Manual de diseño y ejecución de dos procesos de manufactura, haciendo uso de la integración entre tres módulos del CP Factory y el centro de mecanizado CNC

Abstract

La industria 4.0 está generando grandes cambios en los requerimientos empresariales y educativos. Por este motivo, se debe tener en cuenta la necesidad de contar con personal capacitado en nuevas tecnologías y la necesidad de las Universidades en formar a futuros profesionales competentes en tecnologías innovadoras para lograr un acercamiento a esta industria. La Pontificia Universidad Javeriana realizó la compra de un CP Factory el cual permite simular y controlar procesos de producción y manufactura. Posterior a su compra, estos equipos fueron instalados e integrados con otros equipos con los que ya contaba la Universidad. Sin embargo, no se cuenta con documentación que permita desarrollar procesos de manufactura conjuntamente entre el CP Factory y el centro de mecanizado de control numérico computarizado (CNC).

Se realizó un manual de diseño y ejecución de dos procesos de manufactura, haciendo uso de la integración entre tres módulos del CP Factory y el centro de mecanizado CNC, por medio de todas las fases de desarrollo del proceso de manufactura de dos productos. El proceso de creación del manual se realizó por medio de diferentes etapas. Inicialmente, fue necesario realizar la identificación de los equipos que intervienen en el proceso para conocer los procesos operativos de su funcionamiento donde se realizaron diagramas de flujo de inicialización de los equipos y fichas de caracterización para cada equipo. Posteriormente, se definieron los procesos de manufactura de dos productos que permitieran hacer uso y validar la integración entre los equipos seleccionados teniendo en cuenta los avances tecnológicos que trae la industria 4.0. En este apartado se realizaron diagramas de flujo de procesos, se escogió la materia prima para los productos por medio de un scoring en una matriz de ponderación y se utilizaron herramientas CAD para los modelos 3D de los productos a manufacturar. Seguido a esto, se identificaron las características de un sistema MES que controla la manufactura. En este apartado se realizó la configuración del software MES4 que controla los equipos para ejecutar los procesos de manufactura e implementar nuevas interacciones entre los equipos donde se obtuvo como resultado la creación de una nueva interacción que permitió tener la posibilidad de mecanizar una pieza por sus dos caras dentro del mismo proceso de manufactura. Después, se realizó el proceso de diseño del código para realizar el mecanizado CNC de los productos por medio de la utilización del software Emco Fanuc31 donde se realizaron varias pruebas de mecanizado. Finalmente, se realizó la validación del manual por medio de la implementación de los procesos de manufactura obteniendo como resultado dos productos manufacturados.

El proceso de validación se realizó ejecutando cada uno de los procesos de manufactura en 10 ocasiones. Para el primer proceso de manufactura se obtuvo como resultado que se completó el proceso satisfactoriamente el 20% ocasiones, mientras que para el segundo proceso de las 10 pruebas se completó satisfactoriamente el 10% de las ocasiones. Con esto se puede concluir que el proceso cuenta con inestabilidad sumado a las limitaciones encontradas durante el proceso referentes a la automatización causadas por las restricciones de los equipos.