Procesos industriales i parte i

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    24-Jun-2015

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  • 1. Elaborado por: Ing. Gabriel H. Daz Moreno

2. INTRODUCCIN PROCESO: Actividades lgicamente establecidas para convertir entradas en salidas, utilizando unos recursos (capital, mano de obra, maquinas herramientas, energa, etc.) y haciendo controles (control de proceso, control Figura 1. Esquema de un proceso industrial QU ES MANUFACTURA? La palabra manufactura se deriva de las palabras manus (manos) y factus (hacer); esta combinacin de trminos significa hacer con las manos. Gran parte de la manufactura moderna se realiza con maquinaria computarizada y automatizada supervisada manualmente. Los procesos necesarios para manufactura se determinan en gran parte por el material con que se fabrica la parte. El diseador del producto selecciona el material con base en los requerimientos funcionales. Una vez seleccionado el material, la eleccin de los procesos posibles se delimita considerablemente. La manufactura puede definirse de dos maneras: Manufactura tecnolgica: es la aplicacin de procesos qumicos y fsicos que altera la geometra, las propiedades o el aspecto de un determinado material para elaborar partes o productos terminados. Los procesos para realizar la manufactura involucran una combinacin de mquinas, herramientas, energa y trabajo manual. Cada una de ellas lleva al material cada vez ms cerca del estado final deseado. Figura 2. Elementos involucrados en la manufactura tecnolgica La manufactura tecnolgica tiene relacin directa con las propiedades tecnolgicas de los materiales que se van a procesar. Manufactura econmica: es la transformacin de materiales en artculos de mayor valor, a travs de una o ms operaciones o procesos de ensamble. El punto clave es que la manufactura agrega valor al material original, cambiando su forma o propiedades, o al combinarlo con otros materiales que han sido alterados en forma similar. El material original se vuelve ms valioso mediante las operaciones de manufactura que se ejecutan sobre l. Figura 3. Elementos involucrados en la manufactura econmica. El costo de un producto depende de las inversiones o gastos que se generan en cuanto al consumo de materias primas maquinas, mano de obra y otros gastos generales. Puede afirmarse que el objetivo de la manufactura econmica radica en el generar un producto bajo cierto beneficio, Esto nos infiere que el costo debe ser aceptable y competitivo; tambin que debe existir una demanda para el producto o ms aun, esta demanda debe crearse. Procesos de manufactura Valor agregado Material en proceso Materia l inicial Material procesad o PROCESOENTRADAS SALIDAS RECURSOS CONTROLES Materia prima Procesos de manufactura Material procesado Maquinaria, Energa, mano de obra, Herramientas, etc. Desechos y desperdicios 3. Desde que se empezaron a utilizar maquinas y herramientas siempre ha habido un gradual pero constante avance hacia la construccin de maquinaria ms eficiente, sea combinado con operaciones o hacindolas ms independientes de la operatividad humana, reduciendo los tiempos de maquinado y el costo de mano de obra. Algunas se han convertido en maquinas completamente automticas que su sistema de control es muy reducido. CAPACIDAD DE MANUFACTURA Una planta de manufactura consiste en un conjunto de procesos y sistemas (y desde luego trabajadores) diseados para transformar una cierta clase limitada de materiales en productos con valor agregado, cuya capacidad est determinada por tres aspectos: capacidad y aptitud tecnolgica del proceso, tamao fsico y peso del producto, y capacidad de produccin. Capacidad tecnolgica de proceso: es el conjunto de procesos de manufactura del cual dispone una empresa. La caracterstica fundamental que distingue a estas plantas son los procesos que puede realizar. La capacidad tecnolgica de proceso est relacionada estrechamente con el tipo de material. La capacidad tecnolgica de proceso incluye no solamente los procesos fsicos, sino la competencia del personal de planta en dichas tecnologas de proceso. Limitaciones fsicas del producto: los productos de gran tamao son difciles de manejar para lo cual se requieren sistemas de transporte de gran tamao como puente gras o elevadores a la vez que se requiere de espacio suficiente para su almacenamiento. Los productos pequeos son ms fciles de manejar pero requieren sistemas giles y eficientes de transporte. Capacidad de produccin: es la mxima velocidad de produccin que una planta puede lograr bajo condiciones dadas de operacin. La condiciones de operacin se refiere al nmero de turnos de trabajo, horas turno, etc. La capacidad de la planta se mide generalmente en trminos de unidades producidas. MATERIALES: Los materiales empleados en los procesos de manufactura se clasifican de la siguiente manera: Metales (ferrosos y no ferrosos): los metales usados en los procesos de manufactura son comnmente aleaciones. Ejemplos: acero, hierro colado, aleaciones de aluminio, cobre, oro, plata, etc. Cermicos: Los materiales cermicos abarcan una gran variedad de materiales tradicionales y modernos. La arcilla, los carburos y los nitruros. Los materiales cermicos pueden dividirse, para propsitos de proceso, en: cermicos cristalinos y vidrios. Polmeros: se dividen en tres categoras: termoplsticos (polietileno, poliestireno, cloruro e polivinilo y nylon), termofijos (resinas, bakelita, lucita) y elastmeros (caucho, siliconas y el poliuretano). Compuestos: naturales como la madera o el algodn, y sintticos como la fibra de vidrio, el Kevlar, y los carburos de tungsteno. LA EMPRESA DE MANUFACTURA El proceso de realizacin del producto incluye un nmero de actividades interconectadas que van desde satisfacer las necesidades del cliente, pasando por las diferentes etapas del diseo (conceptual, producto, proceso), hasta finalizar con la satisfaccin del cliente. Desarrollo de especificaciones En muchas formas, sta es la fase ms importante. Las necesidades se definen en trminos de funcin, desempeo, restricciones de tiempo, costo y otros criterios. Las PROCESOS INDUSTRIALES I 4. especificaciones que no cumplen con las necesidades del consumidor conducen a la falla del producto. Por lo tanto, no se necesitan un exceso en el desempeo ni una vida desmedida, pero el primero se debe optimizar. Diseo conceptual del producto sta es la fase ms creativa: el producto se disea en bosquejos generales para cumplir su funcin, es decir, para operar satisfactoriamente a lo largo de su vida esperada y para cubrir las necesidades del cliente. En esta etapa no se necesitan dibujos detallados; es suficiente hacer bosquejos conceptuales que muestran las partes y la relacin de una con otra. Se hacen elecciones preliminares de materiales y, puesto que stos siempre influyen en el proceso, los procesos de produccin se identifican tentativamente. Diseo del producto El producto, ya sea una mquina herramienta, mquina domstica, producto de construccin, automvil, aeronave, planta qumica de procesamiento, estacin de potencia, equipo de perforacin de petrleo, bateras de cocina, o recipiente de bebidas, se disea entonces para satisfacer varios criterios. Esto ha conducido al diseo para X (DPX), donde X denota una lista creciente de criterios Diseo del proceso Para los componentes producidos internamente se lleva a cabo el diseo del proceso. Al igual que con el diseo del producto, el diseo del proceso no es una actividad aislada. El mejor proceso se selecciona, se eligen los, parmetros del proceso para optimizar la calidad y las propiedades del producto terminado, y para facilitar la inspeccin para el control de calidad. Se disean las matrices, se eligen las herramientas y, si stas deben seguir una trayectoria prescrita, se selecciona y programa una trayectoria. Desde los aos cincuenta ms computadoras se han usado con este propsito. La informacin contenida en los dibujos se transforma en forma digital para el control numrico (CN) o control numrico por computadora (CNC) de mquinas. Cuando la geometra de la parte se crea por CAD (Diseo Asistido por Computador), la base de datos ya existe y se puede emplear directamente. Para facilitar el procesamiento y ensamble, se disean accesorios para sujetar la pieza de trabajo en la posicin correcta en relacin con la mquina herramienta, o para mantener varias piezas de trabajo en la posicin adecuada una con la otra. Desde los aos setenta, la computadora se ha usado tambin para la optimizacin y control del proceso, administracin y movimiento de materiales, programacin y monitoreo. Actualmente, a este campo se le llama en su totalidad manufactura asistida por computadora (CAM). Este grupo de actividades a menudo se describe como ingeniera de manufactura en el sentido ms estricto. Una fuerte posicin competitiva tambin requiere del desarrollo de nuevos procesos y que los existentes se mejoren. Con frecuencia los nuevos procesos hacen posible el desarrollo de productos, incrementando de esta forma an ms la competitividad. El desarrollo del proceso en la escala de produccin puede ser muy costoso. Por lo tanto, los fundamentos de los procesos a menudo se exploran en el laboratorio u oficina. En algunos casos el problema prctico es tan complejo que slo peritos con gran experiencia pueden resolverlo. El conocimiento, lgica y juicio del experto pueden ser capturados y desarrollados en cooperacin entre el experto y los especialistas PROCESOS INDUSTRIALES I 5. de sistemas. Una vez completados, permiten que una persona con menos experiencia encuentre la solucin del problema interactuando con el programa. Al elegir y desarrollar procesos, se debe considerar su impacto en el ambiente y en la seguridad y salud de los operadores y dems personas. A menudo la manufactura involucra altas temperaturas, metal fundido, herramientas altamente esforzadas, lquidos inflamables o txicos, y actividades que generan ruido, humo, vapores, gases o polvo. MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA CIM Los beneficios del CAD y CAM se pueden alcanzar por completo slo si se establece entre ellos una interfaz efectiva, creando lo que usualmente se denomina CAD-CAM. El flujo de la informacin en ambas direcciones asegura que las partes y ensambles sern diseados con las capacidades y limitaciones de los materiales y procesos de manufactura en mente. El esfuerzo empleado en los cambios en el diseo y en el proceso se reduce asegurando que esas transformaciones sean introducidas en la base de datos comn, y de esta forma sean reconocidos inmediatamente en todas las etapas tanto del diseo como de la produccin. Un beneficio importante es que la introduccin del CAD-CAM fuerza una revisin y mejoramiento del diseo y de las prcticas de manufactura existentes y de la planeacin de la produccin. Una extensin lgica es la manufactura integrada por computadora (CIM), en la cual todas las acciones se llevan a cabo con referencia a una base de datos comn. La administracin de la base de datos es una tarea compleja pero no insuperable. Los dibujos y modelos por computadora slo sirven para visualizar la geometra de las partes; no se permiten cambios en ellos. Si se van a hacer cambios en el diseo, proceso, programacin, lista de materiales, normas de calidad, etc., se realizan en la base de datos; de esta forma se reflejan en toda la organizacin. La base de datos se actualiza continuamente con la informacin ms reciente sobre la produccin, ventas, etc. Para muchas industrias colombianas, la manufactura integrada por computadora (CIM) an est en el futuro, pero ya ha comenzado. CONTROL DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA En este punto se deben clarificar algunos trminos, de manera que el potencial del control del proceso se pueda sealar a travs de la discusin de los procesos individuales. Estrategias de control Las diferentes aproximaciones hacia el control se pueden explicar mejor haciendo referencia a un ejemplo simple, el de tornear un componente cilndrico. Los principios se aplican a cualquier proceso. Para entender qu tarea se espera que realice un sistema de control, primero hay que examinar algunas de las acciones de un operador hbil de torno. Supongamos que la parte que se va a maquinar fue montada en la copa y que se fij la velocidad de corte y la alimentacin (el movimiento axial de la herramienta durante cada revolucin de la' pieza de trabajo). La tarea por seguir es mantener el dimetro de la parte terminada entre valores especificados mnimos y mximos, y asegurar que el acabado superficial cumple con las especificaciones. Un operador entrenado y experimentado posee un conocimiento que le permite tomar la decisin de la profundidad de corte (el espesor de la capa removida en un corte). El conocimiento del operador con frecuencia se complementa o incluso se reemplaza por instrucciones proporcionadas con base en experiencias pasadas o en informacin publicada. Lo importante es que la PROCESOS INDUSTRIALES I 6. informacin se almacena en alguna forma. Enseguida, el operador verifica la calibracin del carro transversal leyendo la cartula del micrmetro. En otras palabras, se detecta el estado actual de la mquina. Luego, el operador determina qu cambios son necesarios, toma decisiones lgicas, y las comunica al sistema accionando el tornillo para calibrar la posicin del carro transversal. En este punto, se fabricar una parte correcta, suponiendo que el cuadrante de ajuste est bien calibrado y que las deflexiones de la mquina son despreciables. Un operador calificado ir ms all y detendr la mquina despus del inicio del corte, verificar el dimetro de la parte, y har los ajustes necesarios. Un operador altamente calificado observar la superficie producida, escuchar el sonido de la mquina y, en general, detectar cambios que frecuentemente son difciles de describir con precisin. Por ejemplo, bajo ciertas condiciones se puede desarrollar vibracin (tintineo) que causa que el acabado superficial vare en una manera sistemtica, resultando en un acabado superficial inaceptable. Entonces el operador cambiar las condiciones de corte (velocidad, alimentacin, soporte de la parte o herramienta), hasta que desaparezca la condicin inaceptable. El operador tambin compensar por el desgaste de la herramienta, cambiar la herramienta cuando sea necesario, y se asegurar de que la mquina herramienta no est sobrecargada. Un sistema de control se har cargo de varias o de todas las funciones del operador. Estos sistemas de control van desde los ms sencillos (CNC) hasta los de gran complejidad (inteligencia artificial). Automatizacin La palabra automtico se deriva del griego y significa automotor o autopensante. La palabra automatizacin se acu para indicar aspectos de manufactura en los que la produccin, el movimiento y la inspeccin se realizan o controlan por mquinas que se operan a s mismas sin la intervencin humana. Automatizacin implica un control en el cual se utilizan dispositivos programables. Un aspecto importante de la automatizacin en la manufactura es la automatizacin del movimiento de materiales: los manipuladores son los dispositivos mecnicos para el movimiento de materiales, herramientas y partes, y los robots son manipuladores programables. Control numrico por computadora CNC Las funciones son parcial o completamente asumidas por una .computadora (una mini o microcomputadora asignada a la mquina herramienta. El programa en su totalidad se lee en la memoria. Como las computadoras se pueden reprogramar fcilmente, se obtiene una flexibilidad de operacin mucho mayor. Por ejemplo, es posible trazar una curva compleja sin ningn rompimiento en la continuidad, y de esta forma obtener la aproximacin ms cercana para el contorno deseado. Tambin se pueden agregar programas que proporcionen funciones tecnolgicas, realicen control, as como incorporar algunos elementos de un modelo de proceso. En general, la parte o programa de proceso an se recibe en medio magntico, aunque muchos sistemas de CNC permiten programacin directa. El CNC eleva la productividad y reproductividad, aumentando de esta forma la precisin, calidad y confiabilidad del producto final. Controladores lgicos programables PLC El control de muchos procesos requiere funciones de secuencia, sincronizacin, conteo, lgica y aritmtica, funcin realizada por contra/adores lgicos programables (PLC). Su gran ventaja es que la memoria se puede reprogramar fcilmente con un tablero de programacin o una PROCESOS INDUSTRIALES I 7. computadora. A menudo se usan en combinacin con microcomputadoras para realizar tareas simples en secuencia, rpidamente, en tiempo real. Se debe notar que, para explotar todos los beneficios del control por computadora, usualmente es necesario mejorar el desempeo mecnico del sistema. Con frecuencia, a la integracin de los aspectos mecnicos y electrnicos se le denomina mecatrnica. Programacin del control numrico La programacin de la mquina herramienta se ha simplificado enormemente con el paso de los aos, y se ha difundido del maquinado a otros procesos. La programacin comienza definiendo la secuencia ptima de operaciones y las condiciones del proceso para cada una. Las caractersticas geomtricas de la pieza se usan para calcular la trayectoria de la herramienta. El programa resultante puede ser muy general y se debe convertir, con la ayuda de un programa llamado el postprocesador, en una forma aceptable para el control particular de la mquina herramienta. La salida es una cinta perforada u otro medio de almacenamiento. Un paso importante es la verificacin de la cinta, que revela errores de programacin y asegura la produccin de piezas correctas. Con la difusin del CNC, la tendencia es confiar la mayor parte de la programacin al operador de la mquina herramienta; sin embargo, la programacin convencional asistida por computadora y CAD-CAM an se realizan en los departamentos de programacin. ATRIBUTOS GEOMTRICOS DE LAS PIEZAS MANUFACTURADAS Los objetos industriales vienen en todos tamaos y en una variedad desconcertante de formas. Cmo asegurar que las partes encajen una con otra o cmo hacer un dibujo que exprese verdaderamente el propsito del diseo? Los atributos geomtricos de un producto industrial expresan no solo la funcionalidad del mismo, sino la posibilidad de manufacturarlo. Estos atributos se pueden considerar desde tres puntos de vista: Forma (redonda, cuadrada, rectangular, oval, etc.) Tamao (dimensiones) Posicin (ensambles) La primera impresin que recibimos de un producto manufacturado es su forma y tamao. Ambos tienen connotaciones estticas, y es la tarea del diseador industrial crear un producto agradable. La forma y dimensiones tambin son crticas para la funcin del producto. En un ensamble, se necesita que muchas partes encajen una en otra, y esto requiere que las desviaciones permisibles en las dimensiones (tolerancias dimensionales) sean especficas y no se excedan. Ello conduce a la necesidad de tcnicas y procedimientos de medicin. Nuestras impresiones tambin se ven influidas enormemente por la apariencia superficial de un producto. Por lo tanto se debe especificar un acabado para las partes visibles, pero tambin existen requisitos tcnicos que cumplir si dos partes acopladas (posicin) han de funcionar adecuadamente. Por lo tanto, se deben encontrar medidas objetivas de la calidad superficial y emplear tcnicas adecuadas de medicin. FORMA La forma de una pieza la dicta, en primer lugar, su funcin. Con frecuencia la complejidad de esta forma determina qu procesos se pueden considerar para fabricarla y, en sentido ms general, al elevarse la complejidad se reduce PROCESOS INDUSTRIALES I 8. el rango de procesos aplicables y se incrementa el costo del diseo y de la manufactura. Por lo tanto, una regla fundamental del diseo es mantener la forma tan sencilla como sea posible. Sin embargo, esta regla se puede romper si una forma ms compleja permite la consolidacin de varias partes y/o la eliminacin de uno o ms pasos de manufactura. Clasificacin de la forma No existe un sistema de clasificacin de la forma aceptado universalmente. Al incrementar la complejidad espacial, la definicin de la forma requiere parmetros geomtricos adicionales. Se puede decir que la forma tiene un contenido de informacin mayor. No obstante, un pequeo incremento en el contenido de la informacin puede tener consecuencias importantes en la manufactura. Por ejemplo, al pasar de la forma slida a la forma hueca slo se suma una dimensin (el dimetro del agujero), pero inmediatamente excluye algunos procesos, o requiere operaciones extra en otros. En contraste, si se suma un tercer dimetro exterior al producto redondo, resultara el mismo aumento en el contenido de informacin, sin que se impongan las mismas limitaciones en la eleccin del proceso. Las limitaciones en la forma son ms rigurosas debido a las propiedades del material y a las interacciones con las herramientas. Por lo tanto, es importante no finalizar la configuracin de la parte demasiado pronto en el proceso de diseo, de lo contrario se puede excluir el proceso de manufactura ms econmico. La tecnologa de grupo (TG) es una herramienta poderosa en el diseo para la manufactura. Su esencia es el reconocimiento de que muchos problemas tienen caractersticas similares, y si se resuelven en conjunto, se obtiene gran eficiencia y economa. Al aplicar este concepto a la manufactura, las piezas individuales se analizan en trminos de puntos comunes de las caractersticas del diseo, as como de los procesos de manufactura y las secuencias del proceso. De esta forma se pueden identificar familias de partes y se aseguran ahorros: 1. Se elimina tarea del diseo repetitivo. Se ha estimado que 40% de todo el diseo es simple duplicacin, 40% requiere alguna modificacin del diseo existente, y nicamente 20% exige un diseo original. El diseador que elige un tornillo estndar, u otro componente, practica la tecnologa de grupo en el nivel ms elemental. 2. En la manufactura, los programas requeridos para la fabricacin de familias de piezas se pueden optimizar y conservar para el futuro, cuando la parte se fabrique de nuevo. 3. En la planeacin de la produccin se acelera la estimacin del tiempo del ciclo, se racionaliza el movimiento de la pieza de trabajo y se simplifica el diseo del proceso. Tambin se facilita la estimacin del costo. La introduccin de la computadora a la TG es particularmente atractiva debido a que los programas relacionados con el diseo de elementos estndar, tales como cilindros slidos y huecos, bloques rectangulares y conos, se pueden almacenar en la memoria, combinar fcilmente y modificar para una gran variedad de configuraciones de piezas. En forma similar, las variables del proceso se pueden archivar para su uso posterior y, si es necesario, con modificaciones. TAMAO - DIMENSIONES Estamos acostumbrados a ver productos manufacturados con un intervalo de tamao enorme, desde un alfiler hasta un avin jumbo. Las piezas individuales tambin tienen un amplio intervalo de tamao, as que no todos los procesos son adecuados para fabricarlas. Con frecuencia el tamao mnimo est limitado por las leyes de la naturaleza, mientras que el mximo tambin puede ser fijado por la disponibilidad del equipo. Todas estas restricciones se deben PROCESOS INDUSTRIALES I 9. considerar para el diseo. Generalmente, el tamao y la forma de los productos los expresamos por medio de dibujos o planos, realizados teniendo en cuenta normas de diseo y en los cuales asignamos valores determinados con el fin de tener un referente de produccin. Los planos son requisito indispensable para iniciar la manufactura de un producto y es por esto que deben contener informacin necesaria y suficiente para ejecutar una orden de trabajo. Las dimensiones dadas en un plano deben estar escritas de manera que contemplen unidades de medicin internacionalmente aceptadas y reconocidas. La calidad y la precisin en las operaciones de manufactura demandan la existencia permanente de un control geomtrico severo sobre las piezas que se pretenden sean intercambiables y que ofrezcan mejor servicio durante su operacin. Unidades dimensionales La unidad SI (Sistema Internacional de Unidades) de longitud es el metro (m); las dimensiones ms pequeas se expresan en milmetros (mm) o micrmetros (m, 10-6 m, coloquialmente denominado micrn). Algunos productos (nanotecnologa) son tan pequeos que sus dimensiones se expresan en nanmetros (nm, 10-9 m). Para dimensiones atmicas, la unidad angstrom (), que aunque no pertenece al SI, se ha usado ampliamente (10 = 1 nm). En el sistema ingls la unidad de longitud es la pulgada (inch). A las dimensiones ms pequeas se les refiere en minch (10-3 inch) - coloquialmente, milsimas). Pero las dimensiones ms pequeas se dan en micropulgadas (inch, 10-6 inch). Como se sabe 1 inch = 25,4 mm y 1 pulg = 25,4 nm. De aqu surgen algunos factores de conversin que es necesario tener en cuenta. Tolerancias dimensionales El artesano hace productos individuales en los cuales cada parte es a la medida del ensamble. Cuando es necesario reparar o reemplazar una pieza, sta se tiene que hacer y ajustar a la medida. La produccin en masa requiere que las partes sean intercambiables; para esto, las dimensiones deben ser controladas. Desde los inicios en el siglo XIX, con la ayuda de tcnicas de medicin de desarrollo rpido, el control dimensional se ha hecho progresivamente ms estricto. Una vez ms, los diferentes procesos tienen una capacidad inherentemente distinta para fabricar partes con dimensiones controladas. Aunque las dimensiones deben ser controladas, no es posible ni necesario fabricar partes con dimensiones exactas. Por lo tanto, los lmites mximo y mnimo de las dimensiones (longitud o ngulo) se especifican con dos objetivos en mente: 1. Los lmites deben ser lo suficientemente cerrados para permitir el funcionamiento de las partes ensambladas (incluyendo las intercambiables). 2. Los lmites deben ser tan amplios como lo permita la funcionalidad, ya que usualmente los lmites ms estrictos exigen procesos o secuencias de proceso ms costosos. La causa ms importante de costos de produccin excesivos es la especificacin de lmites dimensionales innecesariamente cerrados (con alta precisin). Con demasiada frecuencia las tolerancias se especifican aun cuando no existe una parte de acoplamiento. El diseador especifica las dimensiones y la holgura, es decir, la diferencia necesaria en las dimensiones para asegurar el funcionamiento adecuado de las partes de acoplamiento (a la holgura tambin se le llama dimensin funcional o dimensin suma). En la prctica, a menudo los agujeros se manufacturan con alguna herramienta especial (taladro, escariador, troquel) y son, adems, difciles de medir mientras se hace el agujero; entonces se especifica la holgura (el espacio libre mnimo o la mxima interferencia) para satisfacer los requisitos de funcionalidad. PROCESOS INDUSTRIALES I 10. El siguiente paso es la determinacin de la tolerancia (error mximo o mnimo permitido), es decir, la diferencia permisible entre los lmites mximo y mnimo del tamao. La tolerancia se puede expresar con respecto al tamao bsico como una desviacin en ambas direcciones, superior e inferior (tolerancia bilateral) o slo en una, si las consecuencias de la imprecisin en esta justificacin son menos peligrosas (tolerancia unilateral). POSICIN Para que una pieza funcione adecuadamente respecto a otros componentes, con frecuencia es necesario colocar restricciones adicionales en la localizacin (posicin) de las caractersticas geomtricas y en las propiedades geomtricas, como concentricidad, excentricidad, planicidad, paralelismo y perpendicularidad. Esta informacin se transmite en los dibujos de dos maneras diferentes: Dimensionamiento por coordenadas Dimensionamiento y tolerancias geomtricos Con lo anterior se pretende informar a quien est realizando el proceso de manufactura, de cules son las condiciones que regulan la posicin de una determinado componente, con el fin de ser acoplado o ensamblado en otro. METROLOGA BSICA Cuando puedes medir aquello de lo que hablas, y expresarlo con nmeros, sabes algo acerca de ello; pero cuando no lo puedes medir, cuando no lo puedes expresar con nmeros, tu conocimiento es pobre e insatisfactorio: puede ser el principio del conocimiento, pero apenas has avanzado en tus pensamientos a la etapa de la ciencia. WILLIAM THOMPSON KELVIN 1824 - 1907 Sir Kelvin. Matemtico y Fsico Escocs. La metrologa es la ciencia que estudia y busca definir con tcnicas y mtodos de medicin (utilizando las herramientas y el equipo necesario para medir, verificar o hacer inspeccin de calidad), el grado de exactitud y precisin requeridas en la tecnologa de fabricacin de productos o servicios. La metrologa es la ciencia de las medidas, de los sistemas de unidades adoptados y de los instrumentos utilizados para efectuarlas o interpretarlas. Comprende, tanto en lo terico como en lo prctico, la medicin y su incertidumbre asociada en cualquier campo de aplicacin, sea ste cientfico, industrial, o de proteccin al consumidor. La metrologa es la ciencia que estudia y busca realizar medidas lo ms exactas de acuerdo a la necesidad y exigencia del producto. Dicho estudio trata de la evaluacin de cantidades. Evaluar una cantidad es compararla con otra de valor conocido que recibe el nombre de unidad. El resultado de la comparacin es un nmero concreto que recibe el nombre de medida. La metrologa se extiende a evaluar todas las magnitudes o variables fsicas cuyos valores particulares son susceptibles de medicin. Clasificacin de la metrologa Metrologa Industrial: Trata con las variables fsicas en general. Segn el tipo de industria y la variable que se desee controlar para un proceso especfico la metrologa industrial se clasifica en: metrologa dimensional, PROCESOS INDUSTRIALES I 11. geomtrica, ponderal, elctrica, qumica y termodinmica, principalmente. Metrologa Cientfica: Ciencia que busca mejorar sistemas de medicin buscando un control cada vez ms rpido y perfecto. Metrologa Legal: Asesora a las empresas buscando aplicar las normas nacionales e internacionales a todos los procesos de diseo y desarrollo, produccin y control de productos en general. Adems regulan la legislacin de las pesas y medidas. Medicin Si lo haces, mdelo; si lo mides, contrlalo; si lo controlas, mejralo. W. Edwards Deming El proceso de medicin generalmente requiere el uso de un instrumento como medio fsico para determinar la magnitud de una variable. Los instrumentos constituyen una extensin de las facultades humanas y en muchos casos permiten a las personas determinar el valor de una cantidad desconocida, la cual no podra medirse utilizando solamente las facultades sensoriales. La medicin es la forma de determinar el tamao, la cantidad o la extensin de algo. Es la manera de describir un objeto mediante nmeros y unidades. Propsitos de la medicin Las mediciones ofrecen los medios exactos y precisos para describir las caractersticas y el tamao de las partes. La mayora de las mediciones se hacen para uno de los siguientes propsitos: Para obtener datos acerca de algn fenmeno o elemento. Para encontrar el tamao, la cantidad y la extensin exactos. Para inspeccin o prueba (por ejemplo, para determinar si un elemento funciona de acuerdo a sus especificaciones). Como elemento de un sistema de control. Unidades de medida Es el valor de una magnitud por la cual se admite, por convencin, que su valor numrico es igual a uno, y sta unidad de medida se fija de una magnitud que hace posible la comparacin cuantitativa entre los diferentes valores de una misma magnitud. Sistema Internacional de Unidades PROCESOS INDUSTRIALES I Unidades SI fundamentales MAGNITUD UNIDAD DEFINICION LONGITUD metro m Es la unidad SI de Longitud MASA kilogram o kg Es la unidad SI de Masa TIEMPO segundo s Es la unidad SI de Tiempo CORRIENTE ELECTRICA ampere A Es la unidad SI de Intensidad de Corriente Elctrica TEMPERATURA TERMODINAMICA kelvin K Es la unidad SI de Temperatura Termodinmica INTENSIDAD LUMINOSA candela cd Es la unidad SI de Intensidad Luminosa CANTIDAD DE SUBSTANCIA mol mol Es la unidad SI de cantidad de substancia 12. PROCESOS INDUSTRIALES I