Trabajo final sist.de produccion

Asignatura: Sistemas de Producción y Fabricación
Profesor: Iván Tabernero Campos
Alumno: Iker Tejedor Ituarte
Curso: 2012-2013

Control Automatizado de Sistemas de Producción Iker Tejedor Ituarte
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ÍNDICE
1. Introducción............................................................................................................ Pág. 03
1.1. ¿Qué es un Sistema Automatizado?................................................................ Pág. 03
1.2. Objetivos de la automatización ....................................................................... Pág. 03
1.3. Parte de mando ............................................................................................... Pág. 04
1.3.1. ¿Qué es un PLC?..................................................................................... Pág. 04
1.3.2. SCADA .................................................................................................... Pág. 05
1.4. Sistemas de producción.................................................................................... Pág. 06
2. Sistemas de producción automatizados ................................................................ Pág. 06
2.1. Diferentes tecnologías..................................................................................... Pág. 06
2.2. CAM ................................................................................................................. Pág. 07
3. Metrología............................................................................................................... Pág. 08
3.1. Metrología Automatizada................................................................................ Pág. 09
3.1.1. Máquina Medidora por Coordenada (MMC)......................................... Pág. 10
3.1.2. Maquina Medidora de 1 coordenada (M1CH)....................................... Pág. 11
4. Soldadura ................................................................................................................ Pág. 12
4.1. Clasificación tipos soldadura............................................................................. Pág. 12
4.2. Soldadura automatizada................................................................................... Pág. 13
4.3. Tipos de soldaduras automatizadas ................................................................. Pág. 14
4.3.1. Soldadura por puntos ............................................................................ Pág. 14
4.3.2. Soldadura por arco continúo ................................................................. Pág. 15
4.3.3. Soldadura por arco sumergido .............................................................. Pág. 16
4.3.4. Sistemas de soldadura TIG..................................................................... Pág. 17
4.3.5. Sistemas de soldadura MIG ................................................................... Pág. 18
5. Fundición................................................................................................................. Pág. 19
5.1. Fundición automatizada ................................................................................... Pág. 20
5.2. Sinterización...................................................................................................... Pág. 25
6. Forjado...................................................................................................................... Pág. 26
6.1. Forjado por presión .......................................................................................... Pág. 26
6.2. Forjado por impacto ......................................................................................... Pág. 27
6.3. Forja automatizada........................................................................................... Pág. 27
7. Extrusión..........................................................................................................Pág. 28
7.1. Tipos de extrusión............................................................................................. Pág. 29
7.1.1.En caliente................................................................................................. Pág. 29
7.1.2.En frío........................................................................................................ Pág. 30
7.1.3.Extrusión directa....................................................................................... Pág. 30
7.1.4.Extrusión indirecta.................................................................................... Pág. 30
7.1.5.Extrusión por impacto............................................................................... Pág. 30
7.2. Extrusión automatizada.................................................................................... Pág. 31

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8. Torneado..........................................................................................................Pág. 33
8.1. Torno automático ............................................................................................. Pág. 34
8.1.1.Tipos de tornos automáticos .................................................................... Pág. 34
8.2. Torno CNC......................................................................................................... Pág. 35
8.2.1.Partes de un torno CNC............................................................................. Pág. 36
9. Fresado ............................................................................................................Pág. 38
9.1. Fresador CNC .................................................................................................... Pág. 39
9.1.1.Equipamiento de una fresadora CNC........................................................ Pág. 40
10. Taladro.............................................................................................................Pág. 41
10.1. Taladro CNC ..................................................................................................... Pág. 42
11. Mecanizado......................................................................................................Pág. 43
11.1. Tipos de mecanizado ....................................................................................... Pág. 43
11.2. Centro de mecanizado automatizado ............................................................. Pág. 44
12. Bibliografía.......................................................................................................Pág. 45

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1. Introducción
1.1. ¿Qué es un Sistema Automatizado?
La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de producción, realizadas
habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos que operan
con mínima o sin intervención del ser humano.
En los sistemas de automatización más modernos, el control de las máquinas es realizado por
ellas mismas gracias a sensores de control que le permiten percibir cambios en sus
condiciones tales como temperatura, volumen y fluidez de la corriente eléctrica y otros,
sensores los cuales le permiten a la máquina realizar los ajustes necesarios para poder
compensar estos cambios.
Un sistema automatizado consta de dos partes principales:
La Parte Operativa es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son los elementos
que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada. Los elementos que
forman la parte operativa son los accionadores de las máquinas como motores, cilindros,
compresores. Y los captadores como fotodiodos, finales de carrera.
La Parte de Mando suele ser un autómata programable (tecnología programada), aunque
hasta hace bien poco se utilizaban relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos
lógicos neumáticos (tecnología cableada). En un sistema de fabricación automatizado el
autómata programable está en el centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse
con todos los elementos del sistema automatizado.
1.2. Objetivos de la automatización
 Mejorar la productividad de la empresa, reduciendo los costes de la producción y
mejorando la calidad de la misma.
 Mejorar las condiciones de trabajo del personal e incrementando la seguridad.
 Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente.
 Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera grandes
conocimientos para la manipulación del proceso productivo.
 Integrar la gestión y producción.
Figura 1: Niveles de un sistema Automatizado

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1.3. Parte de mando
1.3.1 ¿Qué es un PLC?
El término PLC proviene de las siglas en inglés para Programmable Logic Controler, que
traducido quiere decir “Controlador Lógico Programable”. Se trata de un equipo electrónico
que se ha diseñado para programar y controlar procesos secuenciales en tiempo real. Por lo
general, este tipo de equipos se encuentran en ambientes industriales.
En la actualidad el campo de aplicación de un PLC es muy extenso. Se utilizan
fundamentalmente en procesos de maniobras de máquinas, control, señalización, etc. La
aplicación de un PLC abarca procesos industriales de cualquier tipo y ofrecen conexión a red;
esto te permite tener comunicado un PLC con una PC y otros dispositivos al mismo tiempo,
permitiendo hacer monitoreo, estadísticas y reportes.
Las ventajas de usar PLC en un proceso de fabricación son, entre otras muchas, el hecho de
poder realizar modificaciones sin cambiar cableado, el mínimo espacio necesario, menor costo,
mantenimiento económico por tiempos de paro reducidos.
Entre las funciones básicas encontramos:
 Detección: El PLC detecta señales del proceso de diferentes tipos.
 Mando: Elabora y envía acciones al sistema según el programa que tenga.
 Dialogo hombre maquina: Recibe configuraciones y da reportes al operador de
producción o supervisores.
 Programación: El programa que utiliza permite modificarlo, incluso por el operador,
cuando se encuentra autorizado.
Figura 2: PLC de la marca Siemens

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1.3.2 SCADA
Un sistema SCADA, (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) es un software para
ordenadores que permite controlar y supervisar procesos industriales a distancia. Facilita
retroalimentación en tiempo real con los dispositivos de campo (sensores y actuadores) y
controlando el proceso automáticamente. Administra toda la información que se genera en el
proceso productivo (supervisión, control calidad, control de producción, almacenamiento de
datos, etc.) y permite su gestión e intervención.
Los sistemas SCADA se utilizan para monitorear y controlar una planta o equipos en industrias
tales como telecomunicaciones, control de agua y residuos, energía, petróleo y gas de
refinación y transporte. Un sistema SCADA reúne información, como por ejemplo, si se ha
producido una fuga en un oleoducto, transfiere la información a un sitio central, la estación de
origen de la fuga producida, realiza los análisis necesarios, tales como determinar si la fuga es
fundamental y muestra la información de manera lógica y organizada, pudiendo actuar sobre
el oleoducto en tiempo real, por ejemplo, cerrando las válvulas para evitar el vertido. Todo
este proceso se puede realizar a varios kilómetros de distancia de donde se ha producido la
fuga y actuar en tiempo real. Los sistemas SCADA pueden ser relativamente simples, como uno
que vigila las condiciones ambientales de un pequeño edificio de oficinas, o increíblemente
complejo, como un sistema que supervisa toda la actividad en una planta de energía nuclear o
la actividad de un sistema de agua municipal.
Figura 3: SCADA de un proceso de mezclado de líquidos

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1.4. Sistemas de producción
Un sistema puede ser definido como un conjunto de partes interrelacionadas que existen para
alcanzar un determinado objetivo.
Un sistema puede ser abierto o cerrado. Los sistemas cerrados (o mecánicos) funcionan de
acuerdo con predeterminadas relaciones de causa y efecto y mantienen un intercambio
predeterminado también con el ambiente, donde determinadas entradas producen
determinadas salidas. En cambio un sistema abierto (u orgánico) funcionan dentro de
relaciones causa-efecto desconocidas e indeterminadas y mantienen un intercambio intenso
con el ambiente.
En realidad las empresas son sistemas completamente abiertos con sus respectivas
dificultades. Las empresas importan recursos a través de sus entradas, procesan y transforman
esos recursos y exportan el resultado de ese procesamiento y transformación de regreso al
ambiente a través de sus salidas. La relación entradas/salidas indica la eficiencia del sistema.
Un sistema de producción es entonces la manera en que se lleva a cabo la entrada de las
materias primas (que pueden ser materiales, información, etc.) así como el proceso dentro de
la empresa para transformar los materiales y así obtener un producto terminado para la
entrega de los mismos a los clientes o consumidores, teniendo en cuenta un control adecuado
del mismo.
2. Sistemas de producción automatizados
Al irse haciendo más compleja la tecnología de la automatización, se ha desplazado el enfoque
de las máquinas individuales hacia una idea más amplia. Hoy son cada vez más comunes
sistemas completos de máquinas automatizadas vinculadas entre sí para propósitos más
amplios.
2.1. Diferentes Tecnologías
 CAD (Diseño asistido por ordenador)
Es un sistema que permite el diseño de objetos por ordenador, presenta múltiples ventajas
como la interactividad y facilidad de crear nuevos diseños, la posibilidad de simular el
comportamiento del proceso de fabricación antes de la construcción del prototipo,
modificando, si es necesario, sus parámetros; la generación de planos con todo tipo de vistas,
detalles y secciones, y la posibilidad de conexión con un sistema de fabricación asistida por
ordenador para la mecanización automática de un prototipo.
También permite el diseño de objetos tridimensionales como diseño de piezas mecánicas,
diseño de obras civiles, arquitectura, urbanismo, etc.

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 CAE (Ingeniería asistida por ordenador)
El modelo geométrico de un producto es el elemento central dentro del concepto de la CAE y
consiste en la representación del mismo en la memoria del ordenador. Todos los demás
elementos de la CAE utilizan esta descripción geométrica como punto de partida. Ejemplo, el
contorno de la pieza puede emplearse para determinar el paso de la herramienta al
mecanizarse mediante un sistema de control numérico.
 CAM (Fabricación asistida por ordenador)
Es un sistema que permite usar ordenadores en el proceso de control de fabricación industrial,
buscando su automatización.
En un sistema moderno, la automatización abarca el proceso de transporte, almacenamiento,
mecanizado o conformado, montaje y expedición del producto,
 Relaciones entre CAD Y CAM
El diseño asistido por ordenador (CAD) y la fabricación asistida por ordenador (CAM)
constituyen dos técnicas que, aunque diferentes, han estado, estrechamente relacionadas
desde su aparición. Sin embargo, su evolución no ha logrado ser lo suficiente fusionada para
que la comunicación entre ambos procesos alcance los niveles mínimos deseables.
Sin embargo, el futuro del CAD y del CAM depende mucho de los logros en la capacidad entre
ambos procesos.
2.2. CAM
La fabricación asistida por ordenador, también conocida por las siglas en inglés CAM
(computer-aided manufacturing), implica el uso de ordenadores y tecnología de cómputo para
ayudar en la fase directa de manufactura de un producto, es un puente entre el Diseño
Asistido por Computadora CAD y el lenguaje de programación de las máquinas herramientas
con una intervención mínima del operario. Es parte de los Sistemas de planificación del
proceso y la producción, incluyen calendarización, administración y control de calidad.
Debido a sus ventajas, se suele combinar el diseño y la fabricación asistidos por ordenador en
los sistemas CAD/CAM. Esta combinación permite la transferencia de información desde la
etapa de diseño a la etapa de fabricación de un producto, sin necesidad de volver a capturar
manualmente los datos geométricos de la pieza. La base de datos que se desarrolla durante el
CAD es procesada por el CAM, para obtener los datos y las instrucciones necesarias para
operar y controlar la maquinaria de producción, el equipo de manejo de material y las pruebas
e inspecciones automatizadas para establecer la calidad del producto.
Una función de CAD/CAM importante en operaciones de mecanizado es la posibilidad de
describir la trayectoria de la herramienta para diversas operaciones, como por ejemplo
torneado, fresado y taladrado con control numérico. Las instrucciones o programas se generan
en el ordenador, y el programador puede modificarlas para optimizar la trayectoria de las
herramientas. El ingeniero o el técnico pueden entonces mostrar y comprobar visualmente si

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la trayectoria tiene posibles colisiones con prensas, soportes u otros objetos en tiempo real.
Siendo en cualquier momento posible modificar la trayectoria de la herramienta para tener en
cuenta otras formas de piezas que se vayan a mecanizar. También, los sistemas CAD/CAM son
capaces de codificar y clasificar las piezas que tengan formas semejantes en grupos, mediante
codificación alfanumérica.
El surgimiento del CAD/CAM ha tenido un gran impacto en la manufactura al normalizar el
desarrollo de los productos y reducir los esfuerzos en el diseño, pruebas y trabajo con
prototipos. Esto ha hecho posible reducir los costos de forma importante, y mejorar la
productividad. Por ejemplo, el avión bimotor de pasajeros Boeing 777 fue diseñado en su
totalidad en ordenador con 2000 estaciones de trabajo conectadas a ocho ordenadores. Este
avión se construye de forma directa con los programas CAD/CAM desarrollados (y el sistema
ampliado CATIA), y no se construyeron prototipos ni simulaciones, como los que se requirieron
en los modelos anteriores. El costo de este desarrollo fue del orden de seis mil millones de
dólares.
3. Metrología
La metrología es la ciencia de la medida, incluyendo el estudio, mantenimiento y aplicación del
sistema de pesos y medidas. Actúa tanto en los ámbitos científico, industrial y legal, como en
cualquier otro demandado por la sociedad. Su objetivo fundamental es la obtención y
expresión del valor de las magnitudes, garantizando la trazabilidad de los procesos y la
consecución de la exactitud requerida en cada caso; empleando para ello instrumentos,
métodos y medios apropiados.
En términos generales, a través de la Metrología podemos saber en qué consiste y cómo se usa
un sistema de unidades de medida, la cantidad de masa o volumen de un producto
determinado, la distribución de valores de temperatura de diversos hornos de producción,
cuáles son los instrumentos apropiados para tal o cual medición y cuál es el procedimiento
adecuado para efectuar un tipo de medición determinado.
La importancia de la Metrología radica en que tanto empresarios como consumidores
necesitan saber con suficiente exactitud cuál es el contenido exacto de un determinado
producto. En este sentido, las empresas deben contar con buenos instrumentos de medición
(balanzas, termómetros, reglas, pesas, etc.) para obtener medidas confiables y garantizar los
resultados en el proceso de fabricación de un producto. Por otro lado, es necesario
homogenizar las unidades de medida en todos los pueblos y países. Por ejemplo, un kilo de
azúcar pesado en Lima debe contener la misma cantidad que un kilo de azúcar pesado en
Venezuela o en Estados Unidos.

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3.1. Metrología Automatizada
Dentro de la fabricación mecánica es sabido que, cuanto más se acercan las piezas a sus
dimensiones ideales, es mejor el ajuste entre si y su funcionamiento, de aquí surge la
metrología.
La metrología dimensional es de gran importancia en la industria en general pero muy
especialmente en la de manufactura, pues las dimensiones y la geometría de los componentes
de un producto son características esenciales del mismo, ya que, entre otras razones, la
producción de los diversos componentes debe ser dimensionalmente homogénea, de tal
suerte que estos sean intercambiables aun cuando sean fabricados en distintas máquinas, en
distintas plantas, en distintas empresas o, incluso, en distintos países.
La división de Metrología Dimensional tiene la tarea y la función de:
 Establecer, mantener y mejorar el patrón nacional de longitud.
 Ofrecer servicios de calibración para patrones e instrumentos de longitud y ángulo.
 Asesorar a la industria en la solución de problemas específicos de mediciones y
calibraciones dimensionales.
 Realizar comparaciones con laboratorios homólogos extranjeros con objeto de mejorar la
trazabilidad metrológica.
 Elaborar publicaciones científicas y de divulgación en el área de medición de longitud.
Otra de las tareas en las que se emplea la metrología es en la ingeniería inversa, aplicando la
digitalización en cualquiera de las etapas que componen el ciclo de vida del producto, a todo
tipo de sectores y piezas.
A partir del proceso de digitalizado de una pieza se puede realizar la reconstrucción de sus
superficies, obteniendo el modelo CAD de la pieza en formatos compatibles con diferentes
software de diseño 3D.
Figura 4: Ejemplo de ingeniería Inversa

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3.1.1. Máquina Medidora por Coordenada (MMC)
Son instrumentos de medición con los cuales se pueden medir características geométricas
tridimensionales en general y para determinar las desviaciones de regularidad geométrica.
El principio de funcionamiento consiste en el registro de una pieza con una técnica de
extracción de la geometría de piezas se hace mediante: punto, línea, plano, círculo, cilindro,
cono, esfera y toroide; con estos elementos puede hacerse la medición completa de una pieza,
posteriormente se asigna a cada punto las coordenadas correspondientes a un sistema de
coordenadas en 3D, estas coordenadas asignada se vinculan los puntos de la pieza completa a
través de un software de medición.
Figura 5: MMC Figura 6: Maquina MMC
Las MMC cuentan con un sistema mediante el cual hacen contacto sobre las piezas a medir
que es llamado sistema de palpación, cada vez que el sistema de palpación hace contacto
sobre la pieza a medir , se adquiere un dato de medición (X,Y,Z), que puede ser procesado en
un software que está almacenado en un ordenador.
Los llamados “seguidor láser”, consiste en un láser que es reflejado en un retrorreflector
contenido en una semiesfera, el haz de luz sigue en forma automática a la semiesfera que hace
las funciones de un palpador; su alcance de medición es el de una semiesfera de unos 125° en
el plano vertical y unos 270° en el plano horizontal y con alcance de medición de unos 35 m a
40 m, la ventaja de estos instrumentos es su largo alcance de medición, que son portátiles, y
que no requieren una estructura rígida para desplazar el palpador, el palpador es desplazado
por el operador sobre la pieza bajo inspección.
Debido a su alcance de medición esta máquina puede medir al automóvil por partes ó ya
armado.
Una Máquina de medición de Coordenadas permite medir partes del automóvil en tres
dimensiones, es decir puede determinar el largo, ancho y alto de cualquier pieza, además se
pueden determinar las coordenadas de algún elemento respecto al origen de la pieza ó incluso
respecto al origen del automóvil.

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Lo que hace valiosa la metrología por coordenadas como herramienta de control de procesos
es que puede ser usada para medir con exactitud objetos en un amplio margen de tamaños y
configuraciones geométricas, y entender la relación entre diferentes propiedades de una pieza
de trabajo. Esta flexibilidad, y la velocidad de operación de la medición por coordenadas
comparada con las técnicas de superficies planas, simplifican los resultados de la medición y
pueden ser utilizados para reducir de manera económica aplicaciones de procesos de
fabricación.
3.1.2. Maquina Medidora de 1 coordenada (M1CH)
Las máquinas de una coordenada horizontal (M1CH) son equipos que controlan una única
dimensión. Mediante reglas o trazos internos, o mediante sistemas interferométricos láser
acoplados, y con un sistema de palpadores, se determina la dimensión de la pieza a medir.
La incorporación de los M1CH con láser produce una mayor precisión y hace que el empleo del
interferómetro pueda alcanzar incertidumbres por debajo de los 0.1 mm.
En general, las M1CH se componen de:
 Un brazo móvil y otro fijo
 Zona de colocación de la pieza
 Sistemas de alineamiento
 Sistemas de palpadores
Figura 7: M1CH

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4. Soldadura
La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos materiales,
(generalmente metales o termoplásticos), logrado a través de la fusión, en la cual las piezas
son soldadas fundiendo ambas y pudiendo agregar un material de relleno fundido (metal o
plástico), para conseguir un baño de material fundido que, al enfriarse, se convierte en una
unión fija. La soldadura blanda y la soldadura fuerte, implica el derretimiento de un material
de bajo punto de fusión entre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir
las piezas de trabajo. En la industria de la electrónica, la aleación de estaño y plomo es la más
utilizada, aunque existen otras aleaciones, esta combinación da los mejores resultados. La
mezcla de estos dos elementos crea un suceso poco común. Cada elemento tiene un punto
elevado de fundición, pero al mezclarse producen una aleación con un punto menor de
fundición que cualquiera de los elementos.
Es necesario suministrar calor hasta que el material de aportación funda y una ambas
superficies, o bien lo haga el propio metal de las piezas. Para que el metal de aportación pueda
realizar correctamente la soldadura es necesario que «moje» a los metales que se van a unir,
lo cual se verificará siempre que las fuerzas de adherencia entre el metal de aportación y las
piezas que se van a soldar sean mayores que las fuerzas de cohesión entre los átomos del
material añadido.
Los efectos de la soldadura resultan determinantes para la utilidad del material soldado.
El metal de aportación y las consecuencias derivadas del suministro de calor pueden afectar a
las propiedades de la pieza soldada. Deben evitarse porosidades y grietas añadiendo
elementos de aleación al metal de aportación, y sujetando firmemente las piezas que se
quieren soldar para evitar deformaciones. También puede suceder que la zona afectada por el
calor quede dura y quebradiza. Para evitar estos efectos indeseables, a veces se realizan
precalentamientos o tratamientos térmicos posteriores. Por otra parte, el calor de la soldadura
causa distorsiones que pueden reducirse al mínimo eligiendo de modo adecuado los
elementos de sujeción y estudiando previamente la secuencia de la soldadura.
4.1. Clasificación tipos soldadura
→ Soldadura heterogénea. Se efectúa entre materiales de distinta naturaleza, con o sin metal
de aportación: o entre metales iguales, pero con distinto metal de aportación. Puede ser
blanda o fuerte.
- Blanda: esta soldadura de tipo heterogéneo se realiza a temperaturas por debajo de los 400º
C. El material metálico de aportación más empleado es una aleación de estaño y plomo, que
funde a 230º C aproximadamente.
- Fuerte: también se llama dura o amarilla. Es parecida a la blanda, pero se alcanzan
temperaturas de hasta 800º C. Como metal de aportación se suelen usar aleaciones de plata, y
estaño (conocida como soldadura de plata); o de cobre y cinc. Como material fundente para
cubrir las superficies, desoxidándolas, se emplea el bórax.

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Este tipo de soldadura se lleva a cabo cuando se exige una resistencia considerable en la unión
de dos piezas metálicas, o bien se trata de obtener uniones que hayan de resistir esfuerzos
muy elevados o temperaturas excesivas. Por lo general, una soldadura fuerte es más resistente
que el mismo metal que une.
→ Soldadura homogénea. Los materiales que se sueldan y el metal de aportación, si lo hay,
son de la misma naturaleza. Puede ser oxiacetilénica, eléctrica, etc. Si no hay metal de
aportación, las soldaduras homogéneas se denominan autógenas. Pueden ser de diferentes
tipos:
- Por presión: La soldadura en frío es un tipo de soldadura donde la unión entre los metales se
produce sin aportación de calor. Puede resultar muy útil en aplicaciones en las que sea
fundamental no alterar la estructura o las propiedades de los materiales que se unen.
- Por fusión: En la soldadura de los metales, se llama soldadura por fusión a la técnica que
consiste en calentar dos piezas de metal hasta que se derriten y se funden entre sí. Puede ser
con aporte de material o sin aporte.
- Por presión: El procedimiento de soldadura por presión es el de soldadura de fragua,
practicado durante siglos por herreros y artesanos Los metales se calientan en un horno y se
unen a golpes de martillo. Esta técnica se utiliza cada vez menos en la industria moderna.
4.2. Soldadura automatizada
La soldadura automatizada es el uso de herramientas programables mecanizadas (robots), que
están totalmente automatizados para realizar el proceso automáticamente sin ayuda, o con
muy poca ayuda de un operario. Procesos como la soldadura de arco metálico de gas, no son
del todo sustituidos por un robot de soldadura, ya que un operador humano a veces tiene que
preparar los materiales a soldar. Los robots de soldadura se utilizan comúnmente para
soldadura de resistencias y componentes electrónicos, así como para soldaduras en
aplicaciones de alta producción, tales como la industria automotriz.
Los robots de soldadura son aplicaciones relativamente nuevas de la robótica, a pesar de que
los fueron introducidos primero en la industria de Estados Unidos durante la década de 1960.
El uso de robots en la soldadura no empezó despegar hasta la década de 1980, cuando la
industria automotriz comenzó a utilizar robots para soldadura por puntos. Desde entonces, ha
crecido considerablemente tanto el número de robots utilizados en la industria y el número de
sus aplicaciones. En 2005, más de 120.000 robots estaban en uso en la industria
norteamericana, cerca de la mitad de ellos para la soldadura. El crecimiento está limitado
principalmente por los altos costes de equipo y la restricción para aplicaciones de alta
producción.
Uno de los más utilizados es el robot de soldadura de arco, ya que se utiliza aproximadamente
en alrededor del 20% de las aplicaciones industriales. Los componentes principales de robots
de soldadura son el manipulador y el regulador, que actúa como "cerebro" de los robots. El
manipulador es lo que hace que el robot se mueva, y el diseño de estos sistemas puede
dividirse en varios tipos comunes, como el robot SCARA y el robot de coordenadas cartesianas,

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que utilizan diferentes sistemas de coordenadas para dirigir los brazos de la máquina.
El robot puede soldar una posición preprogramada, guiado por visión artificial, o por una
combinación de los dos métodos.
La tecnología de procesamiento de imágenes se ha desarrollado desde finales de los noventa
para analizar datos eléctricos en tiempo real recogido de soldadura automática, robótica,
permitiendo la optimización de las soldaduras
4.3. Tipos de soldaduras automatizados
4.3.1. Soldadura por puntos
Como el propio nombre indica, la soldadura por puntos es un proceso en el que dos piezas de
metal sé soldán en puntos localizados al hacer pasar una gran corriente eléctrica a través de
las piezas donde se efectúa la soldadura.
Los robots Para fabricantes con volúmenes elevados de producción que necesitan llevar a cabo
miles de soldaduras por puntos sobre chapas metálicas por turno, el tiempo de ciclo de la
soldadura es crítico. Un robot de soldadura por puntos puede posicionar la pistola de
soldadura con gran velocidad y precisión, acortando el tiempo de ciclo de la soldadura en unos
segundos y contribuyendo a una mayor productividad.
En la fabricación de vehículos se utiliza habitualmente la soldadura por puntos de resistencia
para el ensamblado de las piezas de chapa de la carrocería. Este sistema de soldadura también
es utilizado en multitud de ocasiones para la reparación, debido a que es una soldadura limpia
(no requiere mecanización posterior) y que se puede retirar con facilidad usando una
despunteadora.
Figura 8: Robot punto a punto

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Para realizar la soldadura por puntos se aplica sobre las chapas a unir una corriente eléctrica.
Esta corriente se transmite a través de unos electrodos con una determinada presión lo que
eleva la temperatura de los materiales en ese punto a un estado pastoso en el cual se unen
debido a la presión ejercida en el procedimiento (forja).
Los robots, están programados mediante software con los parámetros para la soldadura como
la intensidad de corriente, el tiempo de soldadura, y la presión de apriete dependiendo del
grosor de las chapas y de los materiales a unir, son ideales para este tipo de tareas, pues la
soldadura por puntos requiere una pistola de soldadura y un generador que puede pesar más
de 100 kg.
Para la soldadura en las reparaciones de vehículos se usan máquinas portátiles de soldadura
por puntos de resistencia muy sofisticadas. Éstas son prácticamente automáticas aunque para
una mayor versatilidad se pueden ajustar los parámetros manualmente.
4.3.2. Soldadura por arco continuo
La soldadura por arco es un proceso de soldadura continua en oposición a la soldadura por
punto que podría llamarse un proceso discontinuo. La soldadura de arco se utiliza para
obtener uniones largas o grandes uniones soldadas en las cuales, a menudo, se necesita una
cierre hermético entre las dos piezas de metal que se van a unir. El proceso utiliza un electrodo
en forma de barra o alambre de metal para suministrar la alta corriente eléctrica de 100 a 300
amperes.
Los robots proporcionan beneficios adicionales que aumentan la fiabilidad y el tiempo de
actividad. La parte superior del brazo guía el paquete de mangueras a través del centro, lo que
reduce la interferencia entre la pieza de trabajo y la fijación y reduce el mantenimiento.
Para optimizar el rendimiento, varios robots pueden ser controlados desde un mismo
ordenador. Esto proporciona una precisión de la trayectoria superior y capacidad sin igual. Esto
también hace que sea posible considerar la soldadura de utillajes que ofrece algunas ventajas
únicas para soldar piezas de trabajo complejas y las operaciones posteriores de manejo de la
reducción de los costes del accesorio.
Figura 9: Robot arco continuo

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4.3.3. Soldadura por arco sumergido
La soldadura por arco sumergido (SAW) es un proceso automático que emplea un electrodo
continuo, en el cual un alambre desnudo es alimentado hacia la pieza. El arco es iniciado entre
el material base a ser soldado y la punta de un electrodo consumible, este proceso se
caracteriza porque el arco se mantiene sumergido en una masa de fundente. Es, por
consiguiente, escondido en esta capa densa de fundente granulado el cual parte se funde para
formar una cubierta protectora sobre el cordón de soldadura fundido, en donde sus
remanentes pueden ser recuperados para ser usado nuevamente.
Cuando la soldadura comienza, un arco es creado entre el electrodo y la pieza de trabajo, en
ese momento el fundente que es o derramado sobre la soldadura, o puede ser previamente
servido, se derrite produciendo una costra protectora, el material fundente restante es
recuperado, y reciclado para ser usado nuevamente en un proceso futuro o en el mismo
proceso, dependiendo del tipo de fundente que se esté usando o de los materiales envueltos
en el proceso.
El proceso de arco sumergido es, principalmente llevado a cabo con equipo totalmente
automático, aunque hay algunas pistolas de mano para el proceso. Dependiendo de la
aplicación, es posible efectuar la soldadura SAW totalmente automatizada con uno o más
cabezales de soldadura a presión al mismo tiempo. Por su alto poder de deposición de metal
de aporte, es particularmente conveniente para las soldaduras rectas de gran longitud, siendo
muy usado en la fabricación de grandes tanques, plantas químicas, pesadas estructuras y en la
industria de la fabricación y reparación de barcos.
Entre las ventajas de este método, se incluyen:
* Alta productividad
* Bajo costo en la etapa de preparación.
* Alta velocidad y rendimiento.
* Es muy fiable si los parámetros de operación son los correctos.
* Soldaduras homogéneas, de buen aspecto y penetración uniforme.
* Muy bajo riesgo de grietas por Hidrogeno.
Figura 10: Soldadura por arco sumergido

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4.3.4. Sistema de soldadura TIG
Es un proceso de soldadura al arco con protección gaseosa, que utiliza el intenso calor de un
arco eléctrico generado por un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza a soldar,
donde puede o no usarse material de aporte y donde el gas de protección desplaza el aire de
las inmediaciones de la zona a soldar, evitando la posibilidad de contaminación de la soldadura
por el oxígeno y nitrógeno presente en la atmósfera. El electrodo, el arco y el área que rodea al
baño de fusión, están protegidos de la atmósfera por un gas inerte. Si es necesario aportar
material de relleno, debe de hacerse desde un lado del baño de fusión
La soldadura TIG, proporciona unas soldaduras excepcionalmente limpias y de gran calidad,
debido a que no produce escoria. De este modo, se elimina la posibilidad de inclusiones en el
metal depositado y no necesita limpieza final. La soldadura TIG puede ser utilizada para soldar
casi todo tipo de metales y puede hacerse tanto de forma manual como automática. La
soldadura TIG, se utiliza principalmente para soldar aluminio, y aceros inoxidables, donde lo
más importante es una buena calidad de soldadura. Principalmente, es utilizada en unión de
juntas de alta calidad en centrales nucleares, químicas, construcción aeronáutica e industrias
de alimentación.
Con el sistema TIG no es necesario tener fundente ni limpiar posteriormente la soldadura, no
hay salpicadura, chispas ni emanaciones. Además, el sistema permite realizar soldaduras de
alta calidad en todas las posiciones, permite ver claramente el área de soldadura y puede
automatizarse el proceso.
Características y ventajas del sistema TIG:
* No se requiere de fundente y no hay necesidad de limpieza posterior en la soldadura
* No hay salpicadura ni chispas, al no circular metal de aporte a través del arco
* Alta calidad en todas las posiciones, sin distorsión
* El área de soldadura es claramente visible
Figura 11: Robot TIG

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4.3.5. Sistema de soldadura MIG
Este procedimiento, conocido también como soldadura MIG/MAG, consiste en mantener un
arco entre un electrodo de hilo sólido continuo y la pieza a soldar. Tanto el arco como el baño
de soldadura se protegen mediante un gas que puede ser activo o inerte. El procedimiento es
adecuado para unir la mayoría de materiales, disponiéndose de una amplia variedad de
metales de aportación.
La soldadura MIG/MAG es más productiva que la soldadura manual con electrodo (MMA),
donde se pierde productividad cada vez que se produce una parada para reponer el electrodo
consumido. Las pérdidas materiales también se producen con la soldadura MMA, cuando la
parte última del electrodo es desechada. La utilización de hilos sólidos e hilos tubulares han
aumentado esta eficiencia hasta el 80-95%. La soldadura MIG/MAG es un proceso versátil,
pudiendo depositar el metal a una gran velocidad y en todas las posiciones. El procedimiento
es muy utilizado en espesores delgados y medios, en fabricaciones de acero y estructuras de
aleaciones de aluminio. La introducción de hilos tubulares está encontrando cada vez más, su
aplicación en los espesores fuertes que se dan en estructuras de acero pesadas.
Por otro lado, al ser un proceso que no deja escoria sobre el cordón, su enfriamiento es rápido,
lo cual no es recomendado para espesores altos debido al nivel de tensiones internas logrados
en el cordón. Los alambres tubulares funcionan de manera muy similar a los electrodos
revestidos. Poseen una carcasa de metal y un fundente en su interior. Una de las funciones
que cumple este fundente es el de entregar elementos de aleación al cordón de soldadura. La
gran variedad de alambres tubulares permite tener soluciones para soldar prácticamente
cualquier tipo de acero. Además, la generación de escoria sobre el cordón permite tener un
enfriamiento más lento siendo esto beneficioso en la soldadura de espesores mayores.
Al trabajar con el sistema MIG el operador siempre puede ver el arco y tiene mayores
facilidades de manipulación ya que las pistolas y los cables de soldadura son ligeros. El MIG es
uno de los sistemas más versátiles, mayor rendimiento y posibilidad de automatización.
Figura 12: Robot MIG

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5. Fundición
El proceso para producir piezas u objetos útiles con metal fundido se le conoce como proceso
de fundición. Este proceso se ha practicado desde el año 2000 ac. Consiste en vaciar metal
fundido en un recipiente con la forma de la pieza u objeto que se desea fabricar y esperar a
que se endurezca al enfriarse.
Procedimiento de moldeo:
* Fundición en moldes de arena: Uno de los materiales más utilizados para la fabricación de
moldes temporales es la arena sílica o arena verde (por el color cuando está húmeda). El
procedimiento consiste en el recubrimiento de un modelo con arena húmeda y dejar que
seque hasta que adquiera dureza.
* Fundición en moldes de capa seca: Es un procedimiento muy parecido al de los moldes de
arena verde, con excepción de que alrededor del modelo (aproximadamente 10 mm) se coloca
arena con un compuesto que al secar hace más dura a la arena, este compuesto puede ser
almidón, linaza, agua de melaza, etc. El material que sirve para endurecer puede ser aplicado
por medio de un rociador y posteriormente secado con una antorcha.
* Fundición en moldes con arena seca: Estos moldes son hechos en su totalidad con arena
verde común, pero se mezcla un aditivo como el que se utiliza en el moldeo anterior, el que
endurece a la arena cuando se seca. Los moldes deben ser cocidos en un horno para eliminar
toda la humedad y por lo regular se utilizan cajas de fundición, como las que se muestran más
adelante. Estos moldes tienen mayor resistencia a los golpes y soportan bien las turbulencias
del metal al colarse en el molde.
* Fundición en moldes de arcilla: Los moldes de arcilla se construyen al nivel de piso con
ladrillos o con materiales cerámicos, son utilizados para la fundición de piezas grandes y
algunas veces son reforzados con cajas de hierro. Estos moldes requieren mucho tiempo para
su fabricación y no son muy utilizados.
* Fundición en moldes furánicos: Este proceso es bueno para la fabricación de moldes o
corazones de arena. Están fabricados con arena seca de grano agudo mezclado con ácido
fosfórico, el cual actúa como acelerador en el endurecimiento, al agregarse a la mezcla una
resina llamada furánica. Con esta mezcla de ácido, arcilla y resina en dos horas el molde se
endurece lo suficiente para recibir el metal fundido.
* Fundición con moldes de CO2: En este tipo de moldes la arena verde se mezcla con silicato
de sodio para posteriormente ser apisonada alrededor del modelo. Una vez armado el molde
se inyecta bióxido de carbono a presión con lo que reacciona el silicato de sodio aumentando
la dureza del molde. Con la dureza adecuada de la arena del molde se extrae el modelo, si este
fuera removible, para posteriormente ser cerrado y utilizado.
* Fundición en moldes de metal: Se usan principalmente en fundición en matriz de aleaciones
de bajo punto de fusión. Las piezas de fundición se obtienen de formas exactas con una
superficie fina, esto elimina mucho trabajo de maquinado.

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* Fundición en moldes especiales: Plástico, cemento, yeso, papel, madera y hule, todos estos
materiales son usados en moldes para aplicaciones particulares .
Figura 13: Proceso fundición
5.1. Fundición automatizada
El uso de robots en la fundición no es reciente, de hecho, la historia de la robótica en fundición
es relativamente largo. El primer registro de uso de un robot data de 1961, cuando la Ford
Motor Company instaló un robot para atender una máquina de fundición a presión en una
fundición en los Estados Unidos. En los primeros días, el reemplazo de los operadores, que
eran relativamente baratos, por los equipo de automatización, que requería una fuerte
inversión de capital, no era económicamente viable.
Los beneficios que se buscaban inicialemnte, entre otros, son las mejores condiciones de
seguridad de los trabajadores y una producción más predecibles debido a la automatización
que pronto se fueron haciendo realidad. Además, de la mejora de la calidad debido a la
regularidad de funcionamiento de los robots, que se mantienen operativos a temperaturas
extemamente altas. Estos beneficios básicos de la robótica todavía se aplican hoy en día. Sin
embargo, se han desarrollado tecnologías y las demandas de la industria han cambiado, y ellas
han surgido otras ventajas. Por lo tanto, el verdadero potencial del robot industrial aun está
siendo mejorado.
Razones de robotización en las fundiciones de diseño de gran alcance:
- Las capacidades de carga pesada de trabajo permiten a los robots poder levantar cosas
pesadas y en repetidas ocasiones dentro de las fundiciones. Instalado la robotización en
una fundición, los trabajadores se elvitan de realizar movimientos repetitivos perjudiciales y
levantar piezas pesadas.
- Las fundiciones se caracterizan por ser extremadamente peligrosas. Los trabajadores tienen
que lidiar con la amenaza continua de quemaduras, agotamiento por calor, lesiones de
repetición o la respiración de polvo metálico. Los robots de fundición están obligados a

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tener un grado alto de protección industrial contra todos estos peligros para poder
soportar estos riesgos con facilidad y trabajar sin fatiga.
- La incorporación de robotización en las fundiciones ahorra tiempo y dinero: con robots, hay
menos posibilidad de dejar caer o dañar piezas. Menos accidentes significan menos
perdidas. Puesto que el trabajo de fundición es peligroso, por lo tanto debe de haber
rotación de los trabajadores. La robotización elimina este problema porque es rápido y fácil
sustituir robots. Ya que estos trabajan sin roturas o vacaciones y aumentan la
productividad.
- La robotización ofrece excelente precisión. Esto es extremadamente importante cuando se
trata de manejar el metal fundido. Cada movimiento es programado para cada punto
exacto. Cuando se trata de quitar el desbarbado o el lijado, los sistemas robóticos
proporcionan la precisión necesaria.
- La robotización da flexibilidad de fundiciones. Los robots pueden manejar una amplia gama
de aplicaciones como la eliminación de material, pulido/lijado, selección/colocación y
dispensar material. Con cambiadores automáticos pueden cambiar rápidamente de tarea,
lo que conduce a una producción simplificada, más rápida.
En resumen las razones principales de usar un robot es que resulta más económico que un
dispositivo dedicado únicamente a una tarea debido a su flexibilidad y su capacidad para
acometer una gran variedad de otras funciones. Resulta un capital activo puede configurarse
fácilmente para responder a exigencias cambiantes y proporciona una manera práctica de
automatización en una gran variedad de tareas. Las opciones de montaje de la línea dan a los
clientes la flexibilidad para instalar en el suelo, pared, techo o encima de una máquina de
fundición.
Pero incluso para un robot, una fundición no es un lugar de trabajo como cualquier otro. Son
lugares calientes, ruidosos, físicamente exigentes y potencialmente peligrosos. Los robots de
fundición están diseñados para aplicaciones de alto rendimiento y ofrecen protección al calor y
a la contaminación por lo que los clientes pueden automatizar más aplicaciones con una vida
más larga del robot y reducir las necesidades de mantenimiento. Las muñecas y los antebrazos
están recubiertos con un acabado reflectante resistente a la corrosión y alta temperatura, por
lo que funcionan por períodos cortos en ambientes hasta 180° C.
El ambiente de trabajo es excepcionalmente duro y exige una protección adecuada, están
protegidos para que puedan manejar los gases peligrosos y humo y productos químicos
agresivos. Son resistentes a la corrosión y capaces de levantar cargas pesadas en ambientes
ásperos y calientes. A través del tiempo, el polvo desgasta los componentes, los robots van
perdiendo precisión. Es necesario proteger los mecanismos para garantizar la máxima
capacidad de trabajo del robot, debe ser protegido contra e polvo, especialmente los
rodamientos.
Las operaciones de fundición abarcan las tres funciones más temidas en mano de obra
industrial: trabajo aburrido, sucio y peligroso. El trabajo en fundiciones no es deseable para
personas, pero perfecto para robots, que son ideales para asumir los peores aspectos del
proceso. Los robots proporcionan flexibilidad en aplicaciones de fundición, incluyendo

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operaciones de carga tales como extracción de coladas y material. Realizan el cambio
automático de herramientas, los robots introducen la arena en las estaciones de fundido,
vierten el aluminio fundido en los moldes, hacen la extracción y limpian el recipiente. El
manejo de materiales es una parte central del proceso de fundición. Los robots son muy útiles
cuando se trata el trabajo repetitivo de mover y manipular piezas, moldes, fundición y
troquelado.
Los robots de fundición también pueden chequear los fallos de las piezas creadas en la
fundición mediante una serie de sensores, pudiendo desecharlas al instante mejorando el
sistema de calidad en la producción.
Por todo esto los robots automatizados ayudan a optimizar la productividad y los procesos de
fundición. Como muchas otras industrias, las fundiciones están constantemente buscando
nuevas maneras de aumentar su productividad, reducir costos y aumentar la calidad. Por ello
se ha tomado la decisión de apostar por la tecnología de alto rendimiento ya que produce
menores costos de producción y porcentaje menor de mermas, aumentado la calidad y los
beneficios. Con el cambio masivo del hierro, aluminio y otras aleaciones ligeras tanto por
razones ecológicas como económicas, las fundiciones están invirtiendo fuertemente en nueva
maquinaria. Robots siempre están ahí para ganar eficiencia a lo largo de la cadena de valor.
Este concepto de sistema basado en robots específicos diseñados para las necesidades de cada
proceso ofrece muchas ventajas como la enorme flexibilidad, altos niveles de fiabilidad y la
utilización de la capacidad constante a lo largo de la línea de fundición.
Figura 14: Robot fundición

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Hoy en día hay una amplia gama de robots adaptados para la fundición con cargas de hasta
650 kg y con superficies de esmalte de alta resistencia adaptados a estos entornos tan dificiles
en los que hay grandes cantidades de calor. Además el software, nos permite la programación
del robot desde la oficina sin necesidad de estar cerca de la fundición.
Un Robot equipado con un simple buril neumático es una de las soluciones más flexibles y
rentables para identificar fácilmente las piezas del molde. Para la manipulación, el robot de
cuatro ejes es la herramienta perfecta para este tipo de tareas. Vienen equipados con una
pinza neumática especial para el manejo de los lingotes de aluminio solidificados. Deben ser
electrónicamente cableados y protegidos con cubiertas especiales para preservarlos del
fundido y debe pintarse con pintura de epoxy para protegerlo.
Otra innovación es un sistema especial guiado por la visión robótica plenamente integrado en
el robot. Combina la experiencia la industria de la robótica con el software revolucionario y
con un hardware y usando una sola cámara. Los robots están guiados mediante un ruta
completa basada en la ubicación real 3D de piezas, los usuarios pueden validar la exactitud de
la ruta antes de iniciar la producción. De esta manera las fundiciones necesitan menos
accesorios para la colocación de la pieza. Esto ahorra tiempo y dinero y hace una mayor
calidad de producción. La sincronizan se realiza a través de un sensor lineal que se encuentra
en las piezas móviles de las máquinas. Esto disminuye el desgaste del robot y reduce el
número de colisiones mejorando la seguridad.
Figura 15: Protecciones de robot de fundición
Pero hoy en día, mientras que las operaciones de fundición están frecuentemente
automatizadas, el tratamiento superficial todavía supone una gran labor manual, lo que la
convierte en la operación más intensiva y costosa para las fundiciones. Los sistemas
automatizados para los requerimientos de desarenado y desbarbado, así como un acabado de
superficie general de las piezas fundidas, no sólo reduce los costes significantemente sino que
incrementa la seguridad del proceso.

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Independientemente del tipo de fundición, las tareas como el desarenado, desbarbado y
limpieza de la superficie todavía se llevan a cabo de forma manual. Estas tareas no sólo
requieren un excesivo tiempo y una labor intensa, sino que provoca innumerables problemas
para mantener una calidad constante la calidad del granallado que depende en gran manera
de la destreza del personal y el resultado es un proceso no reproductivo ni documentable.
Para alcanzar unos óptimos resultados en piezas de geometría compleja, se determina la
posición más adecuada de las turbinas de granallado o boquillas y realiza una simulación en 3D
del proceso de limpieza. El control automático y monitorización de varios parámetros del
proceso de granallado, asegura que todos los componentes están tratados de acuerdo a sus
necesidades individuales para una alta y reproductiva calidad.
Un mecanismo automático de posicionamiento del componente garantiza que los
componentes geométricamente complejos sean posicionados con precisión en la cabina de
granallado. La monitorización de la calidad y el tamaño del grano de la granalla, permite
reemplazar el abrasivo consumido automáticamente.
Figura 16: Robot fundición

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5.2. Sinterización
La sinterización es el tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico o cerámico a
una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla, para incrementar la fuerza y la resistencia
de la pieza creando enlaces fuertes entre las partículas.
En la fabricación de cerámicas, este tratamiento térmico transforma un producto en polvo en
otro compacto y coherente. La sinterización se utiliza de modo generalizado para producir
formas cerámicas de alúmina, berilia, ferrita y titanatos.
Un horno sinterizado es una simple cámara con una plataforma elevadora, que efectúa el
proceso de endurecimiento de materiales cerámicos tipo Zirconia Estos hornos pueden
presentar sistemas de hoja manual, sistemas semiautomáticos y sistemas totalmente
automáticos controlados por PLC con memorización de todos los parámetros de trabajo. El
programador viene pre-programado para el sinterizado del material, pero se puede programar
libremente según necesidades del laboratorio. Mediante la incorporación de la electrónica
permite automáticamente la subida y bajada de los procesos de temperatura por rampas y
tiempos controlados. Esta clase de horno se puede construir con tamaños distintos de cámara,
de acuerdo con los artículos a tratar.
Figura 17: Horno de sinterización

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6. Forja
La forja, al igual que la laminación y la extrusión, es un proceso de conformado por
deformación plástica que puede realizarse en caliente o en frío y en el que la deformación del
material se produce por la aplicación de fuerzas de compresión.
Este proceso de fabricación se utiliza para dar una forma y unas propiedades determinadas a
los metales y aleaciones a los que se aplica mediante grandes presiones. La deformación se
puede realizar de dos formas diferentes: por presión, de forma continua utilizando prensas, o
por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones.
Hay que destacar que es un proceso de conformado de metales en el que no se produce
arranque de viruta, con lo que se produce un importante ahorro de material respecto a otros
procesos, como por ejemplo el mecanizado.
Los principales tipos de forja que existen son:
- Forja libre
- Forja con estampa
- Recalcado
- Forjado isotérmico
6.1. Forjado por presión
En este proceso la prensa no es mecánica, es hidráulica. Donde un cilindro hidráulico mueve
un mazo verticalmente con cierta presión según las consideraciones necesarias para dar la
forma al material.
Detalles:
- No hay materia prima fundida.
- Molde hueco, la pieza a formar entra en el molde.
- La mayoría de los moldes son en forma de cuadro
- Lo principal es presión vs temperatura.
Se puede decir, que el proceso de conformado por forjado, es uno de los procesos más
completos para los requerimientos de ciertas piezas. Es un proceso muy antiguo donde la
fuerza la hacían los hombres pero la necesidad de más piezas hizo revolucionar esta industria
creando así las matrices y maquinas que hicieran el trabajo. En la actualidad las maquinas
trabajan a cierta presión y a cierta velocidad haciendo así más fácil el manejo de los metales,
ya el trabajo es más competitivo y su perfección es casi total.
Ahora el forjado es un proceso en el cual se ha caracterizado por hacer gran variedad de
componentes de alta resistencia para la industria automovilística, industria aeroespacial,
diversas arquitecturas, etc...

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6.2. Forjado por impacto
 Forjado de herrero.
Es el forjado que se veía antiguamente, en el cual el herrero ayudado de sus herramientas,
martillaba el metal hasta el punto requerido
 Forjado con martinete.
A comparación del forjado de herrero, solo se reemplaza la fuerza limitada del herrero. En este
proceso, la fuerza la hace un martillo mecánico o de vapor.
Figura 18: Forjado por Impacto
6.3. Forja automatizada
Se han automatizado muchas máquinas e instalaciones de forjado, y hoy en día las operaciones
están controladas por ordenador. Las piezas brutas y las forjas se manejan con robots y demás
equipos automático. Este manejo puede incluir la carga y descarga de los hornos. Se usan
manipuladores mecánicos para mover y ubicar el material en los dados. Se han automatizado
la lubricación y otras operaciones como el troquelado, el tratamiento térmico y el transporte
del material.
Las capacidades de producción han aumentado debido al mejor control de todos los aspectos
de las operaciones de forja. La automatización ha dado muy buenos resultados en la
producción de piezas de alta calidad como engranajes, ejes, tuercas, tornillos y pistas de
rodamientos.
La distribución de una planta de forjado depende de factores como el tamaño de la forja y el
equipo automatizado que se use. Entre los nuevos desarrollos del forjado están la eliminación
de pasos intermedios, por fusión y forjado directo a formas netas o casi netas. Estas mejoras
pueden reducir el costo de las forjas en forma apreciable, por el ahorro de mano de obra,
equipo y materiales.

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7. Extrusión
La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija.
El material se empuja o se extrae a través de un troquel de una sección transversal deseada.
Las dos ventajas principales de este proceso por encima de procesos manufacturados son la
habilidad para crear secciones transversales muy complejas y el trabajo con materiales que son
quebradizos, porque el material solamente encuentra fuerzas de compresión y de
cizallamiento. También las piezas finales se forman con una terminación superficial excelente.
El proceso consiste en moldear un metal, en función de la propiedades requeridas, el material
puede ser tratado mediante calor o trabajado en frío., éste se carga posteriormente dentro del
contenedor de la prensa, la cual, en un extremo tiene una matriz o hilera que presenta un
orificio con las dimensiones aproximadas del producto que se desea obtener y por el otro
extremo un disco macizo o bloque, llamado disco de presión. De forma que sea empujado,
haciéndolo pasar por el troquel. La extrusión puede ser continua (produciendo teóricamente
de forma indefinida materiales largos) o semicontinua (produciendo muchas partes). El
proceso de extrusión puede hacerse con el material caliente o frío.
Los materiales extruidos comúnmente incluyen metales, polímeros, cerámicas, hormigón y
productos alimenticios.
Figura 19: Proceso de extrusión

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7.1. Tipos de extrusión
7.1.1. En caliente
La extrusión en caliente es un proceso que utiliza la gran maleabilidad de los materiales
previamente calentados para formarlo. Consiste en forzar al metal (contenido en una cámara
de presión) mediante un embolo a salir a través de una matriz formadora especial, que
determina la sección transversal del producto. Este emerge como una barra continua que se
corta a la longitud deseada. La mayoría de los metales utiliza extrusión en caliente, para
reducir las fuerzas requeridas y eliminar los efectos del trabajo en frío. El proceso también se
puede utilizar para materiales de baja resistencia que no se pueden formar por estirado.
Los metales que más comúnmente se someten a extrusión son: El plomo, cobre, latón, bronce,
aleaciones de aluminio y magnesio. El acero es más difícil de extruír a causa de su alta
resistencia a la fluencia y su tendencia a soldarse a las paredes de la cámara de la matriz en las
condiciones de alta temperatura y presión requeridas.
Sin embargo, se hacen en la actualidad cantidades significativas de extrusiones de acero,
usando como lubricantes sales de fosfato o recubrimiento de vidrio que se funde durante la
extrusión, las matrices se hacen de acero para herramientas. Los ángulos de entrada y salida
varían considerablemente, así que el diseño del dado debe ser cuidadoso. Un factor
importante en el proceso es la lubricación de las paredes, tanto el material que se va a trabajar
así como el de la estampa o matriz, esto evita el desgaste y alarga su vida útil.
Las tasas de producción son elevadas y las matrices tienen costos bajos, la extrusión en
caliente es económica para obtener pequeños lotes de piezas las tolerancias son buenas pero
se incrementa a medida que el perfil o pieza adquiere mayor tamaño. Los principales
productos del proceso de extrusión son: varillas, perfiles, estructurales, tubos, cables,
cubiertos de plomo, molduras de marcos, cartuchos de latón, etc.
Figura 20: Matriz de extrusión

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7.1.2. En frío
La extrusión en frío es uno de los procesos que caracterizan la extrusión. Consiste en obligar a
una porción de material colocado en el fondo de una matriz a deformarse plásticamente y
extenderse entre las paredes de la matriz y las del punzón que la comprime. Se suele utilizar
para producir piezas metálicas, frecuentemente en forma terminada o casi terminada, sobre
todo en forma de herramientas, piezas de vehículos, máquinas textiles, electrodomésticos y
perfiles extrusionados para la construcción arquitectónica e ingenieril.
Las principales ventajas que posee las piezas de extrusión en frío frente a las conformadas en
caliente son;
- El bajo aporte o ningún aporte de calor, ya que se realiza a temperatura ambiente o cerca de
la temperatura ambiente.
- La falta de oxidación lo que se traduce en una mayor fortaleza.
- Buen aprovechamiento del material, ya que se generan muy pocos desperdicios.
- Se elimina la necesidad de operaciones posteriores de mecanizado, debido a que sus
acabados dimensionales son muy buenos.
- Eliminación de la necesidad de calentar el tocho inicial.
- Los costos de producción son muy competitivos comparado con otros procesos de extrusión.
Además tiene altas velocidades de producción y no requiere mucha mano de obra.
7.1.3. Extrusión directa
Consiste en colocar dentro de la cámara un tocho caliente y redondo que se comprime
mediante un embolo. El metal extruido a través del dado, se abre: hasta que solo queda un
pequeño residuo para cortarlo cerca del dado y eliminar el extremo.
7.1.4. Extrusión indirecta
Difiere de la extrusión directa, en el que la parte extraída se fuerza a través del embolo. Se
requiere menor esfuerzo en este método, pues no hay fricción entre el trozo de metal y las
paredes del recipiente que lo contiene.
Sin embargo, tiene limitaciones tales como, la debilidad del ariete por ser hueco y la
imposibilidad de proporcionar un soporte adecuado a la parte extraída.
7.1.5. Extrusión por impacto
En la extrusión por impacto un punzón es dirigido al pedazo de metal con una fuerza tal que
este es elevado a su alrededor. La mayoría de las operaciones de extrusión por impacto, tales
como la manufactura de tubos plegables, son trabajos en frío. Sin embargo hay algunos
metales y productos, particularmente aquellos en los cuales se requieren paredes delgadas, en
los que los pedazos de metal son calentados a elevadas temperaturas.

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7.2. Extrusión Automatizada
La pieza central de la extrusión automatizada está basada en el PLC. El sistema está diseñado
para integrar todos los componentes discretos en el chasis del PLC para hacer la operación más
confiable, y poder controlar toda la operación desde la pantalla táctil, permitiendo la
instalación de monitores redundantes para operar la línea de extrusión desde varias
ubicaciones (desde la sala de control del operador o remotamente mediante conexión de
módem o red privada virtual).
La automatización de un extrusado cuenta con:
 Terminal Operador:
Gestiona las recetas, crea códigos de protección con contraseña para
que solo los operarios con permiso puedan controlar el proceso,
genera e informa de las alarmas, ordena el guardado o impresión de
variables.
 Regulador de potencia:
Controla las alarmas, regula la selección de fluido, controla la
temperatura con una precisión aproximada del 0,2%
 Indicadores:
Recogen e indican alarmas de presión, temperatura o distintas
variables indicadas previamente por el usuario a través del terminal
operador

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 PLC:
Es la unidad central, se encarga de recoger todas las señales de
entradas, las opera en función de la programación que hayamos
hecho y se encarga de difundir las señales a los actuadores precisos.
 Otros dispositivos:
Otros dispositivos necesarios que se comunican con el PLC son
los sensores de temperatura, presión, etc.
La otra parte fundamental de la automatización en el extrusionado es el hardware, mediante
el cual el operador gestiona automáticamente las comunicaciones necesarias para transferir
los datos desde y hacia el sistema permitiendo que el usuario se concentre en el
funcionamiento y en las páginas visualizadas. Por lo general suelen ser pantallas intuitivas y
fáciles de manejar que ofrecen un guiado para facilitar el trabajo al operador.
Figura 21: Hardware de un proceso de extrusión
Entre las ventajas de automatizar un proceso de extrusión se encuentran:
- Poder supervisar el proceso en todo momento, una sola persona puede controlar todo el
proceso.
- Poder gestionar las recetas de los materiales, generando alarmas y parámetros de control
para verificar en todo momento que el proceso se está realizando correctamente.
- Regular las temperaturas desde un ordenador.
- Guardar todos los parámetros del proceso en cualquier momento.
- Posibilidad de dialogar con el PLC encargado de la automatización en tiempo real.

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8. Torneado
El torneado consiste principalmente en agarrar una pieza mediante unas mordazas de sujeción
en los extremos longitudinales de la misma, que hacen girar el material. Mientras está girando,
una herramienta de corte, denominada cuchilla, se acerca al objeto y elimina material de
forma perimetral, consiguiendo formas cilíndricas o cónicas.
En el siglo XVI, los tornos ya se movían de forma continua mediante energía hidráulica, y
estaban dotados de un soporte para la herramienta de corte que permitía un torneado preciso
de la pieza. Al comenzar la Revolución Industrial en Inglaterra, durante el siglo XVII, se
desarrollaron tornos capaces de dar forma a una pieza metálica.
Figura 22: Torneado
8.1. Torno automático
Todos los tornos en general se basan en el mismo principio de funcionamiento. La pieza gira
sujeta en el cabezal y las herramientas de corte fijas en sus respectivos porta-herramientas
cortan el material al entrar en contacto con la superficie de la pieza, que solamente gira no se
desplaza. Sin embargo, son las herramientas las que si se desplazan para quitarle a la pieza el
material sobrante para darle la forma deseada. En los diferentes tornos no automáticos las
operaciones de profundidad de corte el desplazamiento manual o automático de la
herramienta y todos los movimientos son causados por el operario al manipular palancas
manivelas y además determina el orden en que las herramientas cumplan su función.
En los tornos automáticos no ocurre así, se establece un orden preestablecido y una vez
puesto en marcha hace que cada una de las herramientas trabaje en su momento preciso y a la
velocidad requerida, efectuando todas las operaciones hasta lograr que la pieza quede
terminada sin la intervención de ningún operario. Por lo tanto podemos llamar torno
automático a un tipo de torno cuyo proceso de trabajo está enteramente automatizado. La
alimentación de la barra necesaria para cada pieza se hace también de forma automática, a
partir de una barra larga que se inserta por un tubo que tiene el cabezal y se sujeta mediante
pinzas de apriete hidráulico.

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Estos tornos pueden ser de un solo husillo o de varios husillos:
 Los de un solo husillo se emplean básicamente para el mecanizado de piezas pequeñas
que requieran grandes series de producción.
 Cuando se trata de mecanizar piezas de dimensiones mayores se utilizan los tornos
automáticos multihusillos donde de forma programada en cada husillo se va realizando una
parte del mecanizado de la pieza. Como los husillos van cambiando de posición, el
mecanizado final de la pieza resulta muy rápido porque todos los husillos mecanizan la
misma pieza de forma simultánea.
La puesta a punto de estos tornos es muy laboriosa y por eso se utilizan principalmente para
grandes series de producción. El movimiento de todas las herramientas está automatizado por
un sistema de excéntricas y reguladores electrónicos que regulan el ciclo y los topes de final de
carrera.
8.1.1. Tipos de tornos automáticos
 TORNO AUTOMATICO DE CABEZAL FIJO. Es el más empleado en la industria para el
maquinado de piezas de diámetros pequeños y regulares. El cabezal se encuentra fijo a la
bancada y recibe el movimiento por medio de bandas planas, bandas trapezoidales y
cadenas.
 TORNO AUTOMATICO DE CABEZAL MOVIL. Es conocido como "cabezal móvil" o "tipo
suizo" y se emplean para el maquinado de piezas de diámetros pequeños, generalmente
piezas de relojería. En estas máquinas el cabezal retrocede con la pinza abierta, cierra
pinza y va generando el movimiento de avance de la barra para mecanizar la pieza
mientras las herramientas no se desplazan axialmente. Por este motivo es capaz de
mecanizar piezas de gran longitud en comparación a su diámetro. Una de sus
características principales es el desplazamiento longitudinal del cabezal por medio de un
mecanismo de leva y palanca.
 TORNO AUTOMATICO DE HUSILLOS MULTIPLES. Se emplean en el maquinado de altas
producciones ya que disponen de 4 a 8 husillos y cada uno de ellos con una barra de
material. En lugar del cabezal tiene un tambor con un número de husillos determinado,
cada uno de ellos puede girar a diferentes velocidades para llevar a cabo las operaciones
de roscado interior o exterior y estampado. El tambor gira para colocar el husillo frente a
la herramienta de acuerdo al número de husillos del tambor y en cada giro se desprende
de la barra una pieza terminada.
Figura 23: Torno tipo Suizo

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8.2. Torno CNC
Torno de control numérico o torno CNC se refiere a una máquina herramienta del tipo torno
que se utiliza para mecanizar piezas de revolución mediante un software que utiliza datos alfa-
numéricos, siguiendo los ejes cartesianos X,Y,Z. Se utiliza para producir en cantidades y con
precisión porque el ordenador que lleva incorporado controla la ejecución de la pieza.
Un torno CNC puede hacer todos los trabajos que normalmente se realizan mediante
diferentes tipos de torno como paralelos, copiadores, revólver, automáticos e incluso los
verticales. Su rentabilidad depende del tipo de pieza que se mecanice y de la cantidad de
piezas que se tengan que mecanizar en una serie.
Los ejes X, Y y Z pueden desplazarse simultáneamente en forma intercalada, dando como
resultado mecanizados cónicos o esféricos según la geometría de las piezas.
Las herramientas se colocan en portaherramientas que se sujetan a un cabezal que puede
alojar hasta 20 portaherramientas diferentes que rotan según el programa elegido, facilitando
la realización de piezas complejas.
Figura 24: Torno CNC
En el programa de mecanizado se pueden introducir como parámetros la velocidad de giro de
cabezal portapiezas, el avance de los carros longitudinal y transversal y las cotas de ejecución
de la pieza. La máquina opera a velocidades de corte y avance muy superiores a los tornos
convencionales por lo que se utilizan herramientas de metal duro o de cerámica para disminuir
la fatiga de materiales.

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8.2.1. Partes de un torno CNC
 Motor y cabezal principal
Este motor limita la potencia real de la máquina y es el que provoca el movimiento giratorio de
las piezas, normalmente los tornos actuales CNC equipan un motor de corriente continua, que
actúa directamente sobre el husillo con una transmisión por poleas interpuesta entre la
ubicación del motor y el husillo, siendo innecesario ningún tipo de transmisión por engranajes.
Estos motores de corriente continua proporcionan una variedad de velocidades de giro casi
infinita desde cero a un máximo determinado por las características del motor, que es
programable con el programa de ejecución de cada pieza. Muchos motores incorporan dos
gamas de velocidades uno para velocidades lentas y otro para velocidades rápidas, con el fin
de obtener los pares de esfuerzo más favorables.
 Bancada y carros desplazables
Los husillos de los carros son de bolas templadas y rectificadas asegurando una gran precisión
en los desplazamientos, estos husillos funcionan por el principio de recirculación de bolas,
mediante el cual un tornillo sin fin tiene un acoplamiento a los respectivos carros. Cuando el
tornillo sin fin gira el carro se desplaza longitudinalmente a través de las guías de la bancada.
Figura 25: Carros desplazables
 Ajuste posicionamiento de carros
A pesar de la calidad de los elementos que intervienen en la movilidad de los carros
longitudinal y transversal no hay garantía total de poder conseguir la posición de las
herramientas en la cota programada.
Para corregir los posibles fallos de posicionamiento hay dos sistemas electrónicos uno de ellos
directo y el otro sistema indirecto. El sistema de ajuste de posicionamiento directo utiliza una
regla de medida situada en cada una de las guías de las bancadas, donde actúa un lector óptico
que mide exactamente la posición del carro, transfiriendo a la UCP (Unidad Central de
Proceso) las desviaciones que existen donde automáticamente se reprograma hasta conseguir
la posición correcta.

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 Portaherramientas
El torno CNC utiliza un tambor como portaherramientas donde pueden ir ubicados de seis a
veinte herramientas diferentes, según sea el tamaño del torno, o de su complejidad. El cambio
de herramienta se controla mediante el programa de mecanizado, y en cada cambio, los carros
retroceden a una posición donde se produce el giro y la selección de la herramienta adecuada
para proseguir el ciclo de mecanizado. Cuando acaba el mecanizado de la pieza los carros
retroceden a la posición inicial de retirada de la zona de trabajo para que sea posible realizar el
cambio de piezas sin problemas. El tambor portaherramientas, conocido como revólver, lleva
incorporado un servomotor que lo hace girar, y un sistema hidráulico o neumático que hace el
enclavamiento del revolver, dando así una precisión que normalmente está entre 0.5 y 1 micra
de milímetro. Las herramientas tienen que ser ajustadas a unas coordenadas adecuadas en un
accesorio externo a los tornos de acuerdo con las cotas que indique el programa.
 Accesorios y periféricos
Todas las máquinas que tienen incorporado su funcionamiento CNC, necesitan una serie de
accesorios que en el caso de un torno se concretan en los siguientes:
 UCP (Unidad de Control de Proceso)
 Gráficos dinámicos de sólidos y de trayectoria
 Editor de perfiles
 Periféricos de entrada
 Periféricos de salida
Figura 26: Torno Revolver

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9. Fresado
El fresado consiste principalmente en el corte del material que se mecaniza con una
herramienta rotativa de varios filos, que se llaman dientes, de metal duro, que ejecuta
movimientos de avance programados de la mesa de trabajo en casi cualquier dirección de los
tres ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa donde va fijada la pieza que se
mecaniza.
La fresadora es la máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de
viruta o más conocido por fresado. Mediante el fresado es posible mecanizar los más diversos
materiales como madera, acero, fundición de hierro, metales no férricos y materiales
sintéticos, superficies planas o curvas, de entalladura, de ranuras, de dentado, etc. Además las
piezas fresadas pueden ser desbastadas o afinadas. En las fresadoras tradicionales, la pieza se
desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas
diversas, desde superficies planas a otras más complejas.
Inventadas a principios del siglo XIX, las fresadoras se han convertido en máquinas básicas en
el sector del mecanizado. La variedad de procesos mecánicos y el aumento de la
competitividad global han dado lugar a una amplia variedad de fresadoras que, aunque tienen
una base común, se diferencian según el sector industrial en el que se utilicen.
Debido a la variedad de mecanizados que se pueden realizar en las fresadoras actuales, al
amplio número de máquinas diferentes entre sí, tanto en su potencia como en sus
características técnicas, a la diversidad de accesorios utilizados y a la necesidad de cumplir
especificaciones de calidad rigurosas, la utilización de fresadoras requiere de personal
cualificado profesionalmente, ya sea programador, preparador o fresador.
El empleo de estas máquinas, con elementos móviles y cortantes, así como líquidos tóxicos
para la refrigeración y lubricación del corte, requiere unas condiciones de trabajo que
preserven la seguridad y salud de los trabajadores y eviten daños a las máquinas, a las
instalaciones y a los productos finales o semielaborados.
Figura 27: Fresado

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9.1. Fresado CNC
Recientemente y con el avance de las tecnologías se ha implantado los programas CAD/CAM,
que permiten fabricar una pieza introduciéndole nada más que el plano en un programa de
CAD.
Las fresadoras con control numérico por ordenador (CNC) permiten la automatización
programable de la producción. Se diseñaron para adaptar las variaciones en la configuración
de productos. Su principal aplicación se centra en volúmenes de producción medios de piezas
sencillas y en volúmenes de producción medios y bajos de piezas complejas, permitiendo
realizar mecanizados de precisión con la facilidad que representa cambiar de un modelo de
pieza a otra mediante la inserción del programa correspondiente y de las nuevas herramientas
que se tengan que utilizar así como el sistema de sujeción de las piezas. El equipo de control
numérico se controla mediante un programa que utiliza números, letras y otros símbolos.
En las grandes producciones en serie, el control numérico resulta útil para la robotización de la
alimentación y retirada de las piezas mecanizadas.
Las fresadoras universales modernas cuentan con visualizadores electrónicos donde se
muestran las posiciones de las herramientas, según un sistema de coordenadas, y así se facilita
mejor la lectura de cotas en sus desplazamientos. Asimismo, a muchas fresadoras se les
incorpora un sistema de control numérico por computadora (CNC) que permite automatizar su
trabajo. Además, las fresadoras copiadoras incorporan un mecanismo de copiado para
diferentes perfiles de mecanizado.
Existen varios lenguajes de programación CNC para fresadoras, todos ellos de programación
numérica, entre los que destacan el lenguaje normalizado internacional ISO y los lenguajes
HEIDENHAIN, Fagor y Siemens. Para desarrollar un programa de CNC habitualmente se utilizan
simuladores que, mediante la utilización de una computadora, permiten comprobar la
secuencia de operaciones programadas.
La aplicación de sistemas de control numérico por ordenador en las máquinas-herramienta
permite aumentar la productividad respecto a las máquinas convencionales y ha hecho posible
efectuar operaciones de conformado que son imposibles de realizar con un elevado grado de
precisión dimensional en máquinas convencionales, por ejemplo la realización de superficies
esféricas. El uso del control numérico ayuda favorablemente en los costos de producción al
favorecer la reducción del número de tipos de máquinas utilizadas en un taller de mecanizado,
manteniendo o mejorando su calidad.
Los procesos que utilizan máquinas-herramienta de control numérico tienen un coste horario
superior a los procesos que utilizan máquinas convencionales, pero inferior a los procesos que
utilizan máquinas especiales con mecanismos de transferencia que permiten la alimentación y
retirada de piezas de forma automatizada. En el mismo sentido, los tiempos de preparación
para un lote son mayores en una máquina de control numérico que en una máquina
convencional, pues se necesita preparar la programación de control numérico de las

40
operaciones del proceso. Sin embargo, los tiempos de operación son menores en una máquina
de control numérico que en una máquina convencional, por lo cual, a partir de cierto número
de piezas en un lote, el mecanizado es más económico utilizando el control numérico. Sin
embargo, para lotes grandes, el proceso es más económico utilizando máquinas especializadas
con mecanismos de transferencia.
9.1.1. Equipamiento de una fresadora CNC
Para definir el equipamiento, es necesario tener en cuenta el tipo de lenguaje de
programación que es posible utilizar, la capacidad de memoria de la máquina para un uso
posterior de los programas almacenados, así como la forma de introducción y modificación de
los programas: a pie de máquina, mediante dispositivos de almacenamiento de datos
(disquete o memoria USB), o mediante una tarjeta de red.
La unidad central de proceso (CPU) de la máquina controla accionamientos rotativos, para lo
cual se utilizan servomotores que pueden variar su velocidad en un rango continuo. El
movimiento lineal de los carros de la mesa se obtiene transformando el movimiento rotacional
de los servomotores mediante husillos de bolas sin juego.
La CPU obtiene datos del programa y de los sensores instalados, los cuales permiten establecer
una realimentación del control de las operaciones. La precisión de estos sensores y la
velocidad de procesamiento de la CPU limitan la precisión dimensional que puede obtenerse.
El tipo de sensor utilizado ha evolucionado con el tiempo, siendo en la actualidad muy
utilizados los sensores de efecto Hall para el control de los desplazamientos y giros realizados.
Para controlar la posición del origen del sistema de referencia de los movimientos realizados y
el desgaste de la herramienta se utilizan uno o varios palpadores o sondas de medida. Un
palpador es un dispositivo con un vástago que acciona un pulsador al hacer contacto con la
pieza o con la mesa de la máquina. También puede establecerse el origen de coordenadas
realizando un contacto en movimiento de la herramienta con la zona a mecanizar.
Además de los movimientos de la pieza y de la herramienta, pueden controlarse de manera
automatizada otros parámetros como la herramienta empleada, que puede cambiarse desde
un almacén de herramientas instalado en la máquina; el uso o no de fluido refrigerante o la
apertura y cierre de las puertas de seguridad.
Figura 28: Fresado CNC

41
10.Taladro
10.1. Fresado CNC
El taladro es una máquina herramienta donde se mecanizan la mayoría de los agujeros que se
hacen a las piezas en los talleres mecánicos. Destacan estas máquinas por la sencillez de su
manejo. Tienen dos movimientos: El de rotación de la broca que le imprime el motor eléctrico
de la máquina a través de una transmisión por poleas y engranajes, y el de avance de
penetración de la broca, que puede realizarse de forma manual sensitiva o de forma
automática, si incorpora transmisión para hacerlo.
Se llama taladrar a la operación de mecanizado que tiene por objeto producir agujeros
cilíndricos en una pieza cualquiera, utilizando como herramienta una broca. La operación de
taladrar se puede hacer con un taladro portátil, con una máquina taladradora, en un torno, en
una fresadora, en un centro de mecanizado CNC o en una mandrinadora.
De todos los procesos de mecanizado, el taladrado es considerado como uno de los procesos
más importantes debido a su amplio uso y facilidad de realización, puesto que es una de las
operaciones de mecanizado más sencillas de realizar y que se hace necesario en la mayoría de
componentes que se fabrican.
Las taladradoras, se refieren básicamente a las utilizadas en las industrias metalúrgicas para el
mecanizado de metales, otros tipos de taladradoras empleadas en la cimentaciones de
edificios y obras públicas así como en sondeos mineros tienen otras características muy
diferentes.
Figura 29: Taladro

42
10.2. Taladro CNC
Se programa una máquina CNC generando códigos G y M que la máquina entienda. Los
códigos G se refieren a códigos de avance que le dicen a la máquina que movimientos, giros y
cortes precisos debe realizar, mientras que los códigos M encienden o apagan otros
dispositivos extras como fluidos. Estos códigos son generados con un programa CAM o
programa asistido por computadora. Frecuentemente, los programas CAM son partes de los
programas CAD o programas de diseño asistido por computadora donde las partes son
dibujadas en la computadora basadas en las especificaciones exactas.
L a máquina CNC es iniciada y el código del programa es cargado. El operador de la máquina
presiona el botón de inicio y monitorea que la máquina esté siguiendo el diseño establecido en
el código. Si se produce un problema, el operador o parará la máquina después del ciclo, o si es
algo suficientemente serio, presionará el botón "e-stop" o el botón de parada de emergencia
para detener la máquina.
La instalación masiva de centros de mecanizado CNC en las industrias metalúrgicas ha
supuesto un gran revulsivo en todos los aspectos del mecanizado tradicional.
Un centro de mecanizado ha unido en una sola máquina y en un solo proceso tareas que antes
se hacían en varias máquinas, taladradoras, fresadoras, mandrinadoras, etc, y además efectúa
los diferentes mecanizados en unos tiempos mínimos antes impensables debido
principalmente a la robustez de estas máquinas a la velocidad de giro tan elevada que funciona
el husillo y a la calidad extraordinaria de las diferentes herramientas que se utilizan.
Así que un centro de mecanizado incorpora un almacén de herramientas de diferentes
operaciones que se pueden efectuar en las diferentes caras de las piezas cúbicas, con lo que
con una sola fijación y manipulación de la pieza se consigue el mecanizado integral de las caras
de las piezas, con lo que el tiempo total de mecanizado y precisión que se consigue resulta
muy valioso desde el punto de vista de los costes de mecanizado, al conseguir más rapidez y
menos piezas defectuosas.
Figura 30: Taladro CNC

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11.Mecanizado
El mecanizado es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de
conformación de piezas mediante la eliminación de material, ya sea por arranque de viruta o
por abrasión.
Se realiza a partir de productos semielaborados como lingotes, tochos u otras piezas
previamente conformadas por otros procesos como moldeo o forja. Los productos obtenidos
pueden ser finales o semielaborados que requieran operaciones posteriores.
11.1. Tipos de mecanizado
 Mecanizado sin arranque de viruta
Todas las piezas metálicas, excepto las fundidas, en algún momento de su fabricación han
estado sometidas a una operación al menos de conformado de metales, y con frecuencia se
necesitan varias operaciones diferentes. Así, el acero que se utiliza en la fabricación de tubos
para la construcción de sillas se forja, se lamina en caliente varias veces, se lamina en frío hasta
transformarlo en chapa, se corta en tiras, se le da en frío la forma tubular, se suelda, se
maquina en soldadura y, a veces, también se estira en frío. Esto, aparte de todos los
tratamientos subsidiarios. La teoría del conformado de metales puede ayudar a determinar la
forma de utilizar las máquinas de la manera más eficiente posible, así como a mejorar la
productividad.
 Mecanizado por abrasión
La abrasión es la eliminación de material desgastando la pieza en pequeñas cantidades,
desprendiendo partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este proceso se realiza
por la acción de una herramienta característica, la muela abrasiva. En este caso, la herramienta
(muela) está formada por partículas de material abrasivo muy duro unidas por un aglutinante.
Esta forma de eliminar material rayando la superficie de la pieza, necesita menos fuerza para
eliminar material apretando la herramienta contra la pieza, por lo que permite que se puedan
dar pasadas de mucho menor espesor. La precisión que se puede obtener por abrasión y el
acabado superficial pueden ser muy buenos pero los tiempos productivos son muy
prolongados.
 Mecanizado por arranque de viruta
El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta.
La herramienta consta de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada
pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de
mucho material con poca precisión) y de acabado (eliminación de poco material con mucha
precisión; cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas
superficies). Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que
se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la
pieza es tan leve que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.

44
11.2. Centro de mecanizado automatizado
Un centro de mecanizado es una máquina altamente automatizada capaz de realizar múltiples
operaciones de maquinado en una instalación bajo CNC (control numérico computarizado) con
la mínima intervención humana. Las operaciones típicas son aquellas que usan herramientas
de corte rotatorio como cortadores y brocas. Este sistema de mecanizado destaca por su
velocidad de producción como ventaja y los altos costos como desventaja.
Los centros de mecanizado tienen las siguientes características:
 Son reconfigurables, por lo que pueden cambiar rápidamente de configuración para
realizar diferentes tareas de mecanizado sobre una pieza.
 La flexibilidad y versatilidad debida al alto grado de automatización las hace capaces
de realizar diversas operaciones de mecanizado de una pieza.
 La uniformidad en la producción, que es importante en las producciones en serie.
 Alta velocidad de producción, ya que realizan gran cantidad de operaciones de forma
automática sobre la pieza.
 Buen acabado superficial, lo que las hace aptas para dar forma final a las piezas
fabricadas.
Una máquina de herramienta CNC se difiere de una máquina de herramienta convencional en
los siguientes aspectos:
 El operario puede manejar varias máquinas CNC a la vez.
 No se necesita consultar apenas el plano.
 El programa tiene todo el control de los parámetros de corte.
 Existe la posibilidad de realizar prácticamente cualquier tipo de mecanizado.
 Tiene un elevado costo de máquinas, accesorios y mantenimiento.
 Se necesita mantener grandes volúmenes de producción para amortizar costes.
Figura 31: Panel CNC

45
12.Bibliografía
 Websites
1.-Introducción
- http://es.scribd.com/doc/51656086/Que-es-un-sistema-automatizado
- http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20071017130552AAMhdRV
- http://www.misrespuestas.com/que-es-un-plc.html
- http://www.abcinnova.com/articulos-e-informacion/18-ique-es-un-plc-y-que-beneficios-tiene.html
- http://www.webopedia.com/TERM/S/SCADA.html
2.-Sistemas de producción automatizados
- http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_producci%C3%B3n
- http://es.wikipedia.org/wiki/Fabricaci%C3%B3n_asistida_por_computadora
3.-Metrologia
- http://es.wikipedia.org/wiki/Metrolog%C3%ADa
- http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/4392204/Mmc-metrologia-dimensional.html
4.-Soldadura
- http://www.monografias.com/trabajos13/elproces/elproces.shtml
- http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura
- http://en.wikipedia.org/wiki/Robot_welding
- http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_por_puntos
- http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_por_arco
- http://www.indura.net/informacion.asp?tipo=2&idq=2668
- http://www.keenovens.com/articles/submerged-arc-welding.html
- http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_TIG
- http://www.esab.com/es/sp/education/proceso-gtaw-tig.cfm
- http://www.esab.com/es/sp/education/procesos-migmag-gmaw.cfm
- http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_industrial/soldaduramig/
5.-Fundicion
- http://www.slideshare.net/vanesa201007/procesos-de-fundicin
- http://www.metalworld.co.in/newsletter/jan12/2technology0112.pdf
- http://www.robots.com/blog/viewing/5-reasons-for-robotic-automation-in-your-foundry
- http://es.wikipedia.org/wiki/Sinterizaci%C3%B3n
- http://www.ieco-koi.it/spa/prodotti/maquinaria-y-plantas-para-otros-tratamientos-por-
calor/hornos_de_recocido/hornos-de-recocido.php
6.-Forja
- http://es.wikipedia.org/wiki/Forja
7.-Extrusion
- http://html.rincondelvago.com/extrusion.html
- http://es.wikipedia.org/wiki/Extrusi%C3%B3n
- http://www.melfitechnologies.com/melfiextrude.htm
8.-Torneado
- www.kalipedia.com/tecnologia/tema/materiales/torneado.html?x=20070822klpingtcn_42.Kes&ap=7
- http://www.geocities.ws/leon_df/automatico.html
- http://es.wikipedia.org/wiki/Control_num%C3%A9rico
- http://www.taringa.net/posts/info/7116000/Torno-CNC.html

46
9.-Fresado
- http://es.wikipedia.org/wiki/Fresadora
- http://es.scribd.com/doc/23941983/FRESADORA
- http://html.rincondelvago.com/fresadoras_1.html
- http://isa.umh.es/asignaturas/tf/Tema9_2.pdf
- http://www.slideshare.net/nurrego/fresado
- http://es.wikipedia.org/wiki/Fresado
- http://www.fresadoras-cnc.com/
10.-Taladro
- http://es.wikipedia.org/wiki/Taladradora
- http://www.revista-mm.com/ediciones/rev69/maquinaria_taladros.pdf
- http://www.cimatech.com/web/cimanews/Junio2007/taladros_automaticos.htm?1
- http://es.scribd.com/doc/73057412/Taladro-automatico-con-PIC-16F84
11.-Mecanizado
- http://ocw.uc3m.es/ingenieria-mecanica/sistemas-de-produccion-y-fabricacion/material-de-clase-
1/TEMA-10.pdf
- http://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_mecanizado
 Libros
- Administración de producción y operaciones [ISBN 0-538-89108-4]
- Manufactura de la Ingeniería y Tecnología [ISBN 970-26-0137-1]
- Mecanizado Grado Medio [ISBN 84-89167-30-3]

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