La industria actual necesita de forma permanente mejorar su competitividad en un mercado globalizado en pleno desarrollo. Sólo aquellas empresas que dispongan de las tecnologías más avanzadas podrán garantizar su competitividad y su futuro. En una situación económica tan compleja como la actual, las empresas se enfrentan a un reto muy difícil de superar ¿cómo es posible disponer de la tecnología más moderna cuando la posibilidad de inversión es ajustada?. Ante esta situación, las casas matrices ofrecen a las empresas que emplean sus equipos y desean modernizar su equipamiento productivo en electroerosión, un servicio de reconversión con el fin de que la misma posea igual nivel tecnológico y sea tan competitiva como una máquina nueva. Dicha actualización puede realizarse de manera parcial o total. En la figura 3.8 se muestra un ejemplo de la reconversión total realizado por la compañía ONA de una máquina DATIC 360 para convertirla en una DX. 360.(ONA-Electroerosión, 2009)
44 (a) (b)
Figura 3.8: (a) Máquina DATIC 360 antes de su reconversión y (b)después de realizada la reconversión total.
El coste de la modernización total de una máquina herramienta puede llegar a ser un 50% más barato que lo que implica adquirir una máquina de similares características totalmente nueva. Este porcentaje varía en función de cada modelo de máquina. Como regla general, se puede decir que el ahorro es mayor, cuanto mayores son las dimensiones de la máquina que se desea actualizar tecnológicamente, ya que la estructura de la misma es el elemento principal que se aprovecha cuando se realiza la reconversión.
En el caso de la ONA Plus 120 se considera que la misma es de dimensiones pequeñas (esto es fácilmente comprobable conociendo las dimensiones del tanque, el número de cabezales así como su recorrido). Las ofertas de máquinas electroerosivas CNC nuevas de características similares a esta rondan entre los 80 000 a 90 000 euros, siendo una opción muy usada el adquirirla de segunda mano, en cuyo caso los precios oscilan alrededor de los 30 000 euros.
Por otra parte, se tiene que el servicio de reconversión que brinda la Empresa ONA (empresa que desarrolló y fabricó la máquina que va a ser modernizada), incluye un valor aproximado para el contrato de reconversión de la ONA Plus 120, ascendente a 25 000 USD.
En todos los casos, estos precios se encuentran muy por encima del costo total necesario para llevar a cabo la reconversión, empleando recursos nacionales, los cuales se estiman alrededor de los 23100 pesos (ver Tabla 3.1)
45 Tabla 3.1: Costo de los elementos para una reconversión con recursos propios.
Descripción Costo estimado
(MN) Mano de obra especializada 3500 Componentes electrónicos 5600 Montaje y puesta en marcha 1200
Elementos de computo 6000
Sensores y accionamientos 4500
Gasto energético 300
Diseño de software 2000
Total 23100
Para apreciar de una manera más clara las ventajas económicas de una reconversión a CNC, es necesario analizar los datos brindados por el Departamento Económico de la Planta de Moldes y Troqueles en la Empresa INPUD. En este caso, se muestra en la Tabla 3.2 el gasto energético por hora de la máquina ONA Plus 120 (sin modificar) con respecto a otra electroerosiva por penetración CNC HS-600, de dimensiones similares pero de reciente adquisición.
Tabla 3.2: Gasto energético por hora: ONA Plus 120 y HS-600. ONA Plus 120
1 Hora de mecanizado: Total 9.02 M.N. 8.47 C.U.C. 0.55 HS-600 (C.N.C.)
1 Hora de mecanizado: Total 9.91 M.N. 9.46 C.U.C. 0.45
A primera vista no hay diferencia sustantiva, sin embargo, no se ha mencionado el dato principal: el tiempo de mecanizado de una pieza (este factor depende de varios elementos, como son: tamaño de la pieza, complejidad, calidad del acabado, experiencia del operador, etc.); según la opinión de los técnicos operadores de la planta, algunos de ellos con más de 30 años de experiencia en el trabajo con máquinas electroerosivas, el ahorro de tiempo (suponiendo el mecanizado de una misma pieza) en el nuevo modelo C.N.C HS-600 es de alrededor de un 40% con respecto a la ONA Plus de posicionado manual, o sea que lo que tomaba antes una hora con una reconversión a CNC podría tomas unos 35 minutos, con un costo de total de 5.85 pesos (con un componente de 5.29 MN y 0.56 CUC). Es por ello que, considerando la ficha de costo que se muestra en la Tabla 3.1, se aprecia que para una hora de mecanizado, el ahorro es de 3.17 pesos.
46 Si tomamos en cuenta que estas máquinas herramientas están diseñadas para trabajar ininterrumpidamente, entonces las ventajas económicas de la modernización son evidentes, en solo una jornada de 8 horas, el ahorro por concepto energético es de 25.36 pesos.
Según el análisis efectuado anteriormente, podemos asegurar que el servicio de reconversión de la máquina ONA Plus 120 empleando recursos y capital humano nacionales, puede considerarse como una alternativa viable y factible de implementar, por lo que la propuesta de reconversión dada en este proyecto implica un notable ahorro a la economía de nuestro país.
3.4 Conclusiones parciales del capítulo
En este capítulo se desarrolló la simulación del maquinado de una pieza desde la fase inicial de configuración del EMC2, pasando por el diseño en Proteus de los elementos de los componentes de hardware, hasta la comprobación del correcto funcionamiento de los dispositivos principales tales como la tarjeta controladora a base de L297 y L298. Se comprobaron las ventajas del EMC2 en su función de programa de control de maquinado: fácilmente configurable, y con una interfaz gráfica similar a la mayoría de los programas de maquinado. Se realizó además un análisis económico apoyándose en los datos brindados por el Departamento Económico de la Planta de Moldes y Troqueles del INPUD, demostrándose los amplios beneficios económicos dados por la reconversión propuesta. En este contexto se arriban a las siguientes conclusiones parciales:
• A través de la simulación conjunta en dos ordenadores del maquinado de una pieza, se demuestra la efectividad del uso del EMC2 como software de control de operaciones en funcionamiento conjunto con el circuito diseñado en Proteus, para la tarjeta electrónica controladora de potencia y los motores de paso.
• Se comprueba el comportamiento adecuado de los elementos de hardware y software propuestos, que operando de manera integral, garantizan el funcionamiento de la máquina ONA Plus 120, según quedó corroborado mediante las pruebas de simulación realizadas. • Desde el punto de vista económico queda demostrado la efectividad de la propuesta de
reconversión de la máquina electroerosiva ONA Plus 120, según los resultados arrojados por el análisis económico efectuado.
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Conclusiones
Después de realizar un análisis y estudio detallado de cada uno de los resultados obtenidos en esta investigación, se exponen las siguientes conclusiones:
• En el transcurso del proceso investigativo de la presente tesis se creó y recopiló una amplia documentación técnica sobre la máquina ONA Plus 120 que servirá de base a la confección de un manual de usuario de la máquina reconvertida.
• Gracias a la propuesta de los elementos de hardware y software indicados, así como a los resultados arrojados por técnicas de simulación, se puede llevar a cabo la modernización de la máquina electro-erosiva de control numérico ONA Plus 120, con su posterior incorporación a la producción.
• Las propuestas de los elementos de medición, controladores, dispositivos actuadores así como del software CAM de la máquina, son perfectamente implementables y fueron seleccionados teniendo en cuenta sus características y las necesidades del proceso de reconversión.
• Mediante procedimento de simulación, se ha podido comprobar el comportamiento favorable que presenta el sistema integrado por el programa de maquinado EMC2, la tarjeta controladora propuesta y los motores de paso, encargados de los movimientos de los ejes de la máquina.
• Se demuestra la efectividad desde el punto de vista económico que representa la reconversión a CNC de la máquina electroerosiva ONA Plus 120, utilizando recursos materiales y humanos locales.
• Se demuestra que existe el suficiente nivel teórico- práctico por parte de los estudiantes de pregrado para enfrentar proyectos de automatización conjuntos con empresas del área.
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Recomendaciones
1. Implementar las propuestas de modernización en la maquina electroerosiva ONA Plus 120 y comprobar el funcionamiento real de la misma, a partir de los resultados favorables obtenidos de las pruebas de simulación.
2. Dar continuidad al presente proyecto de investigación para poner en marcha la máquina electroerosiva ONA Plus 120, dada su importancia para el cumplimiento de los planes económicos de la Planta de Moldes y Troqueles de la Empresa INPUD de Villa Clara.
3. Evaluar la posibilidad de realizar la reconversión de otras máquinas herramientas similares utilizando como referencia los resultados y experiencia aportados en esta investigación.
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Anexos
Anexo A: Estructura de un bloque de programación CNC y algunas
instrucciones de movimientos.
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Anexo B: Conexiones y formas de montaje de los transductores lineales MT
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Anexo C: Motor de paso HY 200 3424, dimensiones y especificaciones
54
Anexo D: Funciones de los pines del circuito integrado L297
55
Anexo E: Funciones de los pines y características eléctricas del L298
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Anexo F: Código G del diseño para la simulación del maquinado de una
pieza.
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