Diseño de máquina para procesos de recubrimiento de planchas con soldadura

Abstract

Este trabajo plantea una solución simple y eficaz para la automatización de un carro con un brazo que se utilizará en recubrimiento de planchas metálicas. El recubrimiento de estas planchas se realizará con el proceso soldadura llamado soldadura a arco abierto. El material del aporte o soldadura utilizado es a base de compuestos duros y resistentes como el carburo de cromo La finalidad de las planchas recubiertas es para prolongar la vida útil de equipos construidos de metal y que sufre un rápido desgaste de sus piezas por el roce que tiene contra la tierra, piedras, etc. El campo que utiliza este tipo de material es en general la minería, los equipos que usan estos tipos de refuerzos son las palas mecánicas, roto palas, sinfín, etc. El funcionamiento de la máquina automática y su manipulación se describe detalladamente para que un operador pueda conocer las funciones, los alcances y las limitaciones que presenta trabajar con este equipo que facilitará la producción, ahorrará tiempo y mejorará de manera notable la calidad final del trabajo realizado tanto en un taller como el uso éste en el terreno. El carro está diseñado para ser portátil y de fácil programación, su uso está pensado para trabajos en terreno o en pequeños talleres de mantención. La programación del equipo se reduce a configurar dos ejes, lo cual hace que la programación sea fácil y sencilla. El carro tiene un brazo en forma transversal en donde se instala la torcha para soldar. El movimiento que describe el carro es en forma de ondas cuadradas sucesivas lo cual puede cubrir completamente con soldadura un área determinada. Tiene un comando en el cual se puede dar inicio al proceso con un botón y dar término el proceso con otro botón. Para posicionar el equipo o mover uno de sus dos ejes, se hace a través de una palanca tipo Joystick que facilita su manipulación. Todo el control del equipo es gestionado por un PLC. La ventaja de usar un PLC es que se puede encontrar de manera fácil en el mercado, su programación es sencilla y la instalación no requiere materiales especiales. En el gabinete donde se aloja el PLC, también está instalada la fuente de los motores y los relés para la inversión de giro de ellos. Este gabinete es la caja de control de todo el sistema y donde se encuentra también la interfaz del PLC que es el dispositivo que sirve para programar los movimientos del carro. Se realiza un análisis de las variables a controlar durante el proceso de recubrimiento de plancha para luego desarrollar el programa que controla todo el funcionamiento automático del carro. Los dispositivos eléctricos y electrónicos utilizados para este trabajo son identificados y mostrados en una tabla donde se puede visualizar su función y su posición dentro del programa del PLC. El programa del PLC está desarrollado en el lenguaje KOP, esquemas de contactos, lo cual lo hace ser fácil de leer y analizar. La elección del dispositivo de control es basado en que su programación es fácil, no se requiere de elementos o accesorios especiales y su montaje y cableado no requiere de mayor complejidad. En los costos del proyecto se incluye todos los materiales para la automatización, la creación del programa del PLC y también la instalación de todo el equipo en el carro. Se recomienda que para una fabricación de un número considerable de carros automático se cambie el PLC por un sistema más pequeño como una memoria PIC, ya que se puede ahorrar en el tamaño de la caja de control y su transporte se hace con mayor facilidad