Contribución a la mejora del Sistema de Producción de la factoría de Renault motores en Valladolid: Soporte de Información en línea culatas, cámara de supervisión de proceso dentro de máquina de mecanizado y optimización del tiempo de ciclo en línea de cárteres cilindros

UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PROYECTO FIN DE CARRERA Contribución a la mejora del Sistema de Producción de la factoría de Renault motores en Valladolid: Soporte de Información en línea culatas, cámara de supervisión de proceso dentro de máquina de mecanizado y optimización del tiempo de ciclo en línea de cárteres cilindros ________________________________________ Jesús Hueso Domínguez Valladolid, marzo de 2014 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y AUTOMÁTICA PROYECTO FIN DE CARRERA presentado en la Escuela de Ingenierías Industriales de Valladolid para la obtención del título de Ingeniero en Automática y Electrónica Industrial Jesús Hueso Domínguez Contribución a la mejora del Sistema de Producción de la factoría de Renault motores en Valladolid: Soporte de Información en línea culatas, cámara de supervisión de proceso dentro de máquina de mecanizado y optimización del tiempo de ciclo en línea de cárteres cilindros Valladolid, marzo de 2014 Proyecto dirigido por: Jaime Gómez García-Bermejo Codirector entidad colaboradora: Carlos González de Dios Agradecimientos He de expresar mi profundo agradecimiento a todas aquellas personas que, de alguna forma, me han dado la oportunidad de desarrollarme tanto intelectual como personalmente, los resultados del proyecto son parte de su inspiración. Agradecer a D. Jaime Gómez toda su dedicación, confianza y orientación ofrecida en la elaboración de este proyecto. Evidentemente a mi familia, mis padres y con especial cariño a mi hermana Karina por todo su apoyo incondicional. Sin ellos hubiese sido imposible afrontar con éxito el desarrollo del proyecto, en el que tanta ilusión he puesto. Agradecer a la empresa Renault S.A. por darme esta gran oportunidad. Principalmente a D. Carlos González que ha sido mi mentor durante este tiempo en la compañía. Del mismo modo, al resto de compañeros de Renault que han hecho que mi paso por la entidad sea tan agradable como las mejores épocas de mi vida. Es para mí un orgullo haber conocido a estas personas estos meses. Finalmente, no puedo dejar de agradecer y expresar toda mi gratitud a mis amigos que me han alentado siempre ayudando a disfrutar y ser feliz a lo largo del sendero de la vida. Muchas gracias a todos Mejora del Sistema de Producción RESUMEN PROYECTO Se desea mejorar ciertos aspectos del Sistema de Producción en la factoría Renault motores de Valladolid. Para ello se inician varias líneas de actuación: integrar un Soporte de Información en Línea de mecanizado, analizar las diferentes opciones para controlar la calidad mediante sistemas de visión y examinar soluciones para optimizar el tiempo de ciclo de una línea de mecanizado. En todas las actuaciones se analizan las diferentes opciones para encontrar la más satisfactoria. Se pretende mejorar la accesibilidad a la información en la línea, supervisar los procesos de mecanizado y profundizar en los factores que intervienen en el tiempo de mecanizado de las máquinas. Finalmente, tras el análisis exhaustivo de todas las acciones posibles se consigue:  Integrar un Soporte de Información en la Línea fabricación aumentado la facilidad de búsqueda de información y proporcionando nuevas herramientas para obtenerla. Se crea una herramienta estándar para futuras implementaciones.  Encontrar la mejor solución para supervisar el mecanizado dentro de las máquinas, cámara de supervisión de proceso de mecanizado dentro de una máquina. Todo ello a un coste reducido, con capacidad de expansión, instalación sencilla, de cara a la empresa, y sin interferencias en el funcionamiento global de la máquina.  Reducir el tiempo de ciclo de una línea aumentando su producción por turno en diez piezas. Así mismo se deja previstas innovadoras actuaciones para continuar reduciendo el tiempo de ciclo de la línea por debajo del objetivo, diseñó e integración de centradores, aseguran la posición horizontal de la pieza, al mismo tiempo que hacen la función de sensores. Proyecto Fin de Carrera Mejora del Sistema de Producción ÍNDICE Proyecto Fin de Carrera Página 1 Mejora del Sistema de Producción CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS Capítulo 1 Proyecto Fin de Carrera Página 2 Introducción y Objetivos Página 3 Mejora del Sistema de Producción Capítulo 1 .- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 1.1 Marco del proyecto Una empresa multinacional como Renault tiene muy presente en todo momento la vigilancia tecnológica, con el fin de mantenerse en el mercado en una posición competitiva, estar actualizada y preparada a futuras remodelaciones y cambios de mercado. La vigilancia tecnológica es el esfuerzo sistemático y organizado por la empresa de observación, captación, análisis, difusión precisa y recuperación de información sobre los hechos del entorno económico, tecnológico, social o comercial, relevantes para la misma por poder implicar una oportunidad u amenaza para ésta. Concretamente, en este proyecto, se centra la atención en la vigilancia tecnológica en los aspectos que corresponden al seguimiento de los avances del estado de la tecnología así como las oportunidades y amenazas que genera. De este modo se mejora estratégicamente las capacidades tecnológicas de la empresa frente a la competencia, siguiendo exhaustivamente el proceso productivo y adaptándolo a las novedosas técnicas actuales. El promotor del proyecto, Carlos González de Dios, responsable de nuevos proyectos de diferentes líneas de mecanizado en la factoría de Renault motores de Valladolid, propone iniciar varias líneas de actuación en el entorno tecnológico de las mismas. Una de estas líneas es la implantación de un medio para consultar toda la información y documentación de la línea. El método actualmente en vigor se está quedando obsoleto provocando pérdida de documentos, deterioro de los mismos y consulta de documentos no actualizados. Por otro lado, otra línea de actuación, es el estudio y aplicación de controles de visión. Estudiar la viabilidad de control por visión y aplicación de controles mediante cámaras. Este estudio, se puede orientar de cara al producto o de cara al proceso. Se deben evaluar las ventajas e inconvenientes de las diferentes alternativas. Del mismo modo, otra línea de actuación, es la reducción del tiempo de ciclo de una línea con dicho tiempo por encima del objetivo. De ahí que por un lado surja la implementación de un soporte de información en línea. Con él se mejora la consulta de información de toda la línea y además se incluyen herramientas novedosas y muy eficaces a pie de línea. Y por otro lado el estudio de las diversas opciones de control de calidad, del producto o del proceso. Como esta visión es muy global, se estudian multitud de opciones. Entre todas ellas, se verá que la más viable es controlar la calidad del proceso. Capítulo 1 Proyecto Fin de Carrera Página 4 Ello implica también la calidad del producto. La solución propuesta es la integración de una cámara de supervisión del proceso de mecanizado dentro de una máquina. El estudio de las diferentes acciones para optimizar el tiempo de ciclo de la máquina, llevará, además de conocer exhaustivamente el funcionamiento de la máquina, a modificar e incluir nuevas técnicas para ganar velocidad de mecanizado. Dichos proyectos o líneas de mejora contribuyen a la vigilancia tecnológica manteniendo los medios y el sistema productivo actualizado con las últimas tecnologías y técnicas. La relación entre estos proyectos viene dada, aparte que contribuyen a la mejora continua de la empresa, cuando las imágenes de la cámara se visualicen en el soporte de información y este contenga toda la información referente a la misma. Del mismo modo que se precisa visualizar y obtener información del proceso de mecanizado, es conveniente analizar con detalle los movimientos y funcionamiento de la máquina para así modificar el proceso a conveniencia y ganar tiempo de ciclo. Con ello se contribuye a innovar en las herramientas utilizadas en la producción, en el control de calidad y en el funcionamiento de las máquinas y métodos actuales. De esta forma se contribuye a mejorar el proceso productivo lo que implica un aumento de la producción sirviendo como precedente para otras acciones. Introducción y Objetivos Página 5 Mejora del Sistema de Producción 1.2 Objetivos El objetivo general del proyecto es contribuir a la mejora del Sistema de Producción de la factoría de Renault motores de Valladolid en las líneas de mecanizado. Para ello se plantean las siguientes actuaciones concretas: 1. Desarrollar e implementar un Soporte de Información en línea. Dotar de accesibilidad a la información, sin posibilidad de edición, al mismo tiempo que integrar nuevos medios de difusión. Con ello se ahorrará tiempo de búsqueda y facilitará el acceso a los documentos mejorando la disponibilidad de información en las labores a pie de máquina. 2. Estudiar la viabilidad de sistemas de control de calidad mediante visión. Analizar las múltiples opciones de supervisar la calidad del sistema de producción. Mediante la visión se detectará con más precisión las causas de los defectos de mecanizado ahorrando costes gracias a la detección de errores con más rapidez. Eliminar el reducido porcentaje de piezas no conformes implica valor añadido al funcionamiento de la línea puesto que aumenta la producción. 3. Contribuir a la optimización del tiempo de ciclo en una línea de mecanizado. Analizar el funcionamiento de la línea para detectar los puntos clave que ralentizan su funcionamiento global. Su estudio en profundidad permitirá realizar varias líneas de actuación que reducirán el tiempo de ciclo de la línea lo que supondrá un aumento de la producción. Derivados de estas actuaciones surgen una serie de sub-objetivos que convienen seguir en todas las líneas de actuación.  Utilidad y usabilidad. Las herramientas y técnicas deben ser intuitivas, amigables para involucrar a los trabajadores que lo utilizarán y fomentar su uso proporcionándoles la información necesaria y herramientas que mejoren su labor. Así mismo su administración y mantenimiento debe ser sencillo.  Estandarización y expansión. Planificar desde un punto de vista global. De ese modo se podrá implementar las acciones realizadas en diferentes líneas.  Facilidad de implementación para el personal de la factoría. Las adaptaciones a los cambios deben ser progresivas y no deben presentar demasiadas complicaciones. Estos sub-objetivos suponen que las líneas de actuación se lleven a cabo mejorando gradualmente el sistema de producción. Capítulo 1 Proyecto Fin de Carrera Página 6 1.3 Descripción de la memoria La presente memoria se estructura en ocho capítulos. El contenido y la finalidad de los capítulos lo podemos resumir del siguiente modo: Capítulo 1: Se describe el marco del proyecto y su importancia dando a conocer los objetivos a perseguir a lo largo de todo su desarrollo. Así mismo se indica una descripción del contenido de cada capítulo. Capítulo 2: Se exponen los métodos y las técnicas actualmente en vigor en la factoría de Renault motores en Valladolid para finalmente a partir de un conocimiento más exhaustivo del Sistema de Producción Renault fundamentar la necesidad del proyecto. Capítulo 3: Se detalla exhaustivamente la metodología y los criterios seguidos en la implementación del Soporte de información en línea. Se muestra las alternativas que se han barajado, los diferentes aspectos de diseño y su implementación. Finalmente los resultados y mejoras conseguidas. Capítulo 4: Se detalla las diferentes líneas de investigación analizadas para mejorar el control de la calidad del producto o del proceso. En base a las explicaciones de las diferentes opciones analizadas se expone la línea más viable y efectiva de actuar, Cámara de Supervisión del Proceso de Mecanizado. A pesar de los condicionamientos existentes para su finalización e implementación se dará una visión de los resultados y beneficios conseguidos y previstos. Capítulo 5: Se analizan las diferentes opciones viables para reducir el tiempo de ciclo y aumentar la producción. Conforme se realiza el análisis se crean nuevas técnicas para conseguir el objetivo, diseñar unos nuevos centradores-sensores que modifican el funcionamiento global de la máquina. Capítulo 6: Se muestra los resultados, mejoras y beneficios que supone la realización del proyecto en sus tres líneas de actuación: primera vía de actuación, el soporte de información en línea, por otro lado el control de calidad mediante una cámara y finalmente las técnicas para reducir el tiempo de ciclo. Se verá la intrínseca relación entre las líneas de acción llevadas a cabo. Capítulo 7: Se detallará los costes directos, indirectos y de amortizaciones que conforman el coste completo del proyecto. Capítulo 8: Se exponen las principales conclusiones a partir de los resultados y se dan unas breves propuestas para futuras líneas de desarrollo. Se contrasta y corrobora que se han satisfecho y cumplido holgadamente todos los objetivos establecidos al inicio del proyecto. Introducción y Objetivos Página 7 Mejora del Sistema de Producción Anexo: Se adjunta el oportuno tutorial de manejo de las aplicaciones novedosas realizadas, de cara al administrador. Por ello se adjunta explicaciones básicas y puntos clave de manejo para la realización y modificación del entorno. Primeramente se dan las pautas de cómo ejecutar el equipo en modo administrador. Luego el procedimiento a seguir para remplazar o actualizar archivos. De forma más aclaratoria y didáctica se adjunta paso a paso un ejemplo. Finalmente se vuelve a configurar el equipo para su uso. Por otra parte, para modificar el diseño, incluir nuevos documentos y aspectos a la herramienta se dan unas pautas de cómo manejar el software correspondiente, Dreamweaver. Proyecto Fin de Carrera Página 8 Página 9 Mejora del Sistema de Producción CAPÍTULO 2 ESTRUCTURA GENERAL LÍNEAS MECANIZADO Capítulo 2 Proyecto Fin de Carrera Página 16 CÁRTER CILINDROS Es la pieza alrededor de la cual se montan el resto de piezas del motor, figura 8, y que determina la cilindrada del mismo. En Valladolid se fabrican cárteres en fundición de hierro y de aluminio con la última tecnología. Figura 8: Cárter cilindros CIGÜEÑAL Junto a las bielas, es la pieza encargada de transformar el movimiento alternativo del pistón en el movimiento de rotación que se transmite a las ruedas de nuestro vehículo, figura 9. Se fabrica en diversas líneas con las tecnologías más punteras. Figura 9: Cigüeñal de un motor Estructura general líneas mecanizado Página 17 Mejora del Sistema de Producción VOLANTE Pieza cilíndrica de fundición. Contribuye al funcionamiento suave y uniforme del motor, sirviendo, junto al embrague, de pieza de enlace del motor con la caja de cambios. Figura 10: Volante motor BIELA SECABLE Pieza de acero forjado encargada de conectar el pistón con el cigüeñal tal y como muestra la figura 11. En su producción incorpora el corte láser, que asegura un montaje de alta precisión. Figura 11: Biela de un motor Capítulo 2 Proyecto Fin de Carrera Página 18 LAS TECNOLOGÍAS Los ingenieros y técnicos de la Factoría de Motores de Valladolid y de la ingeniería mecánica de Renault han desarrollado las tecnologías más punteras, que permiten fabricar productos excelentes en todas las líneas de montaje y mecanizado. El bruñido ‘plateau’, el banco en frío, el corte láser o los sistemas de visión artificial son buen ejemplo de ello. Figura 12: Ejemplos diferentes tecnologías De izquierda a derecha y de arriba abajo: bruñido, banco en frío, corte por láser y sistemas de visión artificial. BRUÑIDO ‘Plateau’ Es una de las técnicas más delicadas del mecanizado del cárter cilindros. Unas placas especiales de piedra cerámica se encargan de reducir la rugosidad de la cara interior del cilindro hasta unos límites de menos de una micra. Con ello se mejora de forma sustancial la lubricación del motor con lo que se pueden alargar los intervalos de cambios de aceite. Estructura general líneas mecanizado Página 19 Mejora del Sistema de Producción BANCO EN FRÍO Normalmente los motores se prueban en bancos en caliente, que les permite arrancar y simular el funcionamiento del vehículo. En Motores Valladolid se ha introducido un banco en frío al final de la cadena de montaje para probar el H4Jt entre otros. Este banco permite que el motor gire, y durante este movimiento se puede controlar un 100% de su funcionamiento, sin necesidad de arrancarlo. Ha supuesto un ahorro de tiempo y de energía respecto al banco en caliente. CORTE POR LÁSER La Factoría de Motores dispone de la más avanzada tecnología en la fabricación de bielas. Ello incluye la técnica de corte por láser, que gracias a su elevada precisión asegura un acabado perfecto para la posterior unión de las partes de la biela en el montaje motor. SISTEMAS DE VISIÓN ARTIFICIAL Se utilizan principalmente en montaje motores. Se trata de unos puestos robotizados, en los que el control se hace sin la intervención del operario. Para ello, se instala una cámara en un robot que va “dirigiendo la vista”, registrando y comprobando que las piezas de las diferentes partes del motor sean las correctas y su instalación perfecta. El más pequeño problema se detecta en el momento. Capítulo 2 Proyecto Fin de Carrera Página 20 2.2 Líneas de mecanizado Todas estas tecnologías junto con otra multitud de ellas son las aplicadas en las diferentes líneas de mecanizado para obtener diversas piezas y conformar la diversidad de motores fabricados en la Factoría de Motores de Valladolid. Mientras que en Motores tres está el montaje motor, en motores uno y dos están las líneas de mecanizado de las piezas producidas en Renault. A continuación se muestra el funcionamiento de dos líneas de mecanizado: una de culatas de aluminio del motor diésel K9, CU2Bis (culata), ubicada en motores dos, y otra de mecanizado de cárter cilindros, de aluminio también, para el motor H5, LCC82 (cárteres cilindros). 2.2.1 Línea culatas Denominada CU2B o L2B, es una línea culatas, CU, de capacitario, es decir, para obtener un aumento de la producción de culatas admitiendo diversidad de producto. Diseñada para producir 400 culatas/turno. Sumadas, junto a las 600 culatas/turno de la otra línea de culatas L2, juntan 1000 culatas/turno para el motor K9. La línea L2B realiza exactamente las mismas operaciones y mecanizados que la línea L2, es una línea paralela a esta última. Por eso, la operación, los puestos de trabajo se clasifican en operaciones, que por ejemplo en la línea L2 se llama OP 120, en la línea nueva, es una operación análoga, se llama OP 1120. Además la zona final de la línea, está compartida entre las culatas de la línea L2 y la L2B. Es una línea muy nueva, montada en 3-4 meses durante 2013. Las principales diferencias son que ocupa menos espacio, tiene menos máquinas y es más nueva. Como novedad o característica distintiva respecto de otras líneas, en esta línea, la culata va montada todo su recorrido a un adaptador con 4 tornillos espárragos. Su traslado de unas operaciones a otras se realiza mediante manutenciones (guías transportadoras). Si observamos otras líneas anexas, esto se realiza exclusivamente mediante robots, teniendo stocks de piezas en los pulmones, almacenes, existentes entre una y otra operación. Diversidad del producto La nueva rama, L2B, sólo mecaniza culatas de tipo K9. Sin embargo, está predispuesta para poder mecanizar el resto de variantes producidas en la rama actual, L2. La diversidad, diferentes variantes de culatas, es gestionada mediante la fabricación por ráfagas. Es decir, generalmente por turnos se fabrican una partida, determinado número de piezas, de una gama de productos. Posteriormente en otro turno otra gama diferente y así sucesivamente. Estructura general líneas mecanizado Página 21 Mejora del Sistema de Producción La diversidad de culatas que soporta la línea son 6 tipos: Step 0, Step 1, Step 2, Step 3, Step 4, Gen 5_6, quedando actualmente vigentes los 3 últimos tipos, ya que los 3 primeros tipos están quedando obsoletos. Esta variedad de culatas da lugar a la gama de motores diésel K9: K9K Step 1 (dCi 85), K9K Step 2 (dCi 105), K9K Step 3 (dCi 75 y dCi 90), K9K Step 4 (dCi 110), K9K Gen 5 (Energy dCi 75), K9K Gen 5 eco (Energy dCi 90) y K9K Gen 6 (Energy dCi 110). Cada cara en una culata tiene una denominación correspondiente: Cara 100: ACOPLAMIENTO, a la caja de cambios. Cara 200: Donde se alojan los INYECTORES. Cara 300: DISTRIBUCIÓN Cara 400: COLECTORES de escape. Cara 500: COMBUSTIÓN, al cárter cilindros. Cara 600: ADL, ÁRBOL DE LEVAS. Figura 13: Nomenclatura caras culata Figura 14: Cara 600, 500 y 100 Siendo la denominación de los orificios de cada cara acorde a su denominación, es decir, taladros en la cara 600, se denominan 611, 612... Por otra parte, observar que el motor K9 tiene 4 cilindros, por tanto 8 válvulas, 4 de admisión, más pequeñas, y 4 de escape, más grandes. Capítulo 2 Proyecto Fin de Carrera Página 22 2.2.1.1 Estructura general de la línea En los posteriores apartados se muestra una explicación general del taller o línea y posteriormente se particulariza por zonas los diferentes tipos de elementos o partes que la conforman. La figura 15 indica el recorrido del producto y la disposición de la línea. Se observa que la línea está dispuesta en forma de U, teniendo una zona común con su línea paralela, L2, al final. La entrada de material en bruto y la salida del producto mecanizado se sitúan en la entrada a la línea, zona de logística. El sentido de las flechas indica el recorrido de las culatas. La circulación de peatones se realiza por el centro de la línea, disponiéndose de pasos elevados para sortear las manutenciones. Como curiosidad, indicar que en los planos de la planta se indica la orientación de la pieza en el adaptador según su representación al lado de las manutenciones. A lo largo de toda la línea se encuentran otros tipos de medios auxiliares tales como armarios de herramientas, símbolos en azul a la izquierda de las Op 1390 y 1530 u otros elementos tales como la pantalla táctil, símbolo de estrella al lado de la Op 1550, con toda la documentación de la línea realizada por el autor del presente documento. Figura 15: Descripción en planta de la línea Estructura general líneas mecanizado Página 23 Mejora del Sistema de Producción Por otra parte, particularizando, podemos distinguir diferentes tipos de máquinas: 2.2.1.2 Centros de mecanizado Figura 16: Centro de mecanizado Hay 4 operaciones en las que se realizan diferentes mecanizados. En todas ellas, hay dos máquinas de mecanizado en paralelo, aunque físicamente se encuentren en serie, excepto la operación 1390 que tiene tres máquinas en paralelo. Poner máquinas en paralelo permite reducir el tiempo de ciclo. Además, si una de ellas se avería, la línea puede continuar produciendo al 50% de la producción habitual. 2.2.1.3 Lavadoras En los centros de mecanizado, para lubricar y refrigerar se usa taladrina, olor característico de motores 2. Tras una operación de mecanizado se deben lavar las piezas para limpiar dicha taladrina. Hay tres operaciones de este tipo en la línea. Son máquinas individuales, cuello de botella, es decir, si se avería una se detiene por completo la línea. Figura 17: Lavadora Op 1550 Capítulo 2 Proyecto Fin de Carrera Página 24 Internamente, como se ve en la documentación de la máquina y en el Sinóptico, tienen varias estaciones. Son máquinas transfer puesto que el avance de las piezas de una estación a otra se produce en todas las estaciones simultáneamente. Se estructuran en diferentes estaciones:  97 entrada, 98 salida.  3, estación de lavado general  5, estación de lavado calibrado a 15 bar  7, estación de secado con turboventilador  8 y 9, secado con ventilador. Cuando ingresa un nuevo operario a la línea, son de las primeras máquinas que aprende a manejar puesto que son muy sencillas. Figura 18: Sinopsis lavadora Op 1550 2.2.1.4 Robots Se puede observar diferentes Robots en las operaciones 1320, 1330 y 1340. Todos estos Robot son de la marca ABB, rojos, y el modelo generalmente usado en motores dos es el IRB 6400 e IRB 4440. Figura 19: Robot Estructura general líneas mecanizado Página 25 Mejora del Sistema de Producción 2.2.1.5 Valvulería manual y zona común La zona de valvulería manual es la menos automatizada de la línea. En ella se deposita Loctite, se montan tapones, retenes, muelles y válvulas de la culata. Posteriormente pasan por una zona común a las dos líneas. Se controla con un Poka-Yoke que todas tengan montadas las válvulas. Un Poka-Yoke es una herramienta procedente del Japón que significa “a prueba de errores”. Lo que busca con esta forma de diseñar los procesos es eliminar o evitar equivocaciones ya sean de ámbito humano o automatizado. Este sistema se puede implantar también para facilitar la detección de errores, [5] y [6]. Finalmente, en la operación 720 se controla la estanqueidad del montaje. Finalmente, en una operación de control al final de la línea, se realiza un testeo una a una de TODAS las culatas. Figura 20: Zona común L2 y L2B 2.2.1.6 Otra información A lo largo de toda la línea, encima de cada operación aproximadamente, se puede ver un rotativo perteneciente a cada operación donde se indica en tiempo real en qué estado está la operación. Verde, produciendo, naranja intermitente saturada de pieza o a falta de pieza y roja fija es averiada o generalmente parada programada. Tras cada operación hay un puesto de control (zona de control como se indica en las líneas en el suelo, BdL) o borde de línea. En él, con instrumentación de medición cada x piezas se realiza un control de calidad. Como curiosidad, según las diferentes líneas, en la jerga de los operarios se puede llamar de diferentes maneras, en esta línea se llama “Guichet = taquilla, ventanilla“. Cada operación tiene su documentación correspondiente, FOS = fichas de operación estándar, etc. Esta se puede consultar en la misma operación o en la pantalla táctil recientemente instalada. Además, hay tableros informativos a lo largo de toda la línea, prevención de riesgos laborales, producción diaria, etc. Capítulo 2 Proyecto Fin de Carrera Página 32 Por otra parte, indicar que a diferencia de la línea culatas, en LCC82 no se usa adaptador. Anecdóticamente, en otras líneas de mecanizado de cárteres cilindros sí se usan adaptadores, incluso este varía de posición dependiendo de la zona en la que se encuentre en la línea. Y en vez de apoyarse sobre sólo una cara, como en las culatas de K9, lo hace sobre dos caras, tomando tres posiciones distintas la pieza sobre el adaptador, por ejemplo: adaptador bridado sobre cara 100 y 300. En futuras implantaciones se intenta evitar el uso de adaptadores, como se hace actualmente en LCC82, debido al precio que supone, el peso que incluye a todo el proceso y los problemas que genera por ejemplo debido a tornillos desgastados. Figura 22: Vista en planta LCC82 Estructura general líneas mecanizado Página 33 Mejora del Sistema de Producción 2.2.2.1 Generalidades Del mismo modo que la culata tiene una denominación en cada cara, el cárter cilindros tiene su denominación correspondiente. Figura 23: Caras cárter cilindros CARA 100: Caja velocidad. CARA 200: Termostato / Varilla de aceite / Calculador / Marcado. CARA 300: Distribución. CARA 400: Catalizador / Accesorios / Turbo / Marcado. CARA 500: Culata. CARA 600: Cárter de aceite. La denominación de las caras es seguida a lo largo de todos los documentos, planos de la línea, fichas esquema, donde se indican las cotas y todos los procesos a realizar en cada uno de las operaciones. Del mismo modo, cuando se encuentren los diferentes mecanizados, vendrán referidos conforme la siguiente nomenclatura: F=Fresado, R=Roscado, T=Taladrado, E=Escariado, M=Mandrinado, B=bruñido, CH=Chaflán Capítulo 2 Proyecto Fin de Carrera Página 34 2.2.2.2 Lavadoras y centros de mecanizado Las lavadoras son análogas a las de la línea CU2B, simplemente varían de color debido a que el fabricante es distinto. Su funcionamiento es análogo a las otras, también por estaciones. En cambio, los centros de mecanizado, son similares, pero se entra más en detalle debido a que en esta línea trabajan únicamente en serie, hay centros en los que sólo se mecaniza una pieza simultáneamente y centros bibrocha, que mecanizan dos piezas simultáneamente. La diferencia que trabajen en serie o en paralelo radica principalmente en la existencia de un eje para la carga de las piezas al cargador. En la línea CU2B la pieza entra por las manutenciones, cuando es detectada en su correcta posición un eje de carga la eleva y desde esa posición el cargador central la coge, rota y la introduce dentro de la cabina de mecanizado. Para el producto mecanizado se realiza el proceso inverso. En cambio, en esta línea no existe el eje de elevación de la pieza para su carga en el cargador. Es este mismo quien la retira de la manutención y la introduce en la cabina de mecanizado. Del mismo modo para su extracción. Las diferencias y desventajas respecto al otro modelo de máquina con el eje son múltiples. En primer lugar, al trabajar las máquinas en serie, en el caso de existir una avería se para toda la producción de la línea. Por otra parte, al no disponer del tercer eje de carga de piezas se debe de disponer de más longitud en las manutenciones para disponer de stock de piezas a la entrada de la máquina. La figura 24 muestra en centro de mecanizado visto en planta, su aspecto exterior es similar al mostrado en la figura 16. El funcionamiento de una máquina bibrocha, tal y como es esta, y de un centro de mecanizado que sólo mecaniza una pieza a la vez, es muy similar, simplemente varía las piezas mecanizadas simultáneamente. Estructura general líneas mecanizado Página 35 Mejora del Sistema de Producción Figura 24: Vista en planta de un centro de mecanizado La pieza entra por las manutenciones de la derecha tal y como se muestra en la figura 24, su orientación, del mismo modo que viene indicada en los planos de implantación, viene dada en la figura. Una vez dentro, detectadas la piezas en las estaciones 3200 y 3100, existe un eje para elevarlas o no, tal y como se explicaba anteriormente. En este caso, al trabajar en serie, el cargador, capaz de trasladar cuatro piezas simultáneamente como se observa, retira las piezas de la manutención y las introduce en la cabina de mecanizado, estaciones 100 y 200. Mecaniza paralelamente dos piezas, de ahí la denominación de bibrocha. El tiempo de ciclo de estas máquinas está íntimamente relacionado con este proceso. Y de este mismo depende que se haya podido implantar la línea de capacitario paralela. En un centro de mecanizado con una sola herramienta, si el tiempo de ciclo objetivo es 1,05 min/pieza y no existe línea en paralelo de capacitario, éste será el tiempo de ciclo de la operación. En cambio, en las ramas en paralelo, por ejemplo para la Op 40A y la Op 40B, su tiempo de ciclo de operación será el doble, 2,1 min/pieza. Del mismo modo, en las ramas en paralelo para las máquinas bibrocha, el tiempo de ciclo por operación, por ejemplo de la Op 60A y Op 60B es de 4,2 min/pieza, puesto que mecanizan dos piezas simultáneamente. Capítulo 2 Proyecto Fin de Carrera Página 36 2.2.2.3 Bruñido Dentro de los cilindros están alojadas las camisas. Estas son piezas que se montan al bloque durante la mecanización de manera que forman parte del interior de los cilindros. Tanto como si lleva o no camisas, las paredes del cilindro tienen el tratamiento superficial adecuado para que soporte la fricción con los pistones. Este tratamiento superficial es uno de los mecanizados más importantes y especiales del proceso, ‘plateau’. Consiste en realizar un súper-acabado entre los pistones y los cilindros. Es la holgura que se le conforma a estos dos elementos. De ella depende la lubricación de los pistones, el consumo de aceite, la necesidad de cambiar el aceite cada cierto tiempo y derivado de este, las emisiones de CO2. Optimizando el proceso de bruñido se puede reducir el consumo de aceite, alargando los intervalos de cambios de aceite y las emisiones de CO2. De ahí que se esté estudiando para futuros proyectos nuevas tecnologías en este que reducen el espesor de desbaste y cambian el ángulo de las estrías para reducir las emisiones de CO2. Las características a tener en cuenta en este proceso son la rectitud, concentricidad y conicidad del alojamiento de los cilindros. Si se realiza un gráfico con el perfil de rugosidad de la superficie se observa que en los valles es donde se aloja la aceite. He ahí que influya enormemente en la lubricación del motor. Las herramientas usadas son piedras de diamante o de cerámica. Su porta-piedras tiene un sistema de aire con el que se precisa las cotas de devastado que deben obtenerse. La máquina de bruñido es una máquina transfert, análoga a una lavadora, con diferentes estaciones. Primeramente, para el desbaste se usan las piedras de diamante. Posteriormente, realizando movimientos de vaivén distintos, se realiza el acabado final. Estructura general líneas mecanizado Página 37 Mejora del Sistema de Producción Figura 25: Bruñido, herramientas En la figura 25 se muestra el interior de la máquina de bruñido justamente en el momento de cambio de herramienta. De ahí que en la parte derecha de la imagen falte una de las dos herramientas que forman parte de la estación. A la izquierda de la misma se muestra la siguiente estación de mecanizado. El aspecto exterior de dicha máquina es parecida a una lavadora pero con cristales de visualización del proceso, aunque se ven empañados por la taladrina que interviene en el mecanizado y por ello no se ve con claridad. En la misma figura 25 se puede apreciar otro elemento del que, hasta el momento no se ha mencionado, llamado falsa culata. Para evitar la variación de tolerancias dimensionales en el proceso de bruñido debido a la contracción y dilatación que genera el proceso debido a la temperatura y a las herramientas, se monta sobre el bloque cilindros una pieza que simula una culata. Esta le conforma rigidez al bloque. La falsa culata sólo se monta en este proceso de mecanizado. Por eso, alrededor de la operación de bruñido, Op240, en la figura 22 se observa que tiene una realimentación. Son las operaciones que realizan el proceso de montaje y desmontaje de la falsa culata así como la recirculación de la pieza para volverse a montar en sucesivas piezas. Capítulo 2 Proyecto Fin de Carrera Página 38 2.2.2.4 Otra información Todas las herramientas y medios vistos en la línea CU2B se encuentran en LCC82 puesto que vienen establecidos en el Sistema de Producción Renault. El SAM, Dojos y elementos de control como: 1. BdL, bordes de línea. 2. Salas de control 3D, para control de tolerancias tras los procesos de mecanizado. 3. Gravimetría y granulometría (partículas de cierto tamaño), para controlar que la pieza no presenta polución. 4. Control de volumen. 5. Defectos de forma. 2.2.2.5 Descripción de las operaciones Siguiendo el flujo del producto a lo largo de la figura 22 se va a describir brevemente el proceso. Se dan unas explicaciones generales centrándose principalmente en las operaciones objeto del proyecto. La entrada del material en bruto se ubica en la parte superior derecha de la figura 22. Un operario carga cárteres cilindros en las manutenciones. Puede cargar piezas en una u otra de las dos líneas paralelas. Ambas disponen de un tramo de manutención suficientemente extenso con el fin que sirvan de pulmón de piezas en bruto para un tiempo suficientemente amplio. Inicio carga de brutos y control de la diversidad. Op 20 Proceso de fresado de la cara 100, 300 y 600. Es una máquina bi-brocha. Desbaste zona cigüeñal, palier, cara 100 y 300. Op 40 Desbaste de los cilindros, arrancador y encastrement (alojamientos-incrustación). Op 60 Fresado cara 100, 300 y 500. Op 70 Ranura interfuts y mecanizados cara 100 a 400. Op 80 Mecanizados cara 200, 400 y 600. Op 90 Fresado acabado palier central. Tapa de bancada. Op 100 Lavado y desbarbado de apoyo de las tapas. Test de estanqueidad de la cámara de agua y aceite de alta y baja presión (HP/BP). Estructura general líneas mecanizado Página 39 Mejora del Sistema de Producción Op 160 Ensamble tapas bancada. Y control por visión artificial de dicho proceso. Las tapas de la bancada, que sujetan el cigüeñal, al mismo modo que las tapas del árbol de levas en la culata, deben ser atornilladas al bloque cilindros en un determinado orden y con una determinada posición. Posteriormente se mecanizan. Para montar el cigüeñal deben ser desatornilladas. Pero no se puede variar el orden y la orientación con que han sido mecanizadas a la hora de volverse a montar sobre el cigüeñal. Ello es debido a que cada tapa puede tener diferentes cotas y sobre todo al desgaste de la herramienta de mecanizado, el barrón. En las diferentes zonas del barrón puede tener un desgaste de la herramienta distinto, por ello se deben de montar exactamente en la misma posición que han sido mecanizadas. Para ello se enumeran las tapas y mediante visión artificial verificamos su correcto orden de montaje sobre el cárter cilindros. Figura 26: Op 160, ensamble tapas al cárter y control por visión artificial En la figura 26 se describe gráficamente esta operación. Los bloques cilindros entran por la parte central izquierda, las tapas por la parte inferior y los tornillos por la parte posterior de la Operación tal y como muestra la imagen. Un robot Yamaha de varios ejes coge las tapas, luego los tornillos, en el mismo eje del robot está situada la cámara de visión artificial con la cual realiza el control si están ordenadas correctamente las tapas, y finalmente se insertan en el cárter con un cilindro oleoneumático y se atornillan con su par de apriete correspondiente. En posteriores capítulos se verá en detalle los resultados del control por visión artificial. Capítulo 2 Proyecto Fin de Carrera Página 40 Op 180 Acabado línea cigüeñal y fresado cara 500. Indexado caja de velocidades. Es una operación muy compleja. La máquina encargada de dicho proceso es una Horkos, máquina transfert con diferentes estaciones. Siendo una de las operaciones más delicadas de la línea cuyo tiempo de ciclo es superior al objetivo. En los próximos capítulos se ve con más detalle su funcionamiento. Op 200 Fresado acabado de la cara 100, 300 y mecanizado cara 600. Op 220 Ensamblado falsa culata. Op 240 Mandrinado acabado y lapeado cilindros.  BRUÑIDO Op 260 Desensamblado falsa culata. Op 265 Lavado tornillos y falsa culata. Op 270 Separación tornillos de falsa culata. Op 275 Desbarbado fresado cara 100, 300, 600 y rampa de aceite. Op 280 Lavado, desbarbado y fresado cara 500. Op 290 Ensamble tapones. Op 295 Test estanqueidad tapones de cámara agua y aceite HP. Op 297 Poka-Joke presencia roscas y taladros. Op 310 Control visual y descarga. Finalmente control en sala 3D y BdL en nivel 3. Estructura general líneas mecanizado Página 41 Mejora del Sistema de Producción 2.3 Fundamento del proyecto Todas las organizaciones, a través de su evolución, desarrollan una estructura que debe responder a las necesidades y estrategias para el logro de sus objetivos. Dicha estructura está compuesta por procesos productivos que requieren para su funcionamiento recursos humanos, técnicos y financieros. Estos representan la inversión o capital de la empresa. Este sistema funciona permanentemente con el objetivo de ser lo más eficiente posible y satisfacer las expectativas de los clientes, trabajadores y propietarios de la empresa. Suele tratarse de un sistema formal y documentado desarrollado en base a los últimos adelantos de la ingeniería. En Renault, este sistema se conoce como Sistema de Producción Renault. La revisión de un Sistema de Gestión de la Calidad, involucra tanto la evaluación periódica del cómo y el por qué se hacen las cosas, como la verificación permanente de que se están cumpliendo los requisitos del producto o servicio, exigidos y especificados por el cliente. Un Sistema de Gestión de Calidad, sólo existirá en la medida en que pueda ser verificado con base en los requisitos establecidos, por consiguiente hay evidencia de los siguientes resultados: en primer lugar satisfacción del cliente, cumplimiento de los requisitos, generación de beneficios para todas las partes interesadas y finalmente mejoramiento continuo [7]. En mercados globalizados con un altísimo grado de competitividad, debido entre otros a la existencia de un sistema de información en tiempo real y de bajísimo costo, hace imperiosa a las empresas la necesidad de mejorar de manera continua y sistemática. Toda la empresa y su personal deben de estar preparados en condiciones plenas de reaccionar con prontitud y eficazmente, a la manera que un artista marcial cada día se mejora a sí mismo. No se trata solo de capacitarse en el uso y aplicación de diferentes herramientas e instrumentos por parte de los directivos empleados, es mucho más que ello, se trata de además de crear e inventar nuevos instrumentos y nuevas formas de aplicar los mismos en la organización. La mejora continua no solo debe ser utilizada como una mejor herramienta, también para crear cada día mejores y más eficaces herramientas. Este proceso de mejoramiento continuo permite visualizar un horizonte más amplio, donde se buscará siempre la excelencia y la innovación que llevarán a los empresarios a aumentar su competitividad, disminuir los costos, orientando los esfuerzos a satisfacer las necesidades y expectativas de los clientes. Siendo la empresa una verdadera líder de su organización, asegurando la participación de todos e involucrándose en todos los procesos de la cadena productiva. Capítulo 3 Proyecto Fin de Carrera Página 48 3.2 Introducción Conforme se mejora el sistema de producción Renault surge la necesidad de actualizar y renovar los medios y herramientas utilizados en este proceso. Un soporte información en línea ahorra tiempo y facilita la búsqueda de información. Además, incluye herramientas complementarias como vídeos formativos inexistentes hasta la fecha. Se establecen así los últimos avances científicos y tecnológicos tal y como se caracteriza la mejora continua. 3.2.1 Marco, objeto y alcance del Soporte A pie de línea es necesario consultar gran cantidad y diversidad de información tanto referente a la máquina como al sistema de producción Renault, esquemas eléctricos o fichas de operación estándar. Toda esta documentación está en diferentes departamentos y/o ubicaciones. Normalmente resulta un trabajo laborioso encontrar dicha información. Incluso en algunos casos se debe de consultar a diferente personal, con lo que ello conlleva, pérdida de tiempo por ambas partes. Un ejemplo son las listas de piezas de desgaste y/o recambio. Para facilitar esta consulta de información, así como ahorrar tiempo y controlar que la documentación consultada sea la más actualizada, surge la necesidad de dotar a la línea de un medio para tal fin. El soporte de información en línea permite el acceso a la misma de forma rápida y eficaz, aprovechando los medios informáticos para agilizar la tarea y reducir el tiempo dedicado a recopilar documentación. De esta manera se pretende evitar los problemas derivados de la documentación impresa tales como deterioro, pérdida y consulta de copias obsoletas de documentos. Además, el soporte información integra en un mismo equipo toda la información de la línea resultando el coste de implantación de este proyecto piloto muy reducido. 3.2.2 Objetivos y fundamento El principal objetivo del proyecto es la accesibilidad a la información actualizada, haciendo su consulta más intuitiva y rápida, mejorando así la competitividad, calidad y productividad. Otro objetivo es la capacidad de implantar esta metodología en diferentes líneas: se pretende así la estandarización de la mejora conseguida con el mismo formato y estructura. Simplemente adaptándola a las particularidades de cada línea. Soporte Información en Línea Página 49 Mejora del Sistema de Producción 3.3 Metodología de trabajo La búsqueda y ubicación de todos los documentos se realiza de forma intuitiva potenciando la sencillez del entorno. La incorporación del soporte de información en cada línea supone establecer un método de trabajo y normas de diseñó comunes. De forma que cualquier persona sea capaz de estructurar y encontrar cualquier documento con facilidad. Para ello, es necesario seguir un riguroso orden y distribución de la información con el fin de evitar errores y agilizar su actualización. Además, se establece de tal forma que todos los departamentos, incluyendo ingeniería y producción, sigan la misma estructura. 3.3.1 Sistema de implantación Para implantar el soporte de forma eficaz y satisfactoria se deben tener en cuenta diferentes aspectos tales como: 1. El público usuario a quién va dirigida así como la información y formación de la que disponen. Destinado al consumidor final, Kaizen. 2. No interferir en la organización de información entre diferentes partes. Por ejemplo, puesto que los proveedores nombran los documentos de una forma, no se debe modificar dicha nomenclatura o en tal caso es aconsejable establecer y disponer de un sistema de conversión entre ambas partes, Renault y proveedores. De este modo, se evita en la medida de lo posible, excepto planos mecánicos, como más adelante se explica, renombrar los documentos. 3. Tener facilidad para realizar cualquier cambio y/o modificación en un breve periodo de tiempo. Tal y como surgió en la auditoría de calidad de diciembre. Se organiza rigurosamente con precisión cada documento por su nombre y localización. Tanto en la pantalla táctil como en el directorio original desde donde se parte de los archivos originales. La finalidad es, por una parte, disponer de la versión implementada en el equipo y, por otra, disponer de los documentos necesarios o intermedios para rápidamente introducir modificaciones, tales como los índices creados para añadirlos a otro documento con todos los planos. Tanto estos aspectos, como la metodología de trabajo y todo el proceso de diseño e implementación siguen las premisas establecidos en torno a la técnica del Kaizen. Como se acaba de indicar en el primer aspecto y brevemente continuaremos mostrando en el resto del desarrollo del proyecto. Capítulo 3 Proyecto Fin de Carrera Página 50 3.3.2 Normas de diseño Generales Se adopta como diseño la utilización de fuertes contrastes de colores de modo que se resalte la información más relevante y se centre la atención en los principales elementos. Por una parte, se dispone en todo momento de un menú de navegación, análogo a cualquier navegador de internet. Botón de inicio a la derecha, y botón para volver al menú anterior a la izquierda. Ambos de color amarillo, con lo que se pretende tenerlos visibles sin distraer en la consulta de información aunque su ubicación y diseño son siempre los mismos. Por otra parte, para evitar distracciones innecesarias tampoco se recurre a la incrustación de elementos en movimiento o similares. Excepto en la pantalla principal donde le da un toque de diseño convirtiendo el entorno en un espacio más atractivo. La forma de estructurar la información ha sido de forma preferente en formato tablas, aprovechando así el espacio de la pantalla al máximo. De esta manera, Dreamweaver facilita en gran medida la ubicación, selección y propiedades de este tipo de elementos. Dentro de ellas insertamos los botones, otras tablas, imágenes, vídeos, etc. En todos los menús de documentos se indica en la parte superior de la pantalla en qué submenú se está en todo momento. Además, el título de la pestaña al abrir un documento indica el nombre original del documento. Correspondencia entre DISEÑO-EDICIÓN e IMPLEMENTACIÓN El tamaño de la pantalla táctil, soporte información, y el de la pantalla del ordenador con el que se edite, quizás no se corresponden. Por lo tanto, para hacer que el sistema sea estándar y en el ordenador de edición se pueda comprobar fácilmente si la información del código html creado está dentro o no de la pantalla de visualización, se establece como boceto una imagen de fondo de tamaño 1024 por 768 pixels, siendo esta la resolución adecuada de la pantalla táctil. Esta imagen, aparte de servir como plantilla, debe tener un tono transparente de modo que no entorpezca en modo alguno la visualización de la información del sitio. Soporte Información en Línea Página 51 Mejora del Sistema de Producción Plantillas Todo el proyecto parte de plantillas y de un estilo general, reglas de estilo CSS. De este modo, en muy poco tiempo se podría implementar el proyecto en diferentes líneas de una manera estándar y con el mismo diseño. Se consolida estandarización e implementación del proyecto en futuras líneas. Centrando brevemente la atención en las plantillas más estándares: - Plantilla para cada operación, “PlantillaPrincipOP.dwt”. - Plantilla para cada submenú de cada operación. - Y otra plantilla para abrir diferentes tipos de ficheros, información variada, “PlantillaAbrirDifDoc.dwt”. Al diseñar el sitio (como Dreamweaver denomina al proyecto), se crea cada documento a partir de su plantilla correspondiente. Luego, para realizar modificaciones concretas, como la mayoría de los html quedan vinculados a la plantilla, se deben separar de la plantilla ya que tiene zonas editables y no editables. Modificar >> Plantillas >> Separar de plantilla. En cambio, para realizar cambios globales a muchas páginas html a la vez, se podría realizar estratégicamente mediante la vista código. Tener muy presente, que estos cambios, en una breve actualización del sitio, puede cambiarlo globalmente por completo. Así, usando plantillas, se establece estratégicamente la implementación de un proyecto sistemático y estándar a grandes rasgos para diferentes líneas de mecanizado. Botones Se han diseñado botones con esquinas redondeadas con el fin de transmitir una sensación más amigable. Doble color de botones, amarillo al pulsar, para estar al corriente qué botón se está pulsando. Además, el diseño de los botones con una imagen de sustitución de fondo amarilla permite saber en qué lugar se encuentra el puntero del mouse, dedo o lápiz táctil. Por ello, el formato de las imágenes de los botones es *.gif. De esta forma se consigue forma redondeada mostrando el fondo. Como patrón, particularizando, para realizar modificaciones, el color de la imagen de sustitución de los botones siempre es, en hexadecimal, #FFFF00 = amarillo. El color de los botones sin pulsar es #88FF88 = verde. Por otra parte, las filas de botones comienzan en verde, con colores alternos entre verde y azul, #33FFFF = Azul. La elección de estos colores, se ha realizado con la finalidad de tener bastante contraste entre el texto y el fondo de los botones facilitando así la lectura. La alternancia entre azul y verde evita tener tanta uniformidad de la pantalla y ubicar con más facilidad cada botón. Capítulo 3 Proyecto Fin de Carrera Página 52 El tamaño de los botones varía en función del “nivel jerárquico de su ubicación” facilitando la incorporación de nuevos botones y permitiendo la desenvoltura para hacer clic en cada uno de ellos, sin picar en el botón contiguo por equivocación. Dentro del sitio, hay una carpeta “IMG” = imágenes, y un subdirectorio, “Botones”, donde están todas las imágenes de los botones de los menús principales repetidos con frecuencia. En cambio, para botones específicos de documentos concretos en cada operación, dentro de la estructura de documentos del sitio, en cada directorio de operación, figura otra carpeta con la misma estructura de directorios de dicha operación, BOTONES. Para editarlos y/o modificarlos, hay un archivo de Photoshop (*EDITAR.psd) con el cual, se realizan las modificaciones oportunas. Así se agiliza la actualización del sitio aunque se incorpore una gran serie de ficheros de pequeño tamaño. Las imágenes que aparezcan con gran frecuencia en el sitio, deben ser incluidas como favoritos en los elementos activos, de esta forma el código html es más ligero. Por tanto, se reduce el espacio necesario de almacenamiento y por otra parte aumenta la rapidez de ejecución y navegación por el sitio. La ubicación de los botones se mantiene siempre en la misma posición sea cual sea la operación, para asociar visualmente ubicaciones de botones con documentos. Facilitando el cambio de menús entre diferentes operaciones. Al lado de cada botón, en los correspondientes casos, figura un código, código Mabec al que hace referencia dicho documento, por si fuese necesario usarlo para su búsqueda. Además, el color de fondo de dicho código se corresponde con el color de cada botón asociado, para evitar equivocaciones. Protector de pantalla Las imágenes protectores de pantalla tienen grandes contrastes de color. De esta forma se evita la exposición de los pixeles a largos periodos de tiempo con el mismo color aumentando la vida útil de la pantalla. Además, se capta la atención del público para indicar las novedades incluidas así como hacer publicidad de las novedades de Renault como puede ser el Renault Captur. Para que estas imágenes trasmitan sensación de “confort”, sean amigables y atractivas (menos formales q otro tipo de letra como la Times New Roman), los tipos de letra son tales como: Segoe Print / script, Verdana, Harrington o Ravie. Se usa diferentes tipos de letra en función del diferente tipo de información a mostrar. Estás imágenes deben de encontrarse en la carpeta de imágenes de muestra, del usuario con privilegios de administrador. En caso contrario, al arrancar Sitekiosk en modo autoinicio, las imágenes no estarán compartidas y no se podrán visualizar debido a las restricciones que Sitekiosk realiza sobre el usuario. Soporte Información en Línea Página 53 Mejora del Sistema de Producción Pantalla principal Pantalla principal está clasificada en función de las operaciones asemejándose a los equipos SAM ya existentes. Con un aspecto visual más atractivo, vista en planta de la línea. En esta pantalla principal se ubicará toda la información general de la línea como la matriz QA o los nuevos motores en vigor. Sus documentos y/o enlaces están dentro del directorio general del sitio. Paralelamente a las diferentes operaciones. Figura 28: Menú principal Capítulo 3 Proyecto Fin de Carrera Página 54 Figura 29: Organización de los documentos del sitio Como se puede observar en la figura 29 toda la organización de la información sigue la misma estructura que la pantalla principal. Facilitando así la usabilidad, manejo, edición y administración del sitio. Herramientas para aumentar ACCESIBILIDAD y SENCILLEZ Los formatos que muestra la pantalla táctil son, los mismos que el sistema global de Renault, PDF y EXCEL, Excel 2007 o posterior (*.xlsx). Los únicos documentos en los que se ha modificado el nombre han sido aquellos casos en los que dentro de una carpeta se encontraban muchos documentos como los planos. El procedimiento elegido ha sido: convertir todos los planos a un sólo PDF. Con el fin de facilitar la búsqueda entre todos los planos, se pasan los formatos a pdf, se integran todos los planos en un solo pdf dentro de una misma carpeta, de ahí el nombre del pdf, “Todos…”. Seguidamente se nombra el archivo haciendo referencia a la ubicación de los documentos y a su contenido. Por ejemplo, si están dentro de la carpeta “Drenaje sobre volcador”, “Tilter 0-90º”, el documento pdf se llamaría “TodosDrenajeTilter_op1150.pdf”. Del mismo modo se nombran los documentos html creados en el sitio, indicando siempre al final de su nombre la operación a la que pertenecen. Soporte Información en Línea Página 55 Mejora del Sistema de Producción Del inicio del nombre del documento al final del nombre, la nomenclatura va de mayor a menor importancia. Ello es, porque al buscar un documento, insertar hipervínculos, etc, en algunos cuadros de diálogo el inicio del nombre del documento es lo primero mostrado. Para facilitar la lectura de las diferentes palabras en la nomenclatura de los documentos se recurre al uso de barras bajas y combinación de mayúsculas o minúsculas al inicio de otra palabra. Dentro de las carpetas con gran cantidad de planos, para agilizar la búsqueda, se incluye un índice de todos los planos. En este índice, figura el código Mabec de cada plano, siendo por defecto el nombre con el que los proveedores nombran el plano. Además, como generalmente se desconoce qué tipo de pieza está representada en cada plano por su código Mabec, se asocia el código Mabec a la pieza representada. Cuando figuran puntos suspensivos y no se indica la pieza, significa que se trata de la misma pieza representada en el plano anterior. Además, sabiendo en qué página figura cada pieza, se añaden hipervínculos a los índices de los pdfs. De esto modo, con un solo click, se ubica la pieza requerida en los planos. Simplemente debemos buscar entre 2 o 3 páginas a lo sumo en el peor de los casos (planos con la misma pieza) para encontrar el detalle de la pieza buscada. Tener en cuenta que en algunos casos aparecen varios planos de una misma pieza en diferentes páginas no correlativas. Esta tarea es ardua y lleva bastante tiempo realizarla, ya que depende del origen de los ficheros y de la versión del programa con el que han sido creados. La gran ventaja que ofrece es que permite agilizar la búsqueda, el tiempo exploración disminuye y la facilidad de búsqueda entre los documentos aumenta considerablemente. Orientativamente, para buscar un plano dentro de una carpeta con sesenta planos, caso habitual, lo podemos encontrar en un solo clic bien sea buscándolo por el código Mabec o la pieza representada. Capítulo 3 Proyecto Fin de Carrera Página 56 Figura 30: Índices para encontrar en un solo clic cualquier información Como complemento se crea un documento EXCEL en el que en una hoja mostramos el esquema general del sitio, de forma jerárquica. Y en el resto de las pestañas, se incluyen los índices de todos los documentos de los pdf creados. De esta forma se tiene una visión general de los documentos de forma rápida y se asocia el código Mabec o cualquier otro tipo de referencia al contenido interior de los documentos, de forma que se pueda clasificar los documentos dentro de una misma carpeta. En este mismo fichero se crean hipervínculos para hacer más sencilla la navegación. Además, en el caso de desconocer con precisión que pieza es la buscada, junto a las carpetas de un subdirectorio suele figurar un documento en el que se explica con detalle todas las piezas y cuáles son las que están dentro de cada subcarpeta. Soporte Información en Línea Página 57 Mejora del Sistema de Producción Figura 31: Estructura general de la organización de carpetas Esta forma de organización de documentos es extrapolable, válido para multitud de documentos y en diferentes sectores y/o departamentos. Por otra parte, facilitando la navegación dentro de documentos se ha instalado un visor de documentos pdf con opciones personalizables para mejorar esta tarea. Opciones de zoom, rotación de páginas, en el caso de que, por error un documento no se encuentre en su orientación adecuada. Por otro lado dispone de botones para ir al inicio, al final como a cualquier página de un documento, opciones básicas e interesantes. Además, se podría agregar la opción de ver marcadores, proporcionaría ventajas como la opción de índices. Estas herramientas, complementos incrementan la eficiencia de la consulta de información y al mismo modo la hacen más efectiva, conforme se planteaba en los objetivos del Kaizen. Elementos multimedia En los elementos multimedia incluidos, como vídeos, siempre figura la duración del vídeo para poder elegir si reproducirlo o no o adelantarlo a conveniencia. Como el nivel de ruido en la línea es un tanto elevado, en algunos videos se incluyen explicaciones correspondientes y anotaciones oportunas. Como ampliación de documentación se disponen documentos gráficos y aclaratorios de forma detallada. De esta forma, ante cualquier duda, se puede consultar de una manera visual cualquier procedimiento para realizar una operación o proceso, tal y como se ha hecho con la formación de copelas y semiconos en la operación 1600 de la línea L2B. Ello supone una novedad muy útil y formativa. Capítulo 3 Proyecto Fin de Carrera Página 64 Con el fin de evaluar el tiempo empleado en cada etapa, se realiza una gráfica. Figura 34: Duración de cada etapa en el peor de los casos Se observa que la etapa de mayor duración es la de optimización de la búsqueda de información, consistente en la creación de índices y demás herramientas para facilitar la búsqueda. La duración de esta etapa puede reducirse con equipos de mayor rendimiento y realizando algunas operaciones simultáneamente. Es decir, en esta línea, primeramente se crearon los índices sin correspondencia con la pieza dibujada en cada plano. Se tarda más en volver a editar los índices para agregar esta información que si desde un principio se realiza todo el proceso a la vez, método que se seguiría en otras líneas. A continuación se esquematiza un diagrama de flujo a la par que se optimiza el tiempo global de realización del proyecto. Figura 35: Diagrama de flujo (Work flow) En el diagrama de flujo mostrado en la figura 35 muestra como realizando tareas en paralelo se puede optimizar el tiempo de implementación del proyecto. Con la finalidad de realizar el proyecto de forma eficaz, eficiente y gradual se ha implementado una versión inicial de la aplicación, sin todavía haber efectuado las modificaciones. 0 10 TIEMPO TAREA TIEMPO (Días) 1.- Estructuración 2.- Clasificación 3.- Realización 4.-Optimización 6.- Mejoras 8.- Implantación inicial 8.- IMPLANTACIÓN FINAL 7.- Modificaciones Soporte Información en Línea Página 65 Mejora del Sistema de Producción Así se realiza una progresiva adaptación de los usuarios a la nueva herramienta. Esta demo inicial familiarizará a los operarios y demás usuarios de la línea. De este modo, se consulta qué información adicional podría ser añadida al mismo tiempo que se perfecciona la aplicación economizando tiempo de ejecución, favoreciendo la aportación de ideas de mejora y optimización de los procesos relacionados. Por otra parte, varias tareas se pueden integrar en una misma simplificando el cronograma y la planificación. La estimación de tareas y tiempos se ha realizado en base a la implementación del proyecto piloto, con todo lo que supone la puesta en marcha de un nuevo sistema. Sin embargo, puesto que la mayoría de las plantillas, botones, diseños e ideas se han elaborado a lo largo de este proyecto, no sería necesario establecer nuevos patrones en futuros proyectos. Por tanto, la implementación del soporte de información en otras líneas supone una mejora continua en la gestión de documentación con coste mínimo y tiempo de implantación reducido. Teniendo en cuenta estas consideraciones se estima que el proyecto podría implantarse en cualquier línea de producción con grado de complejidad medio entorno a uno o dos meses. Aunque cabe insistir que este tiempo se iría reduciendo ya que conforme aumenta la experiencia de implantación, al mismo tiempo incrementa la agilidad y gestión de incidencias en la implantación de dicho proyecto. 3.3.6 Mejoras y futuras líneas Las principales medidas de mejoras consisten en poner el soporte de información en red e incorporarle una impresora. Poner la pantalla táctil en red permitirá habilitar un directorio específico, de modo que se pueda realizar cualquier cambio instantáneamente y desde cualquier ordenador en red. Este sistema evita la necesidad de llevar la información en una memoria USB tal y como se viene realizando hasta la fecha. Simplemente siguiendo unas breves pautas, con documentos pdf y Excel 2007, y ubicando los ficheros correspondientes adecuadamente se realizarían los cambios al momento. Esta mejora está actualmente solicitada. Por otra parte, ya se ha propuesto dotar al equipo de la posibilidad de imprimir los documentos en tamaño A4. En la parte posterior del equipo, se instalaría un soporte con una pequeña impresora para tal fin. Por otro lado, se haría un uso eficiente y ecológico de la impresora controlando el papel utilizado. Aparte de estas simples mejoras, se podría usar para implementar multitud de herramientas aprovechando el mismo soporte. Sería interesante aprovechar el equipo para integrar diversas herramientas como el SAM, existente en las líneas. Así mismo, del mismo modo este proyecto es capaz de integrarse en todas las líneas de producción actuales, se podría integrar en una futura línea nueva. Se reducirían costes al ahorrarse los diferentes equipos actuales con el SAM. Capítulo 3 Proyecto Fin de Carrera Página 66 3.4 Conclusiones y resultados del soporte Con el presente proyecto piloto se han conseguido los siguientes logros:  Se agiliza la búsqueda de información.  Se restringe la edición de documentos a los usuarios manteniéndolos siempre en su versión original.  Se ha mejorado en gran medida la consulta de información disminuyendo el tiempo de búsqueda.  Se ha establecido un enlace de comunicación en tiempo real entre ingeniería y producción manteniendo toda la documentación instantáneamente actualizada.  De forma muy sencilla se ha conseguido una herramienta intuitiva y accesible para todos los usuarios que puede ser implementada de forma estándar en cualquier línea.  Se considera que el tiempo de instalación es bastante breve, entorno o uno o dos meses a lo sumo. Únicamente se precisa un pequeño espacio en la línea con toma de alimentación 220V y la posibilidad de instalar una toma de red. Haciendo referencia al Kaizen con pequeños cambios a bajísimo costo se puede mejorar notablemente la eficiencia del proceso productivo a la par que la satisfación de sus usuarios. De ahí, que, finalmente se propone la implementación de este proyecto en diversas líneas puesto que mejora de forma considerable la gestión y productividad de RENAULT manteniendo así una técnica de innovación y un programa de mejora competitiva, claves para la excelencia y la consolidación en el mercado internacional. Soporte Información en Línea Página 67 Mejora del Sistema de Producción Figura 36: Soporte información implementado en la línea Proyecto Fin de Carrera Página 68 Página 69 Mejora del Sistema de Producción CAPÍTULO 4 CÁMARA SUPERVISIÓN PROCESO MECANIZADO Capítulo 4 Proyecto Fin de Carrera Página 70 Cámara Supervisión Proceso Página 71 Mejora del Sistema de Producción Capítulo 4 .- CÁMARA SUPERVISIÓN PROCESO MECANIZADO 4.1 Resumen cámara Análogamente a la otra vía de actuación antes vista, en esta se pretende mejorar el control de calidad bien del producto o del proceso productivo, ambos intrínsecamente relacionados. Para ello se propone utilizar una cámara con independencia del tipo de cámara a usar. El objetivo del proyecto es precisamente la selección e implantación del equipo adecuado a las necesidades de control. Con este fin se analizan y estudian en profundidad todas las diferentes posibles soluciones. Esta etapa es la de mayor importancia del proyecto. En función de la viabilidad y opciones que satisfacen los requisitos necesarios, se implementará la solución óptima, cámara de supervisión de proceso dentro de una máquina de mecanizado. Se usa un servidor NAS y el equipo de video-vigilancia adecuado. Finalmente, una vez elegida la solución óptima, se verán sus resultados comprobando que satisfacen los objetivos y requisitos impuestos al inicio del proyecto. Figura 37: Imagen resumen cámara supervisión Capítulo 4 Proyecto Fin de Carrera Página 72 4.2 Introducción En la salida de las piezas de un centro de mecanizado siempre hay que hacer un control de calidad de dicho proceso. Para ello hay una zona de control, borde de línea (BdL) o Guiché, ventanilla. En los BdL, cada x piezas, dependiendo de la ráfaga, se testea una culata y se le realizan una serie de comprobaciones con instrumentación muy precisa para verificar las correctas tolerancias de calidad requeridas. Todo ello se apunta en una ficha de seguimiento de control de calidad. Los operarios encargados de ese proceso, llamados conductores de línea, por otra parte están supervisando una determinada área de la línea. Por ejemplo, si observamos la vista en planta, figura 15, hay un conductor de línea hasta la Op 1340. Sus funciones son, entre otras, encargarse del correcto funcionamiento y flujo del producto. El promotor del proyecto, Carlos González de Dios, propone iniciar una labor de investigación para facilitar y mejorar esta tarea de control de calidad. Por tanto, la iniciativa parte de la empresa y el cliente también es la misma empresa. El principal objetivo es determinar las acciones necesarias a realizar en el menor periodo de tiempo posible a coste mínimo. Para ello se lleva a cabo una labor de estudio de diferentes opciones. 4.2.1 Marco, objeto y alcance de la cámara El control de calidad del proceso o del producto se realiza mediante diferentes medios. Uno de estos, bastante popular en los últimos tiempos, son los Poka-Yokes, en japonés literalmente significa a prueba de errores, ya comentado anteriormente [5]. Generalmente siempre se intentan usar los medios más baratos y sencillos posibles para garantizar la calidad. Por ejemplo, figura 38, en la entrada de las culatas a las lavadoras, se fija una chapa con el perfil de la disposición de la culata y del adaptador adecuado. En caso de venir mal orientada chocará contra el perfil acumulándose las piezas a la entrada de la lavadora y alertando al conductor de línea. Figura 38: Poka-Yoke entrada culata a lavadora Cámara Supervisión Proceso Página 73 Mejora del Sistema de Producción El objeto del presente proyecto es controlar de una forma más precisa estos controles de calidad. De modo que pueda ser detectado el error más rápidamente y con más precisión. A precisión, se refiere a indicar claramente el orificio o mecanizado que presenta la cota fuera de tolerancia o por ejemplo, dentro la máquina de mecanizado, conocer con más detalle el proceso de mecanizado. Ciertamente, se conoce el diagrama de funcionamiento y el cronograma de tiempos facilitado por el fabricante de la máquina, ideal, pero se desconoce cuál es el proceso o situación real que han llevado a provocar el defecto de mecanizado. El alcance es muy amplio. Cómo se viene indicando, el control de calidad es necesario a lo largo de toda la línea. Por otra parte, no se tiene muy claro orientarlo al control de calidad del producto o del proceso. Por ello, principalmente, el desarrollo del proyecto es el análisis y estudio de las diferentes opciones viables. El medio para realizar dicho control se opta por una cámara. Esta premisa se ha establecido en base a que otros tipos de elementos ya están actualmente usándose y el único medio de control en desuso, quizás en este sector, es la utilización de cámaras de control. Las ventajas que estás ofrecen es que es un medio automático que se puede incrustar en cualquier espacio reducido y que no presenta el problema de los controles visuales existentes en los Bordes de Línea actuales, la fatiga de los operarios. Por consiguiente el objeto del proyecto es aumentar o maximizar beneficios, una mejora a nivel interno, reduciendo costes y aumentando la calidad. El alcance o tamaño del proyecto es una tarea muy transcendente para el futuro, puesto que como abarca tantas posibilidades centrándose en objetivos generales, no específicos, de cualquier línea de mecanizado. Por eso se debe tener muy presente en todo el análisis el esfuerzo inversor necesario, el resultado esperado y el impacto para la empresa. Capítulo 4 Proyecto Fin de Carrera Página 80 Respecto a esta precisión, se decide consultar al mismo fabricante cámaras. Incluso, como ocurre en multitud de nuevas compras y adquisiciones, se puede concertar una prueba del producto en la factoría. Cognex, expertos en sistemas de visón artificial no disponen de ningún producto con tanta precisión. Quizás, pueda resultarnos interesante el próximo lanzamiento de un nuevo producto de la marca en enero, una cámara de 12Mpx. Se podría esperar a lanzar el pedido del nuevo producto en enero. Esto supone que estamos ante el lanzamiento de un nuevo producto en mercado, que implica que quizás tenga pequeños errores o bugs de las versiones iniciales de fabricación. Además, el plazo de entrega probablemente excedería holgadamente la fecha de finalización del convenio de prácticas del estudiante. Por otra parte, el presupuesto para la realización del proyecto es reducido y no podría hacer frente a dicha adquisición siendo un proyecto poco rentable para aplicarlo en futuras líneas. Y no satisfaría completamente todos los requisitos, sólo poder medir la tolerancia de orificios individualmente, distancia relativa entre dos orificios situados a 30cm. Otra línea de investigación, consultar al taller de reglaje de herramientas. En este taller se realiza el reglaje con una precisión extremadamente fina. Usan equipos por láser. Así pues, encontrando un sensor láser que satisfaga la aplicación resolvería el problema. También se analiza otro fabricante de productos de visión artificial, Keyence. Posteriormente se muestra una sencilla prueba realizada con una cámara IFM para comprobar las prestaciones y funcionalidades de dicha marca. Figura 41: Prueba con cámara de visión artificial Keyence Cámara Supervisión Proceso Página 81 Mejora del Sistema de Producción Esta misma marca, Keyence, líderes mundiales en sensores, visión, medición y microscopios dispone de una amplia variedad de productos. Consultando sus diversas categorías, las más específicas para la aplicación, no se encuentra sensor o dispositivo alguno que cumpla los objetivos. Sí es cierto que la medida mediante laser es muy precisa, pero serviría para objetos más pequeños que se pudiesen disponer entre el haz láser tal cual muestra la figura 42. Figura 42: Sensor láser En esta línea de investigación queda propuesta para estudio en futuras actuaciones indagar en cierto tipo de sensores láser que están saliendo al mercado actualmente. Su modo de funcionamiento consiste en hacer un barrido láser de la superficie del objeto. En este caso sería indispensable que tanto el sensor como el objeto a medir no sufriesen movimiento alguno durante el proceso de medida. No se indaga más en esta opción debido a que están diseñados para otro tipo de aplicaciones y objetos a medir. Capítulo 4 Proyecto Fin de Carrera Página 82 4.3.2 Orientado al proceso En consecuencia, dado que no se ha encontrado ningún sistema de visón artificial o sensor adecuado a nuestras necesidades, precisión de 10μm entre orificios separados 30cm, se reorienta la dirección global del proyecto. Realizar un control de la calidad del producto queda descartado con el estado actual de las tecnologías de captación de imágenes, siendo suficiente, para precisiones mayores, los medios actualmente disponibles. Es decir, sería una excelente ventaja esta línea de actuación pero con la especificación de una precisión de 10μm, para tolerancias superiores este control es innecesario. Habiéndose descartado el control calidad del producto, se decide direccionar las diferentes opciones de actuación en lo que al control de la calidad del proceso se refiere. Se podría realizar un control del flujo del producto: orientación del producto, entrada y salida de material en bruto o acabado respectivamente, etc. El control actual es muy preciso, Poka-yokes y Datamatrix, y no presenta fallos ni anomalías, por lo que esta línea de actuación rápidamente es descartada. La otra opción es realizar un control dentro de cada operación.  Controlar valvuleria manual no es objeto de estudio, pues ya existe dicho control.  Controlar las operaciones 1310 a 1340 no es necesariamente relevante ya que estas operaciones resultan relativamente accesibles y visuales para realizarle un control o supervisión por el conductor de línea o cualquier otro operario para tal fin.  Las lavadoras, no presentan ningún elemento para visualizar el proceso tal y como cristales o herramienta parecida. Tampoco interesa demasiado ver el funcionamiento interior de la máquina puesto que realiza el lavado de la taladrina y este proceso no presenta generalmente ningún fallo o defecto.  En cambio, las máquinas de mecanizado Grob disponen de varias puertas de acceso con cristales al interior de la máquina. Puertas de acceso a la zona de introducción y extracción de piezas al centro de mecanizado. Puertas de acceso para cambiar la herramienta de la máquina. Desde estos últimos cristales, apenas se puede visualizar algo del proceso, y en caso que no estén demasiado sucios los cristales por la taladrina, simplemente se ve la parte posterior del cabezal de herramientas. El proceso de mecanizado es totalmente invisible para el operario. Por ello, sería muy interesante instalar una cámara en el mismo receptáculo de mecanizado y ver en directo todo el proceso mecanizado. Cámara Supervisión Proceso Página 83 Mejora del Sistema de Producción Con frecuencia, se producen fallos en el mecanizado y averías de la máquina y no se sabe con precisión qué es lo que ha ocurrido. Si se dispone de una cámara dentro del habitáculo de mecanizado podemos visualizar en directo dicho proceso. Por otro lado, convendría pues, estar realizando una grabación permanente de dicho proceso para que una vez producido el error se consulte el historial de grabaciones y determinar en qué momento se ha producido tal situación. En base a ello, resultan los objetivos siguientes:  Visualizar en tiempo real el proceso de mecanizado.  Consultar grabaciones anteriores realizadas de forma automática.  Derivada de la anterior, borrar automáticamente grabaciones obsoletas, por ejemplo a partir de las últimas 8 horas. Consecuentemente se debe disponer una cámara capaz de soportar las condiciones adversas del interior del receptáculo. Por otra parte, disponer de algún medio u equipo desde el cual se pueda visualizar las imágenes de la cámara así como grabar automáticamente, SCHEDULER, y programar la supresión de archivos a partir de un determinado tiempo para no saturar el dispositivo de almacenamiento del equipo y de esta forma provocar su inutilización. Así pues se procede a la documentación e información sobre proyectos similares realizados. 4.3.2.1 Cámara embebida en máquina Con anterioridad ya se había realizado un proyecto similar. A continuación se resume una descripción del procedimiento seguido para ver sus resultados y sacar conclusiones respecto al presente proyecto. Integración de cámara Anti-ISEPA en PCU50 V3 – Procedimiento Requisitos previos 1. Se integra en PCU 50 v3, en las versiones v1 y v2 no es posible integrarlo mediante este procedimiento. 2. CD drivers cámara Velleman, Camcollbull. 3. Unidad de DC externa con conexión por USB. 4. Instalador del software VLC, gratuito. Arranque de PCU 50 en modo servicio Se arranca la PCU50 V3, cuando aparezca el número de versión de SINUMERIK, en la parte inferior de la pantalla, sobre fondo verde, se debe pulsar la tecla 3. Capítulo 4 Proyecto Fin de Carrera Página 84 A continuación introducir: Usuario: auduser Pasword: SUNRISE Hacer clic en “Service Destop” Aparecerá el escrotorio de Windows, listo para poder hacer modificaciones en el sistema. AVISO: Si se realizan cambios incorrectamente, se puede provocar que el sistema SINUMERIK no se inicie. Por ello se debe contar siempre con una copia de seguridad. Instalación drivers cámara Ejecutar la instalación de los drivers incluidos en el CD USB 2.0 video capture de Velleman. Hacer clic en Intall Drivers. Se iniciará el programa de instalación. Continuar el procedimiento de instalación hasta el final. IMPORTANTE: El programa de instalación de drivers incluirá un programa llamado “EmMon”, que se arrancará automáticamente. Este programa provoca un error en el arranque del programa SINUMERIK. Se deberá eliminar del menú de arranque automático de Windows, para lo cual seguiremos el siguiente procedimiento: 1. Hacer clic en el menú Inicio de Windows 2. Desplegar el menú “Programs” / “Startup”. 3. Localizar el programa “EmmmMon” dentro de este menú, hacer clic sobre él con el botón derecho del ratón y seleccionar “Delete” A partir de este momento ya no se arrancará automáticamente este programa, subsanando posibles errores de SINUMERIK. Instalación del software VLC Instalar en su ubicación po defecto el software VLC 1.0.5, Windows 32 bits Configuración de VLC Para una correcta integración entre VLC y SINUMERIK es necesario ajustar las siguientes opciones del programa VLC: 1. Limitar a una única estancia del programa.  En VLC hacer clic en Tools/Preferencias.  Pestaña Interface, marcar “Allow only one instance”.  Save 2. Arranque del programa en pantalla completa automáticamente.  En VLC, Tools / Preferences.  En la pestaña Video marcar Fullscreen.  Save. Cámara Supervisión Proceso Página 85 Mejora del Sistema de Producción 3. Configuración de la cámara.  En VLC, File / Advanced File Open.  Ir a la pestaña Capture device.  En Video Devide Name sellecionar en la lista desplegable USB 2861 Device.  Configure.  Pestaña Video Decoder, asegurar que el campo “Video Standard está parametrizado a PAL G.  Ok. Configuración de SINUMERIK para el arranque del programa 1. Crear un archivo BAT con la configuración de lanzamiento de VLC. 2. En la ruta “E:\Program Files\VideoLAN” crear un archivo llamado “VLC.BAT” que contenga en una sola línea el texto: E:\Program Files\VideoLAN\VLC\VLC.EXE" dshow:// :dshow-vdev= :dshow-adev= :dshow-size=640X480 :start-time=8 3. Configuración de la tecla de lanzamiento SINUMERIK: En la ruta “F:\oem\”, localizar un archivo denominado “regie.ini” al cual se le debe añadir la siguiente línea: TASK7=name := oemframe, CmdLine := "E:\\Program Files\\VideoLAN\\vlc.BAT", TimeOut := 30000, HeaderOnTop :=FALSE, Preload := FALSE Donde 7 en este caso es el número de tecla se Sinumerik a configurar. En el caso de que esta tecla ya esté asignada, se deberá seleccionar otra tecla. Nota: Cuidado con la sintaxis. Para indicar un carácter “\” es necesario escribir “\\”. El fichero de configuración resultante es: [TaskConfiguration] Task6=name := hmi_pure , Timeout := 300000, GIMMEKEYS :=32 , PreLoad := True, DisableKeysHigh:=0 Task51=name := WzJobLst, Timeout := 60000, Preload:=False Task10=name := oemframe, CmdLine := "f:\\oem\\hmi\\usermask\\Achsen.exe", WindowName := "AchsenAnwahl", TimeOut := 30000, HeaderOnTop := true,DisableKeys:=196863 , DisablekeysHigh:=0, Preload := true TASK7=name := oemframe, CmdLine := "E:\\Program Files\\VideoLAN\\vlc.BAT", TimeOut := 30000, HeaderOnTop := FALSE, Preload := FALSE [Miscellaneous] PoweronTaskIndex=6 [StartupConfiguration] Startup20=name := stoerung, Timeout := 0 Startup15=name := GROBD, Timeout := 5000 Capítulo 4 Proyecto Fin de Carrera Página 86 Se ha comprobado que en el caso de lanzar automáticamente vlc.exe en lugar de vlc.bat, SINUMERIK no reconocerá el lanzamiento como satisfactorio y VLC permanecerá en segundo plano siendo no accesible. Este es el motivo por el que en estos ficheros se configura el lanzamiento del fichero BAT. 4. Configuración del texto de la tecla de lanzamiento de SINUMERIK. En la ruta “F:\oem\language”, localizar el fichero “Re_Sp.ini”. Añadirle la siguiente línea: HSK7=CAMARA Donde 7 es el número de la tecla que estamos configurando y CAMARA es el texto que aparecerá en esta tecla. Por ejemplo, el fichero podría ser similar al siguiente: [HSoftkeyTexts] HSK6=HMI HSK7=CAMARA HSK10=Selecc.eje Notas: Con esta configuración se lanzará automáticamente la visualización de la cámara siempre que esté conectada al USB. En el caso de que no esté conectada aparecerá un error en el programa VLC. Pruebas Una vez realizadas todas las configuraciones anteriores se puede probar el resultado ejecutando el acceso directo “HMIStartup” que existe en el escritorio. Comprobando que el resultado es satisfactorio se procede a reiniciar la PCU 50 y se realiza el arranque habitual. Cámara Supervisión Proceso Página 87 Mejora del Sistema de Producción Resultados Se comprueba que la máquina incluye la tecla “CAMARA”. Pulsando sobre ella se inicia VLC a pantalla completa mostrando la imagen obtenida por la cámara en dicho momento. Figura 43: Cámara embebida en la máquina Conociendo el procedimiento seguido y analizando los resultados de la anterior mejora se obtiene:  Pasado un tiempo de su implementación se desconectó la cámara de la máquina debido a que al olvidarse cerrar la visualización correspondientemente se quedaba ejecutando en segundo plano, transparente para el usuario provocando la saturación del equipo y provocando fallos en la máquina.  Por otra parte, no permitía la grabación de vídeo, sólo la visualización en directo.  La cámara usada, CAMCOLBULL 25 tiene un factor de protección suficiente válido para integrarse en el habitáculo de mecanizado, a pesar de las duras condiciones industriales a las que se ve sometida. Capítulo 4 Proyecto Fin de Carrera Página 88 A raíz de estas conclusiones se decide continuar el proyecto de la siguiente forma:  La cámara CAMCOLBULL25 es sencilla de conseguir debido a que se usa con frecuencia en Renault y se dispone de ella en los almacenes.  Su reducido precio hace el proyecto perfectamente viable.  La cámara presenta unas prestaciones suficientes para los requisitos exigidos.  Se debe de INDEPENDIZAR el dispositivo de grabación del equipo de la cámara. De forma, que si por cualquier caso este último se estropea, no se detenga ni afecte a la producción.  Debemos conseguir la grabación de video puesto que no se suele estar permanentemente observando el monitor cuando se produce una anomalía o error. 4.3.2.2 Cámara y PC convencional A partir de las soluciones analizadas se decide continuar intentando implementar la cámara CAMCOLBULL25 junto con un ordenador de sobremesa convencional, fácil de adquirir y con coste reducido. El principal problema de esta solución radica en encontrar un software capaz de cumplir los objetivos:  Visualizar imágenes en directo.  Grabar automáticamente vídeo.  Eliminar grabaciones previas a partir de un determinado tiempo para no saturar el equipo. Para ello se descarga e instala multitud de software. Encontrar software que visualice imágenes de la cámara en cuestión no resulta problema alguno. En cambio, es más dificultoso encontrar esa misma característica junto con la grabación de vídeo automática. Aun así, también se encuentra software con esas dos características. El requisito más problemático a la hora de encontrar el programa resulta ser el borrado automático de las grabaciones anteriores a una hora fijada, para no saturar el equipo. Cámara Supervisión Proceso Página 89 Mejora del Sistema de Producción Un resumen del software encontrado, analizado y probado es:  Blaze Video Magic  Debut, captura de vídeo  Foscam IP  ArcSoft ShowBiz  Ulead VideoStudio  WebCam Monitor 6.0  Easy Videosurveillance  CamPermanent Siendo este último el único en cumplir todos los requisitos. Como inconveniente se encuentra que la licencia de dicho programa es de prueba. Ello tampoco supone ningún inconveniente para realizar pruebas con él puesto que permite grabaciones máximas de quince minutos. En caso de resultar adecuado el programa se comprarían las licencias necesarias. Figura 44: Cámara y ordenador de sobremesa Capítulo 4 Proyecto Fin de Carrera Página 96 Mientras se tramitaba toda la gestión de la codificación de los nuevos productos, su pedido y demás formalismos internos de la empresa para su adquisición se procedió a intentar posibilitar la integración de la cámara existente con el equipo de vigilancia. Una cámara de Protocolo de Internet (IP, por sus siglas en inglés) graba y transmite imágenes en vivo en una red IP. Se puede acceder a estas imágenes a través de un navegador de Internet en otra computadora, por lo que se brinda un servicio similar que los circuitos cerrados de televisión. Si usas el programa correcto, puedes convertir una cámara web a una IP [14]: 1. Digi Watcher 2. Yawcam 3. Webcam Monitor En la anterior lista se muestra una serie de software con el cual simular la cámara USB como IP. Sin embargo, se realizan multitud de pruebas con diferente software de este tipo, principalmente con Yawcam, infructuosamente. En el caso de su correcta simulación se necesitaría tener un ordenador en red con la cámara por lo que esta solución es descartada pues es más rentable, sencillo de instalar y no supone un espacio extra, adquirir una cámara IP con factor de protección al menos de 65 con características similares a la ya presente. Otra de las desventajas que presenta esta solución es que los programas necesitan disponer de conexión a internet lo cual en un primer momento se descarta debido a las dificultades y trabas para solicitar el proceso de instalación de una nueva toma de red que también está en trámite para el proyecto del soporte de información en línea. Otra de las opciones barajadas era indagar en los protocolos de comunicación que tienen el NAS y el VS80 para transmitir la información. Pero, lógicamente, el fabricante Synology no le interesa dar a conocer de forma transparente mediante ningún medio este protocolo pues de esta forma se podrían simular e interconectar sus equipos con otros dispositivos sin tener que ser expresamente los diseñados por la marca para ello. Así pues, en DS214play admite los dos equipos de video-vigilancia fabricados por ellos mismos, el VS80, el más básico, y el VS240HD que admite más cámaras y presenta mejores prestaciones. Debido a estos problemas encontrados se decide optar por adquirir de alguna forma una cámara IP para el proyecto. Se intenta adquirir a través del departamento de informática pero no disponen de ella. Así mismo no hay ningún modelo codificado, en cuyo caso su adquisición sería más rápida. Por tanto tras probar que todos los equipos funcionen correctamente se procederá a la codificación de una cámara IP compatible con el VS80. De este modo, la visión final del proyecto quedaría como se indica en la figura 45. Cámara Supervisión Proceso Página 97 Mejora del Sistema de Producción Figura 45: Cámara control, proceso implementación final Tras recibir los dos equipos, a escasos días de la finalización del convenio a mediados de febrero, se procede a su configuración, teniendo planeado su instalación futura conforme se verifique su correcto funcionamiento con todos los elementos. Para ello se necesita un router, en el caso que se desee crear una red y conectarla a internet o un switch, si simplemente se quiere realizar una red sin conexión a internet. Se opta por este último caso debido a que para realizar las pruebas y configuraciones iniciales no necesitamos internet puesto que en la máquina de mecanizado actualmente no hay disponible la toma de conexión. Para futuras implementaciones, instalar más cámaras en más maquinas, se contempla la posibilidad de adquirir un switch PoE, Power Over Ethernet. Además de brindar la conectividad a Ethernet permite alimentar las cámaras a través de los mismos puertos Ethernet. De esta forma se ahorra el tiempo de instalación, coste y problemas derivados de tener que instalar dos cables al interior de la cabina de mecanizado. La otra posibilidad es realizarlo mediante un inyector PoE, el cual permite adaptar un switch convencional para alimentar las cámaras a través de Ethernet. Capítulo 4 Proyecto Fin de Carrera Página 98 INSTALACIÓN La cámara se instalará dentro de la cabina de mecanizado de la máquina en la Op 1120 A. Puesto que la misma máquina dispone de sistema de iluminación dentro de la cabina no será necesario instalar iluminación alguna. En cambio, si será conveniente instalar un chorro de aire que haga el efecto de pantalla para evitar que la taladrina que interviene en el proceso ensucie el objetivo de la cámara. Figura 46: Visualización del área de trabajo o cabina de mecanizado La cámara se instalaría en la parte superior de la cabina, puede apreciarse en la imagen tomada a través de las puertas de protección, figura 46, en la circunferencia roja. En esta misma figura se observa las bibrocha antes comentadas en la descripción de los centros de mecanizado así como el cargador, ligeramente visible en la esquina inferior izquierda de la imagen. Evidentemente hay ciertos procesos, como los fresados, en los que se necesita echar mucha taladrina sobre las caras de la culata y debido a ello esta salpica mucho. A la cámara no le llegará mucha taladrina debido a la pantalla de aire instalada y el mecanizado de este tipo no se apreciará nada. En cambio, para procesos de mecanizado con brocas, donde el refrigerante se introduce en el orificio, no salpicará tanto y sí se verá bien el proceso de mecanizado. Se observará perfectamente cómo se introduce la broca y se realiza el proceso. Cámara Supervisión Proceso Página 99 Mejora del Sistema de Producción También es interesante comprobar visualmente la posición de la pieza en su mecanizado. Teóricamente la pieza se brida hidráulicamente y no habría lugar a error. Pero hay casos en los que queda mal bridada, o por ejemplo si se rompe un centrador, la pieza quedaría mal posicionada para realizarle el mecanizado. Por otro lado es interesante también visualizar el proceso del cargador en sus operaciones de introducción y extracción de piezas al área de trabajo. A veces colisiona con la máquina, no introduce correctamente las piezas o directamente vienen mal posicionadas. Figura 47: Cargador del centro de mecanizado En la figura 47 se muestra el cargador de un centro de mecanizado bibrocha predispuesto para trabajar en paralelo con otra máquina. Este se desplaza verticalmente dejando o recogiendo piezas y girándolas para introducirlas a la cabina, mantenerse a la espera o depositarlas o recogerlas del eje auxiliar o elevador vertical o de las manutenciones. En la parte izquierda de la figura 47 está el mencionado elevador vertical sobre las manutenciones que sirve, como ya se comentaba, para cargar las piezas sobre el cargador o para que las máquinas trabajen en paralelo. Levanta dos piezas permitiendo que las dos siguientes pasen a la consecutiva máquina de mecanizado. En las figuras 46 y 47 se muestra lo descrito a través de la figura 24. Se muestra el cargador en la figura 47. De este modo se entiende más gráficamente las explicaciones dadas sobre su funcionamiento en serie o en paralelo. Capítulo 4 Proyecto Fin de Carrera Página 100 Los equipos se instalarán dentro del armario eléctrico de la máquina evitando realizar cualquier orificio a dicho armario para que no pierda la estanqueidad. Así mismo se debe respetar la reglamentación de las tensiones que pueden entrar y salir del mismo. Figura 48: Armario eléctrico máquina Grob A la izquierda de la figura 48, en la parte superior, está el soporte en metal que alberga el IHM, interfaz hombre máquina, es decir, el panel Sinumerik o pupitre principal de mando mostrado en la figura 43. El resto de la figura muestra los elementos de baja potencia de la máquina puesto que a la derecha de dicho armario se encuentra el armario eléctrico de potencia, donde es preferible evitar su instalación puesto que tiene altas tensiones, 400V. Anecdóticamente indicar que en la parte inferior de la figura 48, en amarrillo se encuentran las cartas de entradas y salidas. En la parte central, también en amarillo, los relés de seguridad. Y demás elementos que componen dicho armario. Cámara Supervisión Proceso Página 101 Mejora del Sistema de Producción CONFIGURACIÓN Para configurar el servidor NAS DS214play y el VS80 se necesita un switch, como ya se comentaba, y un ordenador pc convencional para establecer su configuración inicial. Una vez conectados los tres equipos en red, desde el PC se debe tener creada y configurada una network o red local, se insiste, no se necesita estar conectado a internet. Haciendo doble clic en ella o poniendo en el explorador de internet: find.synology.com o diskstation:5000, aparecerá la pantalla inicial de configuración. Siguiendo los sencillos pasos en un momento visualizamos el estado del NAS y su configuración. Figura 49: Configuración del NAS En la figura 49, en la parte derecha se comprueba su correcto funcionamiento. Además, para instalar el equipo de video-vigilancia, el VS80, se debe de descargar desde la página web del fabricante el archivo de instalación. Una vez hecho esto, nos aparecerá como en la figura 50 la aplicación instalada correctamente, como se muestra en la esquina inferior derecha del cuadro de funcionalidades con el que viene por defecto el NAS, izquierda de la figura 49. Para ello, tras seguir los pasos de instalación manual desde una memoria externa se mostrará la aplicación conforme la figura 51 comprobando que se han realizado todos los pasos satisfactoriamente. Capítulo 4 Proyecto Fin de Carrera Página 102 Figura 50: Instalación VS80 Como se ha comprobado, siendo uno de los factores en la elección de esta solución, en unos sencillos pasos y minutos se tiene configurado todo el equipo. Finalmente, simplemente falta adquirir una cámara IP compatible con el VS80 con un factor de protección IP 65 o superior. Se deben tener en cuenta otras características tales como la posibilidad de conectarla y alimentarla mediante un switch PoE o los LEDs IR de visión nocturna. En unos sencillos pasos se tendría instalada la cámara y comprobado el correcto funcionamiento de la solución adoptada. Posteriormente, en un fin de semana donde la línea está parada se instalarían los equipos dentro del centro de mecanizado comprobando finalmente los resultados obtenidos. Figura 51: Futura instalación cámara IP Cámara Supervisión Proceso Página 103 Mejora del Sistema de Producción 4.6 Conclusiones y resultados cámara Todos los equipos interconectados y las pruebas finales realizadas se muestran en la figura 52. Figura 52: Pruebas realizadas, NAS y VS80 A expensas de adquirir la cámara IP se puede concluir que con el estudio realizado y la solución propuesta se han conseguido los objetivos:  Mejorar y ampliar los medios de control de la calidad del producto existentes actuando sobre el proceso productivo.  Controlar el proceso: visualización en directo, grabaciones y gestión de archivos automática.  Facilidad de instalación.  No interfiere en el funcionamiento de la máquina.  Aprovechando los equipos ya adquiridos se puede implementar más cámaras.  Ahorro de costes. Bajo costo. Pequeños cambios a bajo costo (Kaizen). Proyecto Fin de Carrera Página 104 Página 105 Mejora del Sistema de Producción CAPÍTULO 5 OPTIMIZACIÓN TIEMPO DE CICLO DE UNA MÁQUINA Capítulo 5 Proyecto Fin de Carrera Página 112 En la figura 56 se observa como la estación cuatro presenta mayores tiempos de operación por ello que sea ésta donde se realicen las principales líneas de actuación. El aspecto de la cabina de mecanizado de la misma es la mostrada en la figura 57. Figura 57: Vista de la ST4 dentro de la cabina mecanizado La figura ha sido tomada deteniendo la máquina cuando la herramienta, llamada barrón, se encontraba en la posición final de mecanizado estando la máquina vacía. Para rigidizar el conjunto durante el proceso de mecanizado existen dos lunetas, una en el centro de la pieza y otra en el extremo del recorrido. Al atravesar el barrón estas deben realizarse a una velocidad más reducida. En la figura 57, en círculos rojos se muestra el bridaje hidráulico de la pieza. Para asegurar la posición horizontal de la pieza se realiza con dos centradores, uno cilíndrico y otro oblicuo, mostrados en círculos verdes. Aunque no se muestra con claridad, detrás del centrador de la derecha y en otras dos posiciones se encuentran las mesas elevadoras. También se ven reflejados los apoyos para el control por fuga y otros elementos como la máscara de regado, parte superior de la imagen y las diferentes plaquitas del barrón, unas de desbaste y otras de acabado. Una vez situado el lugar de operación se procede a explicar la metodología de trabajo seguida. La forma de encontrar las diferentes líneas de actuación para reducir el tiempo de ciclo es un tanto difusa. Se debe de indagar en toda la estructura de la máquina, tanto en el control numérico y su programación como en conocimiento con detalle todo el proceso para poder modificar o variar cualquier secuencia o medio en el que reducir tiempo. Optimización tiempo ciclo Página 113 Mejora del Sistema de Producción Un método de validación y descarte es realizar un esquema o árbol de fallos incluyendo todas las partes que afectan al proceso como el material usado, los medios o los métodos de mecanizado. En él se van anotando las distintas partes en las que sí se puede actuar y en las que quedan descartadas para reducir el tiempo de ciclo. Entre todas los casos estudiados se apreció que se podían modificar los parámetros o temporizadores de la máquina, y el control de apoyo de la pieza antes de la entrada del barrón, que a veces debido a ello se ha provocado una colisión del barrón al entrar en la pieza ocasionando grandes pérdidas en la sustitución de la herramienta así como todo el tiempo perdido con la línea detenida. Aparte de ello también se modifican instrucciones del control numérico y condiciones de corte, como se va a ver en los apartados siguientes. 5.3.1 Parámetros máquina Cada cierto tiempo y sobre todo al instalar una nueva máquina es importante realizar un salvaguarda o backup de todos los parámetros máquina y configuraciones iniciales. Ello es para restablecer en cualquier momento su configuración. Debido a ciertos problemas en la máquina conforme ha pasado el tiempo se deben de haber modificado algunos parámetros de la máquina a valores diferentes de los recomendados por el fabricante. Conociendo tal circunstancia se restablecen los parámetros afectados a su valor recomendado por el fabricante y establecido en el momento de adquirir la máquina, dos mil ocho. Estos parámetros son algunos tales como la ganancia de orientación de la posición en las diferentes posiciones verticales o alturas por las que pasa la barra transfert. El tiempo ganado en el tiempo de ciclo con el restablecimiento de estos parámetros está entorno a un segundo, estando en pleno funcionamiento la máquina, ya que en vació no tiene exactamente la misma secuencia de operaciones. Capítulo 5 Proyecto Fin de Carrera Página 114 5.3.2 Temporizadores El gobierno global de las estaciones y de la máquina viene establecido por los automatismos, de la misma y el control numérico. Cambiando las instrucciones de estos se cambia el funcionamiento completo de la máquina. La sincronización de todas las estaciones viene impuesta por el avance la tranfert ya que esta desplaza las piezas de una a otra estación simultáneamente. Para detectar las diferentes posiciones por las que pasa la transfert hay sensores de diferentes tipos, por ejemplo mecánicos. Estos sensores, bien sean mecánicos o de otro tipo, para detectar su señal se debe esperar unos instantes. Es debido, a que, por ejemplo en los sensores mecánicos como un final de carrera, se producen oscilaciones de la señal, en este caso debido al muelle y tarda un tiempo en estabilizarse la señal. Por ello para realizar su lectura se espera unos instantes de tiempo en lo que se estabiliza la señal. Este tiempo de espera es un poco empírico y sobredimensionado. Se podría calcular o imponer con mucha precisión recurriendo a las hojas de características de los fabricantes de los sensores pero generalmente se hace una estimación y se establece un tiempo suficiente para realizar la lectura de los sensores. En el autómata, PLC, estas temporizaciones vienen impuestas por unos temporizaciones, TMRB, en los que mediante valor numérico se establece el tiempo del temporizador. Figura 58: Temporizador modificado En la figura 58 se muestra un temporizador de este tipo. Generalmente estos temporizadores con este uso suelen establecer 500ms para detectar la correcta lectura de la señal. Cambiando este tiempo a 400ms se detecta correctamente la señal y además reducimos tiempo de ciclo. Con la reducción del tiempo de varios de estos temporizadores se gana un tiempo de ciclo de casi un segundo. Optimización tiempo ciclo Página 115 Mejora del Sistema de Producción 5.3.3 Centradores Esta línea de actuación es la más novedosa e importante a realizar. Modifica el funcionamiento general de la máquina establecido por el fabricante. El proveedor de la máquina establece una rutina de comprobación para testear el correcto posicionamiento de la pieza en el puesto de trabajo. Esta rutina implica un tiempo extra, por eso, con el mismo fin de reducir el tiempo de ciclo se eliminó del procedimiento general de la máquina. El problema surgió cierto día cuando una pieza por causas desconocidas no se posicionó correctamente. Debido a la inexistencia de esta rutina tal circunstancia no fue detectada y el barrón colisionó con la pieza provocando su rotura, con las grandes pérdidas económicas que esto implica. A raíz de ello, evidentemente, se volvió a restablecer la rutina de comprobación aumentando así el tiempo de ciclo. Para ganar este tiempo de ciclo se buscan diferentes alternativas con las que se realice la mima función de comprobación manteniendo la misma calidad del proceso y del producto. Una alternativa posible puede ser instalar un sensor complementario en el centro de mecanizado. La ubicación del sensor y las condiciones de funcionamiento presentan ciertos problemas técnicos. Su ubicación podría hacerse en la máscara superior de regado debido a la existencia de superficies rígidas y factibles en las que sujetarlo. Otras zonas de la máquina son inapropiadas ya que interfieren en el funcionamiento de la misma y no presentan la rigidez adecuada por lo que las vibraciones mismas de la máquina pueden afectar a las medidas. Las condiciones a las que estaría sometido son principalmente la temperatura y sobre todo a la exposición de la taladrina. Esta última puede afectar en las medidas por lo que se debería detener el regado durante el instante que se realice la medida. Esto es posible eliminando una condición en el programa del PLC como hemos visto con los temporizadores. Pero el tiempo en el que se anularía el regado de taladrina sería demasiado largo suponiendo que la pieza no quede correctamente limpiada de virutas así mismo como el lugar de trabajo. Por eso, se deberían de establecer unas condiciones más precisas para anular el regado. Debido a todos estos problemas y consideraciones a tener en cuenta esta posible solución pasa a un segundo plano quedando a la espera de su posible instalación en el caso que la siguiente alternativa barajada, realizar unos centradores sensores, no de resultado alguno. Capítulo 5 Proyecto Fin de Carrera Página 116 Para comprender todo el proceso de mecanizado y secuencia de actuación de la estación cuatro se procede al análisis del proceso de mecanizado. Así se ubican todos los elementos y soluciones adoptadas. Como se indicaba en la introducción la pieza viene con las tapas del cigüeñal, para ser mecanizada esta línea. Las tapas vienen en la parte inferior de la pieza, tal cual van montadas en la posición correcta del motor. Y el conjunto de la pieza circula de una estación a otra de forma transversal, es decir, perpendicular a la transfert y a las diferentes estaciones. Por eso, para realizar el acabado final de la línea del cigüeñal entra un barrón a la cabina de mecanizado y realiza el proceso. En este proceso afecta la rutina de comprobación antes mencionada. Para cerciorarse del correcto posicionamiento de la pieza esta llega por la transfert, desciende una pequeña distancia, brida, realizarse el control por fuga y de ahí constatar que está bien posicionada, luego desbridar, elevarse una mínima distancia para poder introducir el barrón, introducir este, volver a bajar, bridar y mecanizar. Figura 59: Pieza y barrón en el proceso de introducir la herramienta En la figura 59 se observa un corte transversal de la pieza junto con el barrón para entender la rutina de verificación del correcto posicionamiento de la pieza. Se puede observar en el plano que el margen que se tiene cuando se eleva, o indexa, la pieza es muy reducido, de apenas dos milímetros, de ahí que la precisión de medida en la solución antes barajada de instalar un nuevo sensor era bastante influyente y le afectaba la taladrina. También se observan los centradores a los cuales se les va a realizar la modificación. Optimización tiempo ciclo Página 117 Mejora del Sistema de Producción Este proceso de introducir el barrón, sin interferencias, de realizar una pequeña elevación de la pieza con una mesa, es el que se pretende conseguir de otro modo. Todo el proceso de mecanizado es: 1. Descenso pieza y bridaje. 2. Control de apoyos. 3. Desbridaje y subida pieza. 4. Introducción barrón. 5. Descenso pieza y bridaje. 6. Mecanizado. 7. Elevar pieza. 8. Retirar barrón. Figura 60: Proceso de mecanizado de la línea del cigüenal En la figura 60 se muestra el conjunto cuando el barrón ya ha entrado a la luneta final. Indicar que al introducir el barrón, hasta las lunetas se realiza a máquina velocidad de avance, en cambio, conforme atraviesa ambas reduce la velocidad de avance. La herramienta o barrón tiene dos conjuntos de placas de mecanizado: placas de desbaste y de acabado, colocadas de forma alterna. Así se mecanizarán los cinco apoyos de una sola pasada. En la figura 60 las mostramos de diferentes colores. En función de si es proceso de desbaste o acabado la herramienta funciona con velocidades diferentes. El acabado tarda más tiempo que el desbaste. Posteriormente al mecanizado se desbrida y eleva la pieza para extraer la herramienta de la zona de apoyos. Se orienta el usillo a cero grados, se extrae el husillo y la barra tansfert pasa la pieza al siguiente puesto. Capítulo 5 Proyecto Fin de Carrera Página 118 Para evitar la rutina de bridado innecesario del principio se propone realizar centradores que al mismo tiempo sirvan como sensores del correcto posicionado de la pieza. De esta forma, llegaría la pieza y conforme entra en los centradores se detectaría su correcto posicionado. En caso de venir posicionada incorrectamente directamente no entraría en los centradores. Por ello con realizar centradores con sensores sería suficiente. El sistema para convertir los centradores en sensores es un sistema neumático. En el mismo centrador se realiza un orificio, del que, continuamente esté expulsado aire. La taladrina no influirá pues que el mismo aire evita la obstrucción del orificio tanto por taladrina como por virutas. Los dos centradores actualmente existentes son según muestra la figura 61. Figura 61: Centrador cilíndrico modelo CAD, centrador oblongo y su modelo CAD La razón que existan dos centradores distintos versa en que en algunos mecanizados la pieza se deforma y se dilata o contrae muy ligeramente, esta es la razón del centrador oblongo, está precisamente diseñado previendo esta circunstancia. Además, únicamente con dos centradores queda perfectamente asegurada la posición de la pieza. Optimización tiempo ciclo Página 119 Mejora del Sistema de Producción A los nuevos centradores se le realizarán tres orificios. Uno para la salida del aire, únicamente de un milímetro de diámetro. Otro vertical para servir como conducto del aire. Este será taponado por la parte inferior con un tornillo prisionero con rosca para neumática, whitworth. Este tornillo debe quedar a ras de la superficie sin sobresalir ya que por la parte inferior del centrador está su sujeción. Finalmente por la parte lateral se realizará otro orificio para la entrada de aire y con la rosca adecuada para colocarle el racor. El concepto de este centrador sensor sería como el mostrado en corte en CATIA en la figura 62. Figura 62: Modelo CAD del centrador-sensor El control de este sensor se realizaría simplemente con un regulador de aire y un presostato digital. La salida de este se conectaría a las cartas de entradas y salidas del PLC para muestrear y tratar la señal e incluirla en el programa de la estación. Para ello hay que realizar y/o modificar los planos de los centradores cambiando las cotas oportunas. Para dar más margen y puesto que se van a realizar totalmente nuevos los centradores ha parecido oportuno aumentar ligeramente la longitud del centrador. En la figura 63 se muestra una vista general, sin entrar en detalle puesto que no parece oportuno, del centrador oblongo modificado. Capítulo 5 Proyecto Fin de Carrera Página 120 Figura 63: Vista general del plano del centrador oblongo modificado Una vez realizados los planos se llevan al taller de utillaje para que los fabriquen y le realicen el tratamiento oportuno correspondiente para endurecer el material. Primero, como se verá más adelante, se realizan unos centradores de prueba para realizar un chequeo o pruebas iniciales afianzando el éxito de la actuación. Además de los planos geométricos de los centradores se deberá modificar el esquema neumático y eléctrico de la instalación incluyéndole las modificaciones realizadas referentes al circuito anexo. Optimización tiempo ciclo Página 121 Mejora del Sistema de Producción Figura 64: Circuito eléctrico modificado Tanto en la figura 64 como en la 65 reflejan en rojo el circuito eléctrico y neumático respectivamente agregado con presostato y demás elementos necesarios. Figura 65: Esquema neumático modificado Capítulo 6 Proyecto Fin de Carrera Página 128 6.2 Ensayos y alternativas En todas las acciones llevadas a cabo siempre se ha tenido en cuenta diversas propuestas de solución para encontrar la idónea. En el Soporte de Información en Línea se tenía previamente establecido la herramienta a utilizar y los objetivos fundamentales: accesibilidad y no edición de documentos. En cambio, las formas, el diseño, la estructura y la metodología de trabajo eran completamente desconocidas. Primeramente se planificó y reestructuró la organización de la información. Esta organización era sumamente importante pues de ella dependía la accesibilidad, y la usabilidad de la herramienta. Así mismo había que tener en cuenta diferentes factores como la edición o estandarización de la herramienta u aspectos para detectar errores fácilmente en dicho proceso. En primer lugar se iba a estructurar toda la información en torno a dos ejes, el producto y el proceso. Conforme se iba entrando más en detalle, toda esta primera estructura se fue descartando puesto que se intuía que toda la estructuración de la línea está establecida en función del proceso, no del producto, por lo que este no iba a ser consultado. Esta estructura sería adecuada por ejemplo, para líneas donde se manejen considerablemente más diversidad de productos y el usuario de consulta de información este orientado más como cliente que como fabricante o ambas cosas a partes iguales. Un caso práctico de ello sería la implementación del Soporte en una línea de montaje motor, donde, en primer lugar se estructuraría la información también por operaciones pero luego se orientaría en función de las diferentes piezas y múltiples variedades de motores existentes. Para la estandarización de la herramienta a diferentes líneas de mecanizado, estructurar la información en torno al proceso es lo óptimo. Posteriormente se debía establecer el diseño amigable e intuitivo. De esta forma poder navegar entre los diferentes documentos sin dificultad alguna manteniendo entre los diferentes menús la misma forma. Igualmente se debía establecer el diseño aprovechando el espacio disponible, manteniendo un formato estándar y facilitando en todo momento la ubicación de documentos. Del mismo modo que hay que tener muy presente en todo momento el público usuario del soporte, también hay que conocer y facilitar la administración de la información así como la edición de la estructura. Resultados Página 129 Mejora del Sistema de Producción Figura 68: Resultados pantalla principal Soporte En la figura 68 se muestra la pantalla principal del soporte. En ella se incluye toda la información general de la línea. Como se comentaba tiene un atractivo visual clasificando los documentos por operaciones, análogo a cómo está dispuesto en la línea y cómo se clasifican en ingeniería. Además integra otra información corporativista, como indica las novedades existentes en la fabricación de motores incitando al usuario su adquisición. Las letras en movimiento le proporcionan atractivo visual y amigable. Para obtener estos resultados se han elaborado multitud de esquemas, croquis, estructuras y planificaciones iniciales hasta encontrar la óptima. Del mismo modo, para incluir la información oportuna y necesaria se debe trabajar transversalmente entre los diferentes usuarios y departamentos. Por ello se han implementado versiones iniciales de prueba para ir familiarizando a los usuarios con la nueva herramienta y así obtener sugerencias y propuestas de mejora para adaptarlo a sus necesidades. Capítulo 6 Proyecto Fin de Carrera Página 130 Del mismo modo, aunque particularizando conforme la naturaleza de la acción lo requiere, con el proyecto de la Cámara de Supervisión de Proceso de Mecanizado se ha procedido al análisis de soluciones para mejorar el control de la calidad. Usando para tal fin herramientas, que hasta el momento, a pesar que en montaje motor si están más extendidas, en mecanizado se tienen un poco en desuso, la utilización de cámaras, sustituyendo y complementando los medios humanos debido a los inconvenientes que estos suponen y ganando la rapidez que las cámaras proporcionan. Evidentemente a cualquier persona con unos mínimos conocimientos de ingeniería, según percibe la palabra cámara piensa en visión artificial. Esta fue la primera opción barajada pero debió ser descartada debido a que no satisfacía ninguna de las necesidades en cuanto a precisión y distancia de medida se refiere. Las líneas de fabricación trabajan con tolerancias y precisiones muy ajustadas, en torno a centésimas de milímetro, micras. Las cámaras de visión artificial de un módico precio no proporcionan tal precisión. Además, para medir grandes distancias se necesitaba una lente telecentrica demasiado grande la cual previsiblemente no existe o es muy costosa. Por ello se descartó esta opción para la aplicación concreta propuesta. Si bien es cierto, que en la misma línea y en otras líneas se usa muy frecuentemente la visión artificial pero no con la precisión tan extrema de la aplicación necesaria propuesta. Sin tener la capacidad de esa precisión dejaba de interesar analizar la viabilidad de dicha opción. Indicar, que aunque en este estudio se ha descartado esta vía, no queda descartada en futuras aplicaciones con mayor presupuesto o usando herramientas distintas, técnicas láser por ejemplo, y más novedosas. Reorientando las vías de actuación se decide orientar el análisis a mejorar la calidad del proceso productivo. Este repercute directamente en la calidad del producto. Existen muchos medios de control para verificar la calidad del producto como el BdL las salas de control 3D. Pero todos estos medios tardan cierto tiempo en dar a conocer la existencia de errores en el proceso productivo y sobre todo, no proporcionan información de las razones o causas por las que se ha producido el defecto de mecanizado. En el interior de las cabinas de mecanizado no hay medio alguno para supervisar dicho proceso. Ha habido otros proyectos en esta línea pero han presentado numerosos inconvenientes interfiriendo en el funcionamiento de la máquina de mecanizado. Por eso han sido desestimados. En base a ellos, sus resultados obtenidos y experiencias adquiridas se desea realizar el mismo proyecto sorteando los inconvenientes que estos presentaron y además incluyendo nuevas funcionalidades y opciones que hagan que esta línea de actuación sea satisfactoria. Resultados Página 131 Mejora del Sistema de Producción Se debe visualizar el proceso de mecanizado aunque haya algunos tipos de mecanizado en los que la visualización no sea muy nítida debido a las condiciones de la cabina, principalmente de la taladrina. Además, como valor añadido al proyecto y novedoso respeto a los anteriores realizados, grabar automáticamente estas visualizaciones para consultarlas a conveniencia. Ello implica que automáticamente se deben de eliminar los archivos obsoletos. Inicialmente se intentó realizar dicha aplicación con medios existentes, mediante un ordenador personal y el mismo modelo de cámara utilizado en proyectos anteriores. Los inconvenientes que presentaba esta opción eran la inexistencia de software específico y adecuado con unas prestaciones mínimas. También se podían crear esta misma aplicación completamente personalizada mediante OpenCV y otro software de programación pero el tiempo de desarrollo sería elevado. Por otra parte, el mantenimiento de dicho software dependería exclusivamente de su desarrollador. Y para su funcionamiento se necesitaría integrar un ordenador personal en la máquina, hecho del que no se es muy partidario por su espacio u el uso inadecuado del que este se hace ya que no está específicamente diseñado para ello. Además, supone un coste. Por ello se comenzaron a analizar las diferentes opciones que el mercado ofrece para tal propósito. La opción principal por la cual se enfoca la solución es integrar un NAS dentro de la máquina de mecanizado. Su coste es parecido, incluso inferior al de un ordenador personal. Su uso es únicamente destinado como servidor, es decir, almacenar información tal y como requiere la aplicación. Incluso en mismo equipo se podría almacenar información proveniente de diferentes cámaras. Para adquirir los datos provenientes de las cámaras los fabricantes de servidores NAS disponen de otro módulo, similar al NAS que permite realizar las tareas específicas de video vigilancia. Estos mismos módulos presentan la ventaja que con un mismo módulo podemos conectar varías cámaras simultáneamente ahorrando considerablemente costes en la expansión del proyecto. Capítulo 6 Proyecto Fin de Carrera Página 132 Figura 69: Análisis de soluciones y resultados obtenidos Finalmente tras la larga espera por recibir los equipos se comprueba satisfactoriamente que ofrecen los requisitos oportunos. Para su implementación se necesitan aparatos o equipos extras. Por un lado un switch, o router en el momento que se desee conectar en red. Y una cámara IP, que previsiblemente se presuponía que no iba a ser compatible, con factor de protección IP 65 o superior, éste último dato adquirido gracias a las líneas de actuación antes llevadas a cabo. Debido a la lentitud de adquisición de equipos la línea de actuación queda incompleta a expensas de la adquisición de la cámara IP y de su final instalación en la máquina de mecanizado. El emplazamiento de la misma junto con su incorporación al centro de mecanizado está completamente estructurado. Por ello, la mínima fase de implantación de los equipos no supone gran esfuerzo quedando paralizada por la llegada de los nuevos equipos, factores que se escapan al control de los promotores de la línea de actuación. La consulta de esta información, es decir, considerando que la visualización de las fases de mecanizado son información del mismo modo que son los diferentes documentos necesarios de la línea, en líneas futuras, conforme se conecte en red el Soporte de información en Línea y al mismo tiempo se conecte en red la Cámara se Supervisión del Proceso se podrá consultar las grabaciones obtenidas con la cámara en el Soporte como en cualquier lugar de la red o con otros tipos de dispositivos tales como móviles o tablets. Resultados Página 133 Mejora del Sistema de Producción Del mismo modo que es importante obtener información de la línea y visualizar el proceso de mecanizado también lo es la reducción del tiempo de ciclo de la línea. Conocer con exactitud todo el proceso e indagar en las diferentes formas de realizarlo para modificar su flujo o reducir su tiempo de ciclo supone un aumento en la producción total. Otra línea de mecanizado similar a donde se han realizado las acciones anteriores es la línea de mecanizado. Su tiempo de ciclo es excesivo y está por encima de los objetivos productivos establecidos. Viene condicionado por el tiempo de operación de una máquina por la que pasa todo el flujo de la producción, Op 180. Dicha operación realiza importantes mecanizados como el mecanizado y medida de la línea del cigüeñal, de vital importancia y tolerancias muy ajustadas. Al ser esta operación una operación transfert, es decir, compuesta de diferentes estaciones en serie, el tiempo de ciclo viene concretamente limitado por la estación cuatro. Para conseguir cumplir el objetivo del tiempo de ciclo no se descarta de antemano ninguna posibilidad de actuación. El estudio y análisis de las posibles soluciones valida las líneas en las que sí se puede actuar presentándose los diferentes problemas que se encuentran en las otras. Del mismo modo limitaciones técnicas o incluso que la acción sobre diversas soluciones no proporcione resultado alguno. No es única la solución adoptada. Por una parte se restablecen parámetros máquina. Por otra se reducen tiempos excesivos de temporizadores de comprobación de la señal de los sensores. Y se cambia la ejecución de instrucciones en paralelo para ahora espacio. Con ello se ahorra 1’8 segundos o lo que es lo mismo 3 centésimas de minuto. Además, se está en curso de otras acciones, ya que no son suficientes estas líneas de actuación. Cambiar las condiciones de corte comparándolas con otras de otras factorías es otra de ellas. Y finalmente, la acción más novedosa y que previsiblemente sea la más significativa, sustituir los centradores de la pieza actuales por otros centradores que hacen la función de centradores y de sensores. El método para convertirlos en sensores es realizándoles orificios, introduciéndole una salida de aire a través de ellos y testeando el cambio de presión entre la existencia de pieza cuando el centrador entra en el cárter cilindros o cuando está fuera. Para ello evidentemente se realizan todos los planos de fabricación de los mismos y de las instalaciones eléctricas, para el PLC y de aire pertinentes. Capítulo 6 Proyecto Fin de Carrera Página 134 Figura 70: Modelo 3D con corte para mostrar el funcionamiento del centrador Además, para afianzar el éxito de la intervención se realizan pruebas con centradores prototipo. A expensar de la fabricación de los centradores definitivos queda esta línea de actuación. Este proceso es complejo puesto que hay que realizarle diferentes tratamientos para endurecer el material. Además, antes de su implantación e incrustación en el funcionamiento deficnitivo de la máquina se testeará su correcto funcionamiento en el funcionamiento en condiciones reales de la línea. Durante estas pruebas, el tiempo de ciclo no se verá reducido ya que no será decisivo su correcto funcionamiento. Finalmente se compruebe el correcto funcionamiento de la medida se integrará en el proceso productivo siendo esta línea de actuación extrapolable a otras estaciones y posiblemente a otras máquinas. Resultados Página 135 Mejora del Sistema de Producción 6.3 Validación de soluciones La forma más adecuada de validar las soluciones es comprobando periódicamente si se satisfacen los objetivos, premisas y requisitos establecidos al inicio del proyecto. Puesto que se tenía la posibilidad de implementar versiones de prueba del Soporte de Información se van integrando estas en la línea para acostumbrar progresivamente a los usuarios de la herramienta. Igualmente de esta forma se complementa la información requerida y se va viendo progresivamente su aceptación por el público. Además se obtiene una realimentación de la información necesaria y sugerencias en su implementación. Algunos elementos que aumentan la accesibilidad, en un instante inicial, para ir adaptando la herramienta, no es necesario implementarlos. Así se agiliza el proceso de adaptación. Se satisfacen las sugerencias de los usuarios y se comprueba su usabilidad. Además en diversas visitas de personal de otras factorías queda en evidencia el atractivo que supone llamando la atención y la curiosidad de los invitados y mostrando interés por su implementación y estandarización en otras líneas. De este modo, mediante trabajo día a día y mejora continua se satisfacen los objetivos buscados: no edición de documentación, accesibilidad e incorporación de nuevas técnicas y medios multimedia de consulta. Figura 71: Soporte de Información en la misma línea de mecanizado Capítulo 6 Proyecto Fin de Carrera Página 136 En la figura 71 se aprecia como en cualquier espacio de la línea es capaz de integrarse la herramienta aumentando la accesibilidad a la información e incorporando elementos complementarios de consulta aportando un valor añadido a la línea. Figura 72: Estructura general del sitio, resultados En la figura 72 se aprecia la sencillez del entorno, a la par que la navegabilidad, la estructuración de multitud de información en espacio reducido con posibilidad a incluir más. Así mismo la facilidad de encontrar los diversos documentos y elementos multimedia que se mostrarán incrustados en el mismo entorno. Del mismo modo queda reflejado en los días previos a las visitas la facilidad con que se sustituyen documentos en todo el sitio sin suponer ninguna complejidad para al administrador ni requerir demasiado tiempo. En un futuro próximo se aumentará más aún el valor de la herramienta conforme se conecte en red pudiendo mostrar los resultados obtenidos en el Soporte de la siguiente línea de actuación. Resultados Página 137 Mejora del Sistema de Producción Aunque no se ha podido concluir completamente la implementación de la cámara los resultados obtenidos satisfacen plenamente las premisas impuestas. Permite la supervisión del proceso de mecanizado realizándose de forma automática e integrándose sin complejidad alguna en la máquina. Por otro lado no interfiere en el funcionamiento de la misma sin que sea un obstáculo en el funcionamiento de la línea. Instalación sencilla y rápida. Equipo diseñado para tal fin sin derrochar recursos y con una fiabilidad y mantenimiento adecuados. Así mismo con un coste reducido. Posibilidad de ampliación de múltiples cámaras sin suponer un coste extra excesivo. Además, posibilidad de conectarse en red y visualización desde múltiples equipos como el Soporte de Información en Línea o en un móvil. Figura 73: Prueba realizada previa a la finalización del proyecto En la figura 73 se muestran los resultados obtenidos de la solución propuesta tras la compleja labor de análisis de soluciones. Para su integración final en la línea simplemente queda recibir la nueva cámara IP, configurarla en unos sencillos pasos e instalarla dentro de la máquina cuando la línea se encuentre detenida.