neumatica deteccion, direccion de piezas.pdf

Diseo de una lnea flexible y automtica de ensamblaje de interruptores Pg. 1

AANNEEXXOO CC:: DDIISSEEOO DDEE DDEETTAALLLLEE

NDICE:

C.1 INTRODUCCIN................................................................................................................................4

C.2 ESTACIN 1 : BASE ..........................................................................................................................5

C.2.1 ALIMENTACIN DE LAS PIEZAS............................................................................................................5 C.2.2 DETECCIN DE LA PIEZA EN CURSO.....................................................................................................6 C.2.3 SEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR............................................................................................7 C.2.4 DETECCIN DE LA ORIENTACIN DE LA PIEZA EN CURSO....................................................................9 C.2.5 MANIPULACIN Y ORIENTACIN DE LA PIEZA EN CURSO .................................................................10

C.2.5.1 Diseo de los dedos de captura. .............................................................................................12 C.2.5.2 Deteccin de pieza capturada.................................................................................................13

C.2.6 SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES ANTERIORES...................................................13

C.3 ESTACIN 2: CONTACTO CENTRAL BIPOLAR .....................................................................15

C.4 ESTACIN 5 : CONTACTO CENTRAL CONMUTADOR ........................................................16

C.4.1 ALIMENTACIN DE LAS PIEZAS...........................................................................................................16 C.4.2 DETECCIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR............................................................................................17 C.4.3 SEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR..........................................................................................18 C.4.4 MANIPULACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR...........................................................................20

C.4.4.1 Diseo de los dedos de captura ..............................................................................................20 C.4.5 SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES. ......................................................................22

C.5 ESTACIN 3 : CONTACTO LATERAL........................................................................................23

C.5.1 ALIMENTACIN DE LAS PIEZAS..........................................................................................................23 C.5.2 DETECCIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR............................................................................................25 C.5.3 SEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR..........................................................................................25 C.5.4 MANIPULACIN DE LA PIEZA EN CURSO ............................................................................................27 C.5.5 SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES........................................................................27

C.6 ESTACIONES 4,7 Y 9: FLEJES ......................................................................................................28

Pg. 2 Diseo de detalle

C.6.1 ALIMENTACIN DE LAS PIEZAS ....................................................................................................28 C.6.2 DETECCIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR.......................................................................................29 C.6.3 SEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR ......................................................................................29 C.6.4 MANIPULACIN DE LA PIEZA EN CURSO........................................................................................31

C.6.4.1 Diseo de los dedos de captura y ensamblaje de la pieza. .................................................... 32 C.6.5 SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES. ....................................................34

C.7 ESTACIN 11: BALANCN INTERRUPTOR ............................................................................. 35

C.7.1 INTRODUCCIN .............................................................................................................................35 C.7.2 ALIMENTACIN DE LAS PIEZAS..........................................................................................................35 C.7.3 DETECCIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR............................................................................................36 C.7.4 SEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR ..........................................................................................37 C.7.5 MANIPULACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR .....................................................................................38

C.6.4.2 Diseo de la pipeta de succin. ............................................................................................. 39 C.6.4.3 Descripcin del sistema de succin ....................................................................................... 40 C.6.4.4 Deteccin de la pieza capturada............................................................................................ 40

C.7.6 SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES. ....................................................41

C.8 ESTACIN 12: BALANCN CONFORMADO............................................................................. 42

C.9 ESTACIN 10 Y 13: DOSIFICACIN DE GRASA..................................................................... 43

C.9.1 INTRODUCCIN..............................................................................................................................43 C.9.2 CARACTERSTICAS GENERALES.....................................................................................................43

C.9.2.1 Componentes de la estacin................................................................................................... 43 C.9.2.2 Funcionamiento de la estacin .............................................................................................. 44

C.10 ESTACIN 14: TAPA CUBRECONTACTOS............................................................................ 46

C.10.1 ALIMENTACIN DE PIEZAS ..........................................................................................................46 C.10.2 DETECCIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR.......................................................................................48 C.10.3 DETECCIN DE LA ORIENTACIN .....................................................................................................49 C.10.4 SEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR ....................................................................................50 C.10.5 MANIPULACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR...............................................................................52

C.10.5.1 Diseo de los dedos de captura ........................................................................................... 53 C.10.6 SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES....................................................56

C.11 ESTACIN 15: PORTAMANETAS ............................................................................................. 57

C.11.1 INTRODUCCIN............................................................................................................................57


C.11.2 ALIMENTACIN DE PIEZAS ...............................................................................................................57 C.11.3 DETECCIN DE PIEZA ................................................................................................................58 C.11.4 DETECCIN DE LA ORIENTACIN..........................................................................................59 C.11.5 SEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR..........................................................................59 C.11.6 MANIPULACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR ....................................................................60

C.11.6.1 Diseo de los dedos de captura. ...........................................................................................61 C.11.7 SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES ...................................................62

C.12 ESTACIN 16: MUELLE...............................................................................................................64

C.12.1 INTRODUCCIN...........................................................................................................................64 C.12.2 ALIMENTACIN DE PIEZAS......................................................................................................65 C.12.3 FUNCIONAMIENTO DEL DOSIFICADOR DE MUELLES.......................................................66 C.12.4 SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES ...................................................71

C.13 ESTACIN 17: RTULA...............................................................................................................72

C.13.1 INTRODUCCIN...........................................................................................................................72 C.13.2 ALIMENTACIN DE PIEZAS......................................................................................................72 C.13.3 FUNCIONAMIENTO DEL DOSIFICADOR DE RTULAS.......................................................72 C.13.4 SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES ...................................................75

C.14 ESTACIN 18: ESTACIN MANUAL ........................................................................................76

C.14.1 INTRODUCCIN...........................................................................................................................76 C.14.1.1 Posicin del manipulador.....................................................................................................76 C.14.1.2 Componentes del puesto de trabajo......................................................................................77 C.14.1.3 Funcin.................................................................................................................................77

C.15 SELECCIN DE MATERIALES ..................................................................................................78

C.15.1 MATERIAL DE LOS COMPONENTES SOMETIDOS A DESGASTE...........................................................78 C.15.2 MATERIAL DE LAS PIEZAS NO SOMETIDAS A DESGASTE...................................................79 C.15.3 OTROS MATERIALES DE LA LNEA ........................................................................................80

C.16 EL PALET ........................................................................................................................................81

C.16.1 CARACTERSTICAS DEL PALET...............................................................................................81 C.16.2 DISEO DEL UTILLAJE DE POSICIONADO ............................................................................82


C.1 INTRODUCCIN

En este captulo veremos los detalles de diseo de las estaciones ms significativas de la lnea.

En el desarrollo del diseo de detalle seguiremos los siguientes puntos para cada estacin:

o Alimentacin de las piezas.

o Deteccin de la pieza a ensamblar

o Separacin de la pieza a ensamblar.

o Deteccin de la orientacin de la pieza a ensamblar (si fuese necesario).

o Manipulacin de la pieza a ensamblar.

o Orientacin de la pieza a ensamblar (si fuese necesario).

o Sujecin del producto (si fuese necesario).

o Soporte e integracin de las funciones anteriores.

Algunas estaciones son muy parecidas en el concepto de diseo, en este anexo procuraremos

no ser repetitivos en conceptos, indicando las analogas.


C.2 ESTACIN 1 : BASE

C.2.1 ALIMENTACIN DE LAS PIEZAS

La base debido su geometra se suministra en dos posiciones diferentes, para p

automatizar el proceso de montaje, se acord con JOSA S.A. modificar la pieza

modificacin consista en poner una pequea pestaa en la parte inferior de la pieza, la

nos servira para detectarla y as saber la orientacin correcta.

Fig C.1 Imagen de la base.

Fig C.2 Posiciones de entrega de la base.

oder

. La

cual


Fig C.3 Detalle del nervio de deteccin

C.2.2 DETECCIN DE LA PIEZA EN CURSO

La deteccin de la base se decidi hacer con fibra ptica de barrera. El punto a detectar de

pieza es el lateral que topa con el pieza-pieza como vemos en la imagen.

FIBRA DE DETECCIN DE

ORIENTACIN DE PIEZA

FIBRA DE DETECCIN DE PIEZA PUNTO DE DETECCION DE LA PIEZA

Fig C.4 Detalle de la deteccin de pieza

La eleccin del punto de deteccin se hizo siguiendo los siguientes conceptos:

Situar la fibra en una posicin fija

Tener espacio para la regulacin de la fibra la


El punto de deteccin tendra que ser un punto de la pieza poco susceptible de pos bles modificaciones en el futuro.

C.2.3 SEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR

Por la geometra de la base y su peso, esta pieza no presenta dificultad en su separacin.

diseo del alojamiento solo se procur mantener la continuidad con la gua lineal. Entre la

del vibrador lineal y la corredera se encuentra la placa muerta, donde cabe aproximadam

media pieza. As de esta manera con media pieza en la placa muerta y media en la gu

vibrador, nos aseguramos un empuje suficiente para que la base entre en el mecanismo.

Previendo un posible cabeceo de las bases, debido a una excesiva fuerza entre ella

dise un techo que acompaara a la pieza hasta el interior del pieza-pieza. El fenmeno

se observo que era casi inapreciable durante la puesta en marcha de la mquina, y de

manera no se mont.

Fig C.5 En la figura podemos ver el efecto de cabeceo debido a la fuerza de interaccentre ellas.

Para un funcionamiento correcto del mecanismo era necesario prever las aristas que ten

que ser suaves.

iEn el

gua

ente

a del

s, se

ste

esta

in

dran


Fig C.6 Imagen del pieza-pieza

PIEZA EN CURSO

TOPE DE REGULACIN DE LA

POSICIN INICIAL

TOPE DE REGULACIN

POSICIN FINAL

ACTUADOR NEUMTICO LINEAL

La corredera va accionada mediante un cilindro neumtico Bosch, con amortiguacin

neumtica. Para el buen funcionamiento de la estacin es necesario regulacin en las

posiciones inicial y final del movimiento.


C.2.4 DETECCIN DE LA ORIENTACIN DE LA PIEZA EN CURSO

Como bien hemos comentado anteriormente, la pieza es alimentada por el vibrador en

posiciones diferentes. Para un buen montaje del producto, la base ha de tener una pos

definida en el palet. La deteccin de orientacin se realiza en el pieza-pieza mediante una

ptica de barrera. La pieza inicial que JOSA S.A. nos dio era muy difcil de diferenciar la

posibles posiciones en que poda venir, por tanto se acord incluir a la base un nervio e

parte inferior que no influyera para nada en su funcionalidad.

FIBRA DE DETECCIN DE

ORIENTACIN DE PIEZA FIBRA DE DETECCIN DE

ORIENTACIN DE PIEZA

Fig C.7 En la figura superior se puede apreciar las fibras de deteccin de orientacin

dos

icin

fibra

s dos

n su


C.2.5 MANIPULACIN Y ORIENTACIN DE LA PIEZA EN CURSO

La manipulacin de la pieza en curso comporta las siguientes etapas:

1. Captura: cerrar pinzas.

2. Movimiento vertical ascendente.

3. Movimiento horizontal de avance al palet + (giro de la pieza)1.

4. Movimiento vertical descendente.

5. Apertura pinzas.

6. Movimiento vertical descendente para ensamblar la pieza.

7. Movimiento horizontal de retorno hacia el pieza-pieza / (giro)2.

8. Movimiento descendente.

El cliente especific que los manipuladores tenan que ser neumticos. Esta decisin

econmica, implica una serie de limitaciones:

Imposibilidad de controlar la velocidad y adecuarla a la necesidad de cada accin. Esto implica que el movimiento vertical descendente de ensamblaje del

componente en el palet ha de ser lento en todo su recorrido. Lo ideal sera tener

un movimiento de acercamiento rpido y luego ensamblar a una velocidad ms

moderada. La misma situacin se da en el movimiento vertical de recogida de

pieza.

Los finales de carrera de los componentes neumticos nos permiten muy poca flexibilidad, por lo que nos obliga a ser muy precisos en la definicin de la cota

de altura a la cual se encuentra el componente en el pieza a pieza, puesto que

debe de ser idntica a la del componente en el palet.

1 El giro se efectua solo en caso que la orientacin de la pieza no sea la adecuada. 2 Giro de retorno a la posicin incicial, solo en caso de haber tenido que corregir la orientacin de pieza.


El manipulador est constituido por los siguientes componentes:

1. Actuador horizontal: Dimetro mbolo 25 mm. Carrera 140 mm.

2. Actuador vertical: Dimetro mbolo 25 mm. Carrera 50 mm.

3. Actuador de giro: Dimetro mbolo 12 mm. Giro 0 a 180 .

4. Pinzas: Dimetro mbolo 12 mm. Carrera 4mm ,6 mm.

En el dimensionado del manipulador, el anlisis de esfuerzos no ha influido tanto los esfu

a los que estara sometido sino ms bien los tiempos de ciclo necesarios, ver Anex

Clculos

Fig C.8 Manipulador escogido.

Al dimensionar los manipuladores se opt por seleccionar unos actuadores que pudieran

para las necesidades de todas las estaciones. Reduciendo as los diferentes tipos de reca

y los costes de compra. Cierto es tambin que para algunas estaciones cuyos tiempos de

no preocupan se podan haber seleccionado manipuladores de clase inferior. Nos decant

por la marca METOFER puesto que fabrica unos actuadores muy competentes, ya que

robustos e incluyen regulacin de carrera, amortiguacin y deteccin magntica.

erzos

o D:

servir

mbio

ciclo

amos

son


En la eleccin del actuador de giro primaron las condiciones de inercia admisibles al mximo y

de conseguir los ngulos necesarios.

Actuador neumtico de giro

Manipulador

vertical

Dedos de

manipulacinPinzas neumticas

Fig C.9 Figura del manipulador completo

Por otro lado en la seleccin de las pinzas neumticas, las condiciones de peso, de precisin y

de presin de captura fueron los parmetros que determinaron su seleccin. Era necesario

conseguir unas pinzas con la mnima inercia posible, con la carrera suficiente para coger y

dejar la pieza y con la suficiente presin de captura para ensamblar la pieza correctamente en

el palet.

C.2.5.1 Diseo de los dedos de captura.

Una vez elegido el conjunto manipulador, los dedos son una pieza fundamental en el buen

funcionamiento del manipulador. Las condiciones de manipulacin son:


1. Posicin inicial: la pieza ha de tener cierto juego dentro del alojamiento para que ntre

con la presin de las otras piezas del vibrador, y a su vez una buena precisin e

ubicacin ya que el manipulador siempre ir a recogerla al mismo sitio.

2. Posicin final: la pieza dentro del palet va centrada por unos pius que la fijarn en

posicin determinada.

3. Naturaleza de la pieza: la pieza a pesar de ser de plstico, presenta un buen aca

superficial en la zona de manipulacin y una normal estabilidad dimensional, que y

tenida en cuenta en el diseo del manipulador.

Fig C.10 En la figura podemos ver los dedos de captura de la pieza con sus correspondchaflanes para asegurar un buen centraje antes de cerrar pinzas.

C.2.5.2 Deteccin de pieza capturada

El aspecto de detectar si la pieza ha sido capturada o no, cremos que no era necesario p

que aunque detectramos que el manipulador no transportaba la pieza a ensamblar la est

hara un nico ciclo igualmente; y sera en la estacin del control de calidad dond

detectara la incidencia.

C.2.6 SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONANTERIORES.

La estacin est formada por las siguientes partes:

Vibrador Alimentacin de las piezas. en su

una

bado

a fue

ientes

uesto

acin

e se

ES


Deteccin de la pieza a ensamblar

Pieza a pieza Separacin de la pieza a ensamblar

Deteccin de la orientacin de la pieza.

Manipulador Manipulacin y orientacin.

El pieza a pieza est montado sobre la bancada del vibrador, mientras que el manipulador es

montado sobre la bancada de mquina. El manipulador tiene regulacin en las tres direcciones

de espacio. Por otro lado el pieza a pieza es imprescindible que tenga regulacin vertical ya

que la pieza ha de estar en el mismo plano en altura que en el palet.

PIEZA A PIEZAVIBRADOR

MANIPULADOR

Fig C.11 Imagen de la estacin 1.


C.3 ESTACIN 2: CONTACTO CENTRAL BIPOLAR

El contacto central bipolar se monta en el interruptor y en el pulsador. Debido a la similitu

esta estacin con la del contacto central conmutador, no entraremos en detalle en s

continuacin podemos ver una imgenes del contacto central bipolar y de la estacin

Fig C.12 Imagen del contacto central b

Fig C.13 Imagen de la estacin del contacto central bipolar

d de

ta. A

ipolar


C.4 ESTACIN 5 : CONTACTO CENTRAL CONMUTADOR


Por la geometra de la pieza, era fundamental encontrar la posicin ms

estable de alimentacin para garantizar un buen funcionamiento del

vibrador.

Fig C.14 Imagen del contacto central

Fig C.15 Posicin de avance del contacto central en la gua del vibrador.


C.4.2 DETECCIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR

La deteccin de la pieza es uno de aspectos fundamentales para el buen funcionamiento de la

estacin. Cuando la fibra transmita la seal de deteccin, la pieza habr de estar lo

suficientemente dentro del alojamiento como para que al accionarse la corredera sta no se

encalle con la placa muerta. Pero por otro lado la siguiente pieza que estar en contacto con la

pieza a ensamblar debido a la fuerza de la columna de vibracin no ha de entrar dentro del

alojamiento puesto que tambin se producira una interferencia en la separacin. Por lo tanto

en el diseo hemos de definir una zona de tolerancia de invasin de la siguiente pieza en la

corredera, para evitar la interferencia la corredera dispondr de un chafln que en contacto con

la pieza anterior la extraer las dcimas de milmetro que haba entrado en la corredera.

Fig C.16 Separacin de la pieza.

En este caso se opt por una fibra de barrera por los siguientes motivos:


1. Por la geometra de la pieza una fibra de reflexin podra dar problemas.

2. Fiabilidad.

La zona a detectar de la pieza es la que podemos observar en la figura. Por la geometra de la

pieza es una zona segura de deteccin. Detectar la pata de la pieza o otra zona, podra ser

complicado dado a que el espesor de la pieza es de 0.5mm.

Fig C.17 Punto de deteccin de la pieza


Como ya hemos comentado anteriormente es fundamental que la pieza se ajuste de una

manera muy fina con el alojamiento de la corredera con tal de evitar interferencias. Pero es

inevitable que las piezas tengan una dispersin dimensional, y tambin hemos de considerar la

tolerancia de mecanizado de las piezas; por esto se hacen imprescindibles los chaflanes en la

corredera y en la placa muerta.


ARISTAS

SUAVIZADAS

Fig C.18 En la figura podemos observar la geometra de la corredera y la placa muerta para evitar las interferencias en la separacin.

En el diseo del pieza a pieza se tuvo en cuenta que debido a la geometra de la pieza y a la

disposicin en el vibrador, las piezas podran sufrir cabeceo debido a la fuerza de interaccin

entre ellas. Por eso se disearon unos techos corregiran esto.

Fig C.19 Tendencia al cabeceo de las

piezas.


C.4.4 MANIPULACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR.

La manipulacin de la pieza a ensamblar requiere las siguientes acciones:

1. Captura: cerrar pinzas.


3. Movimiento horizontal de avance hacia el palet.

4. Giro de 90 grados.


6. Obertura pinces.


8. Giro para volver a la orientacin inicial. Trabajo en vaco

9. Movimiento horizontal de retorno hacia el pieza-pieza.

10. Movimiento descendente.

En la eleccin del manipulador, el razonamiento es anlogo al hecho en el punto 2.5.

C.4.4.1 Diseo de los dedos de captura

En este caso en el diseo de los dedos de captura hemos de tener en cuenta dos factores:

1. Definir una posicin estable de captura de la pieza, ya que la geometra de la pieza

es compleja y el juego entre el componente y su alojamiento en la base es mnimo.

2. Reduccin de la dimensin de los dedos con tal de poder introducir el contacto lo

ms cerca posible de su posicin final, de forma que al abrir los dedos no haya

interferencia con las paredes de la base.


Fig C.20 En el 3D superior seccionado por el plano medio de la pieza, podemos observla dificultad de la geometra de los dedos para adaptarse a la base. Al final se opt p

guiar 4.5mm la pieza dentro del alojamiento y posteriormente dejarla caer los otros9mm.

Fig C.21 En la figura superior podemos apreciar el detalle de la captura de la pieza aensamblar

ar or


Fig C.22 Como podemos observar en las imgenes superiores, los dedos tienen la geometra para centrar la pieza.

C.4.5 SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES.

Este caso es anlogo al de la estacin anterior.

Fig C.23 Imagen de la estacin del contacto central.


C.5 ESTACIN 3 : CONTACTO LATERAL


La alimentacin de esta pieza es la ms crtica de toda la serie

debido a que no presenta superficies rectas donde las

piezas tengan un buen apoyo y no se suban unas encima de

otras. De esta manera la nica forma de evitar estas

incidencias es guiando las piezas en todo momento. Este

guiaje a de permitir que las piezas avancen mediante la

vibracin.

Fig C.24 Imagen del contacto lateral.

La opcin ms viable de alimentacin pareci ser la siguiente:

Fig C.25 Alimentacin de las piezas


En estas piezas se detect gran variabilidad dimensional, siendo la cota del ngulo la ms

difcil de controlar. As de esta forma se adopt un diseo lo ms flexible posible a dic a

variabilidad y que permitiese un buen avance de las piezas por el vibrador lineal.

Fig C.26 Cota crtica de la pieza.

El perfil final de la gua lineal se puede ver a continuacin:

Fig C.27 En la figura superior podemos observar el perfil de la gua lineal del vibradorCon esta geometra evitamos que las piezas se suban unas encima de otras y quepese a la variabilidad de la cota angular la transmisin del movimiento sea buena.

h.



Como siempre la precisin en la deteccin es el punto clave para no tener interferencias

la separacin. Optando por fibra ptica de barrera se estudi la zona de la pieza a detecta

se seleccion la siguiente:

Fig C.28 En la imagen podemos observar la pestaa de la pieza que vamos a detectar


En el diseo de esta estacin este punto se consider uno de los ms crticos junto con

alimentacin. Inicialmente se pens que guiando bien la pieza hasta que llegara

alojamiento de la corredera sera suficiente. Pero la puesta en marcha de la mquina n

dictaba otra realidad, y es que cuando la estacin estaba en espera por cualquier tipo

incidencia, la fuerza de las piezas del vibrador lineal provocaban que la pieza a ensamb

se entre girara en su alojamiento, y las siguientes piezas invadan tambin la corredera. A

se pensaron diferentes tipos de alternativas para un buen guiaje, decantndonos al final p

la colocacin de una pieza, que contine el guiaje de la gua lineal, sobre un actuad

neumtico, el cual se desplazara solidario a la corredera.

en

r y

.

la

al

os

de

lar

s

or

or


Fig C.29 Vista 3D del pieza a pieza del contacto lateral, donde se puede apreciar el sistema de guiaje mvil en la posicin para poder manipular la pieza.

Fig C.30 Imagen del pieza a pieza del contacto lateral, donde se puede apreciar la piez

mvil en su posicin de guiaje.

En el ciclo de actuacin neumtico mientras el cilindro del pieza-pieza est en la posicin d

recogida de pieza (mbolo estirado), la pieza gua ha de estar en su posicin ms

adelantada, mientras que al retroceder el cilindro del pieza-pieza, la gua tambin ha de

retroceder para que seguidamente el manipulador capture la pieza.

a

e


C.5.4 MANIPULACIN DE LA PIEZA EN CURSO

El manipulador de esta pieza es anlogo a la del contacto central sin la dificultad aadida d

la patita que dispone este ltimo y que dificulta el ensamblarla.

C.5.5 SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES

Este caso es anlogo al las estaciones anteriores.

Fig C.31 Imagen de la estacin del contacto lateral

e


C.6 ESTACIONES 4,7 Y 9: FLEJES


El fleje se alimenta colgando de la gua lineal tal como se ve en la figura C.32. Esta es la

posicin ms estable para su alimentacin y la ms favorable para su posterior ensamblaje..

Fig C.32 En la vista superior vemos la imagen 3D del fleje.En la vista inferior izquierda, vista 2D de la alimentacin de los flejes y en la vista inferior derecha imagen 3D donde apreciamos la orientacin en la alimentacin.



La deteccin la haremos con fibra fotoelctrica de barrera, as detectaremos la pieza en la

que se indica en la figura C.33.

Fig C.33 Punto de deteccin del fleje


Este punto es el ms crtico en esta estacin puesto que la pieza viene colgada del vibrad

en el pieza a pieza mantenemos dicho guiaje, el manipulador no podr extraer la

verticalmente; mientras que si no lo mantenemos habr una gran discontinuidad y provoca

mal funcionamiento. Por lo tanto necesitbamos una gua mvil que cuando el pieza a

estuviera en la posicin de manipulacin de la pieza se retirara.

De esta manera antes que a un accionamiento neumtico nos declinamos a un sistema re

con muelles.

Una vez la pieza est en su alojamiento (ver fig C.34) de la corredera descansa sobre

pieza que tiene el ngulo de inclinacin correspondiente a la gua lineal del vibrador.

zona

or. Si

pieza

r un

pieza

trctil

una


Fig C.34 Alojamiento del fleje en el pieza a pieza

Seguidamente actua el cilindro neumtico del pieza a pieza para llevar al fleje a la posicin

separacin. Durante este recorrido el componente que sostiene al fleje avanza solidariamen

a la corredera 11mm, hasta que hace tope con la placa muerta y los muelles se empiezan

comprimir (9mm) liberandose la pieza a ensamblar y cayendo en el alojamiento.

Fig C.35 Posicin de recogida de pieza del vibrador lineal.

de

te

a


Fig C.36 En la imagen superior podemos observar la posicin final donde el manipulaviene a capturar la pieza. Obsrvese que el techo mvil ha hecho tope con la placa m

liberndose la pieza a ensamblar.

C.6.4 MANIPULACIN DE LA PIEZA EN CURSO

La manipulacin de la pieza a ensamblar implica las siguientes acciones::

1. Captura: mediante pinzas neumticas.


3. Movimiento horizontal de avance al palet.



6. Apertura de pinzas.

7. Movimiento horizontal de retorno hacia el pieza a pieza.

dor uerta



C.6.4.1 Diseo de los dedos de captura y ensamblaje de la pieza.

El diseo de los dedos de esta estacin es ms complejo que los de las estacion

anteriormente explicadas. El motivo de esta complejidad es que para ensamblar el fleje h

que realizar cierta presin y no disponemos del espacio necesario para acompaar a la pie

con los dedos hasta su posicin final.

Fig C.37 Imagen de la base con los flejes montados.

De esta forma se pens en capturar la pieza mediante vaco, pero la idea de realizar un

dedos retrctiles nos pareci de mejor fiabilidad debido al esfuerzo que tendramos que realiz

para ensamblar la pieza.

La resolucin del problema se basaba en el concepto de que una vez los dedos introdujer

parcialmente la pieza en su alojamiento un pisador acabara de empujarla hasta su posici

final.

As el diseo final de los dedos del manipulador es el siguiente:

es

ay

za

os

ar

an

n


DEDOS CENTRALES

DEDOS LATER

Fig C.38 Dedos de captura del fleje

El sistema de funcionamiento es el siguiente: el manipulador baja verticalmente hasta qu

dedos laterales que capturan la pieza topan con la pieza base base, es ah cuando los mu

interiores se empiezan a comprimir y los dedos se van retrayendo hasta que finalment

dedos centrales de la pinza empujan a su posicin final al fleje. Los dedos retrctiles com

puede apreciar en la figura C.39, son dos ejes que deslizan sobre un alojamiento,con

planos y mechados para poder alojar el muelle.

Fig C.39 Seccin de los dedos del fleje.

ALES

e los

elles

e los

o se

dos



La disposicin de esta estacin es anloga a las comentadas anteriormente.

Fig C.40 Imagen de la estacin de los flejes


C.7 ESTACIN 11: BALANCN INTERRUPTOR

C.7.1 INTRODUCCIN

El balancn interruptor es el encargado de hacer el puente entre los contactos laterale

rtula es la encargada de transmitirle la fuerza, para que ste bascule.


Esta estacin monta el balancn interruptor que solo tiene una soldadura a diferenci

balancn conformado que tiene dos.

Fig C.41 Imagen del balancn inter

Esta pieza no presenta superficies planas por donde las piezas puedan estar en contacto

con otras, por lo tanto para su alimentacin haba que guiarlas con el juego mnimo

permitiese su avance por vibracin. De esta manera evitaramos que las piezas se sub

unas encima de otras.

La forma ms viable para la alimentacin nos pareci la siguiente:

s. La

a del

ruptor

unas

que

ieran


Fig C.42 Esquema de alimentacin de las piezas.

Fig C.43 Detalle del guiaje con juego mnimo del vibrador lineal.


El sistema de deteccin que se utiliza en esta estacin es como en el de las anterior

deteccin por fibra ptica de barrera. La zona a detectar de la pieza es la que muestra la figu

C.44.

ZONA DE

DETECCIN

DE LA

PIEZA

Fig C.44 Imagen 3D de la pieza a detectar.

es

ra


Fig C.45 En la imagen superior se puede apreciar los soportes de las fibras as comoranuras correspondientes para la barrera ptica.


En la separacin de esta pieza se tuvo que tener en cuenta que por su geometra, en cua

corredera iniciase su movimiento de separacin; la siguiente pieza invadira el alojamiento

corredera y creara una interferencia en la separacin. Se pens en que sera necesar

pequeo actuador que parase la pieza anterior, mientras la corredera se accionaba.

finalmente llegamos a un diseo de la corredera mediante el cual la otra pieza no invad

sta.

Fig C.46 En la figura superior podemos observar la tendencia de las piezas a invadircorredera producindose interferencia en la separacin

las

nto la

de la

io un

Pero

ira a

la


Fig C.47 En esta figura podemos observar la geometra de la corredera, la cual impide efenmeno anteriormente citado.

C.7.5 MANIPULACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR

La manipulacin de la pieza a ensamblar supone las siguientes acciones:

1. Captura: mediante vaco con un vlvula venturi multietapa.


3. Movimiento horizontal de avance al palet.

4. Movimento vertical descendente.

5. Dejar de hacer el vaco.


7. Movimiento horizontal de retorno hacia el pieza a pieza.


Esta pieza se monta entre los dos contactos centrales formando un puente. Esta pieza bscu

sobre la accin manual de la maneta. La posicin de esta pieza no es muy estable por lo q

conviene dejarla en su posicin final. Debido a la geometra de la base y al poco juego en

l

la

ue

tre


esta y el balancn, nos es imposible manipular la pieza con unas pinzas neumticas y por lo

tanto utilizaremos el vaco para ensamblar esta pieza en el palet.

Fig C.48 Imagen donde se aprecia la posicin del balancn.

C.6.4.2 Diseo de la pipeta de succin.

En el diseo de la pipeta de succin tendremos en cuenta los siguientes puntos:

Maximizar el dimetro interior de la pipeta para aumentar el caudal de aire y afuerza de succin.

La pipeta tiene que ser lo ms robusta posible por si colisiona con algn palet.

La pipeta tendra que garantizar una posicin estable de captura para luego pensamblar correctamente.

s la

oder


AGUJERO DE

SUCCIN

Fig C.49 En la figura superior izquierda podemos observar la pipeta junto a su soporte, mientras que en la figura superior derecha se aprecia el agujero y el entrecaras de la

pipeta.

La pipeta alojada dentro del soporte mediante dos tricas que ejercen presin sobre ella, pa

asegurar la fijacin de esta pondremos un prisionero. En el taladro roscado del soporte de

pipeta podemos observar un taladro roscado donde ir un racord neumtico.

C.6.4.3 Descripcin del sistema de succin

Como sistema de succin se opt por un eyector de vaco. Este eyector est conectado

presin mediante una electrovlvula y la salida de ste se comunica con la pipeta de succin.

C.6.4.4 Deteccin de la pieza capturada

Para detectar que realmente tenemos vaco y que hemos succionado el balancn se ubica

vacuostato entre la pipeta de succin y el eyector de vaco.

ra

la

a

un



La disposicin de esta estacin es anloga a las comentadas anteriormente.

Fig C.50 Imagen de la estacin de los balancines.


C.8 ESTACIN 12: BALANCN CONFORMADO

El balancn conformado lleva dos puntos de soldadura, y se monta en el conmutador. Igual q

el balancn interruptor hace puente entre los contactos laterales, con la diferencia que bascu

en el contacto central.

Fig C.51 Imagen del balancn conforma

El diseo de la estacin del balancn conformado es muy similar al del balancn interruptor q

acabamos de ver en el captulo anterior. Por este motivo nos remitimos al captulo anterior.

A continuacin veremos una imagen de la estacin.

Fig C.52 Imagen de la estacin del balancn conformado.

ue

la

do

ue


C.9 ESTACIN 10 Y 13: DOSIFICACIN DE GRASA

C.9.1 INTRODUCCIN

El balancn es el componente mvil del interruptor. ste accionado por el portamanetas bascula

entre los dos contactos laterales (negativos) conectando uno o el otro al contacto central

(positivo). Para garantizar un buen funcionamiento del balancn es necesario aplicar una gota

de grasa entre el balancn y la base (punto donde bascula), y posteriormente otra gota de grasa

entre el balancn y la rtula del portamanetas (punto donde se aplica la fuerza).

La aplicacin de la primera gota de grasa se realiza en la estacin anterior a la de ensamblaje

del balancn, y la segunda gota de grasa se aplicar en la estacin siguiente a la colocacin de

ste.

Para garantizar un buen funcionamiento del interruptor no se exige gran precisin en la

cantidad de grasa debido al tamao de las piezas a lubricar, pero si es necesario su presencia.

Por lo tanto, se montaron unos dosificadores que aplicaban gotas del orden del 1 mm3.

C.9.2 CARACTERSTICAS GENERALES

A continuacin trataremos los siguientes puntos:

1. Componentes de la estacin

2. Funcionamiento de la estacin

C.9.2.1 Componentes de la estacin

La estacin de grasa es un aplicador de Hormec Technic que consta de los siguientes

componentes:


Un dosificador para la aplicacin de la gota de grasa. ste realiza la dosificacin gracias a la accin de un actuador neumtico que con su carrera regula la dosis.

Un depsito de 4 litros de capacidad. Este depsito contiene grasa a presin constandebido a la fuerza ejercida por un mbolo accionado por aire. Esta presin es la q

hace llegar la grasa hasta el dosificador.

La pipeta de dosificacin es la encargada como bien hemos citado anteriormente posicionar la grasa en el punto adecuado.

Dos actuadores neumticos soportan todo el conjunto de dosificacin, y con movimiento vertical llevan la pipeta hasta el punto de aplicacin de la grasa.

El ciclo de la estacin est controlado igual que las dems por una PLC.

Fig C.53 Imagen de la estacin dosificado

C.9.2.2 Funcionamiento de la estacin

En el sentido de avance del palet, primero acta una estacin de dosificacin, seguidamente

ensambla el balancn y por ltimo la otra estacin dosifica la ltima gota de grasa.

te

ue

de

un

ra

se


1 2 3 Fig C.54 Esquema donde se puede apreciar la ubicacin y el orden de dosificacin de

gotas de grasa.

las


C.10 ESTACIN 14: TAPA CUBRECONTACTOS

C.10.1 ALIMENTACIN DE PIEZAS

La tapa va montada sobre la base protegiendo y fijando los componentes interiores.

ensamblar esta tapa no es un proceso sencillo, ya que para obtener la correcta posicin; h

que introducir las seis patitas en los seis alojamientos de la base y cuatro pestaitas que tie

la base en los alojamientos de la tapa. El resultado de este montaje es casi irreversible.

Fig C.55 Foto de la Tapa cubrecontactos

El

ay

ne


Fig C.56 Imagen 3D de la tapa ensamblada en la base

Fig C.57

Fig C.58 Imagen 2D de la gua del vibrador lineal junto con la tapa

En la alimentacin de esta pieza no se puede discriminar la orientacin de la tapa, por lo

en el pieza a pieza tendramos que detectar de alguna forma esta orientacin.

tanto


Fig C.59 Planta y alzado del vibrador de la tapa


Como en las estaciones anteriores, tambin nos hemos decantado por deteccin por fib

ptica de barrera. La deteccin se realiza como en las anteriores estaciones cuando la pie

llega al final del alojamiento de la corredera.

Fig C.60 En la imagen superior podemos observar el punto de deteccin de la tapa

ra

za


C.10.3 DETECCIN DE LA ORIENTACIN

Para detectar la orientacin en un principio se haba decidido detectar un tampografiado

lleva la pieza de color rojo en una de las patas. Pero analizando alternativas nos pareci

fiable detectar un agujero que lleva en la parte superior la tapa.

Fig C.61 Alojamiento de deteccin de orientacin

El sistema de deteccin consistira en mediante un actuador neumtico accionar el mbo

tal forma que si la orientacin es correcta ste entra dentro de la cavidad llegando a su fin

carrera y por lo tanto detectando su reed. Dicho detector magntico mandar la seal a la

conforme la posicin es correcta y no hay que accionar el actuador de giro.

Fig C.62

Fig C.63 Detalle de la deteccin de orientacin

que

ms

lo de

al de

PLC


Fig C.64 Cilindro deteccin orientacin


La separacin de la tapa no resulta conflictiva debido a su tamao, lo nico que neces

especial atencin es la continuidad del guiaje a lo largo del alojamiento de la corredera.

Fig C.65 Imagen de la pieza alojada en la corredera, como se observa est guiada tanto pla parte superior como por la inferior.

Este pieza a pieza es diferente a los vistos anteriormente, el motivo es que para ensamblar

tapa no solo hemos de capturarla y hacer presin sobre la base, sino que hemos de coge

haciendo flectar las patas de manera que dejemos espacio suficiente entre ellas para que en

la base. Es por esto que despus de la primera etapa donde un actuador neumtico separa

ita

or

la

rla

tre

la


tapa cubrecontactos, llega un segundo accionamiento neumtico que empuja a la tapa a lo

largo de una gua que se va ensanchando y de esta forma las patas van flectando.

Fig C.66 Imagen del pieza a pieza donde se puede observar la gua que flecta las patas de la tapa cubrecontactos.

En la figura anterior se puede apreciar una imagen general del pieza a pieza donde se

observan la direccin de separacin de la pieza y la direccin del movimiento para flectar las

patas. Una vez ejecutados los dos movimientos la pieza queda a la espera al final de la gua

que ha flectado las patas de que el manipulador la capture. El punto de incertidumbre de esta

estacin era si habra que colocar un techo mvil en la parte final de la gua por si la pieza

debido a la flexin de las patas tenda a saltar, pero en la puesta a punto no se observ este

fenmeno.


SI observamos, debajo del empujador se ubica una pieza de nylon que tuvimos que colocar en

la puesta a punto para evitar el cabeceo de ste.

CORREDERA

GUA VIBRADOR LINEAL

SOPORTESFIBRAS

EMPUJADOR

TOPE DE REGULACIN

TOPE DE REGULACIN

ACTUADOR

LINEAL

NEUMTICO

ACTUADOR

LINEAL

NEUMTICO

Fig C.67 Imagen 3D del pieza a pieza de la tapa cubrecontactos.


La manipulacin de este componente es sin duda el ms delicado de los de la serie. Aparte de

tener que flectar las patas, para ensamblar la pieza hay que realizar cierta presin lo que

dificulta an ms el proceso. La manipulacin de la tapa cubrecontactos requiere de las

siguientes acciones:


1. Captura: Bajar cilindro prensor tapa

2. Captura: Cerrar pinzas

3. Movimiento ascendente.

4. Movimiento horizontal de avance hacia el palet+giro de la pieza en caso necesario.


6. Abrir pinzas

7. Subir cilindro prensor tapa


9. Movimiento horizontal de retorno hacia el pieza a pieza+giro de la pieza en caso de

haber efectuado el primer giro.

10. Movimiento vertical descendente

C.10.5.1 Diseo de los dedos de captura

El diseo de los dedos es el concepto fundamental para el buen funcionamiento de la estacin.

Hemos de tener en cuenta que estos dedos han de suplir las manos del operario, el cual

apoyando los dedos pulgares en la parte superior de la pieza y con los otros apoyados en el

interior de las patas, hace flectar estas ltimas hasta que entra en la base, y acaba de

ensamblarla haciendo una fuerza vertical descendente.


CILINDRO

PRENSOR

ACTUADOR DE

GIRO

PINZAS

NEUMTICAS

TECHO

DEDOS DE CAPTURA

Fig C.68 Imagen 3D del conjunto manipulador


Fig C.69 Imagen del manipulador de la estacin de la tapa cubrecontactos



La disposicin de esta estacin es idntica a las citadas anteriormente.

PIEZA A PIEZA

MANIPULADOR

VIBRADOR

Fig C.70 Imagen de la estacin de la tapa cubrecontactos.


C.11 ESTACIN 15: PORTAMANETAS

C.11.1 INTRODUCCIN

Esta estacin se encarga de ensamblar el portamanetas en el palet. El portamanetas tien

salientes con una cavidad donde van alojados un muelle y una rtula. Es por esto q

portamanetas se ensambla directamente a lo que es el palet y posteriormente se ensambl

subcojunto portamanetas con el subconjunto base manualmente. La automatizacin de

ultimo ensamblaje supona unos costes debido a su dificultad para ensamblar muy eleva

que por tanto el cliente no quiso afrontar.

Fig C.71 Imagen 3D del portamanetas


Esta pieza tanto por su tamao como por su geometra, no tiene apenas complicaciones

alimentacin. Para evitar que se pudieran montar unas encima de otras basta con gu

superiormente tal y como se aprecia en la fig. C.72. La pieza nos puede venir en

posiciones no diferenciables por el vibrador, as que posteriormente habremos de detect

orientacin.

e dos

ue el

ar el

este

dos y

en su

iarlas

dos

ar su


Fig C.72 Detalle de la gua del vibrador lineal.

C.11.3 DETECCIN DE PIEZA

La deteccin de esta pieza la realizaremos como en la mayora de las estaciones anteriormente

explicadas. Detectaremos el final de pieza cuando est completamente alojada en la corredera

y mediante fibra ptica de barrera.

Fig C.73 Detalle del punto de deteccin


C.11.4 DETECCIN DE LA ORIENTACIN

Como hemos comentado anteriormente el vibrador no distingue entre dos posicione

alimentacin, as que mediante fibra ptica de barrera detectaremos el orificio que se indi

la fig C.73.

Fig C.74 Imgenes 3D del punto de deteccin de orientacin y de las 2 orientacioneposibles.


Esta pieza por su tamao y geometra no presenta grandes dificultades a la hora de efectu

separacin. Dicha separacin es de 45 mm, siendo la carrera del cilindro de 50mm y el a

de pieza de 32 mm. En la figura siguiente podemos observar la situacin del pieza a pieza

la separacin.

s de

ca en

s

ar la

ncho

tras


Fig C.75 Imagen 3D del pieza a pieza del portamanetas


La manipulacin del portamanetas tampoco presenta ninguna dificultad debido a su tamao y

que tiene diversas caras planas por donde hacer un buen apoyo. En la fig C.77 podemos ver

captura y traslado de la pieza. El ciclo de acciones que comportan la manipulacin d

portamanetas son las siguientes:

1. Captura: cerrar pinzas

2. Movimiento vertical ascendente

3. Movimiento horizontal de avance hacia el palet+giro de la pieza en caso necesario.


a

la

el


5. Abrir pinzas

6. Movimiento horizontal de retorno hacia el pieza a pieza ms el giro de la pieza en

de haber efectuado el primer giro.

7. Movimiento vertical descendente

C.11.6.1 Diseo de los dedos de captura.

El portamanetas dispone de diferentes caras planas por donde ser manipulado, pero la

conveniente nos pareci la cara plana que definen los dos salientes. De esta ma

podramos centrar la pieza a la hora que la capturbamos. En la fig C.76 podemos v

diseo del dedo de captura donde podemos apreciar una zona central de centraje y una

lateral que es la que contacta directamente con el portamanetas.

Fig C.76 Imagen 3D de los dedos capturando a la pieza.

caso

ms

nera

er el

zona


Fig C.77 Imagen del manipulador transportando el portamanetas


La disposicin de esta estacin es idntica a las citadas anteriormente. El pieza a pieza

solidario a la bancada del vibrador y mediante las regulaciones pertinentes la placa muerta

centra con la gua del vibrador lineal.

Por otro lado el manipulador est fijo al perfil longitudinal de la bancada de la mquina. Es

perfil permite collar el manipulador en cualquier punto a lo largo de l y las otras regulacion

las obtenemos a travs del ajuste de la carrera de los cilindros manipuladores.

En la fig C.78 podemos observar la configuracin de la estacin.

es

se

te

es


Fig C.78 Imagen de la estacin del portamanetas.


C.12 ESTACIN 16: MUELLE

C.12.1 INTRODUCCIN

Esta estacin sin duda era la ms crtica de la lnea. JOSA S.A. en sus otras lneas de montaje

automtico nunca haba automatizado el ensamblaje de un muelle. Nuestra idea era tener

solamente una estacin manual, la ltima, donde se ensamblara manualmente el conjunto

portamanetas. As nos reunimos con VIBRANT S.A. para que estudiaran la posibilidad de

fabricar un vibrador de muelles. El problema de los muelles es que se enganchan entre ellos

por lo que se hace casi imposible manipularlos o distribuirlos uniformemente mediante

vibracin. Tras la respuesta afirmativa de VIBRANT de hacer el vibrador, se decide automatizar

la estacin.



Planteando las diferentes alternativas de diseo del pieza a pieza de los muelles

pareci ms fiable debido a la naturaleza de la pieza, disear una estacin dosificador

esta forma nos interesaba que los muelles vinieses uno detrs de otro de forma concn

De esta forma eliminaramos el tramo lineal y directamente del vibrador helic

extraeramos un tubo por donde iran cayendo los muelles.

TUBO DE SALIDA DE LOS MUELLES

Fig C.79 Imagen del vibrador helicoidal

, nos

a. De

trica.

oidal


A continuacin veremos como el tubo de salida del vibrador llega al dosificador. Estaba

previsto si hubiese sido necesario un pequeo soplador para facilitar la bajada del muelle

por el tubo. Se observaba en ocasiones cuando todava el tubo no se haba llenado de

muelles que estos tendan a subir en vez de a bajar.

TUBO DE ALIMENTACION DE MUELLES

Fig C.80 Imagen del dosificador de muelles.

C.12.3 FUNCIONAMIENTO DEL DOSIFICADOR DE MUELLES

El concepto de la dosificacin se basa en que teniendo una columna de muelles a lo largo

del tubo de alimentacin el dosificador vaya extrayendo muelles de uno en uno.


TORNILLO

PRETENSADO

MUELLE

CORREDERA

ACTUADOR LINEAL

NEUMATICO

TOPE

REGULACIN

DE CARRERA

EJE PRENSOR MUELLE

ALOJAMIENTO DE

LOS MUELLES

TALADRO DEL

RETENEDOR QUE DEJA

PASAR LOS MUELLES

SALIDA MUELLE

Fig C.81 Esquema del funcionamiento del dosificador.


El funcionamiento del dosificador es el siguiente:

Partiendo de que en el alojamiento hay dos o ms muelles, acta el cilindro neumtico

(retrocediendo el mbolo) y hace coincidir el taladro del retenedor con la columna de

muelles. Pero para que no caiga ms de un muelle el eje prensor acta sobre el muelle

anterior al que va a ser ensamblado antes de que los taladros se alineen. (ver fig C.82)

MUELLE A ENSAMBLAR

EJE PRENSOR

CENTRAJE RESPECTOAL PORTAMANETAS

PORTAMANETAS

Fig C.82 Esquema del ensamblaje del muelle en el portamanetas

La carrera del dosificador se regula mediante el tope que va solidario a la corredera. Sobre

el eje prensor trabaja sobre un muelle que se va comprimiendo a medida que el cilindro va

efectuando su carrera. En la salida de muelles del dosificador existe un alojamiento que

centra el portamanetas con el dosificador.

Se pens durante el diseo que el muelle al caer pudiera quedarse enganchado en alguna

zona del dosificador por lo que decimos prever la posible colocacin de un soplador que

ayudase a llegar al muelle al portamanetas (ver fig C.84).


Fig C.83 Imagen 3D del dosificador de muelles


Fig C.84 Imagen donde se puede apreciar el sistema de soplado.

Respecto a los ajustes del dosificador, hay que hacer especial mencin a la corredera que

est guiada lateralmente, el ajuste en sentido vertical lo da el retenedor que desliza entre la

base y el cuerpo principal del dosificador.

Para saber en todo momento la situacin del dosificador, el actuador neumtico lleva dos

reeds que mandan la seal a la PLC.

Una vez ajustado el dosificador funcion a la perfeccin, pero durante la puesta a punto

cada vez que un muelle se encallaba en su interior, resultaba muy incmodo el extraer los

muelles de su interior. Posiblemente se poda haber previsto alguna ranura o tapa en el

cuerpo principal que facilitara esta labor.



Como ya hemos comentado anteriormente, esta estacin se diferencia de las anteriorm

vistas. El vibrador est formado nicamente por el vibrador helicoidal, del cual sale un

de alimentacin de los muelles hacia el dosificador. El dosificador est fijado

manipulador. Este manipulador realiza movimientos verticales de unos

aproximadamente en cada ciclo de dosificacin y es solidario a la bancada de la lnea,

que los otros grupos manipuladores. A continuacin podemos ver una imagen d

estacin:

Fig C.85 Imagen general de la estacin dosificadora de muelles.

ente

tubo

a un

5mm

igual

e la


C.13 ESTACIN 17: RTULA

C.13.1 INTRODUCCIN

La rtula zamac, es la pieza que se encarga de transmitir la fuerza al balancn y va

ensamblada sobre el muelle. Para su correcto montaje no basta con depositarla sobre el

alojamiento del portamanetas sino que hay que realizar presin. En la estacin de la rtula

zamac tambin decidimos realizar un dosificador igual que en la estacin del muelle.

Fig C.86 Imagen de la rtula zamac


La alimentacin de piezas es anloga a la de la estacin del muelle.

C.13.3 FUNCIONAMIENTO DEL DOSIFICADOR DE RTULAS

El funcionamiento del dosificador de rtulas es anlogo al de muelles. Se basa igualmente

en dejar caer una rtula mientras el eje prensor sujeta la anterior. La diferencia principal

entre ambos dosificadores es que en la estacin de la rtula no slo hay que colocarla en el

alojamiento si no que hay que realizar presin para que quede bien ensamblada con el

muelle.


Fig C.87 Imagen de la rtula y el muelle ensamblados

En un principio la idea inicial era una vez colocada la rtula en el portamanetas qu

pisador acabar de aplicarle la fuerza necesaria para su correcto montaje. Pero inten

seguir el criterio de realizar los diseos lo ms sencillos posibles, intentamos integr

pisador al dosificador.

Se trata de aprovechando el movimiento del actuador lineal neumtico del dosifi

transmitir presin a la rtula que nos garantice su correcto montaje. As la clave del d

era el retenedor, que a la vez de la funcin de pasa no pasa, tendra que realizar la fu

de pisador. Veamos la geometra del retenedor:

Fig C.88 Imagen del retenedor

e un

tando

ar un

cador

iseo

ncin


Fig C.89 Vistas 2D de la colocacin de la rtula.

Fig C.90 Imagen 3D del dosificador de rtulas junto con el palet



La disposicin de esta funcin es anloga a la estacin del muelle.

Fig C.91 Imagen de la estacin de la rtula zamac.


C.14 ESTACIN 18: ESTACIN MANUAL

C.14.1 INTRODUCCIN

Esta estacin es la nica estacin manual de toda lnea. El motivo de la estacin manual es

que JOSA S.A. por razones econmicas no quiso automatizar el ensamblaje del muelle

cnico (pulsador). De esta forma se decidi que en la ltima estacin se montara el muelle

cnico en caso de estar fabricando el pulsador y se ensamblara el portamanetas con el

conjunto base.

Fig C.92 Imagen del muelle cnico

C.14.1.1 Posicin del manipulador

El manipulador se encuentra sentado delante de la lnea de transporte de palets en una silla

de altura regulable y respaldo mvil. Tambin dispone de un reposa pies con tal de asegurar

la estabilidad y el confort.

El manipulador dispone del espacio de un metro a lo largo de la lnea para tener los

elementos necesarios en su labor. El poder tener todos los elementos al alcance garantiza

una actividad cmoda sin movimientos bruscos y giros o desplazamientos innecesarios.

Segn la normativa de ergonoma el trabajador debe disponer como mnimo de 700 Lux de

iluminacin en su lugar de trabajo.


C.14.1.2 Componentes del puesto de trabajo

Los componentes de esta estacin principalmente son: el tope que deja pasar los palets del

pulmn que se forma delante de cada estacin, el tope que para el palet en la estacin

manual, los palets, los muelles cnicos en caso de estar ensamblando el pulsador y el

trabajador.

Si se est ensamblando el pulsador, el manipulador monta el muelle cnico en el

portamanetas y luego ensambla ste ltimo con el conjunto base. Si por el contrario se est

ensamblando el commutador o el interruptor entonces directamente el manipulador

ensambla el portamanetas al conjunto base.

C.14.1.3 Funcin

Al igual que en las otras estaciones el tiempo que consideraremos de montaje sern 4.5s.

Seguidamente realizaremos un pequeo estudio de los tiempos necesarios para un buen

funcionamiento de la estacin manual.

Cambio de palet.......................................................................................1 s

Acciones:

Coger muelle cnico.................................................................................0.75s

Montar muelle cnico.................................................................................0.5s

Desplazar el portamanetas a la base..........................................................1s

Montar aplicando presin.........................................................................0.5s

Total montaje (s).................................................................................2.75s

Tiempo total = 1s (cambio palet) + 275s (acciones manipulador) = 375s

Si le aplicamos un factor de recuperacin del 10% a los 3.75s nos da un tiempo de 4.125s.


Estos 4.125s contando un factor de incidencias del 5% nos lleva a un tiempo total de 4.33s,

con lo cual vemos que este tiempo estimado es inferior a los 4.5s que teniamos de tiempo

de ciclo.

C.15 SELECCIN DE MATERIALES

A continuacin realizaremos una breve justificacin de los materiales utilizados en el diseo

de la lnea. Fundamentalmente distinguiremos entre los componentes sometidos a desgaste

y los que no.

C.15.1 MATERIAL DE LOS COMPONENTES SOMETIDOS A DESGASTE.

Los materiales de las piezas sometidas a desgaste, como son principalmente los dedos del

manipulador, la corredera, placa muerta y guas de los pieza a pieza, habrn de tener una

serie de condiciones para garantizar un buen funcionamiento de los mecanismos.

La caracterstica fundamental necesaria es una buena resistencia al desgaste, por ello,

hemos utilizado aceros de buena templabilidad. El temple y revenido le aportar una gran

dureza al material, necesarios para combatir el desgaste. .

Por otro lado es muy importante la estabilidad dimensional del material, ya que

dependiendo de la geometra de la pieza y del grado de temple, sta puede sufrir

deformaciones debido a los efectos de la dilatacin y contraccin trmica. Por eso a la hora

de mecanizar hay que dejar el sobreespesor necesario para luego corregir estas posibles

deformaciones con una ltima mecanizacin.

Con todos estos requisitos, nos decantamos hacia los aceros de alta indeformabilidad que

son el F-5210 y F-5212.


Composicin Qumica (%)

CARBONO MANGANESO SILICIO CROMO VANADIO

1.60 2.00 0,20 0,40 0,150,30 11,513,5 Opcional

C.15.2 MATERIAL DE LAS PIEZAS NO SOMETIDAS A DESGASTE

Para las piezas que no estn sometidas a desgaste, utilizaremos los aceros de mquinas,

como pueden ser el F-1120 y el F-1140. Estos aceros tienen buena maquinabilidad y renen

las propiedades mecnicas necesarias.

La estructura est soldada en F-1120 y pintada con pintura anticorrosiva.

F-1140 (DIN 1.1191/AISI 1045)

Composicin Qumica (%)

CARBONO MANGANESO SILICIO CROMO VANADIO

0,42 0,50 0,60 0,90 0,100,40 --------------------- ---------------------

Propiedades mecnicas (estado de normalizacin)

RESISTENCIA A LA

TRACCIN (MPA)

LMITE ELSTICO (MPA) ALARGAMIENTO DUREZA (HB)

620 560 340 275 14 16 207

Propiedades tecnolgicas

COSTE (/KG) MAQUINABILIDAD TEMP. (C)

NORMALIZACIN

TEMP. TREMP

(C)

MEDI TREMP TEMP. (C)

REVENIDO


0.82 55 840 860 820 860 Aceite / agua 550 660

Estos aceros son sensibles a la corrosin por lo cual a las piezas se les ha aplicado

diferentes tratamientos superficiales de proteccin como son el pavonado y el cincado en

diferentes tonalidades (amarillo y negro). En piezas con una tolerancia elevada el pavonado

es ideal porque no aade material a la pieza, al contrario que el cincado que si que aade

material, pero tambin protege mucho ms ante la corrosin.

C.15.3 OTROS MATERIALES DE LA LNEA

Para diferentes soportaciones, as como para las canales, perfilera, etc. se ha utilizado

aluminio y duraluminio. La principal ventaja de estos materiales es su gran maquinabilidad y

su reducida densidad. De esta forma son ideales para piezas de bajo compromiso

mecnico. En nuestro caso hemos fabricado en estos materiales diversas soportaciones de

las estaciones de manipulacin, reduciendo las inercias en los actuadores lineales y de giro.


C.16 EL PALET

C.16.1 CARACTERSTICAS DEL PALET

El palet escogido es de la casa Bosch y tiene unas dimensiones de 80x80 y grueso e

10mm.

Fig C.93 Imagen del palet

El palet dispone en su base de 4 patines sobre los cuales se apoya. Cuando el palet

parado estos patines sufren el desgaste de las cadenas del transportador. El material d

patines es poliamida, el cual tiene una buena resistencia al desgaste.

La geometra de los patines obliga al palet a desplazarse en una nica posicin sob

transportador. Tambin se pueden observar en la fig 14.1 las cuatro muescas (una en

lateral) que sirven para centrar el palet.

s de

est

e los

re el

cada


En cada estacin un tope acta parando el palet y seguidamente un centrador acaba de

posicionarlo de manera ms precisa.

CENTRADOR DEPALET

TOPE DE LA

ESTACIN

Fig C.94 Imagen del centrador y tope de palet ubicados en cada estacin.

Sobre el palet se fija el utillaje que soportar la base y el portamanetas.

C.16.2 DISEO DEL UTILLAJE DE POSICIONADO

El utillaje de posicionado es un elemento importantsimo en la lnea, ya que es

imprescindible que la base y el portamanetas estn en una posicin exacta e invariable de

un palet a otro. Las tolerancias de esta pieza han de ser las mnimas para que teniendo en

cuenta la variabilidad dimensional de las piezas, el buen posicionamiento est garantizado.

El posicionamiento de la base se decidi hacer utilizando los agujeros inferiores por donde

pasan los cables elctricos. Cuatro pius consideramos que era ms que suficiente para


asegurar un buen centraje. En la siguiente imagen podemos apreciar los agujero de

centraje de la base.

Fig C.95 Imagen de la base donde se indican los agujeros de centraje

Fig C.96 Imagen del piu centrador de la base

As de esta manera en el estudio de cotas crticas, se marcaron el dimetro de los agu

y la distancia entre centros.

sjeros


Por otro lado en el portamanetas se decidi centrar por los radios que se indican en la

siguiente figura:

Fig C.97 Imagen del portamanetas donde se pueden apreciar los radios que servirn de centraje.

Fig C.98 Imagen del piu centrador del portamanetas

Fig C.99 Vista superior de palet donde se pueden apreciar los puntos de centraje


A la hora de definir el palet primaron algunos criterios como:

1. Posicionado y fijacin correctos de las piezas

2. Tener accesibilidad tanto a la base como al portamanetas, para garantizar el mo

de los otros componentes.

3. Anlisis del montaje manual de la ltima estacin, es decir, el portamanetas hab

ser extrable sin gran esfuerzo y la distancia entre la base y el portamanetas

adecuada para facilitar su ensamblaje.

4. Correcta fijacin del palet con la placa base, solucionada con un tornillo y dos

pasadores.

5. Garantizar que los palets fueran iguales; se decidi mecanizar un palet que serv

de patrn y los dems siguiendo a ste de patrn.

El material utilizado en la fabricacin tanto de la placa base como de los pius del palet e

F-5210, que como bien hemos explicado en el apartado anterior, es un acero de alta

templabilidad. Por lo cual conseguiremos piezas de alta resistencia al desgaste que es

que interesa en los palets ya que las piezas de poliamida son muy abrasivas y podran

aparecer juegos con el tiempo que induciran a un mal funcionamiento.

Fig C.100 Imagen 3D del palet con la base y el portamanetas montados.

ntaje

a de

ira

s el

lo

IntroduccinEstacin 1 : BaseALIMENTACIN DE LAS PIEZASDETECCIN DE LA PIEZA EN CURSOSEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARDETECCIN DE LA ORIENTACIN DE LA PIEZA EN CURSOMANIPULACIN Y ORIENTACIN DE LA PIEZA EN CURSODiseo de los dedos de captura.Deteccin de pieza capturada

SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES ANT

Estacin 2: Contacto central bipolarEstacin 5 : Contacto central conmutadorALIMENTACIN DE LAS PIEZASDETECCIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARSEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARMANIPULACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLAR.Diseo de los dedos de captura

SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES.

Estacin 3 : Contacto lateralALIMENTACIN DE LAS PIEZASDETECCIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARSEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARMANIPULACIN DE LA PIEZA EN CURSOSOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES

Estaciones 4,7 y 9: flejesALIMENTACIN DE LAS PIEZASDETECCIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARSEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARMANIPULACIN DE LA PIEZA EN CURSODiseo de los dedos de captura y ensamblaje de l


Estacin 11: Balancn interruptorINTRODUCCINALIMENTACIN DE LAS PIEZASDETECCIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARSEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARMANIPULACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARDiseo de la pipeta de succin.Descripcin del sistema de succinDeteccin de la pieza capturada


Estacin 12: balancn conformadoEstacin 10 y 13: dosificacin de grasaINTRODUCCINCARACTERSTICAS GENERALESComponentes de la estacinFuncionamiento de la estacin

Estacin 14: Tapa cubrecontactosALIMENTACIN DE PIEZASDETECCIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARDETECCIN DE LA ORIENTACINSEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARMANIPULACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARDiseo de los dedos de captura

SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES

Estacin 15: PortamanetasINTRODUCCINALIMENTACIN DE PIEZASDETECCIN DE PIEZADETECCIN DE LA ORIENTACINSEPARACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARMANIPULACIN DE LA PIEZA A ENSAMBLARDiseo de los dedos de captura.

SOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES

Estacin 16: MUELLEINTRODUCCINALIMENTACIN DE PIEZASFUNCIONAMIENTO DEL DOSIFICADOR DE MUELLESSOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES

Estacin 17: RTULAINTRODUCCINALIMENTACIN DE PIEZASFUNCIONAMIENTO DEL DOSIFICADOR DE RTULASSOPORTE E INTEGRACIN DE TODAS LAS FUNCIONES

Estacin 18: Estacin manualINTRODUCCINPosicin del manipuladorComponentes del puesto de trabajoFuncin

Seleccin de materialesMATERIAL DE LOS COMPONENTES SOMETIDOS A DESGASTE.MATERIAL DE LAS PIEZAS NO SOMETIDAS A DESGASTEOTROS MATERIALES DE LA LNEA

El PaletCARACTERSTICAS DEL PALETDISEO DEL UTILLAJE DE POSICIONADO

Documents

neumatica deteccion, direccion de piezas.pdf