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

Lozano Coronado, Erik Jussed; Rojas Arevalo, Hashly Carolina; Sierra Diaz, Santiago

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Date

2022-01-17

Publisher

Pontificia Universidad Javeriana

Faculty

Facultad de Ingeniería

Program

Ingeniería Industrial

Obtained title

Ingeniero (a) Industrial

Type

Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado

COAR

Trabajo final de grado

TY - GEN T1 - 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 AU - Lozano Coronado, Erik Jussed AU - Rojas Arevalo, Hashly Carolina AU - Sierra Diaz, Santiago Y1 - 2022-01-17 UR - http://hdl.handle.net/10554/62679 PB - Pontificia Universidad Javeriana AB - 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. ER - @misc{10554_62679, author = {}, title = {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}, year = {2022-01-17}, 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. 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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. OL Spanish (121) TY - GEN T1 - 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 AU - Lozano Coronado, Erik Jussed AU - Rojas Arevalo, Hashly Carolina AU - Sierra Diaz, Santiago Y1 - 2022-01-17 UR - http://hdl.handle.net/10554/62679 PB - Pontificia Universidad Javeriana AB - 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. ER -

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English Title

Manual of design and execution for two manufacturing processes, making use of the integration between three CP Factory modules and the CNC machining center

Resumen

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.

Abstract

Industry 4.0 has generated great changes in business and educational requirements. For this reason, the need to have personnel trained in new technologies and the need for universities to train future professionals competent in innovative technologies to achieve an approach to this industry must be considered. The Pontificia Universidad Javeriana purchased a CP Factory to simulate and control production and manufacturing processes. After the purchase, this equipment was installed and integrated with other equipment that the University already had. However, there is no documentation that allows the development of joint manufacturing processes between the CP Factory and the computerized numerical control (CNC) machining center. For this reason, a manual for the design and execution of two manufacturing processes was created, using the integration between three modules of the CP Factory and the CNC machining center, going through all the development phases of the manufacturing process of two products. The process of creating the manual was carried out through different stages. Initially, it was necessary to identify the machines involved in the process to know the processes of its operation, for this purpose, flow diagrams of initialization of the equipment and characterization sheets for each equipment were made. Then, the manufacturing processes of two products were defined to make use of and validate the integration between the selected equipment considering the technological advances brought by industry 4.0. In this section, process flow diagrams were made, the raw material for the products was chosen by scoring in a weighting matrix and CAD tools were used for the 3D models of the products to be manufactured. Following this, the characteristics of a MES system that controls manufacturing were identified. In this section, the configuration of the MES4 software that communicates with the PLC that allows the execution of the processes and implement new interactions between the equipment, resulted in the creation of a new interaction that allowed the possibility of machining a part on both sides within the same manufacturing process. Afterwards, the CNC code was carried out and several machining tests of the products using Emco Fanuc31 software. Finally, the manual was validated through the implementation of the manufacturing processes resulting in two products. The validation process was performed by executing each of the manufacturing processes on 10 occasions. For the first manufacturing process, the result was that the process was completed satisfactorily in 20% of the executions, while for the second process, 10% of the 10 tests were completed satisfactorily. It can be concluded that the processes have instability added to the limitations found in the automation caused by the restrictions of the machines.