REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL BELLOSO CHACÍN FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL ESCUELA DE INDUSTRIAL

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1 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL BELLOSO CHACÍN FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL ESCUELA DE INDUSTRIAL REDISEÑO DE REPUESTOS DEL ROBOT PALETIZADOR EN LAS LÍNEAS DE PRODUCCIÓN 1 Y 3 EN PEPSI COLA VENEZUELA C.A. TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO INDUSTRIAL PRESENTADO POR: LINARES SABRINA RANGEL JUAN RINCON KAREN ASESORADO POR: ING. JESÚS RIVERA, Mcs SOC. ELIZABETH PEREZ, Mcs MARACAIBO, MARZO 2012 i

2 REDISEÑO DE REPUESTOS DEL ROBOT PALETIZADOR EN LAS LÍNEAS DE PRODUCCIÓN 1 Y 3 EN PEPSI COLA VENEZUELA C.A. ii

3 VEREDICTO iii

4 VEREDICTO iv

5 VEREDICTO v

6 DEDICATORIA En primer lugar a Dios, por darnos salud y vida para poder cumplir con nuestra meta final permitiéndonos cumplir con este maravilloso sueño, a nuestros padres por guiarnos para seguir adelante, guiándonos siempre por el camino del bien y han sido nuestro ejemplo a seguir. También queremos dedicarlo a todos los profesores por darnos el conocimiento y el apoyo necesario para llegar hasta aquí, y a todas aquellas personas que de alguna manera nos brindaron su apoyo en algún momento de la carrera. Muchas gracias a todos!! Linares, Sabrina. Rangel, Juan. Rincón, Karen AGRADECIMIENTO De manera muy especial queremos expresar nuestros más profundos y sinceros agradecimientos a los profesores Jesús Rivera y Elizabeth Pérez, quienes nos demostraron una gran calidad humana y profesional, al asesorarnos con gran dedicación, paciencia y profesionalismo, gracias a sus aportes pudimos culminar este trabajo especial de grado, de manera satisfactoria, que dios los acompañe siempre. vi

7 LINARES C. Sabrina C; RANGEL Q. Juan C; RINCON U. Karen C. REDISEÑO DE REPUESTOS DEL ROBOT PALERIZADOR EN LAS LÍNEAS DE PRODUCCIÓN 1 Y 3 EN PEPSICOLA VENEZUELA C.A. Universidad Rafael Belloso Chacín. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Industrial. Trabajo especial de grado. Maracaibo. Venezuela RESUMEN La presente investigación tiene como objetivo desarrollar el rediseño de repuestos de un robot paletizador de dos líneas de producción de la empresa Pepsicola Cola Venezuela C.A. con la finalidad de que los repuestos sean de fabricación nacional, tomando como referencia los planteamientos de French (1989), Riba (2008) y Duffua (2000), la investigación es proyectiva, descriptiva, de campo y no experimental. Entre las técnicas e instrumentos utilizados fueron la observación directa, recolección de datos, guía de observación, revisión documental y entrevistas no estructuradas. La primera fase es denominada análisis de los componentes críticos del robot paletizador, para la cual se utilizó la metodología de Arata (2009), como segunda fase, dibujos de los componentes se utilizó la metodología de French y Vierck (1990), la tercera fase selección de materiales de las piezas se utilizó la metodología de Riba (2008), seguidamente la cuarta fase cómputos métricos se utilizó la metodología de Macchia (2005) y por último la especificación del trabajo utilizando la metodología de Duffuaa (2000). Teniendo como resultados el estudio de los repuestos críticos del robot, el diseño de los planos electrónicos de los mismos, la selección de los materiales indicados para la fabricación de los repuestos, el cálculo de los cómputos métricos de la cantidad de materiales y por último la elaboración de los procedimientos de montaje y desmontaje de los repuestos críticos del robot paletizador. Palabras clave: robot, producción, rediseño, paletizador. vii

8 LINARES C. Sabrina C. RANGEL Q. Juan C. RINCON U. Karen C. REDESIGN OF PALLETIZER ROBOT SPARE PARTS IN PRODUCTION LINES 1 AND 3 OF PEPSI COLA DE VENEZUELA C.A. Universidad Rafael Belloso Chacín. Faculty of Engineering. School of Industrial Engineering. Degree thesis. Maracaibo, Venezuela ABSTRACT This research aims to develop the redesign of spare parts of a palletizer robot of two production lines in the company Pepsi Cola Venezuela CA in order that the spare parts are domestically made. Taking as reference the approaches of French (1989), Riba (2008) and Duffua (2000), the projective research was used, as well as the descriptive and non-experimental research. The techniques and instruments used were the direct observation, data collection, observation guide, documents review and unstructured interviews. The first phase is called analysis of the critical components of the palletizer robot, for which the methodology of Arata (2009) was used, as a second phase, drawings of the components, the methodology of French and Vierck (1990) was applied, for the third stage the materials selection the methodology of Riba (2008) was implemented, then for the fourth phase, metric calculations the methodology of Macchia (2005) was used and finally for the job specification the methodology of Duffuaa (2000) was used. Having as a result the study of critical parts of the robot, the design of electronic drawings for them and also the selection of materials for the manufacture of the spare parts and their necessary metric calculations of the quantity of material and finally the assemble and removing of critical spare parts procedures of the palletizer robot was developed. Keywords: robot, production, redesign, palletizer. viii

9 ÍNDICE GENERAL Pág. VEREDICTO... DEDICATORIA.. AGRADECIMIENTO. RESUMEN. ABSTRACT ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE FIGURA..... ÍNDICE DE CUADROS. ÍNDICE DE PLANOS INTRODUCCIÓN... CAPÍTULO I. EL PROBLEMA 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.. 2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN OBJETIVO GENERAL 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.. 3. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN. 4. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.. CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO 1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN.. 2. BASES TEÓRICAS DISEÑO FASES DEL DISEÑO RECONOCER LA NECESIDAD DEFINICIÓN DEL PROBLEMA SÍNTESIS ANÁLISIS Y OPTIMIZACIÓN... iii vi vi vii viii ix xii xiii xiv ix

10 EVALUACIÓN PRESENTACIÓN REDISEÑO DIBUJO DE UNA PIEZA PROCEDIMIENTOS DE INGENIERÍA DIBUJOS DE CONJUNTO O MONTAJE 2.7. DIBUJO DE PROYECTO PIEZAS ESTÁNDARES ACOTADO Y ACABADO MEDICIÓN Y ACOTADO CÓMPUTOS MÉTRICOS CÓMPUTOS MÉTRICOS PARA LA ELABORACIÓN DE PRESUPUESTOS CÓMPUTOS MÉTRICOS PARA LA CERTIFICACIÓN ROBOT INDUSTRIAL PALETIZADO ROBOT PALETIZADOR MARCA FANUC ROBOTIC PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO ASPECTOS IMPORTANTES PARA LA SELECCIÓN DE REPUESTOS CRITICIDAD DEL EQUIPO CONSUMO PLAZO DE APROVISIONAMIENTO COSTO DE LA PIEZA FUNCIÓN DE LOS STOCKS VENTAJAS DE LA IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA DE GESTIÓN DE STOCKS PARTES DEL ROBOT PALETIZADOR LEVAS x

11 TIPOS DE LEVAS LEVA RADIAL LEVA FRONTAL LEVA FRONTAL DE YUGO O DOBLE EFECTO LEVA CILÍNDRICA ACALANADA Y LA LEVA DE EXTREMO RODILLO 3. SISTEMAS DE VARIABLES DEFINICIÓN NOMINAL DEFINICIÓN CONCEPTUAL 3.3. DEFINICIÓN OPERACIONAL.. CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO 1. TIPO DE INVESTIGACIÓN TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN METODOLOGÍA ACTIVIDADES Y RECURSOS CUADRO DE ACTIVIDADES... CAPÍTULO IV. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN 1. ANÁLISIS DE DATOS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS DESARROLLO DE LA METODOLOGÍA... MANUAL AET PARA EL DESARMADO, ARMADO Y REPARACIÓN DEL SISTEMA DEL CABEZAL DEL ROBOT PALETIZADOR.. CONCLUSIONES... RECOMENDACIONES... REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS xi

12 ÍNDICE DE FIGURAS Figura. 1. Fases del Diseño Cuerpo Central del Robot Paletizador Paletizador vista lado derecho (I). 5. Paletizador Vista lado derecho(ii) 6. Tablero Eléctrico. 7. Robot Colocador de láminas separadoras Paletizador (pal) Cabezal de Agarre. Vista A-A 10. Cabezal de Agarre. Vista Planta Cabezal de Agarre. Vista B-B Cabezal de Agarre. Vista B-C Sistema Neumático. 14. Rodillo 15. Cadena de agarre 16. Guía de Deslizamiento... Pág xii

13 ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 1. Cuadro de Actividades. 2. Individualización del modo de fallas y cuantificación de la criticidad y sus efectos. 3. Análisis de causas de fallas e individualización de los componentes críticos. 4. Cuadro comparativo de las principales familias de materiales.. 5. Propiedades del acero inoxidable Cuadro de las propiedades del polipropileno de alta intensidad Pág xiii

14 ÍNDICE DE PLANOS Planos 1. Plano N 1 Rodillo y casquillos desgaste Plano N 2 Cadena del robot paletizador Plano N 3 Guía N Plano N 4 Guía N Plano N 5 Guía N Plano N 6 Guía N Plano N 7 Guía N Plano N 8 Guía N 6... Pág xiv

15 INTRODUCCIÓN El diseño es la formulación de un plan para satisfacer una necesidad humana. La necesidad particular que habrá de satisfacer puede estar completamente bien definida desde el principio. Uno de los diseños más utilizados en la industria es el diseño mecánico. El diseño mecánico es el diseño de objetos y sistemas de naturaleza mecánica, piezas mecánicas, estructuras metálicas, dispositivos e instrumentos. En su mayor parte, el diseño mecánico hace uso de las matemáticas, la ciencia de los materiales y la ciencia de la mecánica aplicada. El diseño puede presentarte por medio de dibujos, modelos, patrones especificaciones u otros medios de comunicación semejantes. Cualesquiera que sean los medios con que se dé a conocer el diseño, se han de dar todos los detalles importantes para su consumación. Para ello ha de comprender elementos tales como materiales y sus características, los métodos para adaptar dichos materiales a su objeto o a su trabajo, la relación de las piezas dentro del conjunto y el efecto del producto terminado sobre los que pueden verlo, usarlo o tengan alguna relación con el mismo. Para llevar a cabo la presente investigación, se plantea el rediseño de tres (3) piezas de un Robot Paletizador, las cuales son rodillos, guías y casquillos de desgaste de un Robot Paletizador de una empresa xv

16 2 embotelladora de bebidas tanto carbonatadas como no carbonatadas. Así mismo, para dar respuesta a lo planteado y cumplir rigurosamente con el objetivo general y los objetivos específicos propuestos en la investigación, la forma en que se organiza el presente trabajo de investigación consta de cuatro (4) capítulos. En el primer capítulo denominado El Problema, se describe la situación objeto de estudio en cuanto a la formulación de la problemática, se plasma la construcción de los objetivos generales y específicos, los cuales son la base sobre la cual se orienta la investigación. Por consiguiente, se justifica y se explica la delimitación de la investigación. En el segundo capítulo, llamado Marco Teórico, se profundiza la teorización de la variable, se presentan los principales fundamentos técnicos que están relacionados con ella. Se exponen los antecedentes de la variable objeto de estudio, conjuntamente con las bases teóricas, las cuales sustentan el presente trabajo de investigación, y por consiguiente el sistema de variables. El tercer capítulo denominado Marco Metodológico, aborda los aspectos metodológicos que sirvieron de soporte para el desarrollo de la investigación, exponiendo exhaustivamente el tipo de investigación, la técnica e instrumento de recolección de información, seguidamente se explica la metodología empleada en la cual se definen las fases metodológicas. Por consiguiente se detallarán las actividades a realizar y los recursos necesarios para el desarrollo de la investigación, mediante la realización de un cuadro de actividades y recursos. Además de esto en dicho xvi

17 3 capitulo se contempla el desarrollo del cuadro de antecedentes de la variable objeto de estudio. El cuarto capítulo nombrado Resultados de la Investigación, hace referencia a los resultados de la investigación debidamente analizados, de igual manera contempla el desarrollo de cada una de las fases metodológicas y finalmente culmina con la propuesta presentada por el grupo de investigación. Para así finalmente, poder presentar las conclusiones obtenidas junto con las recomendaciones del grupo de investigación, en referencia al tema objeto de estudio. xvii