Automatización de torno por mal diseño

1. PROPUESTA DE AUTOMATIZACION DE TORNO PARALELO
RICARDO VILLARRAGA VANEGAS
CODIGO: 10701145
INSTITUTO TECNICO CENTRAL LA SALLE
TECNICO EN ELECTROMECANICA
PRACTICA PROFESIONAL
Bogotá
2009
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2. PROPUESTA DE AUTOMATIZACION DE TORNO PARALELO
RICARDO VILLARRAGA VANEGAS
CODIGO: 10701145
Docente:
GERMAN GRANADOS
INGENIERO
INSTITUTO TECNICO CENTRAL LA SALLE
TECNICO EN ELECTROMECANICA
PRACTICA PROFESIONAL
Bogotá
2009
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3. CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCION
1. RESUMEN 5
2. FORMULACION DEL PROBLEMA 6
3. JUSTIFICACION 11
4. DELIMITACIO DEL PROBLEMA 12
5, OBJETIVOS 13
5.1 General 13
1.2 Específicos 13
6 METOTOLOGIA 14
7. MARCO TEORICO 15
7.1 TIPOS DE TORNO 15
7.1.1 Torno Paralelo 16
7.1.2 Torno Copiador 16
7.1.3 Torno Revolver 17
7.1.4Torno Automático 18
7.1.5 Torno Verticales 18
7.1.6 Torno CNC 19
7.2 Otros tipos de Torno 19
8 LISTA DE FOTOS 20
9 CONCLUSIONES 21
10. GLOSARIO 22
BIBLIOGRAFIA
3

4. INTRODUCCION
En este plan de trabajo se describe un diseño ejecutable y eficiente, en la
automatización de un torno paralelo, para un sistema de espadiado utilizado en la
fabricación de herramientas nuevas para la industria petrolera.
Una de las características de este sistema es la rapidez del proceso y el
aprovechamiento del personal operativo y técnico disponible en la compañía.
Este diseño se sustentara, mediante la evaluación de daños en los otros equipos.
ya que es donde podemos evidenciar la incidencia del daño frente a la
operatividad del equipo.
4

5. 1. RESUMEN
Este documento es una propuesta que se diseño para implementar un sistema de
espadiado hidráulico, eficaz y eficiente para acelerar los procesos de fabricación
herramientas nuevas para la industria petrolera, así como para disminuir costos en
la fabricación de herramientas petroleras nuevas, garantizar la vida útil de los
tornos y facilitar el manejo de estos.
Está idea está sustentada en la experiencia y el conocimiento de todos los
factores que influyen en el desarrollo del trabajo por haber surgido del día a día
de una empresa en la que se evidencia el deterioro injustificado de las maquinas y
sobre todo de los tornos.
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6. 2. FORMULACION DEL PROBLEMA
Esta propuesta se plantea debido a la necesidad de disminuir costos en la
fabricación de herramientas petroleras nuevas, aprovechamiento de los recursos
operativos y evitar los daños que se vienen presentando en la caja de velocidades,
sistema de closs, y bobinas del carro longitudinal de las maquinas utilizadas para
dicho trabajo debido al sobre esfuerzo generado al estar trabajando en esta
operación .
Imagen Nro. 1 TALADRADO CON ESPADA DE DIAMETRO 5”
6

7. Imagen Nro. 2 ESFUERZO DEL OPERARIO AL REALIZAR LA OPERACION
IMAGEN Nro. 3A SI QUEDA EL MATERIAL DESPUES DE PERFORAR
7

8. En la siguiente imagen podemos observar un torno paralelo que presenta daño en
las bobinas del carro longitudinal al estar taladrando con una espada de 4 ½ “
IMAGEN Nro. 4
Daño en las bobinas del carro longitudinal.
8

9. Esta imagen nos muestra la destrucción de los ejes en la caja de velocidades por
el sobre esfuerzo al estar taladrando con una espada de 3”
IMAGEN Nro. 5
9

10. Esta imagen nos muestra la destrucción piñón de arrastre del carro longitudinal y
cremallera que engrana con piñón al estar taladrando con una espada de 4”.
IMAGEN Nro. 6
Daño en la cremallera y piñon de arrastre del carro longitudinal.
10

11. 3. JUSTIFICACION
Las razones que conllevaron a formular esta propuesta de investigación fueron
buscar soluciones para evitar los daños en los tornos, rapidez del proceso de
producción, disminución de costos en mano de obra, satisfacer las necesidades
del cliente y ser líderes en fabricación de herramientas para la explotación
petrolera.
Esta idea esta sustentada en la experiencia y el conocimiento de todos los
factores que influyen en el desarrollo del trabajo, por lo que se evidencia la
necesidad de automatizar el torno y asi lograr los objetivos propuestos.
La investigación es posible ya que se cuenta con el objeto de investigación como
parte de ella, además se tiene como apoyo asesoría técnica profesional con el fin
para asegurar la viabilidad de esta propuesta además de poder adquirir
conocimientos más amplios y técnicos de la materia.
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12. 4. DELIMITACION DEL PROBLEMA
Al presentar esta propuesta lo que pretendemos es la automatización del torno
paralelo y así brindar a la empresa solución de fácil implementación y costos
asequibles.
La implementación de esta investigación se tratara de realizar en 6 meses
después de darla a conocer a diferentes empresas a las que les pueda interesar la
automatización de torno paralelo.
IMAGEN Nro. 7
Torno para implementar dicho sistema.
12

13. 5. OBJETIVOS
5.1.1 OBJETIVO GENERAL
- Diseñar, proponer e implementar un sistema de espadiado hidráulico,
eficaz y eficiente para acelerar los procesos de fabricación de herramientas
nuevas para la industria petrolera.
5.1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
- Diseñar el sistema de espadiado para mejorar los tiempos y costos de
producción.
- Analizar y evaluar el estado en que se encuentran las maquinas que están
siendo utilizadas para el sistema de taladrado con espadas.
- Realizar desarrollo de ingeniería con el fin de establecer el diseño que se
va a implementar y el mantenimiento correctivo que se va a utilizar.
- Reducir los costos en cuanto a mano de obra, herramientas de corte.
- Mejorar el bienestar de los empleados tanto en lo personal como en el sitio
de trabajo.
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14. 6. METODOLOGIA
Este trabajo se realiza recopilando la información técnica y las experiencias
vividas del personal de mettco s.a. tanto la parte operativa como personal de
administración gerente, jede de planta, y supervisores¸ quienes se encargaron de
generar la idea de implementar nuevas tecnologías como en este caso la
automatización.
14

15. 7. MARCO TEORICO
Debido al enfoque que se le pretende dar a este trabajo se toma como base
conceptual para su desarrollo que es el torno, sus componentes y todo lo que
represente para la empresa.
Existen diferentes definiciones de torno sin embargo la siguiente se considera
precisa para este trabajo:
Se denomina torno (del latín tornus, y este del griego τόρνος, giro, vuelta). A un
conjunto de máquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de forma
geométrica de revolución. Estas máquinas-herramienta opera haciendo girar la
pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje)
mientras una herramienta de corte es empujada en un movimiento regulado de
avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las
condiciones tecnológicas de mecanizado adecuado. Desde el inicio de la
Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el
proceso industrial de mecanizado.
El torno es una máquina que trabaja en el plano porque solo tiene dos ejes de
trabajo, normalmente denominados x y z. La herramienta de corte va montada
sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o bancadas paralelas al eje de
giro de la pieza que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se
mueve según el eje X, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber
un tercer carro llamado charriot, que se puede inclinar, para hacer conos, y donde
se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la
herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la pieza, y
cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría
de la pieza se realiza la operación denominad a refrentado.
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16. Jacques de Vaucanson, crea el primer torno Con la posibilidad de poder cilindrar
y dar forma a diversos utensilios, instrumentos y piezas ornamentales de madera y
otros materiales, el hombre inventó y desarrolló el proceso de torneado.
El torno es una de las primeras máquinas inventadas remontándose su uso quizá
al año 1000 y con certeza al 850 a. C.
7.1 TIPOS DE TORNOS
7.1.1 TORNO PARALELO
El torno paralelo o mecánico es el tipo de torno que evolucionó partiendo de los
tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos equipamientos que
lograron convertirlo en una de las máquinas herramienta más importante que han
existido. Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado
a realizar tareas poco importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en
los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales.
Para la fabricación en serie y de precisión han sido sustituidos por tornos
copiadores, revólver, automáticos y de CNC. Para manejar bien estos tornos se
requiere la pericia de profesionales muy bien cualificados, ya que el manejo
manual de sus carros puede ocasionar errores a menudo en la geometría de las
piezas torneadas.
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17. 7.1.2 TORNO COPIADOR.
Se llama torno copiador a un tipo de torno que operando con un dispositivo
hidráulico y electrónico permite el torneado de piezas de acuerdo a las
características de la misma siguiendo el perfil de una plantilla que reproduce el
perfil de la pieza.
Este tipo de tornos se utiliza para el torneado de aquellas piezas que tienen
diferentes escalones de diámetros, que han sido previamente forjadas o fundidas y
que tienen poco material excedente. También son muy utilizados estos tornos en
el trabajo de la madera y del mármol artístico para dar forma a las columnas
embellecedoras. La preparación para el mecanizado en un torno copiador es muy
sencilla y rápida y por eso estas máquinas son muy útiles para mecanizar lotes o
series de piezas que no sean muy grandes.
Las condiciones tecnológicas del mecanizado son comunes a las de los demás
tornos, solamente hay que prever una herramienta que permita bien la evacuación
de la viruta y un sistema de lubricación y refrigeración eficaz del filo de corte de las
herramientas mediante abundante aceite de corte o taladrina.
7.1.3 Torno revólver
El torno revólver es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas sobre
las que sea posible el trabajo simultáneo de varias herramientas con el fin de
disminuir el tiempo total de mecanizado. Las piezas que presentan esa condición
son aquellas que, partiendo de barras, tienen una forma final de casquillo o similar.
Una vez que la barra queda bien sujeta mediante pinzas o con un plato de garras,
se va taladrando, mandrinando, roscando o escariando la parte interior
17

18. mecanizada y a la vez se puede ir cilindrando, refrentando, ranurando, roscando y
cortando con herramientas de torneado exterior.
La característica principal del torno revólver es que lleva un carro con una torreta
giratoria de forma hexagonal que ataca frontalmente a la pieza que se quiere
mecanizar. En la torreta se insertan las diferentes herramientas que realizan el
mecanizado de la pieza. Cada una de estas herramientas está controlada con un
tope de final de carrera. También dispone de un carro transversal, donde se
colocan las herramientas de segar, perfilar, ranurar, etc.
7.1.4 Torno automático
Se llama 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.
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 multi husillos 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
18

19. herramientas está automatizado por un sistema de excéntricas y reguladores
electrónicos que regulan el ciclo y los topes de final de carrera.
7.1.5 Torno vertical
El torno vertical es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas de gran
tamaño, que van sujetas al plato de garras u otros operadores y que por sus
dimensiones o peso harían difícil su fijación en un torno paralelo.
Los tornos verticales tienen el eje dispuesto verticalmente y el plato giratorio
sobre un plano horizontal, lo que facilita el montaje de las piezas voluminosas y
pesadas. Es pues el tamaño lo que identifica a estas máquinas, permitiendo el
mecanizado integral de piezas de gran tamaño.
En los tornos verticales no se pueden mecanizar piezas que vayan fijadas entre
puntos porque carecen de contrapunta. Debemos tener en cuenta que la
contrapunta se utiliza cuando la pieza es alargada, ya que cuando la herramienta
esta arrancado la viruta ejerce una fuerza que puede hacer que flexione el material
en esa zona y quede inutilizado. Dado que en esta maquina se mecanizan piezas
de gran tamaño su único punto de sujeción es el plato sobre el cual va apoyado.
La manipulación de las piezas para fijarlas en el plato se hace mediante grúas de
puente o polipastos
7.1.6 Torno CNC
El torno CNC es un tipo de torno operado mediante control numérico por
computadora. Se caracteriza por ser una máquina herramienta muy eficaz para
mecanizar piezas de revolución. Ofrece una gran capacidad de producción y
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20. precisión en el mecanizado por su estructura funcional y porque la trayectoria de la
herramienta de torneado es controlada a través del ordenador que lleva
incorporado, el cual procesa las órdenes de ejecución contenidas en un software
que previamente ha confeccionado un programador conocedor de la tecnología de
mecanizado en torno. Es una máquina ideal para el trabajo en serie y mecanizado
de piezas complejas.
Las herramientas van sujetas en un cabezal en número de seis u ocho mediante
unos portaherramientas especialmente diseñados para cada máquina. Las
herramientas entran en funcionamiento de forma programada, permitiendo a los
carros horizontal y transversal trabajar de forma independiente y coordinada, con
lo que es fácil mecanizar ejes cónicos o esféricos así como el mecanizado integral
de piezas complejas.
La velocidad de giro de cabezal porta piezas, el avance de los carros longitudinal y
transversal y las cotas de ejecución de la pieza están programadas y, por tanto,
exentas de fallos imputables al operario de la máquina.
7.2 Otros tipos de tornos
Además de los tornos empleados en la industria mecánica, también se utilizan
tornos para trabajar la madera, la ornamentación con mármol o granito.
El nombre de quot;tornoquot; se aplica también a otras máquinas rotatorias como por
ejemplo el torno de alfarero o el torno dental. Estas máquinas tienen una
aplicación y un principio de funcionamiento totalmente diferentes de las de los
tornos.
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21. 8. LISTAS DE FOTOS
Pág.
FOTO 1 Taladro con espada 6
FOTO 2 Operario 7
FOTO 3 Producto Terminado 7
FOTO 4 Torno Petrolero 8
FOTO 5 Torno Paralelo 9
FOTO 6 Torno Petrolero 2 10
FOTO 7 Torno Paralelo 2 12
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22. 9. CONCLUSIONES
Puedo concluir que el trabajo realizado hasta el momento ha sido muy
gratificante en la medida que he visto la viabilidad de implementar la
automatización; además me permite afianzar mas conocimientos.
La investigación realizada ha posibilitado diferentes observaciones y
vivencias .
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23. 10. GLOSARIO
AUTOMATIZACION: es un sistema donde se trasfieren tareas de producción,
realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos
tecnológicos.
BANCADA: sirve de soporte para las otras unidades del torno. En su parte
superior lleva unas guías por las que se desplaza el cabezal móvil o contrapunto y
el carro principal.
CONTRAPUNTO: es el elemento que se utiliza para servir de apoyo y poder
colocar las piezas que son torneadas entre puntos,
HIDRAULICA: es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del estudio
de las propiedades mecánicas de los fluidos.
MECANIZADO: es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de
operaciones de conformación de piezas mediante remoción de material, ya sea
por arranque de viruta o por abrasión.
TORNO: conjunto de máquinas herramienta que permiten mecanizar piezas de
forma geométrica de revolución.
VIRUTA: es un fragmento de material residual con forma de lámina curvada o
espiral que es extraído mediante un cepillo u otras herramientas, tales como
brocas, al realizar trabajos de cepillado, desbastado o perforación, sobre madera o
metales.
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24. BIBLIOGRAFIA
- Ingeniería De La Automatización Industrial. 2ª Edición Ampliada Y
Actualizada. Ramón Piedradita Moreno (editorial ra-ma).
- Mecánica industrial aplicada (José roldan paraninfo).
- Maquinas calculo de taller (A.L. CASILLAS)
- Internet WIKIPEDIA enciclopedia libre
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