Diseño para la manufactura de una máquina automática de soldadura por resistencia eléctrica

Abstract

RESUMEN: El presente trabajo surge como una necesidad de la industria metal - mecánica dedicada a la manufactura de exhibidores de alambre y tubulares, con la intención de mejorar los procesos existentes dentro de las líneas de producción. Se presenta el diseño de una máquina automática de soldadura por resistencia eléctrica para la producción de piezas de alambre. Los esfuerzos se concentraron en desarrollar el diseño más adecuado para incrementar la cantidad de piezas soldadas por unidad de tiempo, aumentar la calidad de las piezas con el propósito de crear productos competitivos, mejorar las condiciones laborales de los operarios y reducir los costos de fabricación. El diseño y características de la máquina se obtienen empleando las metodologías de despliegue de la función calidad (QFD) y la teoría para resolver problemas de inventiva (TRIZ). Con la aplicación del QFD se definieron las necesidades más importantes que tienen las empresas de este sector, y se tradujeron a los requisitos técnicos que forman las bases de la estructura de la máquina. Por otra parte, con la metodología TRIZ se abordó cada aspecto técnico de forma lógica y sistemática para encontrar la solución con mayores beneficios para el proyecto. Como resultado se obtuvo el diseño de una máquina que satisface los requerimientos de productividad, ergonomía, precio y desempeño que se plantearon al inicio del proyecto. La máquina propuesta cuenta con un bastidor encargado de soportar los elementos que la constituyen. El desplazamiento de su herramental se logra a través de 3 mecanismos que permiten movimientos verticales, transversales y longitudinales. La acción de soldar se logra usando la fuerza de pistones neumáticos y aprovechando la corriente que otorga el transformador seleccionado. Con el objetivo de controlar los movimientos de la máquina durante la manufactura de las piezas, se desarrolla su modelo cinemático y dinámico. También se propone emplear un control PD. Se considera necesario la construcción de la máquina con el fin de observar su funcionamiento en condiciones reales de trabajo y en caso de ser necesario afinar detalles para lograr el mejor desempeño. ABSTRACT: This work arises like a metal-mechanic industry´s need focused in wire and tubular exhibitors manufacturing, in order to improve the processes into production lines. It is submitted the design of an automatic resistant welding machine to produce pieces of wire. The efforts were concentered in developing the best design to improve the production, increase the quality, upgrade work conditions and minimize operation costs. The design and characteristics in this machine are obtained using the methodology of quality function deployment (QFD) and theory of inventive problem solving (TRIZ). With the application of QFD was found the most important requirements that the companies have in this sector, and these were translate into technical requirements which are the structure machine´s bases. On the other hand, with the methodology TRIZ was approached each technical aspect in a logical and systematic way to find the solution which will be given more benefits to this project. As a result was obtained the machine design that satisfy the productivity requirements, ergonomics, price and performance that were raised in the beginning of this project. The suggested machine is made up of a frame that support the machine´s elements. The displace- ment of the set of tools is effect through 3 mechanisms which allowed vertical, transversal and longitudinal movements. The welding is performed using the force of pneumatic actuators and the electrical current supplies for the selected transformer. In order to control the machine movements when the pieces are manufactured, it is development its cinematic and dynamic model. It is also proposed building a PD control. It is necessary to build the machine to monitor its behavior under real operating condi- tions to reach its best performance.