Control y Planificación

Los datos y parámetros necesarios que deben ser evaluados en el momento de elaborar una secuencia de operaciones (hoja de ruta) para poder fabricar una pieza son la identificación de máquinas, herramientas, utillajes, selección de parámetros de mecanizado, operaciones, etc. La secuencia es generalmente obtenida de acuerdo a objetivos particulares, tales como minimizar el tiempo de producción y/o el coste.

Para tratar toda esta información, la tarea de planificación de procesos es asistida por ordenador mediante los sistemas CAPP. Diferentes autores reconocen que la planificación de procesos contiene una riqueza de datos de fabricación importante [1], no evidente inicialmente.

En los procesos industriales los costes de producción y su minimización son un aspecto vital en el proceso productivo. A primera vista parece claro que arrancar la mayor cantidad de material de la pieza, en un menor tiempo, produciría menores costes de producción, pero no es así debido, por ejemplo, al desgaste de la herramienta.

El objetivo del artículo es el de presentar la automatización del cálculo del coste y del tiempo de fabricación del mayor número de operaciones de mecanizado dentro de los procesos por arranque de viruta más habituales.

Para hallar los tiempos y costes finales, es necesario estudiar los parámetros implicados y las posibles variaciones que pueden sufrir en función del tipo de operación realizada en una máquina concreta, en este estudio: torno, fresadora y taladradora. Para ello es necesario utilizar un conjunto de fórmulas que tratan las herramientas, los tiempos de fabricación, la vida de la herramienta, y el coste del mecanizado. Se ha utilizado principalmente la fórmula de Taylor para el cálculo de la vida de la herramienta, aunque también se han estudiado y valorado, entre otras, las fórmulas de Kronenberg y Waxen para el cálculo de la vida de la herramienta; y la de Bartolucci para el cálculo de la tasa horaria.

Su estudio ha permitido modificar y adaptar en cada uno de los diferentes procesos de mecanizado que se pueden realizar en las diferentes máquinas, y así obtener fórmulas particulares más ajustadas y mejoradas para cada caso. Estas fórmulas son las que han sido implementadas en la aplicación informática que realiza, de forma automatizada, los cálculos de tiempo y coste total de las operaciones de mecanizado de los procesos más importantes de las máquinas más utilizadas en un taller en el que se realicen procesos de mecanizado por arranque de viruta.

Se trata de un aplicación robusta y flexible a su vez, dado que se apoya en una base de datos que permite tener controladas, entre otras, las variables implicadas en los cálculos objetivo.

La automatización de estos cálculos es importante porque disminuye el tiempo que es necesario en el momento de valorar diferentes hojas de ruta, ya no en busca de la óptima, sino en la valoración de las factibles ante una situación de infra o sobreutilización de la fábrica. En consecuencia puede ser una aplicación informática en la que un sistema CAPP puede apoyarse.

[1] Ulusoy, G. Uzsoy, R."Computer-Aided Process Planning and Material Requirements Plannins: first steps towards Computer-Integrated Manufacturing" Computers in Industry 22 (2) 76 ,1992