Recubierto de tungsteno
• Comparación Material- Herramientas
Las figuras 54 y 55 corresponden a la comparación d e las dos herramientas
con respecto a un solo material. Para el caso del P 20 se debe anotar que
debido a que es un material muy duro por su uso en moldes de plástico, no es
mecanizado con buril de acero rápido, solo con buri l recubierto de tungsteno.
Figura 54 Torneado: Toma de datos 2: Acero 1020 - Dos herramientas
62
Figura 55 Torneado: Toma de datos 2: Acero 1040-Dos herramientas
• Comparación Herramientas
La figura 56 recopila toda la información correspon diente a las dos
herramientas y genera una comparación entre ellas, sin un material en
específico.
Figura 56 Torneado: Toma de datos 2: Comparación dos herramientas
63
• Condiciones óptimas
Igual que en la toma de datos 1, se le dijo al torn ero que si quería optimizar el
trabajo con el material P 20. Se tuvieron los sigui entes datos.
Pix Piy Long Mecan.(mm) Av.(mm/min) Du(Material)HB Du(Herr)HB
1172279076 0,000592309 100 100 280 837
T(min)
D.
Pieza.ini(mm) Vel husillo(rpm)
Av.
Optimo(mm/rev) Prof. Corte(mm) Desgaste Esperado
1 49 700 0,142857143 0,883630703 0,059230916
Tabla 3 Condiciones ideales de corte para materia l P 20 con buril recubierto de
tungsteno.
3.1.2.1.1 Análisis Gráfico sobre datos de torneado
• Al igual que en la toma de datos 1, el buril de tu ngsteno muestra una
superioridad mayor con respecto a la herramienta de acero rápido.
� La falta de datos para el buril de acero rápido co n el material P 20, pudo
haber generado ese cambio en la grafica de la compa ración de
herramientas sin un material en específico.
� En el punto de optimización de corte para el mater ial P20 se obtuvo la
profundidad ideal de corte, la cual al ser empleada , generó una viruta
sana, continua con un desgaste similar al esperado.
3.2 INCERTIDUMBRE EXPERIMENTAL
Para utilizar el software se deben medir distintos datos como son: el diámetro
de la pieza, el tiempo de mecanizado y la longitud mecanizada. Estos datos,
son tomados con ayuda de un calibrador, un cronomet ro y un metro
respectivamente. Sus mediciones no son una gran fue nte de error influenciable
64
en el análisis pero cuando se debe tomar el desgast e de flanco este valor si
puede generar cambios.
Para analizar este error se recurrió a tomar una me dida muy precisa a través
de un estereoscopio y la parte experimental en piso de fábrica corrió por cuenta
de dos individuos (uno de ellos, uno de los autores con buena experiencia en
este tipo de mediciones). Debido a que el estereosc opio es una medida
estándar para este tipo de mediciones su informació n genera un menor grado
de incertidumbre por lo que se considera como el da to teórico [22]. Como se ve
en la Tabla 4 el autor obtuvo un error en las dos m ediciones menor al individuo
externo. También como es de esperar, a mayores medi das el error disminuye.
El estereoscopio da una medición útil cuando se qui ere tomar una muestra en
poco tiempo. Dado que el objetivo del software es s implificar al máximo la toma
de datos, las mediciones de desgaste de flanco se d eben hacer luego de largos
tiempos de mecanizado donde el desgaste sea más vis ible.
Tabla 4 Error en las mediciones de desgaste de flanco
Individuo 1
(Autor)
Individuo 2
(Persona externa) Estereoscopio
Error
Individuo 1
(%)
Error
Individuo 2
(%)
Buril Acero Rápido
2,17 2,21 2,05 5,85 7,80
Buril P-40
1,15 1,17 1,068 7,68 9,55
65
3.3 TOMA DE DATOS Y OPTIMIZACIÓN CON EL SOFTWARE O PAM
Se retornó al piso de fábrica para realizar una tom a de datos teniendo como
base el software. En el caso del proceso de tornead o se quería reducir el
tiempo de mecanizado, por lo que, usando el softwar e (la aplicación de
selección de parámetros óptimos) se generaron nuevo s parámetros a introducir
en la maquina. En el caso del proceso de taladrado, debido a que no se
disponía de una herramienta con la cual variar en m ayor medida la velocidad
del husillo de la máquina, se procedió a mejorar el proceso con los demás
parámetros indicados por el software (por ejemplo, según la longitud a perforar
el software arroja el tiempo ideal de mecanizado).
3.3.1 TORNEADO
Utilizando el software Arena 10.0, y la aplicación Input Analyzer se procedieron
a obtener los datos.
3.3.1.1 Antes de aplicación Software
En la figura 57 se muestra el histograma de la tasa de remoción de la máquina
antes de aplicar el software.
66
Figura 57 Histograma Tasa de remoción antes de aplicación del software
Tabla 5 Resumen Distribución-Antes aplicación softw are-Torneado
Resumen Distribución
Distribución: Normal
Expresión:
NORM(2.98e+003,
1.6e+003)
Error Cuadrado 0.011711
Kolmogorov-Smirnov
Test
Estadístico de prueba = 0.209
p-valor correspondiente > 0.15
Data Sumar
Número de puntos 20
Valor mínimo 844
67
Valor máximo = 6.47e+003
Media de la muestra = 2.98e+003
Desviación de la
muestra = 1.64e+003
Tabla 6 Sqr Error- Antes aplicación software-Tornea do
Función
sqr
error
-----------------------
Triangular 0.00542
Normal 0.0117
Beta 0.0341
Uniform 0.035
Exponential 0.043
Erlang 0.043
Weibull 0.0487
Gamma 0.0583
Lognormal 0.127
3.3.1.2 Después de aplicación Software
68
Figura 58 Histograma Tasa de remoción después de aplicación del software-Torneado
Tabla 7 Resumen Distribución-Después aplicación so ftware-Torneado
Resumen Distribución
Distribution: Normal
Expresión:
NORM(3.49e+003,
1.15e+003)
Square Error: 0.033497
Kolmogorov-Smirnov
Test
Test Statistic = 0.177
p-valor
correspondiente > 0.15
Resumen de información
Número de Puntos 34
Valor Mínimo 844
Valor Máximo = 5.07e+003
69
Media de la muestra = 3.49e+003
Desviación Estándar = 1.17e+003
Tabla 8 sqr Error-Después aplicación software-Torne ado
Función
sqr
Error
-----------------------
Normal 0.0335
Beta 0.0389
Weibull 0.0531
Uniform 0.0595
Triangular 0.0654
Erlang 0.0768
Gamma 0.0912
Exponential 0.149
Lognormal 0.197
70
3.3.2 TALADRADO
3.3.2.1 Antes de aplicación Software
Figura 59 Histograma Tasa de remoción antes de aplicación del software-Taladrado
Tabla 9 Resumen Distribución-Antes aplicación softw are-Taladrado
Resumen Distribución
Distribución: Normal
Expresión: NORM(1.1e+003, 273)
Error Cuadrado: 0.012117
Kolmogorov-Smirnov
Test
Estadístico de Prueba = 0.178
p-valor correspondiente > 0.15
Resumen de
71
información
Número de puntos 20
Valor Mínimo 577
Valor Máximo = 1.62e+003
Media de la muestra = 1.1e+003
Desviación Estándar 280
Tabla 10 sqr error -Antes aplicación software-Talad rado
Función
sqr
Error
-----------------------
Normal 0.0121
Triangular 0.0136
Beta 0.0264
Weibull 0.0336
Uniform 0.04
Gamma 0.0693
Exponential 0.103
Erlang 0.103
Lognormal 0.176
3.3.2.2 Después de aplicación Software
72
Figura 60 Histograma Tasa de remoción después de aplicación del software-Taladrado
Tabla 11 Resumen Distribución - Después aplicación software-Taladra
Resumen Distribución
Distribución: Normal
Expresión:
NORM(1.24e+003,
103)
Error Cuadrado: 0.025406
Kolmogorov-Smirnov
Test
Estadístico de prueba = 0.123
p-valor correspondiente > 0.15
Resumen de
información
Número de puntos 26
73
Valor mínimo = 1.02e+003
Valor máximo = 1.39e+003
Media de la muestra = 1.24e+003
Desviación estándar 105
Tabla 12 sqr error- Después aplicación software-Tor neado
Función
sqr
Error
-----------------------
Normal 0.0254
Beta 0.0262
Triangular 0.0268
Uniform 0.0308
Weibull 0.0544
Gamma 0.0911
Exponential 0.113
Erlang 0.113
Lognormal 0.185
3.4 ANALISIS DE RESULTADOS
Como se puede ver en las figuras anteriores, los da tos se comportan como
distribuciones normales y cumplen la prueba Kolmogo rov.
En la Tabla 13 se observa una comparación directa d e los resultados
obtenidos.
74
Tabla 13 Comparación tasas de remoción antes y después (Torneado y taladrado)
Tasa de remoción(mm 3/min) %
Torneado Antes 2980 100
Después 3490 117
Taladrado Antes 1100 100
Después 1240 113
Para el proceso de torneado se redujo el tiempo pro medio de corte, para la
misma operación de cilindrado, en un 10% y como se puede ver de la tabla 3,
se incremento la tasa de remoción en un 17%. En la figura se observa que la
nube de puntos se desplazó hacia el lado derecho (m ayor tasa de remoción),
manteniendo un desgaste similar.
Figura 61 Comparación dispersión de puntos - Torneado
75
Del proceso de taladrado, como se puede ver de la T abla 3, se incremento la
tasa de remoción en un 13%. En el proceso de taladr ado los puntos se mueven
hacia el lado izquierdo (mayor remoción, desgaste s imilar).Ver figura 9.
Figura 62 Comparación dispersión de puntos – Taladrado
Se tiene el testimonio del gerente general de la em presa donde se realizó la
optimización del proceso. En sus declaraciones mues tra la utilidad que le
generó el software afirmando que en días posteriore s a la implementación del
software obtuvo un aumento en las piezas mecanizada s manteniendo un buril
en buenas condiciones. Además evidencia una utilida d extra del software en el
sentido de que tuvieron que cambiar al trabajador q ue había obtenido el
conocimiento del software y dice, que si se hubiera tenido ya el programa en
línea el conocimiento hubiera sido transmitido de o perador a operador.
3.5 EL SOFTWARE OPAM
El software desarrollado tiene como nombre OPAM (Op timización y análisis de
mecanizado). Se accede a través de internet usando cualquier browser y si se
76
es usuario se tiene acceso al archivo fuente el cua l se trabaja offline con ayuda
de Microsoft Excel.
A continuación encontrara una sucesión de pasos par a acceder al software
OPAM
a. Acceder a la página web del software. Para esto, h aga uso del
explorador de su preferencia (Internet Explorer, Mo zilla, etc.) Luego en la
casilla de búsqueda escriba la siguiente dirección:
www.softwareopam.com. Haga click en el botón enter.
b. Si no es usuario del software primero debe registr arse para obtener
información sobre el acceso del software. Si ya es usuario continúe en
el paso 3.
Para el proceso de registro haga click en la palabr a regístrate de la
página principal que se encuentra en el lado derech o superior.
Figura 63 Sección verificación Login - Password
Al hacer click obtendrá un menú como el siguiente:
77
Figura 64 Formulario de registro para nuevos usuarios
Diligencie la información requerida y de click en E nviar. En poco tiempo lo
contactara el administrador del software para infor marle como obtener acceso
al software y con esto tener su contraseña y sus ar chivos.
c. Ingrese los datos de login y passwords propios. El login es el correo con
el cual se registro en la pagina y el password fue suministrado por el
administrador a usted.
d. Una vez que sus datos sea correctos entrar a la se cción donde se
encuentran sus archivos. Su pantalla debería ser c omo la siguiente
78
Figura 65 Página interna para usuarios
Al costado izquierdo encuentra su archivo de tornea do. Para descargarlo
haga click en el vínculo que dice: link archivo tor neado. Al hacer click
seleccione el sitio donde quiere descargarlo. Recue rde este lugar porque
lo necesitara para retornar el archivo a la página. En el caso del archivo
de taladrado que se encuentra en la zona derecha se procede de
manera similar.
Como puede notar en la zona inferior izquierda encu entra el Manual del
software Opam el cual es el mismo que está leyendo.
e. Ahora haga doble click en el archivo que quiera tr abajar. Ahora
empezará a utilizar el software OPAM.
79
3.6 MANUAL Y DESCRIPCION SOFTWARE OPAM
3.6.1 Habilitación de macros
A continuación encuentra una descripción de los pas os anteriores para
poder abrir el archivo.
3.6.1.1 Office 2003
Abra el programa Excel seleccionando el icono carac terístico
Figura 66 Logo Excel 2003
Para habilitar las macros haga click en Herramienta s, Macro y luego haga click
en seguridad.
Figura 67 Habilitación seguridad Macros-2003
80
Al seleccionar la anterior opción tendrá un mensaje como el siguiente:
Figura 68 Selección nivel de seguridad - Office 2003
Ahí tendrá dos opciones:
1. Seleccionar la opción Media. (Necesitará después hacer uso de la
información consignada en la sección seguridad al a brir la aplicación)
2. Bajo. (Esta opción permitirá correr el programa al abrir el archivo sin
ninguna modificación extra)
Luego de click en aceptar.
3.6.1.2 Office 2007(Ingles)
Selecciones el icono del programa Excel (Doble Clic k)
81
Figura 69 Icono Excel 2007
Luego haga click en el botón developer
Figura 70 Menú Developer Excel 2007
Seleccione la opción Macro Security
Figura 71 Selección de nivel de seguridad - Excel 2007
82
Ahí tendrá dos opciones:
3. Seleccionar Disable all macros with notification (Necesitará después
hacer uso de la información consignada en la secció n seguridad al abrir
la aplicación)
4. Enable all macros (Esta opción permitirá correr el programa al abrir el
archivo sin ninguna modificación extra)
Al seleccionar la opción deseada haga click en ok y cerramos el programa.
3.6.2 Seguridad al abrir la aplicación
Luego de haber habilitado la seguridad del programa debe confirmar
su elección al ejecutar el archivo. A continuación encuentra como
realizarlo.
3.6.2.1 Office 2003
Al seleccionar una aplicación, ya sea torneado o ta ladrado se abrirá la interface
donde tendrá el siguiente mensaje:
Figura 72 Habilitación Macros al iniciar el software - Excel 2007
83
Al dar Click en Habilitar macros el programa correr á normalmente.
3.6.2.2 Office 2007(Ingles)
Al seleccionar una aplicación, ya sea torneado o ta ladrado se abrirá nuestra
interface donde tendrá el siguiente mensaje:
Figura 73 Habilitación macros al iniciar el software - Excel 2007
Haga click en el botón Options, del cual se desplegara el siguiente menú:
84
Figura 74 Habilitación de macros al iniciar el software, paso 2- Excel 2007
De click en la opción Enable this content y luego click en OK
Ya con este procedimiento inicia la interface del p rograma.
85
3.6.3 Menú Principal
Figura 75 Menú principal software
Tendrá 5 aplicaciones disponibles.
• Introducción de datos: Sirve para incluir un conju nto de datos nuevos ya
sea con una herramienta vieja o con una nueva.
• Revisión de Datos: Se puede revisar la dispersión de puntos de alguna
de las herramientas, adquirir información sobre un ensayo en particular,
de llegar a ser necesario.
• Comparación Herramientas: Se podrán seleccionar do s herramientas de
la base de datos y se obtendrá una grafica de acota ción del centroide,
con la cual se podrá escoger cual herramienta es me jor.
86
• Selección de parámetros óptimos: Gracias a ésta ap licación puede
obtener cuales son los parámetros ideales para trab ajar con una
herramienta de nuestra base de datos, buscando la o ptimización de esta
según nuestras propias condiciones.
• Base de datos Bibliográfica: En esta aplicación pu ede encontrar una
ayuda de parámetros tanto de materiales como de her ramientas que le
puede ser útil en caso de que no pueda obtener los parámetros
requeridos en la introducción de datos.
El botón salir del menú principal hará que se guard e toda la información y se
cierre el programa.
Notas generales:
o Todas las aplicaciones de búsqueda de herramienta funcional igual.
o En la mayoría de aplicaciones se encuentra un text o con la explicación
del procedimiento a seguir.
o En caso de error el programa informará a través de una ventana
emergente cual fue el error.
o En todas las aplicaciones el botón cerrar le permi te volver al menú
principal.
o Cuando obtenga un número con más de dos cifras dec imales, tome las
primeras dos.
87
3.6.4 Secciones
En el siguiente apartado encuentra una descripción detallada de las
diferentes secciones del software.
3.6.4.1 Introducción Datos
Al hacer click en el botón de introducción de datos tendrá el siguiente menú:
Figura 76 Introducción Nuevo Experimento
o Herramienta Nueva
Al seleccionar el botón de herramienta nueva tendr á otro menú
88
Figura 77 Nueva Herramienta
Escriba en la casilla el nombre de la herramienta y a sea un nombre especial
para usted o sea un nombre de reconocimiento. Debe tener claro que este
nombre quedara consignado así y no se podrá modific ar en el futuro. Además
con este nombre lo buscaremos en las siguientes apl icaciones. Cuando tenga
escrito el nombre, de click en aceptar y se selecci one el siguiente menú:
Figura 78 Nuevos datos - Herramienta Nueva
89
Poseerá el formulario de introducción de datos dond e al lado izquierdo, tendrá
el parámetro requerido con las unidades en (). Al l ado derecho de cada
parámetro tendrá un signo de interrogación. Estos s ignos son una ayuda
interactiva para reconocer que significa ese paráme tro. Por ejemplo si hace
click en la interrogación al lado de velocidad husi llo tendrá:
Figura 79 Ayuda informativa
Solo tendrá el botón de aceptar, por lo que luego d e entender el parámetro
haga click en aceptar.
Si por ejemplo introduce por error en algún parámet ro numérico un valor no
numérico, se desplegará un mensaje indicando que el parámetro no es
funcional.
Figura 80 Caso error en introducción de datos
Figura 81 Mensaje de error en la introducción de datos
Luego la casilla se limpiara para que se introduzca el valor correcto.
90
Es de anotar que en la parte derecha aparecen unas notas que pueden ser de
utilidad durante la ejecución del software.
Cuando todos los valores se encuentren correctos, p uede dar click en Guardar.
Al realizar esto los datos se guardara en la base d e datos y las casillas se
limpiaran para un nuevo dato. Si ya no se desean in troducir más datos, puede
dar click en cerrar el cual lo retornara al menú pr incipal.
o Herramienta Vieja
Si en el menú de introducción de nuevo experimento seleccione herramienta
vieja, tendrá el siguiente menú:
Figura 82 Selección herramienta vieja
En la zona izquierda aparecerá una nota que le indi cará el procedimiento a
seguir.
Debe hacer click sobre el botón buscar y luego sobr e la flecha hacia abajo al
lado de la casilla vacía. En este campo aparecerán las diferentes herramientas
de la base de datos
91
Figura 83 Búsqueda herramienta en base de datos
Seleccione la herramienta de la cual va a introduci r un nuevo dato.
Figura 84 Selección herramienta en base de datos
El nombre aparecerá en la casilla. Luego de click e n aceptar y se desplegará el
formulario de introducción de datos. Si quiere volv er al menú inicial haga click
en cancelar.
3.6.4.2 Revisión Datos
Al seleccionar esta opción tendrá el siguiente menú :
Figura 85 Menú revisión datos
Las aplicaciones de búsqueda de herramienta funcion an todas de
manera igual.
92
Haga click sobre buscar, luego seleccione la flecha y seleccione la
herramienta de la cual se quieren revisar los datos . La seleccione y
luego haga click sobre el botón Aceptar.
Obtendrá la gráfica de las dispersión de puntos res pectiva acompañada
del menú de revisión de datos.
Figura 86 Menú informativo sobre revisión de datos
Figura 87 Gráfica ejemplo de revisión de datos
Si la gráfica no se ve completa, el usuario puede s eleccionar la esquina
inferior izquierda de la gráfica para ampliarla has ta el tamaño deseado
(es de anotar que la siguiente vez que se despliegu e una gráfica saldrá
un pedazo de la anterior sobrepuesta por lo que el usuario debe borrar la
93
anterior gráfica haciendo click sobre ella y luego presionando el boton
supr del teclado).
En el caso de torneado el punto optimo se encuentra mas a la derecha y
mas hacia abajo (mayores tasas de remocion con meno s desgaste). Si
esta visualizando una grafica de taladrado el punto optimo se encuentra
a la izquierda y hacia abajo (En este caso el eje x determina el inverso
de la tasa de remocion por lo que mas a laizquierda es mayor tasa de
remocion).
Figura 88 Ejemplo sobre como ampliar las gráficas
Para obtener la información de un punto, sitúe el c ursor del mouse sobre
el punto seleccionado. Al realizar este procedimien to la gráfica mostrará
el punto requerido.
Figura 89 Selección punto deseado
Luego de la información Point, se encuentra el valo r del dato que debe
introducir en el buscador. Es de anotar que debe in cluir todo el dato,
94
completo con números decimales para evitar encontra r semejanzas en
otros datos.
Escriba el dato en la casilla al lado izquierdo del botón buscar. De click
en este botón y luego se desplegará la información de ese dato en las
casillas.
Figura 90 Ejemplo revisión datos
Si quiere eliminar este dato o algún dato debe real izar un proceso
parecido. Seleccione de la gráfica el dato que quer emos, lo escribe en la
casilla al lado de buscar y seleccione primero la o pción BUSCAR. Esto
es un requerimiento para evitar posteriores errores y es con el objetivo
de saber si en realidad el dato que queremos borrar tiene los datos
correspondiente o por error podríamos borrar un dat o diferente pero que
haya tenido coincidencias.
Al dar click en el botón Eliminar Dato se borrará e l respectivo punto y se
volverá a desplegar la gráfica ahora sin el punto s eleccionado.
95
Si por ejemplo de click en el botón Buscar o Elimin ar Dato y la celda se
encuentra vacía, tendrá un mensaje de error como el siguiente.
Figura 91 Mensaje error celda vacía
Simplemente dé click en aceptar y proceda a escribi r el dato.
Si por ejemplo, escribe un dato y este no se encuen tra en la base de
datos, el sistema no arrojará ninguna información e n el sistema. Para
este caso debe verificar que la información escrita este correcta.
En cualquier momento para volver al menú principal seleccione el botón
cancelar.
3.6.4.3 Comparación Herramientas
Cuando seleccione del menú principal la opción de c omparación
herramientas, obtendrá un menú así:
Figura 92 Sección comparación herramientas
96
Es un menú con doble buscador como lo hemos visto a nteriormente. El
procedimiento es igual
Al haber seleccionado las dos herramientas, dé clic k en aceptar y
obtendrá la siguiente gráfica.
Figura 93 Ejemplo grafica comparación herramientas
También obtendrá el botón de cerrar gráfica con una explicación en la
forma superior de cómo analizar la gráfica.
97
Figura 94 Mensaje informativo sobre análisis de las graficas de comparación
Para volver al menú principal, haga click en el bot ón cerrar.
3.6.4.4 Selección parámetros óptimos
Al seleccionar la aplicación de parámetros óptimos, obtendrá el siguiente
menú:
98
Figura 95 Sección parámetros óptimos
Es un formulario tipo búsqueda ya conocido.
Seleccione la herramienta de la cual se quieren obt ener los parámetros
óptimos.
Al dar click en aceptar tendrá el siguiente formula rio:
99
Figura 96 Datos necesarios para parámetros óptimos
En las siguientes casillas debe introducir los dato s básicos del proceso
que se quiere optimizar. Es de anotar que este for mulario tiene las
mismas aplicaciones mencionadas en la sección 7.1.
Al tener el formulario lleno y dar click en aceptar , tendrá mensajes con la
información esperada (profundidad de corte, avance, desgaste
esperado).
Al hacer click el botón aceptar del menú avance se volverá al formulario
de selección de parámetros óptimos y las casillas a parecerán vacías
para obtener un nuevo punto óptimo. Es de aclarar q ue si la profundidad
de corte da más de lo necesario para el proceso lo debe ajustar a la
profundidad necesaria del proceso.
Para volver al menú principal haga click en el botó n cancelar.
100
3.6.4.5 Base de datos bibliográfica
Este es un menú de ayuda, el cual lo genera dos opc iones al hacer click
en esta sección.
Figura 97 Sección base de datos
Si quiere conocer algún parámetro del material haga click en la opción1.
Tendrá la siguiente aplicación:
101
Figura 98 Visual parámetros material
Use las flechas del programa para moverlo por las c eldas y así buscar el
material requerido.
Al seleccionar parámetros del proceso de torneado, obtendrá
información útil de avance y profundidad de corte p ara cierto material,
con cierta herramienta.
Figura 99 Visual parámetros herramientas
Para volver al menú seleccione el botón cerrar.
102
4. CONCLUSIONES
La metodología y el software implementado, optimiza n los procesos según las
condiciones tecnológicas disponibles en el lugar (p iso de fábrica), lo que se
transmite a las condiciones empleadas por el operad or. No se puede tratar de
optimizar a máximo global, dado que posiblemente no se cuentan con las
condiciones ideales con las cuales se registran las condiciones de operación en
los catálogos de las herramientas, pero si se puede generan un óptimo local.
Las condiciones óptimas se van ajustando cada vez m ejor con el tiempo, en la
medida que la nube de puntos se vaya corriendo haci a el óptimo local. Este
método basado en el histórico de las operaciones de corte en la empresa,
captura por sí mismos un sinnúmero de variables dif íciles de considerar por
otros métodos como, por ejemplo, los ensayos normal izados de mecanizado.
Adicionalmente y como se pudo ver en el análisis de l error en las mediciones
en piso de fábrica, la variación entre una persona con alguna práctica en las
mediciones y una persona nueva no es mayor.
El software no solo permite optimizar los procesos, sino es un apoyo como una
base de datos de la historia de las herramientas, s u desempeño y las
operaciones a las que se asocia; además provee una especie de base de datos
para la puesta a punto de la máquina en futuras ope raciones de corte y presta
el servicio de la comparación inmediata entre herra mientas sujetas a
condiciones similares de operación. Esta facilidad no es despreciable si se
considera que se tiene entonces al alcance una form a de comparar marcas,
tipos, materiales y ofertas de herramientas de form a económica, simple y sin
tropiezos en la operación de la planta.
103
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