Informe de Practicas

INFORME DE PRACTICAS PRE PROFESIONALES_____________________________________________________________________________________________

CONTENIDO

1. Indice...............................................................................................................12. Introducción.....................................................................................................23. Información General........................................................................................3

3.1 Empresa y/o Institución.............................................................................33.2 Duración de las Prácticas Pre-profesionales...............................................33.3 Área de trabajo...........................................................................................33.4 Responsable de la empresa.........................................................................33.5 Actividades realizadas...............................................................................4

4. Objetivos..........................................................................................................4

5. Actividades Desarrolladas................................................................................5

5.1 Parte teórica................................................................................................5

5.1.1 Automatización Industrial........................................................................55.1.2 Principios básicos de la neumática...........................................................55.1.3 Elementos actuadores............................................................................125.1.4 Simbología Neumática...........................................................................145.1.5 Sensores................................................................................................155.1.6 Tipos de sensores y las señales que entregan..........................................155.1.7 Dispositivos de control..........................................................................225.1.8 Mantenimiento, averías y diagnostico....................................................24

5.2 Parte práctica............................................................................................28

5.2.1 Actividades desarrolladas......................................................................29

6. Conclusiones..................................................................................................35

7. Recomendaciones...........................................................................................36

8. Resumen........................................................................................................36

9. Bibliografía....................................................................................................37

10. Anexos...........................................................................................................38

1Por: Milton Del Hierro


1. INTRODUCCIÓN

El campo del control y automatización industrial, es un campo implantado conmás frecuencia en grandes instalaciones como las cadenas de fabricación deautomóviles, las vías férreas o las centrales térmicas y eléctricas, sin embargo en el áreade la pequeña y mediana empresa está aún poco desarrollado. Las solucionesdesarrolladas para el control y la automatización de pequeñas y medianas instalacionesindustriales son poco flexibles y específicas para cada instalación.

Debido a su fluidez el aire al no ofrece ningún tipo de resistencia al desplazamiento, además el aire es compresible ya que es un gas que puede comprimirse en un recipiente cerrado aumentando la presión otra propiedad del aire es su elasticidad ya que la presión ejercida en un gas se transmite con igual intensidad en todas las direcciones ocupando todo el volumen que lo engloba.

El uso de sistemas Electro-neumáticos para la automatización de Procesos industriales es muy utilizado, debido a su bajo costo, fácil mantenimiento, ofrece mayor seguridad con respecto a sistemas hidráulicos y eléctricos, además la contaminación es muy bajaya que todos los equipos trabajan con aire lo cual disminuye el riesgo de explosiones por combustión y existen muchas herramientas que reemplazan a herramientas eléctricas.

Muchas industrias requieren sistemas autónomos, en los cuales no tenga que intervenir la mano del hombre, por ejemplo sistemas de manipulación, transporte, sujeción de objetos, ya que cuando el operador realiza este tipo de actividades está expuesto a sufrir accidentes, lo que se requiere en toda empresa es precautelar la integridad de sus trabajadores, la automatización se puede realizar mediante la utilización de sensores, PLC’s, y actuadores de diferentes tipos de acuerdo al tipo de tarea que se va a realizar.

2. INFORMACIÓN GENERAL



La empresa IMATIC S.A. ubicada en la ciudad Quito se dedica a la comercialización de dispositivos Electro-Neumáticos, Neumáticos, Sensores, Diseño y Construcción de actuadores neumáticos.

Esta empresa también presta servicios de mantenimiento, diseño de sistemas Neumáticos y Electro-Neumáticos para la automatización de procesos industriales.Entre los clientes más importantes de Imatic s.a. se encuentra Metaltronic S.A, es una empresa dedicada a la fabricación de partes automotrices de General Motors y Mavesa s.a.

También se brinda servicios a empresas como Fibran, FamiliaSauncela, LaboratoriosLife, Esacontrol, Ferrero Del Ecuador, Grupo Atlas, y otras industriasen las principales ciudades del país.

También brinda servicios de capacitación al personal operativo en las empresas clientes en el área electro-neumática, y da soluciones a problemas que se presentan con la maquinaria de fabricación.

3.1 EMPRESA Y/O INSTITUCIÓN

IMATIC S.A.Av. 10 de Agosto y Bellavista, sector Parque de los RecuerdosQuito – Ecuador

3.2 DURACIÓN DE LAS PRÁCTICAS PRE-PROFESIONALES

Periodo: 22 de agosto al 22 de octubre de 2011Horario: 8:30 am – 12:30 am y 1:30 pm – 6:30 pmTotal de Horas: 480 horas

3.3 ÁREAS DE TRABAJO

Mantenimiento Departamento de diseño y construcción de partes componentes de Actuadores Neumáticos Departamento Técnico Departamento de Planificación, Desarrollo, e Implementación de Proyectos

3.4 RESPONSABLE DE LA EMPRESA

Ing. Roberth Aldaz Gerente PropietarioTnlg. Jorge Salgado Jefe del Departamento Técnico Comercial

3.5 ACTIVIDADES REALIZADAS



Soldado y colocación de cable de comunicación del sistema de perforado laterales de baldes de camionetas Chevrolet D-Max Full en Metaltronic S.A.

Labores de mantenimiento en el molde de chasis de Camionetas Chevrolet D-Max Full en Metaltronic S.A.

Desarrollo de proyecto de un sistema de control neumáticopara un proceso de control de doble transmisión.

Desempeño dentrodel departamento técnico mediante la implementación de dispositivos de electro-neumático y neumático.

Diseño y Construcción de actuadores neumáticos (cilindros) de diferentes carreras y diámetros.

Preparación de bloques de electroválvulas neumáticas. Inventario de los elementos electro-neumáticos y neumáticos en el departamento de

bodega Implementación de sistema de aire y refrigeración de dos pulgadas dentro de un galpón

(18m x21m), para moldes de chasis de Chevrolet D-Max en Metaltronic S.A. Colocación de implementos neumáticos (racores, reguladores de flujos, mangueras,

válvulas)

3. OBJETIVOS

Objetivo General

Desarrollar técnicasde Automatización en el área de Neumática y Electro-Neumática mediante la implementación de circuitos electrónicos y electro-neumáticos desarrollando programas para controlar la función de actuadores eléctricos y neumáticos.

Objetivos Específicos

Desarrollar un sistema de control para automatizar el perforado en los laterales delos baldes de las camionetas Chevrolet D-Max, mediante sensores inductivos y actuadores neumáticos para MetaltronicS.A.

Desarrollar un sistema de aire y refrigeración de dos pulgadas dentro de un galpón (18m x21m), para moldes de chasis de Chevrolet D-Max para Metaltronic S.A.

Realizar el mantenimiento preventivo, correctivo y mejorativo de los Jigsde ensamblado de chasis de Camionetas Chevrolet D-Max, en las instalaciones de MetaltronicS.A.

Diseñar e implementar de un sistema de control neumático para un proceso de control de doble transmisión.



4. ACTIVIDADES DESARROLLADAS

5.1 PARTE TEÓRICA

5.1.1 AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

En el proceso de producción se utilizan varias fuentes de energía, entre las cuales figuran: la neumática, la hidráulica y la electricidad. Debido a sus características, el aire en la industria es muy utilizado, junto con otros equipos de tipo eléctrico y mecánico.

En la automatización industrial podemos recurrir al uso de dispositivos electrónicos que trabajan con voltajes muy pequeños para evitar descargas que puedan ocasionar explosiones, tales como: sensores, PLC´s, así como también dispositivos neumáticosque de igual manera son muy utilizados parala fabricación de equipos y maquinaria.

En nuestro caso vamos a conocer los principios básicos de la neumática en la industria, diferentes técnicas de automatización, así como las características y tipos de sensores de acuerdo al tipo de acción que se desea controlar.

5.1.2 PRINCIPIOS BÁSICOS DE NEUMÁTICA

EL AIRE COMPRIMIDO EN LA INDUSTRIA

El aire comprimido junto con la corriente eléctrica, representanuna de las principales fuentes de energíamásimportantes en la industria, talleres y en otros sectores donde se fabrican componentes.

La aceptación generalizada que disfrutan las maquinas neumáticas se explica por varias razones:

Posibilidad de generar aire comprimido en cualquier lugar y en cantidadesilimitadas Posibilidad de almacenar el aire comprimido en depósitos que, además,pueden

transportarse con facilidad. El aire comprimido es incombustible y no es inflamable; no existe peligrode explosión Por su naturaleza, los componentes neumáticosestán protegidoscontra sobrecargas Mantenimiento y cuidados simples, diseño sencillo de proyectos Posibilidad de utilizar varios niveles de presión en función del margen admitido Reducción de los costos operacionales. La relativa rapidez en movimientos neumáticos y la liberación del operario en efectuar

ejecuciones repetitivas, potencian el aumento del ritmo de trabajo, aumentan la productividad y, por tanto, generan un menor costo operacional.

La robustez inherente a los controles neumáticos los convierte relativamente insensibles a vibraciones y golpes, permitiendo que acciones mecánicas del propio proceso sirvan de señal para las diversas secuencias de operación.

Facilidad de implantación. Pequeñas modificaciones en las máquinas convencionales, junto a la disponibilidad de

aire comprimido, son los requisitos necesarios para la implementación de los controles neumáticos.



Resistencia a ambientes hostiles, polvo, atmósfera corrosiva, oscilaciones de temperatura, humedad, sumersión en líquidos, raramente perjudican los componentes neumáticos, cuando están proyectados para esa finalidad.

Simplicidad de manipulación. Los controles neumáticos no necesitan de operadores especializados para

sumanipulación. Seguridad. Como los equipos neumáticos implican siempre presiones moderadas, llegan a ser seguro

contra posibles accidentes: en los equipos y con el personal. Reducción del número de accidentes. La fatiga del operador es uno de los principales

factores en crear accidentes laborales; y con la implementación de controles neumáticos, se reduce su incidencia (menos operaciones repetitivas).

Esas ventajas son más que convincentes. La mayoría de las empresas industrialesdisponen actualmente de una red de aire comprimido para utilizarnumerosas máquinas y diversos actuadores.



El actuador más difundido es el cilindroneumático, empleado para ejecutar movimientos.

Limitaciones:• El aire comprimido necesita de una buena preparación para realizar el trabajo propuesto:

se debe retirar las impurezas, eliminar la humedad para evitar corrosión en los equipos, atascamientos u obstrucciones, así como mayores desgastes en partes móviles del sistema.

• Los componentes neumáticos son normalmente proyectados y utilizados a una presión máxima de 1723,6 kPa. Por lo tanto, las fuerzas envueltas son pequeñas comparadas a otros sistemas.

• Velocidades muy bajas son difíciles de ser obtenidas con el aire comprimido, debido a sus propiedades físicas. En este caso, se recurre a sistemas mixtos (hidráulicos y neumáticos).

• El aire es un fluido altamente compresible, por lo tanto, es imposible conseguir paradas intermedias y velocidades uniformes.

• El aire comprimido es un contaminante del medio cuando se efectúa la liberación del aire (contaminación sonora) hacia la atmósfera.Esta contaminación puede ser evitada con el uso de silenciadores en los orificios de escape.

En los sistemas neumáticos existenpérdidas pueden originar costos considerables. Deberán tenerse en cuenta los siguientes factores de especial importancia:



• El estado de la red de tuberías. Las fugas, aunque sean pequeñas,pueden resultar muy costosas en el transcurso del tiempo.

• Las dimensiones de los tubos. Si los diámetros de los tubos son demasiado pequeños, es posible que se produzca una caída de presión considerable.

• Las características cambiantes del consumo. Esos cambios exigen una adaptación de la red a las nuevas circunstancias.

• La evacuación del condensado y la preparación del aire. Si los sistemasutilizados con ese fin están anticuados, deben ser sustituidos por soluciones más modernas.

PROPIEDADES FÍSICAS DEL AIRE

Compresibilidad

El aire, así como todos los gases, tiene la propiedad de ocupar todo el volumen de cualquier recipiente, adquiriendo su forma propia. Así, podemos encerrarlo en un recipiente con un volumen determinado y posteriormente provocarle una reducción de su volumen usando una de sus propiedades - la compresibilidad.Podemos concluir que el aire permite reducir su volumen cuando está sujeto a la acción de fuerza exterior.

Elasticidad

Propiedad que permite al aire volver a su volumen inicial una vez desaparecido el efecto (fuerza) responsable de la reducción del volumen.

Difusibilidad

Propiedad del aire que le permite mezclarse homogéneamente con cualquier medio gaseoso que no esté saturado.



Expansibilidad

Propiedad del aire que le permite ocupar totalmente el volumen de cualquier recipiente, adquiriendo su forma.

Peso del Aire

Como todo material concreto, el aire tiene peso.La experiencia abajo muestra la existencia del peso del aire. Tenemos dos balones idénticos, herméticamente cerrados, conteniendo el aire con la misma presión y temperatura. Colocándolos en una balanza de precisión, los platos se equilibran.



ELEMENTOS DE PRODUCCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO:

COMPRESORES

Definición:

Los compresores son máquinas destinadas a elevar la presión de un cierto volumen de aire admitido en condiciones atmosféricas hasta una determinada presión exigida en la ejecución de los trabajos realizados por el aire comprimido.

Clasificación y Definición Según losPrincipios de Trabajo:



La presión

Bajo presión se entiende la parte de una fuerza F que se aplica sobre unasuperficie determinada (A). En consecuencia, el cociente de la presión es elsiguiente:

P= FA

Considerando la libre movilidad térmica de sus moléculas, los gases tienenla propiedad de llenar cualquier espacio cerrado en el que se encuentran. Eseespacio cerrado puede ser un depósito. Puede diferenciarse entrediversos márgenes de presión:

• Presiónatmosférica (presiónbarométrica del aire)• Presión absoluta (presión comparada con vacío absoluto en calidadde valor cero)• Presión diferencial (presión que expresa la diferencia existente entredos presiones absolutas)• Sobrepresión (presión que es superior a la presiónatmosférica, considerandoque esta representa el valor cero).• Vacío (presión que es inferior a la presiónatmosférica, considerando que estarepresenta el valor cero).• Presión de flujo (presión en la unidad consumidora en el momento de la tomade aire comprimido).• Presióndinámica (presión existente en una red de tuberías mientrasno se consume aire comprimido).

Aplicaciones del aire comprimido

Podemos encontrar diferentes aplicaciones de la neumática dentro del área industrial considerando diferentes aspectos como la altitud donde se va a ubicar el equipo, el tipo de presiones que se van a manejar.La neumática es muy aplicada en sectores como:

Minería Lavandería Máquinas soldadoras Máquinas herramienta Cilindros neumáticos Válvulas neumáticas Máquinas de embalaje Reguladores finos de presión Aire de medición Aire para aplicación de pintura, entre otras

Red de Distribución

En una planta se instala, solamente en casos esporádicos y aislados para cada máquina o dispositivo automatizado, un compresor propio. Donde existen varios puntos de uso, el proceso más conveniente y racional es efectuar la distribución del aire comprimido situando las tomas en las proximidades de los puntos de uso.



Una red de distribución de A.C. (Aire Comprimido) comprende todos los conductos que salen del depósito (reservorio, tanque), pasando por el secador y todos juntos dirigen el aire comprimido hasta los puntos individuales de utilización o uso.

La red posee dos funciones básicas:

1. Comunicar la fuente productora con los equipos donde se hace el consumo de aire.2. Funcionar como un reservorio para atender las exigencias del sistema.

Un sistema de distribución perfectamente ejecutado debe presentar los siguientes requisitos:

• Que exista pequeña caída de presión entre el compresor y los puntos de consumo, a fin de mantener la presión dentro de los límites tolerables en conformidad con las exigencias de las aplicaciones.

• No presentar escape de aire; porque habría pérdida de potencia.• Presentar gran capacidad para realizar la separación de condensado.• Al ser efectuado el proyecto y la instalación de una planta cualquiera de distribución,

esnecesario tomaren consideración ciertas reglas. El no cumplimiento de ciertas reglas básicas sería desfavorable y aumentaría sensiblemente la necesidad de mantenimiento.

En la figura se muestra un tipo de red de distribución de Anillo Cerrado



5.1.3 ELEMENTOS ACTUADORES

Son los encargados de transformar la energía neumática en otro tipo de energía, generalmente de tipo mecánico. Los podemos clasificar en dos grandes grupos:

Cilindros

Transforman la energía neumática en energía mecánica, con movimiento rectilíneo alternativo. Los hay de dos tipos:

Cilindros de simple efecto

Solo realizan trabajo útil en el sentido de desplazamiento del vástago. Para que el embolo recupere la posición de reposo se dota de un muelle. Normalmente, este muelle, está diseñado para almacenar el 6% de la fuerza de empuje.

Cilindros de doble efecto

Estos dispositivos pueden realizar trabajo en ambos sentidos de desplazamiento, sin embargo hay que tener en cuenta que la fuerza de avance y retroceso es diferente ya que en un sentido hay que tener en cuenta el diámetro del vástago.

Representación grafica

Los esquemas neumáticos de las instalaciones neumáticas tienen que hacerse en varios niveles. En el nivel inferior se sitúan los elementos compresores, acumuladores y acondicionadores de aire; en el nivel medio se sitúan los elementos de control; y en el nivel superior los actuadores.

En la figura se muestra un circuito neumático:





5.1.4 SIMBOLOGIA NEUMATICA



5.1.5 SENSORES

Los sensores son tan diversos como los principios físicos en los que se basan.

En la actualidad para medir cualquier variable física tenemos diversos tipos de sensores, con sus principales características, ventajas y desventajas.

En ciertas aplicaciones peligrosas, los microinterruptores han sido reemplazados con gran éxito por sensores electrónicos para mayor seguridad.

5.1.6 TIPO DE SENSORES Y TIPO DE SEÑALES QUE ENTREGAN

Sensores Inductivos

Los sensores de proximidad incorporan una bobina electromagnética la cual es usada para detectarla presencia de un objeto metálico conductor. Este tipo de sensor ignora objetos no metálicos.

Podemos medir y controlar posiciones o también podemos calcular la velocidad y las revoluciones del objeto en movimiento.

Ventajas

• No hay contacto con el objeto. • No están expuestos al desgaste.



• No necesita mantenimiento. • La respuesta del detector es clara y rápida. • Insensibles a los golpes, a las vibraciones y al polvo. • Resistentes a muchos productos químicos. • Son de tamaño pequeño. • Se puede instalar en cualquier lugar.

Inconvenientes

• Solo puede medir distancias de menos de 4cm • Solo se puede medir velocidades de hasta 50.000 r.p.m

Aplicaciones

• En sistemas de fabricación automáticos ya que sus aplicaciones son muchas y es de larga duración, sin mantenimiento y muy eficaz.

• Puede medir magnitudes tales como distancia o velocidad. • Una cadena de montaje de objetos metálicos de tal forma que los sensores inductivos

avisarían si falta algún objeto o si alguno no está en su poción correcta.

Sensores Capacitivos

Este tipo de sensores no tienen contacto físico con el elemento a sensar, el sensor puede detectar cualquier material, no importa la forma.

Las sustancias metálicas y las no metálicas, tanto si son líquidas como sólidas, disponen de una cierta conductividad y una constante eléctrica. Los sensores capacitivos detectan los cambios provocados por estas sustancias en el campo eléctrico de su área de detección. Se observa que hay un campo estático provocado por el oscilador del sensor, ya que está situado detrás del electrodo de base. Cuando un objeto irrumpe en este campo el oscilador se conecta. Durante ese periodo de encendido y apagado del oscilador, la evaluación de los cambios nos da información exacta sobre el objeto.



Ventajas

• Alto nivel de estabilidad con temperatura.• Alcances de detección mejorados para reservas funcionales. • Inmunidad contra: • Interferencias electromagnéticas (por ejemplo: las que da un teléfono móvil) • Choques, vibraciones y polvo. • No están expuestos al desgaste. • No necesita mantenimiento. • Resistentes a muchos productos químicos. • Son de tamaño pequeño. • Se puede instalar en cualquier lugar.

Inconvenientes

• Las distancias para analizar son muy cortas. • Si los materiales no están en el suelo, es difícil dar datos concretos (ya que la capacidad de

oscilación se ve interferida por elementos externos).

Aplicaciones

Se utiliza generalmente en procesos de automatización para detectar la presencia y/o niveles de líquidos, detectar polvo y fallas en los objetos, y también para identificar sólidos.

Sensor de presión

Se emite aire de ambas toberas (emisor y receptor). Por lo tanto, el chorro de aire del conducto emisor perturba la salida libre del aire del conducto receptor. Se crea una turbulencia, que produce una señal. Esta, puede ser reforzada hasta la presión deseada con un amplificador.

Funcionamiento

Se emplea un filtro regulador de presión baja para mantener el aire de alimentación limpio. El conducto receptor emite un poco de aire para no acumular suciedad.Debería estar en un lugar sin corrientes de aire porque desvían el flujo del aire. La distancia entre emisor y receptor no debe sobrepasar los 10cm.

Detector de paso (de horquilla)



El detector de paso se alimenta del aire comprimido por el conducto del emisor. Cuando no se encuentra ningún objeto entre el receptor y el emisor aparece: una corriente de aire (dando una señal). Cuando un objeto interrumpe el flujo de aire desaparece dicha señal.

Finales de Carrera

Son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito.

Sensores Ultrasónicos

Tienen como función principal la detección de objetos a través de la emisión y reflexión de ondas acústicas. Funcionan emitiendo un pulso ultrasónico contra el objeto a censar, y al detectar el pulso reflejado, separa un contador de tiempo que inicio su conteo al emitir el pulso.Este tiempo es referido a distancia y de acuerdo con los parámetros elegidos de respuesta con ello manda una señal eléctrica digital o analógica.

Sensores de Humedad

La detección de humedad puede ser muy importante en un sistema si éste debe desenvolverse en entornos que no se conocen de antemano. Una humedad excesiva puede afectar los circuitos, y también la mecánica de un robot o maquinaria.



Sensores resistivos

Están hechos sobre una delgada tableta de un polímero capaz de absorber agua, sobre la cual se han impreso dos contactos entrelazados de material conductor metálico o de carbón.

Encoders

Se usan para posicionamiento y control de motores. Se acoplan al eje del motor y van rodando con él. Se basan en una rueda con unos agujeros. En un lado hay un emisor de luz y en el otro un receptor. Cuando el encoder gira el receptor va dando pulsos y se logra saber la velocidad y la posición del motor.

Sensor de Temperatura

Suelen ser unas resistencias que varían su valor dependiendo de la temperatura. Las mismas que cuando aumenta el calor, aumentan la resistencia (PTC) y otras que cuando el calor aumenta disminuyen su valor (NTC). Existen sensores de temperatura que están formados por un par de metales (como una uve "V") que crean en sus bornes un voltaje proporcional a la diferencia de temperatura de éstos. Se denominan termopares.



Sensores Fotoeléctricos

Estos sensores son muy usados en algunas industrias para contar piezas, detectar colores, etc., ya que reemplazan una palanca mecánica por un rayo de luz que puede ser usado en distancias de menos de 20 mm hasta de varias centenas de metros, de acuerdo con los lentes ópticos empleados.

Funcionan con una fuente de luz que va desde el tipo incandescente de los controles de elevadores a la de estado sólido modulada (LED) de los detectores de colores. Y operan al detectar un cambio en la luz recibida por el foto detector.

Algunos modelos de estos sensores son fabricados con inmunidad a la luz solar incidente o reflejada. Para ello emplean haces de luz modulada que únicamente pueden ser detectados por receptores sintonizados a la frecuencia de modulación.

Los diferentes tipos de sensores se agrupan por el tipo de detección:

a) Sensores de Transmisión Directa. Cuando existe un receptor y un emisor apuntados uno al otro. Tiene este método el más alto rango de detección (hasta unos 60 m).



b) Sensores Réflex. Cuando la luz es reflejada por un reflector especial cuya particularidad es que devuelve la luz en el mismo ángulo que la recibe (9 m de alcance).

c) Sensores Réflex Polarizados. Son prácticamente iguales a los del tipo anterior, excepto que, el emisor tiene un lente que polariza la luz en un sentido y el receptor otro que la recibe mediante un lente con polarización a 90 ° del primero. Con esto, el control no responde a objetos muy brillosos que pueden reflejar la señal emitida (5m de alcance).

SENSORES MAGNETICOS

De los sensores magnéticos tenemos los siguientes tipos: los mecánicos o tipo "red", los de tipo electrónico o de efecto Hall y, los transformadores lineales variables (LVDT).

Los sensores de tipo "red" tienen gran difusión al emplearse en muy bajos voltajes, con lo que sirven de indicador de posición a PLC’s y, además, por emplearse como indicador de posición de los cilindros neumáticos de émbolo magnético de las marcas que tienen mayor difusión.

Los sensores de efecto Hall, son semiconductores y por su costo no están muy difundidos pero en codificadores ("encoders") de servomecanismos se emplean mucho.

Los transformadores lineales variables (LVDT) proporcionan una lectura de posición, usando la inductancia mutua entre dos embobinados. Un núcleo magnético móvil acopla el voltaje de excitación en corriente alterna a los dos secundarios. La fase y la amplitud del voltaje del secundario varían de acuerdo con la posición del núcleo.



Cuando el núcleo está en medio de los embobinados, los voltajes de ambos están 180 grados desfasados y son de igual magnitud, por lo que el voltaje neto es cero. Cuando el núcleo se mueve hacia la escala positiva, la señal en fase con la onda de entrada crece y viceversa cuando el núcleo se mueve hacia la escala negativa.

5.1.7 DISPOSITIVOS DE CONTROL

5.1.7.1 Válvulas neumáticas

Los circuitos neumáticos están constituidos por los actuadores que efectúan el trabajo y por aquellos elementos de señalización y de mando que gobiernan el paso del aire comprimido, y por lo tanto la maniobra de aquellos, denominándose de una manera genérica válvulas. Estos elementos tienen como finalidad mandar o regular la puesta en marcha o el paro del Sistema, el sentido del flujo, así como la presión o el caudal del fluido procedente del depósito Regulador. Según su función las válvulas se subdividen en los grupos siguientes: 1. Válvulas de vías o distribuidoras 2. Válvulas de bloqueo 3. Válvulas de presión 4. Válvulas de caudal y de cierre

5.1.7.2 Válvulas distribuidoras Estas válvulas son los componentes que determinan el camino que ha de seguir el aire en cada momento, gobernando a la postre el sentido de desplazamiento de los actuadores. Trabajanen dos o más posiciones fijas determinadas. En principio, no pueden trabajar en posiciones intermedias.

5.1.7.3Válvula de disco plano giratorioEstas válvulas son generalmente de accionamiento manual o por pedal, otros tipos deaccionamiento son difíciles de incorporar a ellas. Constan de dos discos superpuestos, el superior,que es el que se hace girar, dispone de dos conductos de forma curvada; en el inferior seencuentran las conexiones con los conductos y permanece inmóvil. En los tres pequeñosesquemas situados a la izquierda de la figura se han dibujado las conexiones en los lateralespara que puedan observarse con mayor facilidad.En la posición intermedia todos los conductos están



cerrados, permitiendo, en principioinmovilizar un cilindro en cualquier posición; sin embargo, debido a la compresibilidad del aire, nose puede realizar con precisiónGirando la palanca la válvula pasará a las otras posiciones poniendo en contacto las víasde una manera determinada. Los conductos del disco giratorio pueden estar situados en formadiferente de tal manera que la válvula puede cumplir diferentes misiones.

5.1.7.4 Válvulas de bloqueoSon válvulas destinadas a impedir, condicionar o dificultar el paso del flujo en uno u otrosentido.

5.1.7.5 Válvula anti retornoLas válvulas anti retorno impiden el paso absolutamente en un sentido, mientras que en el Sentido contrario el aire circula con una pérdida de presión mínima. La obturación en un sentido Puede obtenerse mediante un cono, una bola, un disco o una membrana que apoya sobre un Asiento.

5.1.7.6 Válvulas de presiónEstas válvulas influyen principalmente sobre la presión, o están condicionadas por el valorque tome aquélla. Entre ellas destacan las siguientes:

Válvulas reguladoras de presiónVálvulas limitadoras de presiónVálvulas de secuencia.

5.1.7.7 Válvulas de regulación de presión



Tiene la misión de mantener constante la presión en su salida independientemente de lapresión que exista a la entrada. Tienen como finalidad fundamental obtener una presión invariableen los elementos de trabajo independientemente de las fluctuaciones de la presión quenormalmente se producen en la red de distribución. La presión de entrada mínima debe sersiempre, obviamente, superior a la exigida a la salida.Existen dos tipos, una con orificio de escape a la atmósfera y otra sin él, con lascaracterísticas que a continuación se explican.

5.1.7.7.1 REGULADOR DE PRESIÓN CON ORIFICIO DE ESCAPE

Esta válvula consta de una membrana con un orificio en su parte central presionada por unmuelle cuya fuerza puede graduarse desde el exterior; además dispone de un estrechamiento enNeumáticasu parte superior que se modifica al ser desplazado un vástago por la membrana, siendo a su vez retenido por un muelle.La regulación de la presión se consigue de la manera siguiente. Si la presión de salida essuperior a la definida actúa sobre la membrana oprimiendo el muelle y dejando paso el aire haciael exterior a través del orificio de escape. Cuando se alcanza la presión de consigna la membranaregresa a su posición normal cerrando el escape. El estrechamiento de la parte superior tiene como finalidad producir la pérdida de carga necesaria entre la entrada y la salida. El muelle quedispone esta válvula auxiliar tiene por objeto atenuar las oscilaciones excesivas.

5.1.7.7.2 REGULADOR DE PRESIÓN SIN ORIFICIO DE ESCAPE

La válvula sin orificio de escape es esencialmente igual a la anterior con la diferencia deque al no disponer de orificio de escape a la atmósfera cuando se produce una sobrepresión esnecesario que se consuma el aire para reducir la presión al valor de consigna.

5.1.7.8 Válvula limitadora de presiónEstas válvulas se abren y dejan pasar el aire en el momento en que se alcanza unapresión de consigna. Se disponen en paralelo y se utilizan, sobre todo, como válvulas deseguridad, no admiten que la presión en el sistema sobrepase un valor máximo admisible. Alalcanzar en la entrada de la válvula el aire una determinada presión, se abre la salida y el aire salea la atmósfera. La válvula permanece abierta hasta que el muelle, una vez alcanzada la presiónajustada, cierra de nuevo el paso. Algunas válvulas disponen de un enclavamiento que requiereuna actuación exterior para proceder de nuevo a su cierre.

5.1.7.9Válvulas de caudal y de cierreEstas válvulas tienen como finalidad regular el caudal que las atraviesan y con ellocontrolar la velocidad de los vástagos de los cilindros. Lo anterior se consigue estrangulando lasección de paso, de manera similar a una simple estrangulación.Estas válvulas lo que producen es una pérdida de carga y ésta conduce a reducir el caudal.Es frecuente que la sección de paso pueda ser modificada desde el exterior

5.1.7.10Válvula reguladora de caudal



Se trata de un bloque que contiene una válvula de estrangulación en paralelo con una válvula anti retorno. La estrangulación, normalmente regulable desde el exterior, sirve para variar elcaudal que lo atraviesa y, por lo tanto, para regular la velocidad de desplazamiento del vástago deun cilindro. También se conoce por el nombre de regulador de velocidad o regulador unidireccional.La válvula anti retorno cierra el paso del aire en un sentido y el aire ha de circularforzosamente por la sección estrangulada. En el sentido contrario, el aire circula libremente através de la válvula antirretorno abierta. Las válvulas anti retorno y de estrangulacióndeben montarse lo más cerca posible de los cilindros.

5.1.8 MANTENIMIENTO, AVERÍAS Y DIAGNÓSTICOS

Tipos de mantenimiento

El mantenimiento se puede clasificar en los siguientes tres tipos:

1. Mantenimiento correctivo. Basado en reparar o sustituir aquellos elementos que no funcionan o no lo hacen correctamente. Podemos citar como ejemplos el cambio del fusible de una tarjeta de E/S o la sustitución de un captador averiado.

2. Mantenimiento preventivo. Consiste en anticipar las averías y evitarlas.

3. Mantenimiento mejorativo. Orientado a disminuir la tasa de fallos de un determinado componente. Podemos mencionar como ejemplo la instalación de diodos de rueda libre en paralelo con las bobinas de los relés o poner protectores de sobretensiones en la alimentación de los equipos electrónicos.

Por otra parte el mantenimiento preventivo puede descomponerse en los siguientes tres tipos:

a) Sistemático. Consiste en cambiar o ajustar cada un cierto tiempo o un número concreto de utilizaciones. Por ejemplo cambiar la pila de un autómata cada año o sustituir los contactos de un interruptor cuando se ha realizado un número de maniobras preestablecido.



b) Condicional. En este caso la sustitución o condicionamiento de un componente depende de una magnitud medida. Por ejemplo, el cambio de la rueda de goma de un tacómetro cuando el desgaste llega a un determinado valor.c) Predictivo. Consiste en observar la evolución de una degradación y prever la evolución futura.Esta previsión se puede ir corrigiendo en función de las diferencias que se puedan observar entre la previsión por un instante determinado y el estado real en aquel instante.

Principales averías

La proporción más elevada de una avería en una instalación gobernada con un autómata se da fuera del mismo. La parte aproximada que corresponde a elementos interiores a este es de un 5% y el resto (95%) se distribuye sobre los elementos exteriores a él; como pueden ser emisores de señales, accionamientos, líneas de transmisión de datos, cableado.Esto nos da una idea de la alta fiabilidad del autómata, hecho que nos lleva a hablar de un mantenimiento de tipo preventivo más que de un mantenimiento en el sentido tradicional.

Para definir la automatización de un proceso es necesario:

• Descripción de la instalación mediante planos de implantación física de la parte operativa del proceso.

• Determinar los actuadores neumáticos, hidráulicos, electrónicos, electromecánicos, electro-neumáticos que intervienen.

• Definir los sensores y captadores de señal que intervienen (detectores, finales de carrera).• Definir, en el tiempo, la función que realiza cada actuador, mediante un diagrama de

secuencias o un GRAFCET de primer nivel.• Decidir las medidas de seguridad que debe haber, respetando las normas vigentes de

protección del personal. Es necesario tener presente la posible presencia, en el entorno de la máquina, de personal que no conozca el proceso y evitar, en la medida de lo posible, que los problemas de funcionamiento del automatismo puedan estropear los elementos de la maquina o del proceso.

• Prever posibles averías que pueda tener el proceso y su tratamiento.• Tener presente las posibles interferencias con el entorno.• Tener un mando manual, que puede ser muy interesante para las puestas en marcha o para

resolver problemas de funcionamiento. Incluso algunas instalaciones se hacen con la posibilidad de mando manual sin intervención del autómata.

• Determinar las formas de diálogo del proceso con el operador (señales ópticas, sonoras)• Definir las normas para el mantenimiento de la instalación.



Planificación de sistemas de seguridad

En general es necesario planificar el tratamiento de:

a) Parada de emergencia: Realiza un paro total instantáneo de la máquina.b) Fallos de alimentación: El tratamiento de este defecto varía según el tipo de instalación.

Es necesario tener en cuenta tanto el fallo de la tensión de alimentación del autómata como la alimentación del circuito de potencia que puede ser de diversos tipos (eléctrica, aire comprimido).

c) Ciclo fuera de tiempo. Sea a causa del fallo de un accionador o de un captador.

Para cada uno de los actuadores, se puede prever tres tipos de defectos:

1. Por defecto de posición: cuando se detecta un error en el posicionamiento del actuador. Por ejemplo, cuando los detectores de final de avance y final de retroceso de un cilindro, dan señal simultáneamente.

2. Defecto de accionamiento: Por ejemplo, cuando un interruptor magneto-térmico se abre por una sobrecarga en el accionador que protege.

Defecto de tiempo de ciclo de funcionamiento del actuador: Por ejemplo, cuando el desplazamiento de un cilindro



5.2 PARTE PRÁCTICA

Durante los tres meses que duraron las prácticas pre-profesionales en la empresa Imatic S.A. se realizaron varias actividades concernientes al área de automatización en neumática y electro-neumática en las instalaciones Metaltronic S.A., se realizó el diseño y construcción partes componentes de actuadores neumáticos (cilindros), utilizando un torno industrial y kits de ensamble de cilindros marca Airtac, además se realizó el mantenimiento preventivo, correctivo y mejorativo de jigs de ensamblado de chasis en Metaltronic S.A.



5.2.1 ACTIVIDADES DESARROLLADAS

Entre las actividades desarrolladas están:

Soldado y colocación de cable de comunicación del sistema de perforado laterales de baldes de camionetas Chevrolet D-Max Full en Metaltronic S.A.

Labores de mantenimiento en el molde de chasis de Camionetas Chevrolet D-Max Full en Metaltronic S.A.



Desarrollo de proyecto de un sistema de control neumático para un proceso de control de doble transmisión.

Desempeño dentro del departamento técnico mediante la implementación de dispositivos de electro-neumático y neumático.



Diseño y Construcción de actuadores neumáticos (cilindros) de diferentes carreras y diámetros.



Preparación de bloques de electroválvulas neumáticas.

Inventario de los elementos electro-neumáticos y neumáticos en el departamento de bodega

Implementación de sistema de aire y refrigeración de dos pulgadas dentro de un galpón (18m x21m), para moldes de chasis de Chevrolet D-Max en Metaltronic S.A.

Colocación de implementos neumáticos (racores, reguladores de flujos, mangueras, válvulas)

1. Automatización con mandos Electro-Neumáticos y programación de PLC para el perforado de los laterales de baldes de camionetas Chevrolet Luv D-max.

Debido a fallas en el momento del ensamblado de los baldes de camionetas D-max en los modelos full equipo cabina doble y cabina sencilla, la empresa Metaltronic S.A, se vio en la necesidad de instalar un sistema de automatización para controlar el correcto perforado de los laterales y el número de perforaciones adecuado de acuerdo al modelo,para lo cual se instaló un panel de visualización con leds para verificar el perforado de cada lateral.

El sistema de control era comandado por un PLC y la detección de los orificios por medio de sensores inductivos.



Los materiales utilizados en este proyecto fueron:

PLC Super Relay (SR) Sensores Inductivos Mandos electro-neumáticos tipo pulsador. Utilizados para apertura y cierre de los Jigs de

los laterales de baldes de camionetas. Electroválvulas biestables Regleta Dim Borneras Herramientas eléctricas y neumáticas, entre otros. Manguera para conexiones neumáticas de 8mm.



2. Mantenimiento neumático de los jigs de ensamblado de chasis de camioneta l-190, Vitara básico Grand Vitara.

Se realizó un mantenimiento correctivo, preventivo y mejorativo de los diferentes componentes de los jigs de ensamblado de chasis.



En el mantenimiento correctivo y preventivo cambiaron racores tipo y dimensión, manguera, cilindros, válvulas entre estas neumáticas y electro-neumáticas, vástagos de algunos cilindros en mal estado, cambio de protecciones para manguera de conexión, entre otros.



3. Mantenimiento mejorativo se realizó la automatización del panel de control neumático de ensamblado de chasis de camionetas Luv D-max

Para ello se reemplazaron válvulas manuales tipo palanca 3/2 (tres vías dos posiciones) por botoneras con un mando común para mantener las manos del operador siempre en la máquina para evitar accidentes debido al descuido del mismo.



4. Construcción y Desarrollo de Actuadores Neumáticos (Cilindros) para diferentes aplicaciones de automatización neumática.

Ya que la empresa contaba con la maquinaria y la materia prima adecuada para la construcción de estos dispositivos, las partes componentes de los cilindros eran construidos en el taller de la empresa, el Torno Industrial era utilizado para la construcción de vástagos de diferente diámetro y dimensión cumpliendo con normas estándar del fabricante en este caso se trabajaban con equipos de la marca Airtac, también se desarrollaban cilindros especiales de acuerdo al pedido de los clientes.

Las camisas de los cilindros también eran construidas dentro del taller, se procedía armar cilindros con kits de ensamble de Airtac, existen cilindros de diferentes diámetros y carreras de acuerdo a la aplicación que se vaya a dar a los mismos.



5. Automatización control y desarrollo de detección de errores en el panel Checking Fixture (parte posterior de la cabina de camionetas Luv D-max).

Se diseñó un sistema para verificar puntos de soldadura y perforaciones del panel posterior de las cabinas de camionetas Luv D-max.



6. Desempeño en el departamento técnico mediante el diseño e implementación de dispositivos neumáticos y electro-neumáticos.

7. Se dictó un curso de conocimiento y manejo de sensores dirigidos a clientes y empleados de la empresa.



8. Planificación, Desarrollo, e Implementación de Proyectos de automatización.

6. CONCLUSIONES

Automatizar es un proceso que nos ayuda a mejorar el proceso de producción en la industria, reduce el tiempo de manufacturación,permite realizar tareas repetitivas sin causar retrasos por cansancio del operador.

Para un mejor desempeño y seguridad al momento de automatizar, la mejor opción en cuanto a desempeño son los PLC’s, debido a su gran capacidad de memoria y rápida ejecución de las órdenes para comandar dispositivos.

En la industria, la neumática es una fuente de energía muy útil en procesos de producción, junto con dispositivos mecánicos, neumáticos y electrónicos hacen que los procesos de construcción sean másrápidos, seguros, y de buena calidad.

El uso adecuado de sensores para detectar piezas depende mucho del material que se desea sensar ya que de no tomar en cuenta esto puede ocasionar errores en el sensamiento lo que causaría retrasos en la fabricación y pérdidas económicas por un mal diseño.

Es importante contar con dispositivos de emergencia en maquinaria que trabaje con altas presiones, estos ayudan a conservar la integridad del personal evitando accidentes graves.

Un autómata brinda muchas facilidades al momento de automatizar un equipo, es más rápido para ejecutar órdenes al ser escalable, muy robusto para el trabajo en la industria.



7. RECOMENDACIONES

En el entorno de trabajo no hay ninguna duda de que los autómatas programables son los equipos programables más preparados para trabajar en el agresivo ambiente industrial.

Decidir las medidas de seguridad que debe haber, respetando las normas vigentes de protección del personal. Es necesario tener presente la posible presencia, en el entorno de la máquina, de personal que no conozca el proceso y evitar, en la medida de lo posible, que los problemas de funcionamiento del automatismo puedan estropear los elementos de la maquina o del proceso.

Prever posibles averías que pueda tener el proceso y su tratamiento.

Tener un mando manual, que puede ser muy interesante para las puestas en marcha o para resolver problemas de funcionamiento. Incluso algunas instalaciones se hacen con la posibilidad de mando manual sin intervención del autómata.

Determinar las formas de diálogo del proceso con el operador (señales ópticas, sonoras)

Para elegir el PLC adecuado se debe tener en cuenta el número de entradas y salidas, también el tipo de señales que entreganya sean analógicas o digitales.

El uso de sensores es muy recomendable en el momento de automatizar un proceso, siempre y cuando se tome muy en cuenta el material que se desea sensar para evitar fallas al momento de ensamblaje.

8. RESUMEN

Los proyectos antes mencionados fueron desarrollados durante los tres meses que duraron las pasantías en la empresa IMATIC S.A. empresa que se dedica a la comercialización de dispositivos neumáticos y electro-neumáticos, sensores, además realizan trabajos de mantenimiento neumático y electro-neumáticoen la empresa METALTRONIC S.A. y en diferentes empresas en la ciudad, Fibran, Familia Sauncela, Laboratorios Life, Esacontrol, Ferrero Del Ecuador.

METALTRONIC S.A es una empresa dedicada a la fabricación de partes automotrices de General Motors y Mavesa S.A. siendo el principal cliente de IMATIC S.A.

También brinda servicios de capacitación al personal operativo en las empresas clientes en el área electro-neumática, y se realizan mejoras en automatizaciones de la maquinaria de fabricación.

El trabajo desempeñado en Imatic S.A. fue ejecutado en diferentes áreas tales como:



• Mantenimiento

En la empresa Metaltronic S.A. se realizó el mantenimiento correctivo, preventivo y mejorativo en los Jigs de ensamblado de los chasis de Vitara y Camionetas en la parte neumática y electro-neumática.Se realizaron sistemas de automatización y control electro-neumático en los Jigs de ensamblado de chasis.

• Departamento Técnico

Se pudo conocer el funcionamiento de muchos dispositivos neumáticos, electro-neumáticos,además del ensamblado de actuadores neumáticos (cilindros) de tipo ISO, Clamp, Compactos entre otros, todos de la marca Airtac así también como configuración de válvulas, diagramas de conexión.

• Desarrollo Proyectos

En cuanto a desarrollo de proyectos se realizó tres proyectos de automatización en Metaltronic S.A. para el control de perforado en los laterales del baldes da las camionetas Chevrolet Luv cabina simple y doble cabina, una comprobadora de perforado del panel posterior de cabinas de camionetas para evitar fallas en el perforado mejorando el control del producto, además de realizar un mantenimiento mejorativo del Jig de ensamblado principal de chasis de camionetas Luv D-max reemplazando las válvulas 3/2 tipo palanca por botoneras con un mando común para evitar que el operador este distraído al momento de manejar esta maquinaria, para evitar accidentes por atrapamiento.

• Departamento de diseño y construcción de partes componentes de Actuadores Neumáticos

En esta área se diseñaba e implementaba varias partes componentes de cilindros neumáticos de varias dimensiones siguiendo normas de construcción de la marca Airtac.Las partes componentes eran construidas utilizando un torno industrial, los componentes construidos fueron: el vástago, camisas, y kits de ensamble de diferentes diámetros y medidas, estos dispositivos se construían con diferentes medidas de carreras de vástagos.

9. BIBLIOGRAFÍA

MICHEL, GILLES Autómatas Programables Industriales arquitectura y aplicaciones Marcombo, Boixareu Editores. Barcelona 1990. 343 p

Tecnología Neumática Industrial de Parker Training http://www.festo.com/argentina/104.htm http://www.sapiens.itgo.com/neumatica/neumatica19.htm Sensors in Manufacturing. Edited by H.K. Tönshoff, I. Inasaki


http://www.sapiens.itgo.com/neumatica/neumatica19.htm

http://www.festo.com/argentina/104.htm


ANEXOS


Documents

Informe de Practicas