protocolo de titulacion automatizacion del proceso de galvanizado

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PROTOCOLO DE PROYECTO DE TITULACIÓN

AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE GALVANIZADO

Registro No. — — — — -— — —

Alumnos: Bahena Gómez Alberto Alonso, Hernández Lara Derlis*, Jimenez Hernández Raúl e-mail: [email protected]

Resumen Herrajes y acabados Espinoza, es una empresa que pretende aumentar su producción total, uno de sus procesos fuertes es el galvanizado. Para poder ganar terreno en el mercado necesita galvanizar 140 ton de piezas al mes (Información según Empresa). Después de haber hecho un análisis profundo de costos, movimientos y tiempos de entrega, se estableció que la automatización del proceso representa una solución factible para el logro de este objetivo. Por tal motivo, se efectuará la automatización del proceso desde que se suministran las piezas a galvanizar hasta que están listas para empacar y entregar. Se diseñara el sistema mecánico, eléctrico, electrónico y de control, basándose en una metodología para su correcto desarrollo. Palabras clave: Proceso de galvanizado, automatización, control de procesos. 1.- Introducción

Actualmente en México se realiza el proceso de galvanizado mediante los siguientes pasos principales: la preparación de superficie, galvanizado, y post-tratamiento. La figura 1 muestra el proceso completo de galvanizado de piezas.

Figura 1: Modelo de galvanización en caliente. [1]

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Actualmente, la asociación estadounidense AGA (American Galvanizers Association) lleva a cabo el proceso de galvanización continua, que es un proceso de inmersión en caliente, donde se limpia una chapa de acero, tiras o alambre en una línea de procesamiento de aproximadamente 154 m de longitud, y corre a velocidades de entre 30 a 185 m por minuto. [1]

Figura 2: Planta de galvanización continúa. [1] La mayoría de las empresas mexicanas realiza este proceso de manera manual, por lo que es viable automatizarlo a un bajo costo y alto rendimiento. De acuerdo a lo anterior, el proyecto llegará hasta el diseño del proceso automático del galvanizado de piezas para su implementación en pequeñas y medianas empresas a nivel nacional.

Para el proceso de diseño se hará uso de la metodología QFD (Quality Function Deployment), que conlleva identificar la necesidad del cliente, sus requerimientos y por consecuencia la determinación da la solución óptima al problema planteado. 2.- Objetivo Diseñar un sistema automatizado para realizar el proceso de galvanizado flexible de piezas pequeñas y medianas, de cualquier forma geométrica en empresas nacionales. Se realizará el diseño mecánico, eléctrico, electrónico y de control de dicho sistema que cumpla con los requerimientos deseados.

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3.- Justificación

En Estados Unidos y en Europa existen procesos de galvanizado automatizados, pero los costos para incorporarlos en las empresas mexicanas son muy elevados. Sin embargo, en México solo existe una empresa que cuenta con un sistema automatizado para este proceso (Recubrimientos metálicos de México SA. de CV.) La cual produce cantidades grandes de galvanizado y cuenta además con un amplio espacio de trabajo, que le permite contener la maquinaria del proceso. Por lo cual, resulta factible diseñar un sistema eficiente, que ocupe un espacio de trabajo reducido y a un costo accesible, cumpliendo con las características que el mercado mexicano demandan. [1]

Al automatizar el proceso de galvanizado las empresas especializadas en el acabado de piezas se beneficiarán aumentando su producción y ganando terreno en este rubro. Además, de que se aportará nueva tecnología al mercado mexicano, y se disminuirán los factores afectados por este proceso, como el desperdicio de agua y el uso de energía eléctrica por largos periodos de tiempo.

Beneficios de automatizar el proceso:

Aumentar la producción un 250 %.[8]

Mejorar las condiciones para los requerimientos ambientales.

Mejorar las condiciones laborales y la seguridad de los operarios al no estar en contacto directo con las sustancias químicas.

Eficientar el proceso en términos de ahorro de agua y energía.

Reducir costos en el proceso de galvanizado por el desperdicio de sustancias químicas.

Aumentar y homogenizar la calidad del acabado de las piezas.

Mejorar los tiempos de producción. 4.-Productos o Resultados esperados El producto principal es el desarrollo de un sistema automatizado para el proceso de galvanizado, el cual cumpla con los requerimientos de las empresas en donde se pretende implementar. El diseño se abordará en los aspectos; mecánico (obteniendo los cálculos correspondientes de la estructura), eléctrico-electrónico (elaborando los circuitos que satisfagan el correcto funcionamiento de la parte mecánica) y control (realizando la programación e interface entre el usuario y el proceso). Se realizara un modelo virtual animado que muestre la solución obtenida para este proyecto. La implementación del proyecto dependerá de las empresas.

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5.- Metodología La metodología estará basada en el QFD, lo que permitirá que nuestro proyecto cumpla con los requerimientos establecidos. Además, se apoya en los procedimientos y técnicas pertinentes de normas para el diseño a desarrollar.

El procedimiento es el siguiente:

a) Estudio y comprensión del proceso de galvanizado.

b) Obtención de las necesidades y requerimientos de las empresas nacionales para este proceso.

c) Elaboración de un plan de trabajo en colaboración con la empresa involucrada en este proyecto.

d) Identificación de las partes claves del proceso para la automatización.

e) Proponer posibles soluciones a los problemas presentados para realizar la automatización.

f) Con base a la metodología seguida, obtener el concepto de solución óptimo con la aprobación de la empresa solicitante.

g) Diseño del sistema eléctrico, electrónico y de control que satisfagan al concepto óptimo.

h) Serán tratados los tópicos de diseño mecánico, diseño eléctrico, diseño electrónico y diseño de control, es decir la programación, para que al final se conjunten para la realización del trabajo escrito.

i) Conclusiones.

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6.- Cronograma De Noviembre del 2009 a noviembre del 2010

ACTIVIDAD NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV

Estudiar el proceso de galvanizado.

Investigar normas que involucren este proceso.

Implementar el QFD (necesidad, requerimientos, concepto ganador, etc.).

Comparación con la competencia (Benchmarking)

Investigación teórica del diseño mecánico.

Diseñar la parte mecánica del sistema.

Investigación y diseño de la parte eléctrica y electrónica del sistema.

Prueba de circuitos eléctricos y de la etapa de potencia diseñada.

Diseño y elaboración del control y programación del sistema.

Realización de la interfaz de la máquina con el usuario

Elaboración del manual de operación del sistema automatizado para el proceso de galvanizado

Análisis del valor respecto a los costos del sistema obtenido.

Integración de los sistemas involucrados en el desarrollo del proyecto

Elaboración del reporte escrito

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Nombre del Alumno: Bahena Gómez Alberto Alonso. Titulo del Proyecto: Automatización del proceso de galvanizado.



Investigar normas que involucren este proceso.





Análisis del valor respecto a los costos del sistema obtenido.



Prácticas Profesionales

Servicio Social

Inglés

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Nombre del Alumno: Hernández Lara Derlis Titulo del Proyecto: Automatización del proceso de galvanizado












Servicio Social

Inglés

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Nombre del Alumno: Jimenez Hernández Raúl Titulo del Proyecto: Automatización del proceso de galvanizado












Servicio Social

Inglés

7.- Áreas y Academias involucradas en el Proyecto de Titulación Las áreas principales involucradas en este proyecto son: Mecánica, Química, Electrónica, Eléctrica, Control, Procesos de manufactura.

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8.- Referencias *1+AGA (2009). ‘’American Galvanizers Association’’ en AGA *En línea]. Estados Unidos, disponible en: http://www.galvanizeit.org/aga/inspection-course/galvanizing-process [Accesado el día 27 de octubre de 2009] *2+Carrasquilla, A. (2001). “Automatización de una línea de galvanizado´´ en Siemens [En línea]. Argentina, disponible en: http://www.siemens.com.ar/sites/internet/legacy/sie-pe/pe/pdf/DSC_Variadores%20de%20Alta%20Performance%20Master_F.pdf

[Accesado el día 27 de octubre de 2009]

*3+Electrodepósitos S.A. de C.V. (2009). ‘’Servicios’’ en Electro depósitos *En línea+. México, disponible en: http://electrodepositos.com/services.html [Accesado el día de 27 de octubre de 2009] [4]Askeland, D. y P. Phule, Ciencia e Ingeniería de los materiales. 4ta edición, editorial Thomson. [5]Jordi calvo carbonell Pinturas Y Recubrimientos Ed. Ediciones Díaz de Santos ISBN8479788836, 9788479788834 [6] Jimeno Gil Emilio. Metalurgia general. Ed. Reverte, 2 edición. 1985 ISBN8429160736, 9788429160734. pp. 1750. (1009). [7]Brown Theodore L., y cols. Quimica.la ciencia central, Pearson Educación, México 2004 ISB: 970-26-0468-0 [8] Datos obtenidos de la empres Herrajes y acabados Espinoza. 9.- Alumnos y Directores Bahena Gómez Alberto Alonso Alumno de la carrera de Ing. Robótica Industrial. ESIME UPA. Boleta No. 2007360048 e-mail. [email protected] Firma:_____________________________________

http://www.galvanizeit.org/aga/inspection-course/galvanizing-process

http://www.siemens.com.ar/sites/internet/legacy/sie-pe/pe/pdf/DSC_Variadores%20de%20Alta%20Performance%20Master_F.pdf

http://books.google.com.mx/books?q=+inauthor:%22Emilio+Jimeno+Gil%22&client=firefox-a&source=gbs_metadata_r&cad=8

mailto:[email protected]

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Hernández Lara Derlis Alumno de la carrera de Ing. Robótica Industrial. ESIME UPA. Boleta No.2007360338 e-mail. [email protected] Firma:_____________________________________

Jiménez Hernández Raúl. Alumno de la carrera de Ing. Robótica Industrial. ESIME UPA. Boleta No. 2007360378. e-mail. [email protected] Firma:_____________________________________

Director.- Dr. Ricardo Gustavo Rodríguez Cañizo. Ing. Mecánico y M. en C. Ingeniería Mecánica con especialización en Biomecánica, Doctor en Ciencias en Ingeniería Mecánica, Biomecánica, miembro del sistema nacional de investigadores, Coordinador del Proyecto SEP/CONACYT2005-49701 Firma:_____________________________________ Director.- Dr. Luis Armando Flores Herrera Ing. en Robótica Industrial y M. en C. con especialidad en Diseño Mecánico, y doctorado en ciencias con la especialidad en Diseño Mecánico. Firma:_________________________________ 10.- Materias Optativas

Tópicos Selectos de Resistencia de Materiales

Tópicos Selectos de Robótica

Controladores Industriales

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