FACULTAS DE I N G E N I E R I A M E C A N I C A ¥ E L E C T R I C A DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE P G S T G R A B Q

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CONTROL

DEL

PROCESO

Ü t

PRODUCCION Y

S A N

N I C O L A S

D E

S . 0 5 G A R Z A

H ,

CURAOO

GALiBAB

B i

8ARMIZ

TM 25853

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F IME 2000

J5

1020130067

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEON FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSTGRADO

CONTROL DEL PROCESO DE CURADO DE DARNIZ EN C O M P O N E N T E S ELECTRÓNICOS POR

MÓNICA JIMÉNEZ LÓPEZ

TESIS EN OPCIÓN AL GRADO DE M A E S T R O EN CIENCIAS DE LA ADMINISTRACIÓN CON ESPECIALIDAD EN PRODUCCIÓN Y CALIDAD

Ih . H 2 -se

FONDO TESIS

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POST-GRADO

CONTROL DEL PROCESO DE CURADO DE BARNIZ EN COMPONENTES ELECTRÓNICOS

POR

MÓNICA JIMÉNEZ LÓPEZ

TESIS EN OPCIÓN AL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS DE LA ADMINISTRACIÓN CON ESPECIALIDAD EN PRODUCCIÓN Y CALIDAD

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POST-GRADO

CONTROL DEL PROCESO DE CURADO DE BARNIZ EN COMPONENTES ELECTRÓNICOS

POR

MONICA JIMÉNEZ LÓPEZ

TESIS EN OPCIÓN AL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS DE LA ADMINISTRACIÓN CON ESPECIALIDAD EN PRODUCCIÓN Y CALIDAD

U N I V E R S I D A D A U T O N O M A DE N U E V O L E Ó N F A C U L T A D DE INGENIERÍA M E C Á N I C A Y E L É C T R I C A DIVISIÓN DE E S T U D I O S DE P O S T - G R A D O

Los m i e m b r o s del comité de tesis r e c o m e n d a m o s

que la tesis "Control

del

Proceso d e C u r a d o del Barniz en C o m p o n e n t e s Electrónicos" realizada por la a l u m n a Mónica Jiménez López, matrícula 1036862 sea aceptada para su defensa como

opción

al

grado

de

Maestro

en

Ciencias

de

la Administración

con

especialidad en Producción y Calidad.

M.C. Roberto Elizondo Villarreal

Coasesor M.C. C á s t u l o E. Vela Villarreal Villarreal

M.C. F División

M.C. Roberto Villarreal G a r z a

w

a ado

San Nicolás de los Garza, N.L., a F e b r e r o del 2 0 0 0

AGRADECIMIENTOS A DIOS, por demostrarme su amor en cada m o m e n t o d e mi vida y permitirme concluir mis estudios de post-grado.

Con profundo amor A MI E S P O S O Fabián R a m ó n Castillo Marroquín, por compartir conmigo el proyecto de vida que decidimos y el cual aun presenta sacrificios para ambos.

A MI P A D R E con gran cariño y respeto, por su apoyo incondicional.

A MI M A D R E todo mi amor, por el especial cariño con el q u e m e ha cuidado y ayudado a salir adelante en todos mis retos.

A

MIS

HERMANOS

Rogelio

y Eduardo

con

mucho

cariño,

por

su

confianza.

A Q U A L I T Y DE S A B I N A S , S.A. de C.V., por las facilidades brindadas para llevar a cabo esta investigación, en especial a la ING: K A R E M PAZ G L O R I A , amiga y c o m p a ñ e r a de estudios y actual gerente de la planta.

A MIS M A E S T R O S ,

por la calidad h u m a n a d e m o s t r a d a en su

labor

docente.

A MI A S E S O R Y C O A S E S O R E S , por atender nuestros llamados cuando lo h e m o s necesitado y su dedicación.

PRÓLOGO

La presente tesis se desarrolló en Quality Electronics, S.A. d e empresa

maquiladora

desplazamiento

que

lineal

se

dedica

(LVDT),

su

a

la

cliente

fabricación es

el

T E C H N O L O G I E S LTD en Linchburg, Virginia (USA),

de

C.V.

sensores

consorcio

de

XTAL

a quienes envían las

unidades, las cuales deben tener un 100% de calidad. El usuario final es Lucas Control Systems en Hampton Virginia.

Quality Electronics se fundó en 1998 con inversionistas de Nueva York (USA). El inicio de sus operaciones fue en 1997 c o m o una división d e Quality de

Sabinas, contando

operadores y

con

un equipo de producción

integrado

por

cinco

un supervisor, el cual fue enviado a capacitación a la planta

X T A L Technologies LTD. Su crecimiento a la fecha es de 30 empleados.

La investigación se realizó en el área de impregnación d e barniz. En esta área se llevan a cabo procedimientos para que el proceso se a p e g u e a los estándares definidos por el frecuencia en esta área

es

cliente. El problema que se presenta c o n mas que

al concluir el proceso d e tratamiento del

barniz en los c o m p o n e n t e s electrónicos, el curado del barniz no cumple q u e las n o r m a s d e calidad requeridas por el cliente.

ÍNDICE

AGRADECIMIENTOS

I

PROLOGO

II

INTRODUCCIÓN

1

P R I M E R A P A R T E : Productos S C H A E V I T Z L V D T

7

1 Consideraciones de diseño

8

2 Funcionamiento d e los LVDTs

8

S E G U N D A P A R T E : Tipos de barnices para impregnación

10

3 Características

11

4 Clasificación

12

5 Composición de los barnices de impregnación

14

6 Métodos de impregnación

15

7 Curado

17

8

18

Impregnación múltiple

9 Barnices de secado al horno

T E R C E R A P A R T E : Análisis de la situación actual 10

Procedimiento de impregnación al vacío 10.1

Alcance

19

21 23 24

10.2

Condiciones y precauciones del medio ambiente

24

10 3

Requerimientos

25

10.4

Objetivos d e impregnación al vacio

25

10 5

Procedimiento de impregnación al vacío ...

26

11 Informe de la investigación

29

C U A R T A P A R T E : M é t o d o s Estadísticos Utilizados

30

12 Beneficios d e las gráf cas

31

13 Gráfico de control X-R

32

14 Gráfico de líneas

40

Conclusiones y recomendaciones

42

Bibliografía

43

Anexos

44

A n e x o 1.- Tabla temperatura contra viscosidad

44

A n e x o 2.- Barnices de impregnación tipos y características secados al aire

45

A n e x o 3 - Barnices de impregnación tipos y características al horno (curado-polimerizado)

46

A n e x o 4.- Barnices de impregnación tipos y características curado polimerizado

47

A n e x o 5.- Equivalencia d e productos de diferentes fabricantes

48

A n e x o 6 - Formato para el registro de tiempo por operación

49

A n e x o 7 - Formato para registrar observaciones

50

A n e x o 8 . - L i s t a de verificación

51

A n e x o 9 - L A Y O U T del área de impregnación de la planta

52

A n e x o 10.- Análisis de la situación actual del proceso de

impregnación de barniz en ensambles y subensambles....

53

A n e x o 11.- Resultados del análisis de la situación actual

54

A n e x o 1 2 - Formato para registrar la temperatura de los hornos

59

A n e x o 13.- Registro de temperaturas de los hornos al cargar y descargar material A n e x o 14.- Registro de temperaturas de los hornos con gráficos XR.

60 73

A n e x o 15.- Gráficos de líneas de la relación temperatura - v o l u m e n por horno

85

A n e x o 16 - Resultados de inspecciones finales y gráficas d e barras

94

A n e x o 17.- Tablero para carga-descarga d e bobinas en hornos

102

A n e x o 18.- Propuesta nuevo registro de temperaturas

103

A n e x o 19.- Diagrama de flujo de operación en curado d e barniz

104

A n e x o 20.- Formato para el registro de grado de viscosidad del barniz

105

A n e x o 21.- Imágenes del área de trabajo

106

Glosario de t é r m i n o s

108

R e s u m e n autobiográfico

109

INTRODUCCIÓN

La c o m p e t e n c i a mundial basada tanto en los precios c o m o en la calidad ha obligado en todas partes, a las directivas conscientes de la supervivencia y crecimiento, a comprender que la calidad y fiabilidad de un producto y proceso exigen atención prioritaria. Con el desarrollo de esta forma d e conciencia y la experiencia

en

la aplicación

de

los

métodos

de control

de

calidad,

los

fabricantes han aprendido a respetar las poderosas ganancias e c o n ó m i c a s que se p u e d e n conseguir con un buen programa de control de calidad, auxiliado por los m é t o d o s estadísticos en las tareas de identificación de problemas,

su

análisis

tal

y

resolución.

Las

lecciones

principales

que

se

aprenden

en

p r o g r a m a son:

> Un producto que se hace bien a la primera no incurre en desechos, reprocesos,

reparaciones,

quejas

del

consumidor,

devoluciones

y

descuentos. r- Una pieza fabricada con gran uniformidad durante un proceso, puede hacerse mejor en el siguiente paso, ya que un producto

uniforme

permite mejores condiciones y ajustes del equipo. ^ La uniformidad gana por acumulación en cada paso, resultando un producto final con una muchísimo mejor calidad y fiabilidad.

* Los ahorros en costes en términos de materiales no desperdiciados, trabajo e m p l e a d o en la producción antes que en reparaciones, y el valor moral de la participación del trabajador en el círculo de calidadcoste-productividad pueden ser enormes.

Al crecer la reputación de la calidad del producto, al ir g a n a n d o

los

clientes confianza en la fiabilidad de los métodos de procesado de una firma y en su producción, crece su inclinación a comprar a esa organización. Más aún, los costes ahorrados con un programa eficaz de control d e calidad permiten precios altamente competitivos en el mercado.

D e p e n d e de la dirección lograr la atmósfera, el clima y la motivación a d e c u a d o s para promocionar un programa saludable y creciente de control estadístico del proceso

para

conseguir

productos

de

calidad y fiables.

Desde

los

altos

ejecutivos hasta el nivel de supervisores e inferior, una buena gestión d e la calidad significa que se han entendido los f u n d a m e n t o s de los m é t o d o s y procedimientos que han d a d o buen resultado. Algunas firmas aún llegan proporcionar

cursos

para todos los que trabajan en producción

a

y deben

ajustar los equipos sobre la base de calibraciones u otras medidas, ya q u e el hacer b u e n o s ajustes

requiere la comprensión de la naturaleza estadística de

la variabilidad y cómo ésta p u e d e afectar a las lecturas individuales y a las medias.

[2]

La investigación de variables de proceso para el control d e la operación de barnizado en los productos LVDT (sensores de desplazamiento lineal) tiene c o m o objetivo controlar específicamente el proceso de impregnación de barniz al vacío en las unidades (bobinas), bajo las especificaciones del cliente (Lucas Control System), así c o m o cada uno de las operaciones que involucra dicho proceso para la detección de fallas en la calidad del producto.

La necesidad de un sistema de control de calidad requiere que el proceso primero se conozca para luego controlarlo y una vez controlado mejorarlo. En este orden se lleva a cabo la investigación ya que la detección d e fallas al término d e proceso de

impregnación del barniz por parte del operador, en la

inspección final por el supervisor de calidad o bien por quejas del cliente es de carácter prioritario.

En la actualidad el procedimiento de tratamiento del barniz al vacío en las unidades está determinado por el cliente, dicho procedimiento no p u e d e ser modificado

y su

seguimiento

debe

ser

con total

apego.

Al finalizar

el

procedimiento las bobinas deben estar secas al tacto c o m o indicador d e calidad en el curado d e barniz el cual d e b e ser especificaciones

secado

al

horno

según

las

dadas por el cliente (materia prima, temperatura d e hornos,

viscosidad del barniz, etc.). La falla principal en el

proceso es el deficiente

curado del barniz, ya que las unidades quedan pegajosas finalmente y se tiene q u e retrabajar al hornear indefinidamente el lote de bobinas hasta lograr el curado total del barniz, lo cual conlleva a tiempo muerto.

C o n el fin d e orientar y delimitar

esta investigación, d á n d o l e una dirección

definida a la búsqueda de la solución del problema principal

considere las

siguientes hipótesis:

•

El uso excesivo d e acetona

para la limpieza de las bobinas hace

q u e el barniz q u e d e pegajoso. Esta mezcla barniz-acetona no se seca y la acetona ya no se evapora. •

El barniz no seca a temperatura ambiente

•

El exceso de calor deforma los carretes.

•

Si se mezcla acetona en el tanque del barniz de impregnación, éste ya no seca.

•

Al no verificar la viscosidad del barniz con el viscosímetro y su tabla de t i e m p o contra temperatura se c o m p r o m e t e la calidad del curado del barniz.

•

El rango de temperaturas especificadas por el cliente en los hornos esta comprendido entre 100 °C y 110 °C, al abrir los hornos se pierde calor y el tiempo de recuperación del calor hasta lograr la especificación no se t o m a en cuenta y con ello se reduce el tiempo real de horneo a la temperatura especifica.

•

La falta de regulación y control de las temperaturas d e los hornos afectan el curado del barniz.

•

No

se

llevan

a

cabo

todos

los

pasos

del

procedimiento

de

impregnación del barniz.

La investigación es descriptiva y experimental, ya q u e c o m p r e n d e tanto la descripción, registro, análisis e interpretaciones de naturaleza actual en el proceso d e impregnación del barniz, etc. como la manipulación de una variable experimental no c o m p r o b a d a (temperatura contra volumen), en condiciones rigurosamente controladas y describe d e qué m o d o o por cual causa

se

p r o d u c e una situación o acontecimiento en particular.

En el departamento de impregnación de la e m p r e s a maquiladora Quality Electronics S.A. de C.V. se llevaron acabo práctica profesionales para sustentar este trabajo de tesis. Actualmente laboran 30 personas en la e m p r e s a y solo 2 de ellos trabajan directamente en dicho departamento y a m b o s serán objeto de estudio.

Tanto

los

métodos

de trabajo

que e m p l e a n

actualmente,

como

los

registros proporcionados por la Gerencia de Calidad, la maquinaria, materia prima, m e d i o ambiente y m a n o de obra será susceptible de ser analizado

para el tratamiento d e los datos y su representación estadística con el fin d e llegar a conclusiones en relación con las hipótesis planteadas.

Antes desarrollar la investigación es conveniente y necesario para la efectividad de la misma, cuestionar la calidad de los instrumentos que se han d i s e ñ a d o y se piensan aplicar, bien sea registros, métodos gráficos, etc., Esta prueba

nos

permite

ver

las

deficiencias

existentes

en

torno

metodológico q u e se realizará posteriormente. El estudio piloto

al

diseño

nos ayudará a

mejorar las hipótesis ya planteadas y a solucionar pequeños imprevistos en la etapa d e planteamiento d e la investigación.

Los experimentos que se llevarán a cabo serán inicialmente sobre el proceso actual de impregnación del barniz, en este se pretende analizar cada una d e las operaciones que se llevan a cabo y el cumplimiento d e

las

especificaciones definidas por el cliente. Enseguida se realizarán pruebas a los hornos, tanto del control diario de temperatura por hora de cada horno, de

la

relación

tiempo-temperatura-volumen

ya

que

debido

como a

las

especificaciones del procedimiento d e impregnación del barniz en el horno se requiere d e varios horneos d e los lotes (con un t i e m p o determinado por horneo) y

al abrir el horno para realizar alguna otra operación se pierde calor, m i s m o

q u e tarda en recuperarse afectando

el tiempo especificado d e la operación de

horneo.

A través d e gráficos de control se verificarán los puntos fuera d e control en las t e m p e r a t u r a s de los hornos y e m p l e a n d o gráficos de líneas se analizarán los t i e m p o s d e recuperación de temperatura a 100 °C de los hornos una vez que han sido abiertos durante 1, 2, 3 y 4 minutos estando en producto en proceso de

curación

del

barniz.

Tomando

e n s a m b l a n s o n de diferentes

en

cuenta

que

las

unidades

que

se

longitudes, las pruebas se llevan a cabo en

función

de

las

longitudes

con mayor precisión

y

no

del

número de unidades para determinar

la recuperación de temperatura. El material utilizado para

tal efecto es de desecho.

Las pruebas de viscosidad de barniz se realizarán con base en la tabla temperatura contra viscosidad (ver apéndice 1) para c o m p r o b a r la consistencia del barniz según la especificación.

El procedimiento general para realizar el tratamiento del barniz en bobinas se describe en la tercera parte de esta tesis.

PRIMERA PARTE

PRODUCTOS SCHAEVITZ LVDT

Medio Siglo atrás el LVDT ( Transformador Lineal Diferencial Variable) fue relativamente desconocido excepto por algunos especialistas en el proceso de control de instrumentación.

A través de los esfuerzos pioneros de la ingeniería S C H A E V I T Z el ha

evolucionado

de

ser

una

curiosidad

raramente

usada

a

un

LVDT método

f u n d a m e n t a l de medición de desplazamiento.

Hoy, los L V D T son ampliamente usados c o m o sensores de medición y control

donde

quiera

que

se

puedan

medir

directamente

desde

micropulgadas hasta m u c h o s pies o d o n d e otras cantidades físicas,

pocas

tal c o m o

fuerza o presión pueden ser convertidas a desplazamiento lineal.

Principalmente porque esto es capaz de mediciones

extremadamente

precisas. El L V D T se ha convertido en el sensor de preferencia de miles de industrias con aplicaciones críticas.

Con

los

avances

en

la tecnología

de

ingeniería y manufactura

los

productos L V D T que una vez fueron limitados a los diseños m á s exclusivos ahora p u e d e n ser utilizados en una gran g a m a de aplicaciones industriales y requerimientos de las aplicaciones del O E M en las medidas d e desplazamiento. [1]

1. Consideraciones de diseño de los LVDTs

El

LVDT

(Sensores

electromecánico

que

desplazamiento

de

de

produce un

Desplazamiento una

núcleo

corriente

movible

Lineal)

eléctrica

separado,

es

un

dispositivo

proporcional

para

esto c o n s i s t e e n

el una

e m b o b i n a d o primario y d o s s e c u n d a r i o s situados s i m é t r i c a m e n t e s e p a r a d o s e n u n a f o r m a cilindrica. Un núcleo m a g n é t i c o d e f o r m a d e varilla q u e s e m u e v e l i b r e m e n t e p r o v e e una ruta d e flujos m a g n é t i c o s e n l a z a n d o las b o b i n a s .

Núcleo Bobina Secundaria

Bobina Primaria

Bobina Secundaria

2. Funcionamiento de los LVDT's

C u a n d o el e m b o b i n a d o primario es e n e r g i z a d o por una f u e r t e e x t e r n a d e corriente alterna (AC), los voltajes s o n inducidos hacia los d o s e m b o b i n a d o s s e c u n d a r i o s . É s t o s e s t á n c o n e c t a d o s e n serie y o p u e s t a m e n t e , d e tal m a n e r a q u e los d o s voltajes s o n d e polaridad opuesta, por c o n s i g u i e n t e la malla o red d e salida del t r a n s d u c t o r e s la diferencia entre e s t o s

voltajes, el cual e s cero

c u a n d o el n ú c l e o está e n él. C u a n d o el núcleo es m o v i d o d e la p o s i c i ó n

nula,

el voltaje inducido e n la b o b i n a a u m e n t a el m o v i m i e n t o e n el n ú c l e o m i e n t r a s q u e el voltaje e n la b o b i n a o p u e s t a

desciende

o disminuye.

Esta

acción

p r o d u c e u n a salida diferencia d e voltaje q u e varía l i n e a l m e n t e c o n los c a m b i o s e n la p o s i c i ó n del núcleo.

La f a s e d e este voltaje d e

salida c a m b i a a b r u p t a m e n t e a 180° c u a n d o e

n ú c l e o s e m u e v e d e la posición nula al otro e x t r e m o .

Salida Voltaje (+)

50

100

150

Posición N ú c l e o (% R a n g o N o m i n a l )

(")

Rango Extendido Linearidac Reducida

Rango Extendido Linearidat Reducida

Salida Voltaje Fase Opuesta Rango Nominal

Nudco [Bob ma ^ohtnq Bobiné Núcleo a - 100%

Nucleo Bob in il Bobin j Bobinq Núcleo a 0

J Nucleo ,Bobina Bobiñíj Bobini Nùcleo a +100%

Posición Nula

D e s p l a z a m i e n t o del N ú c l e o

SEGUNDA PARTE

TIPOS DE BARNICES PARA IMPREGNACIÓN T o d o s los aparatos eléctricos c o m o motores, transformadores, bobinas, etc.; son sistemas heterogéneos que contienen alambre de cobre o aluminio c o m o conductor d e corriente, el cual siempre está aislado c o n v e n i e n t e m e n t e con algún tipo d e esmalte. Los d e m á s c o m p o n e n t e s pueden ser fierro, papel y otros materiales aislantes. El barniz para impregnación es solamente un medio auxiliar, a u n q u e muy importante.

3. CARACTERÍSTICAS

MECÁNICA

En los devanados tanto en del rotor c o m o del estator hechos con a l a m b r e m a g n e t o llegan a quedar flojas las vueltas y con el movimiento se tiene fricción entre a l a m b r e s d a ñ á n d o s e la película de esmalte.

Esta es la razón por la cuál existe el impregnado o sea, pegar una vuelta contra otra, d e m o d o que se evite la fricción entre vueltas.

TÉRMICA

La vida de cada aparato eléctrico d e p e n d e m u c h o de su temperatura de trabajo. C o m o el aire es muy mal conductor del calor, es conveniente q u e todos los

espacios

o

huecos

en

el

devanado

sean

cubiertos

con

barniz

de

impregnación.

Siendo el barniz de impregnación mejor conductor del calor que el aire, el calor g e n e r a d o se disipará más fácilmente. El motor no se calentará tanto, luego, por consiguiente, tendrá una vida más larga.

DIELÉCTRICA

A u n q u e la característica dieléctrica está dada por el esmalte del alambre, no

se

deben

descuidar

las

características

dieléctricas

del

barniz

de

impregnación. Por eso se necesitan ciertos requisitos con respecto a la rigidez dieléctrica.

Esas

características

dieléctricas

influencia de calor o de h u m e d a d

no se deben

modificar,

ya sea

para el seguro funcionamiento

de

por los

aparatos eléctricos.

OTRAS CARACTERÍSTICAS

Naturalmente el barniz de impregnación se debe comportar d e

igual

m a n e r a q u e el resto de los materiales usados en los materiales eléctricos. Específicamente, el esmalte del alambre magneto no d e b e ser d a ñ a d o por el barniz de impregnación.

4. CLASIFICACIÓN

En la práctica los barnices de impregnación se pueden clasificar bajo los siguientes puntos de vista:

D E A C U E R D O A L T I P O DE S E C A D O

Los barnices d e impregnación pueden ser de secado al aire o d e secado al horno. Los barnices d e impregnación de secado al aire son los q u e se utilizan generalmente

en fabricas

pequeñas,

reparaciones,

etc. Y

en

producción

industrial se utilizan los barnices de impregnación de secado al horno, ya que por este m é t o d o se obtiene mejor calidad.

C a b e hacer notar que todos los barnices de impregnación de s e c a d o al aire, t a m b i é n pueden secarse al horno para un mejor resultado en la calidad.

DE A C U E R D O A LAS C A R A C T E R Í S T I C A S DE LA P E L Í C U L A

Hay barnices de impregnación que al secar f o r m a n películas muy rígidas, otras son blandas y otras elásticas.

La película de tipo rígida es la que se utiliza generalmente en partes movibles c o m o rotores, etc.; en d o n d e se produce fuerza centrífuga.

Las películas d e tipo elástica - blanda,

son las que se usan en la

construcción en aquellas partes donde se desea suprimir la vibración y c o n eso el zumbido.

Por lo general, se trata de estar dentro d e estos dos límites y la mayoría de los barnices de impregnación son fabricados d e tal manera que por una parte q u e d a n lo suficientemente rígidos para poder ser usados en rotores y por otra parte quedan lo suficientemente blandos para suprimir zumbidos.

DE A C U E R D O A LA C L A S E T É R M I C A

Como

cualquier

material orgánico,

las películas de

los barnices

de

impregnación no pueden ser calentados sin límite a altas temperaturas. S e g ú n su

resistencia

al calor

continuo

son

clasificadas

en

distintos

rangos

de

temperatura y esta clasificación es equivalente a la del esmalte del alambre magneto.

En la selección de barnices d e impregnación siempre se d e b e observar la compatibilidad química y térmica de estos para con los esmaltes del alambre y así obtener la vida más larga del aparato eléctrico.

Esto quiere decir que en la p r á c t c a , un alambre m a g n e t o clase 130 °C i m p r e g n a d o con un barniz clase 155 °C, resultará un aparato eléctrico clase 130

°C.

Si

por

otro

lado, t e n e m o s

un

alambre

magneto

clase

155

°C

i m p r e g n a d o con un barniz clase 130 °C, el conjunto deberá trabajar a 130 °C.

5. COMPOSICIÓN DE LOS BARNICES DE IMPREGNACIÓN

Los barnices de impregnación son diferentes resinas como: fenólicas, alquídicas, poliéster, silicón, etc., disueltas en solventes orgánicos. El contenido de sólidos normalmente es del 50%, y la viscosidad fluctúa entre 30 y 200 seg. Ford 4/25 °C.

Los solventes deben ser seleccionados c u i d a d o s a m e n t e para evitar q u e estos ataques al aislamiento del alambre, la viscosidad deberá graduada de tal f o r m a q u e durante el proceso de inmersión el barniz penetre fácilmente en el d e v a n a d o y durante el secado no se tengan problemas de escurrimiento.

S o l a m e n t e se recomienda agregar más solventes cuando: se trate de reponer los solventes perdidos por evaporación en la tina d e i m p r e g n a d o o c u a n d o se necesita bajar la viscosidad del barniz de impregnación por tener d e v a n a d o s muy compactos a d o n d e es difícil de entrar con viscosidad alta.

6. MÉTODOS DE IMPREGNACIÓN

LAVADO

Las partes para impregnar deben ser libres de polvo, grasa, y a d e m á s estar bien secas, en el caso más sencillo las partes pueden ser limpiadas con aire comprimido libre de aceite y polvo.

C u a n d o se tienen partes grasosas estas pueden ser lavadas con algún solvente c o m o gasnafta, gasolina o gasolvente.

PRE-CALENTAMIENTO

Es muy importante tener un precalentamiento de las partes a temperatura arriba d e 100 °C para quitar la humedad.

ENFRIADO

Las partes secas deben ser forzosamente enfriadas a 50 °C antes d e ser i m p r e g n a d a s con el barniz.

Y ahora sí, las partes limpiadas, secadas y enfriadas a 50 °C p u e d e n ser i m p r e g n a d a s según los siguientes métodos:

I M P R E G N A D O POR B A Ñ O

Es el sistema utilizado en forma normal por talleres p e q u e ñ o s d o n d e se a c o s t u m b r a bañar las partes q u e se d e s e a n impregnar, recuperando el exceso

d e barniz en un tanque apropiado para volverlo a usar en otra ocasión. En este sistema hay que trabajar cuidadosamente, raras veces se logrará una buena y completa impregnación y no se p u e d e garantizar.

IMPREGNADO SIMPLE

En este sistema todas las piezas se sumergen dentro del barniz de impregnación hasta que se dejan de salir burbujas de aire. Es conveniente colocar las piezas de manera que permitan la salida del aire fácilmente.

Este tanque de impregnación se recomienda que cuente con una tapa la cual d e b e r á de estar cerrada el más tiempo posible para evitar el a u m e n t o de viscosidad por evaporación de solventes. T a m b i é n la cantidad de barniz de impregnación d e b e ser tal que no se afecte la temperatura por las piezas que vienen del precalentamiento.

I M P R E G N A D O EN V A C Í O

En este sistema se hace el secado preliminar c o m o se a c o s t u m b r a en un horno

a m á s de

100 °C, o t a m b i é n

usando el tanque d e vacío a

una

temperatura de 60-80 °C y con un vació de 20-200 Torr. durante 30 a 60 minutos. Después, dejar enfriar entre 40 y 50 °C, inmediatamente d e s p u é s dejar entrar lentamente el barniz de impregnación bajo vacío 30 minutos más tarde se quita el vacío y se regresa el barniz de impregnación al tanque de a l m a c e n a m i e n t o . Antes de curar el barniz de impregnación en el horno se p u e d e n eliminar gran parte de los solventes mediante un poco de vacío (100150 Torr.) y un ligero calentamiento.

I M P R E G N A D O EN V A C Í O BAJO P R E S I Ó N

C u a n d o se trata de bobinas o devanados difíciles, se p u e d e mejorar el procedimiento m e n c i o n a d o en el párrafo anterior mediante el a u m e n t o de presión hasta una atmósfera (con aire comprimido) después del impregnado y e v a c u a c i ó n del barniz de impregnación, continuar

con el resto del párrafo

anterior.

Después del impregnado se dejan escurrir las piezas y se cuelgan en un horno con circulación forzada de aire.

7. CURADO

Calentar lentamente el horno, con el objeto de tener bastante t i e m p o para la evaporación de solvente. En caso de que haya un calentamiento rápido se formará

en

la

superficie

de

las

piezas

una

película

que

dificultará

la

evaporación d e los solventes d a n d o como resultado solventes atrapados o ampollamiento

y burbujas en el acabado del barniz d e impregnación.

Es

conveniente que durante este tiempo la extracción del horno esté abierta a su m á x i m o para el arrastre de los solventes se p u e d e incrementar la temperatura del horno y cerrar ligeramente la extracción para mantener la temperatura y terminar el curado. El t i e m p o de curado d e p e n d e del barniz d e impregnación q u e se use y del t a m a ñ o de las piezas por impregnar.

8. IMPREGNACIÓN MÚLTIPLE

C o m o los barnices de impregnación están formados por 5 0 % de sólidos y el resto de solventes los cuales se evaporan durante el secado. Es difícil que en un solo i m p r e g n a d o todas las cavidades o huecos del d e v a n a d o se llenen, por lo q u e se recomienda para obtener resultados óptimos impregnar y curar dos o tres veces.

9. BARNICES DE SECADO AL HORNO

ALQUIDÁLICO.

Son

resinas

glicerina-ftalato

con

aceites

secantes.

P o s e e n excelente estabilidad térmica, muy buenas propiedades dieléctricas, resistencia a los aceites.

ALQUIDÁLICO-FENÓLICA.

Modificados

con

urea

formaldehído

o

melamina, ofrecen b u e n a resistencia al calor y pueden r e c o m e n d a r s e clase 130 °C.

ALQUIDÁLICO CON

SILICONES. Es una mezcla de resinas alquidálicas

m o f i c a d a s con silicones, lo que le da excepcional resistencia a la temperatura hasta clase 180 °C.

P O L I É S T E R . Son resinas de clasificación térmica 155 °C a u n q u e las hay de clase 130 °C, existen en tipos flexibles y rígidas.

F E N Ó L I C A S . S o n resinas fenol-formaldehído n o r m a l m e n t e c o m b i n a d o s con cargas o algún compuesto inorgánico inerte y disueltas en Xilol o Toluol.

FENÓLICO CON ACEITES SECANTES.

Es el tipo más

comúnmente

usado y está formulado en diferentes relaciones d e resina fenol-formaldehído con aceites secantes (soya, ricino, etc.) de acuerdo con su aplicación.

ACRÍLICO-FENÓLICO.

Son resinas b a s á n d o s e en acrilo nitrilo y urea

f o r m a l d e h í d o generalmente solubles al agua.

EPÓXICO.

Está

formado

por

resinas

epóxicas

o también

llamadas

Etoxilina y están clasificadas c o m o clase 130 °C.

NATURALES.

Como

la g o m a

laca,

resina

copal,

congo,

etc.,

tiene

p r o p i e d a d e s muy pobres en general que les limitan su uso.

O L E O R R E S I N O S O . A base de resinas naturales y aceites secantes, se usa n o r m a l m e n t e para acabados finales sobre bobinas ya impregnadas.

A L Q U I D Á L I C O . S o n resinas fenólicas solubles en aceite

o algunas otras

modificadas con ácidos grasos de aceites secantes.

Los tipos y características de barnices de impregnación de s e c a d o al aire se e n c u e n t r a n en el anexo 2.

Los tipos y características de barnices de impregnación d e s e c a d o al horno (curado y polimerizado) los puede localizar en el anexo 3.

Los tipos y características d e barnices de impregnación de curado y polimerizado se encuentran en el anexo 4.

O b s e r v e el anexo 5 y conocerá las equivalencias de productos (barnices) d e diferentes fabricantes.

TERCERA PARTE

ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL

El t e m a principal de esta investigación es el tratamiento de barniz q u e reciben las bobinas. Para representar las actividades que se llevan a c a b o en el e n s a m b l e las piezas antes mencionadas observe el anexo no. 6.

El proceso

de tratamiento

de

barniz

ocupa

el 9 o

lugar

de

las

12

operaciones que se llevan a cabo en el e n s a m b l e d e bobinas. Sin embargo, esta actividad, es la que ocupa la mayor parte del tiempo de operación, por lo que, no solo d e b e de realizarse completa y correctamente, sino t a m b i é n d e b e n evitar reprocesos que conlleven al incumplimiento en los tiempos de respuesta p r o g r a m a d o s para esta actividad.

Las instalaciones del cuarto d e impregnaciones se representan en el anexo no 7.

Las operaciones que se realizan en el tratamiento de barniz que se les da a las unidades se describe en el t e m a no. 10.

C o m o se mencionó en la introducción, el principal problema que existe en esta operación dentro de todo el proceso de e n s a m b l e de los sensores, es entre otros, que una vez que se concluye el tratamiento de barniz, las piezas q u e d a n pegajosas.

U n a d e las pruebas de calidad más importante en esta operación, es que las bobinas estén secas al tacto; si después del tiempo estándar d e horneo, el barniz no se seca, entonces, los operarios las dejan en los horneando hasta lograr su curado. Únicamente se p u e d e curar el barniz con calor.

U n a vez que se identificó cada una de estas actividades del procedimiento d e curado del barniz en la práctica, dio inicio la investigación sobre la causa d e este

problema.

En el área

de

impregnación

de

la planta,

se

realizaron

observaciones sobre el método actual

q u e llevan a cabo los operarios. Para

registrar

los

esta

información,

elaboré

primeros

dos

instrumentos

de

investigación, el primero d e n o m i n a d o Registro de tiempo por operación y el segundo

Observaciones

/ comentarios

realizaron c o m p a r a c i o n e s

(ver anexos 6 y 7). Con esto

se

entre los pasos q u e se llevaban a c a b o e n la

práctica real y los lineamientos

definidos en el procedimiento específico d e

tratamiento de curado d e barniz en los e n s a m b l e s y subensambles.

Durante dos s e m a n a s se registraron las operaciones operarios

en

el

proceso

de

tratamiento

de

barniz

de

que realizaban los los

componentes

electrónicos., así c o m o todo aquello que parecieran susceptible d e ser m e d i d o o valorado para c o m p l e m e n t a r la información del registro.

C o m o afirma Robert L Enrick en su libro -Control d e Calidad y Beneficio Empresarial- "Aunque la actitud y el comportamiento del operario que realiza el trabajo son los elementos clave para conseguir y mantener la calidad del producto,

incluyendo

la calidad

de

la ejecución,

son

imprescindibles

las

mediciones de rutina y control durante el proceso y la conformidad de la calidad final.". Lo primero que llamó mi atención era precisamente que de los dos operarios q u e laboraban en esta área, solamente uno d e ellos había recibido capacitación y ésta fue (según c o m e n t ó el operario) muy breve.

El operario de nuevo ingreso realiza su trabajo con apoyo del operario que está en el área de impregnación y, lo único que registran es la cantidad y n ú m e r o d e serie d e las bobinas que son tratadas con barniz, así c o m o las diversas operaciones ajenas al tratamiento del barniz y las t e m p e r a t u r a s de los hornos a cada hora.

El proceso de manufactura de los sensores se encuentra definido a través de procedimientos para llevar a cabo cada operación, tales procedimientos los asigna el cliente (Lucas Control Systems Products) y deben realizarse con total apego;

si

se

desea

mejorar

el

proceso

a

través

de

cambios

en

los

procedimientos definidos por el cliente, es necesario realizar estudios que c o m p r u e b e n y justifiquen la

necesidad d e dichos cambios,

a d e m á s , deberá

proponerse directamente al cliente y someter a aprobación dicha propuesta. Si el cliente aprueba cambios hasta entonces se p u e d e llevar a cabo el nuevo procedimiento. A continuación se presenta el contenido del procedimiento de impregnación

al

vacío

que

el

cliente

define

para

realizar

la

operación

correctamente.

10.PROCEDIMIENTO DE IMPREGNACIÓN AL VACÍO

El

procedimiento

de

impregnación

al vacío

está estructurado

siguiente forma:

> Alcance > Condiciones y precauciones del medio ambiente >

Requerimientos

> Objetivo d e impregnación al vacío > Procedimiento de impregnación al vacío

de

la

10.1 Alcance

Esta especificación establece el criterio para la impregnación al vacio de los L V D T tanto d e e n s a m b l e s c o m o subensambles. El barniz q u e d e b e usar es Dolph B C - 3 4 6 - A

10.2 Condiciones del medio ambiente y precauciones

Excepto otra especificación, este procedimiento d e b e llevarse a c a b o bajo las condiciones siguientes:

10.2.1

El área de trabajo d e b e mantenerse limpia.

10.2.2

Los hornos caloríficos estarán ventilados para prevenirse contra la posibilidad de explosión de los vapores del barniz.

10.2.3

10.2.4

Se

llevarán

guantes

protectores

y

lentes

de

seguridad

por

personal

que opera los hornos, la cámara de la impregnación

del vacío y

calor o impregna ensambles.

Periódicamente cámara

de

verificar el grado de viscosidad del barniz d e la

impregnación.

Usar el viscosímetro

Dolph a 86 °F

(30 °C ), temperatura, pruebe llenando la taza del barniz y espere d e 48-56 segundos. Si la viscosidad de barniz no es aceptable, agregar solvente y reverificar. Repita este paso hasta q u e la viscosidad sea la correcta.

10.3 Requerimientos de equipo

El siguiente equipo es requerido para el proceso de impregnación al vacío:

Descripción

Manufacturado en / Modelo

C á m a r a d e Impregnación al Vacío

Hull Corp, 4 - 2 5 1 U *

Horno con ventilación

Gruenberg Oven Co., B65C

Barniz

Dolph BC-346-A

Telas de algodón para limpieza Estropajos d e algodón para limpieza Acetona A d e l g a z a d o r (thinner)

*

Dolph T-100 o V M P N A P T H A

o equivalente

10.4 Objetivo de impregnación al vacío

El propósito de esta operación es cocer al horno el s u b e n s a m b l e al grado de

sellar

el

barniz.

Esta

operación

aumenta

la

forma

estructural

del

s u b e n s a m b l e , a d e m á s , lo fortalece a prueba d e h u m e d a d y da estabilidad termal.

10.5 Procedimiento de impregnación al vacío

La impregnación al vacio y cocimiento cíclico del LVDT ( e n s a m b l e y/o s u b e n s a m b l e ) d e b e llevarse a cabo respetando los siguientes pasos:

10.5.1

Insertar las unidades en un horno precalentado a 104 °C (esto removerá el barniz)

10.5.2

Baje la temperatura del horno a 71°C, entonces transfiera las unidades a la cámara de impregnación.

10.5.2.1 Cuelgue las unidades verticalmente por los cables.

10.5.2.2 A s e g u r e la puerta de la cámara de impregnación.

10.5.3

Evacué la c á m a r a a 25 - 30 Hgs (pulgadas de mercurio).

10.5.4

S u m e r j a las unidades de 15 - 30 minutos.

10.5.5

Despresurizar el tanque.

10.5.6

Remueva

las unidades de la cámara y deja escurrir las unidades

d e 15 a 30 minutos al aire libre. Nota.-

Para los ensambles tipo s u b e n s a m b l e s

10.5.7 al 10.5.13. para

siga los

las unidades con casquillo, siga los pasos

10.5.14 al 10.5.23.

10.5.7

pasos

Insertar las unidades en un horno precalentado a 104°C.

10.5.7.1 Colgar las unidades verticalmente por los cables.

10.5.8

Hornear por 15 minutos.

10.5.9

S a q u e las unidades del horno y limpie cualquier barniz exceso que se haya f o r m a d o dentro del agujero, en las costillas del extremo o en

los

cables

usando

un

cotonete

y acetona.

Cuelgue

las

unidades en el horno a 104° C.

10.5.10 Hornee por 45 minutos y repita el paso 5.9.

10.5.11 Hornee por 1 Yz hrs. y repita el paso 5.9.

10.5.12 Hornee de 6 - 8 hrs.

10.5.13 S a q u e las unidades del horno y limpie cualquier exceso d e barniz que se haya formado adentro del agujero, en las costillas del extremo en los cables usando un cotonete.

10.5.13.1 Permita que las unidades se enfríen así termina el proceso d e impregnación de los subensambles.

1 0 . 5 . 1 4 L i m p i e cualquier barniz del casquillo, especialmente el agujero y en los cables usando un cotonete y acetona.

10.5.15 Inserte las unidades en un horno precalentado a 104 °C.

10.5.15 Cuelgue las unidades verticalmente por los cables.

10.5.16 Hornee por 15 minutos.

10.5.17 R e m u e v a las unidades de los hornos y repita el paso 10.5.14.

10.5.18 Coloque las unidades en un horno por 45 minutos a 104 °C.

10.5.19 S a q u e las unidades del horno y repita el paso 10.5.14. (puede usarse acetona para limpiar)

10.5.20 Coloque las unidades dentro de un horno de 1 Vi hr.

10.5.21 S a q u e las unidades del horno y repita el paso

10.5.14.

Use

acetona para remover el barniz.

10.5.22 Ponga las unidades en el horno y hornee de 6 a 8 hrs.

10.5.23 S a q u e las unidades del horno y repita el paso de 10.5.14. Use acetona para remover el barniz.

10.5.23.1

Permita

que

las

unidades

se

enfríen.

Proceso

de

impregnación para los e n s a m b l e s con casquillo está terminado.

Nota.- En el inciso 10.2.4 se e m p l e a la tabla de temperatura

contra

viscosidad (ver anexo 1) para determinar el t i e m p o que d e b e tardar en vaciarse el barniz del viscosímetro Dolph.

11.INFORME DE LA INVESTIGACIÓN

El primer informe entregado al gerente general de la planta se presenta en el formato

contenido

en el anexo

10, el cual describía

básicamente

las

m a r c a d a s diferencias entre lo que las especificaciones del procedimiento de tratamiento del barniz en los c o m p o n e n t e electrónicos, y los pasos q u e se llevaban a cabo. Dicho informe se muestra en el anexo 11.

El día q u e se hizo la presentación de los primeros resultados d e las observaciones, m e propusieron que hiciera un análisis del c o m p o r t a m i e n t o de las temperaturas de los hornos, t o m a n d o en consideración que c u a n d o se llevaba a cabo alguno de los pasos del procedimiento antes mencionado, era necesario abrir el horno para cargar o descargar las unidades y esto originaba que se perdiera calor, así c o m o

tiempo en la recuperación del calor, m i s m o

que en cada uno d e los pasos del procedimiento se contaba c o m o si la temperatura

fuera

siempre

estable,

aún

cuando

en

ocasiones

c o m p l e t a m e n t e fuera de los rangos aceptados (100-110). Entonces

era

empecé a

tabular la temperatura d e los hornos en grados centígrados (cada horno tiene insertado un t e r m ó m e t r o en la parte superior o a un costado del mismo), y para esto utilicé el formato que se muestra en el anexo 12. El estudio de las gráficas X-R, se describe en

la Cuarta Parte, la cual contiene los m é t o d o s estadísticos

e m p l e a d o s , así como las gráficas que muestran el c o m p o r t a m i e n t o del tiempo de recuperación d e los hornos cuando son abiertos para la carga o descarga de material, estas representan una relación de temperatura contra el v o l u m e n de material de los hornos.

CUARTA PARTE

MÉTODOS ESTADÍSTICOS

Una gráfica vale más que mil palabras. Esta frase muestra la importancia

que

comunicación. información

tienen

las

Con frecuencia,

de manera

directa.

representaciones la recolección Para mejorar

gráficas

de datos

no

en

la

brinda

la interpretación

y

m a n e j o d e esta información se recogen y organizan los datos d e cierta forma, siendo

la forma más c o m ú n en la hoja de verificación,

y

posteriormente se dibujan gráficas de varios tipos para representar dichos datos de manera simplificada y eficiente.

Por tanto, las gráficas representan los datos de una manera visual de tal m o d o que facilitan la interpretación y la comprensión d e una situación dada. En Control Total de Calidad se aplica siempre q u e sea posible la siguiente regla:

" Grafique tan pronto como tenga los datos"

12.Beneficios de las gráficas

El uso apropiado de gráficas hace q u e estas se conviertan en herramientas indispensables para la administración y para la mejora continua de los procesos y servicios, ya que:

0

Una gráfica atrae la atención de quien la ve, quien se identifica y se siente familiarizado con el t e m a tratado en la gráfica.

0

Una gráfica presenta información en forma visual, recordar más fácilmente.

Una gráfica ayuda a identificar características de los datos.

tendencias,

Una gráfica puede identificación.

y

revelar

hechos

relaciones

lo cual la

hace

patrones

y

otras

ocultos,

de

difícil

13.Gráfica de Control X-R

La

gráfica

de

control

es

una

herramienta

que

se

usa

f u n d a m e n t a l m e n t e para análisis de datos, ya s e a n discretos o continuos, los cuales han sido generados en un determinado periodo.

El Dr. W a l t e r

A. Shewhart, de Bell T e l e p h o n e Laboratories, desarrolló este concepto en 1924.

Y a en aquel entonces sugirió que la gráfica podía cumplir tres

funciones básicas: 1. Definir una meta para una operación. 2. A y u d a r a obtener esa meta. 3. Determinar si la meta ha sido alcanzada.

La gráfica d e control puede usarse en ingeniería del producto

para

registrar y analizar datos de prueba, en contabilidad para análisis d e costos, en ingeniería d e procesos para determinar las capacidades d e máquina y de proceso, en ingeniería de producción c o m o monitor d e operaciones, y en inspección y control de calidad para registrar d e s e c h o s y reprocesamientos y analizar la calidad del material durante su recepción.

Por lo tanto,

puede

considerarse entre las herramientas más versátiles en m é t o d o s estadísticos.

La filosofía de la gráfica de control aún cuando universalmente se acepte y se use el término gráfica de control, tiene por principio q u e se d e b e entender q u e la gráfica no controla en realidad, cosa alguna.

Simple y sencillamente

suministra una base para la acción, y sólo es efectiva si los responsables d e las decisiones actúan a partir de la información que revela dicha gráfica.

Se requiere un medio de control adecuado para realizar un monitoreo continuo de las operaciones repetitivas. través

de

una

revisión

periódica

de

El control se realiza s i m p l e m e n t e a los histogramas

o distribuciones

de

frecuencia. C o m o quiera, los histogramas necesitan muestras más o menos grandes, en tanto q u e es frecuente q u e las gráficas de control se logren m á s y mejor c o n muestras pequeñas.

C u a n d o en una gráfica se trazan las variaciones de la suerte contra el tiempo,

su c o m p o r t a m i e n t o

trayectorias definidas.

es aleatorio,

no presentan

ciclos, carreras

o

De manera semejante, las muestras al azar d e un

sistema de causa constante sólo difieren por la suerte. En general, la variación o dispersión, producida solamente por causas atribuidas a la suerte, puede predecirse después de haber estudiado una serie de muestras iniciales.

El

conocimiento de la trayectoria de la distribución d e probabilidades sirve d e ayuda para la predicción por anticipado de la variación d e un gran número d e medidas.

Por ejemplo, si d e una fuente al azar se extrae a intervalos regulares una muestra d e cierta medida y se calculan las estadísticas de la m i s m a (fracción defectuosa,

promedio,

o intervalo),

estas estadísticas

(como

originales) variarán de acuerdo a una trayectoria definida.

las

medidas

Para esta serie d e

muestras se d e b e calcular, en cada estadística, tanto el promedio c o m o la desviación estándar.

Puede usarse esta información y el conocimiento de la

distribución d e probabilidades para estimar la conducta d e grupo para cada muestra estadística.

Para hacer esto se calcula el gran promedio y, a partir de

este valor, se determinan los límites de control midiendo algunos múltiplos positivos y negativos d e la desviación estándar. constituye

una

gráfica

con

la

escala

vertical

Por lo tanto, c u a n d o se calibrada

en

las

unidades

estadísticas correspondientes, la escala horizontal m a r c a d a d e acuerdo con el tiempo, y tres líneas horizontales trazadas en los puntos correspondientes al grado promedio y a los límites de control, p u e d e decirse que es una gráfica de control estadístico. conceptual.

En la siguiente figura se ilustra una gráfica d e control

Las decisiones preliminares antes d e emplear las graficas d e control en la práctica se considera que los valores estadísticos de las muestras trazados en la gráfica están dentro de control si los puntos caen dentro de los límites de control y no muestran señales de ciclos, tendencias o carreras.

De manera

similar, c u a n d o la gráfica indica condiciones bajo control, se considera que la operación bajo observación sólo está sujeta a causas aleatorias, en tanto q u e sí muestra

condiciones fuera de control, está sujeta a causas que

señalarse.

pueden

El empleo d e gráficas de control tienen c o m o objetivo reducir la

variación excesiva en una operación hasta un punto q u e corresponda a la tolerancia requerida a otra meta establecida. A u n q u e en la gráfica de control no haya puntos fuera de los límites y el nivel d e la variación sea conveniente, no siempre podrá inferirse que no exista la variación debida a ciertas causas.

La gráfica puede presentar factores

determinables tales c o m o desgaste de herramientas, lo q u e crea una situación de confusión, o carreras dentro de los límites.

Con frecuencia se conocen las

causas y pueden corregirse con facilidad haciendo un ajuste a la m á q u i n a o reemplazando una herramienta.

C o n frecuencia en la industria se tabulan diversos datos en tablas o gráficas

informales,

en

las q u e

posteriormente

se

basan

los

ingenieros,

trabajadores industriales e investigadores para tomar decisiones importantes, ignorando

por

determinadas.

completo

la

existencia

de

la

variación

debida

a

causas

La gráfica de control es una herramienta estadística que ayuda

en la t o m a d e decisiones válidas y las coloca sobre una base científica.

En general características.

las gráficas

d e control

se

clasifican

en

variables

y

de

Las primeras se e m p l e a n cuando se tienen datos continuos,

c o m o dimensión, costo, peso y resistencia, sensibilidad, beneficio, temperatura, o dureza. Para este control se utilizan las gráficas de promedio e intervalo.

Las

gráficas de características se e m p l e a n cuando se tienen datos discretos o cuando se desea clasificar una serie de medidas continuas c o m o aceptables o no.

C o m o ejemplo de las primeras se tiene el registro de artículos tales c o m o

observaciones de muestras de trabajo, fugas en radiadores, o defectos de ensamble; y de la segunda categoría, el registro de los automóviles q u e no c u m p l e n c o n las normas de emisión de los gases de escape, o con fallas por fatiga. En estos casos se pueden usar las gráficas d e defectos o de porcentaje defectuoso.

Las decisiones preliminares antes de emplear las gráficas d e control después de que se t o m a la decisión de utilizar una gráfica d e control, se deben responder ciertas preguntas preliminares: 1. ¿ Q u é característíca(s) debe(n) investigarse? 2. ¿Qué calibradores o dispositivos de prueba serán necesarios? 3. ¿Qué gráfica cumple con el propósito? 4. ¿Qué medida de muestra debe adoptarse? 5. ¿Con qué frecuencia d e b e tomarse la medida? 6. ¿ C ó m o d e b e seleccionarse la muestra?

La

respuesta

a

estas

preguntas

puede

basarse

en

prácticas

de

ingeniería o consideraciones económicas, pero es importante para lograr un beneficio total y buenos resultados de esta herramienta estadística.

1. ¿ Q u é característica(s) debe(n) investigarse? Por lo general, se s u p o n e que

la

característica

a

investigar

es

la

más

crítica

en

funcionamiento o bien la especificación d e prueba más rigurosa.

términos

de

C u a n d o se

d e s e a investigar más de una característica e m p l e a n d o gráficas de control variables, es necesario usar una para cada característica estudiada. contrario, una gráfica de características permite el estudio d e una o

Por el más de

ellas.

2. ¿ Q u é

calibradores

o dispositivos

de prueba serán

necesarios?

El

e m p l e o de la gráfica de control tiene por objeto contar una base para la acción, pero p u e d e s u c e d e r q u e los datos de la gráfica no s e a n mejores q u e los dispositivos de evaluación empleados.

En consecuencia, estos dispositivos

d e b e n revisarse con regularidad para tener seguridad en las medidas, en su repetitibidad y en su calibración. En las gráficas variables debe considerarse el a u m e n t o en las medidas (no es posible controlar con una regla d e acero una disminución cuya tolerancia sea de una diezmilésima de pulgada).

En algunos

casos el equipo disponible determina la gráfica que p u e d e usarse.

3. ¿ Q u é gráfica c u m p l e con el propósito? Básicamente esta respuesta la dicta el costo d e las medidas y la pérdida resultante sí no se detectan los c a m b i o s importantes que ocurran. Partiendo del hecho d e q u e existe m e n o r cantidad d e información sobre una parte, cuando se clasifica c o m o b u e n a o mala, se p u e d e decir q u e una gráfica variable que requiere d e mediciones es un

dispositivo

más

eficiente

que

una

gráfica

de

características.

Para

c o m p e n s a r esta falta de eficiencia, usualmente una gráfica de características necesita un t a m a ñ o d e muestra más grande que una gráfica variable.

Con

frecuencia, debido a que se requiere d e equipo d e medida, resulta m á s caro obtener los datos variables que los datos característicos. En general, la gráfica de características se usa cuando:

a) No es posible tomar medidas, c o m o en la inspección visual de una parte. b) No es práctico tomar medidas, debido a que los calibradores son caros o el tiempo necesario para tomarlas es excesivo. c) La parte tiene m u c h a s características para evaluar. d) La gráfica se basa en una inspección al 100%

Se usa una gráfica variable cuando:

a) S e involucra una característica crítica, tal c o m o es la localización de un punto. b) Se d e s e a un control más preciso que el control d e características.

4. ¿ Q u é medida de muestra d e b e adoptarse? En el e m p l e o de las gráficas de características una muestra de porcentaje constante no asegura un riesgo constante d e que la variación no aleatoria será detectada.

Esto indica q u e la

medida d e la muestra no se debe asignar en razón directa a la medida del lote. Una medida d a d a no es apropiada a todas las aplicaciones.

En general, la

m e d i d a d e b e ser suficientemente grande, a fin de que exista la oportunidad de que se encuentren algunos artículos defectuosos en la muestra, y t a m b i é n para que el límite de control inferior se encuentre

arriba de cero.

El

primer

requerimiento elimina la situación en la que un artículo d e f e c t u o s o en la muestra pueda indicar una condición fuera de control. La s e g u n d a estipulación permite detectar descuidos en la recolección de datos o alguna mejora en la operación.

C u a n d o se trabaja con gráficas variables es esencial escoger un t a m a ñ o de muestra tal, que haya una mínima oportunidad para que la variación se encuentre dentro d e ella. Por tanto, cuando menor sea el tamaño, tanto mayor será la variación entre los promedios de muestras sucesivas.

Es necesario

establecer un término medio. Una muestra de cinco piezas conservará

la

variación dentro del t a m a ñ o de muestra baja, y también será suficientemente grande para hacer posible que los promedios se acerquen a la normalidad.

En

realidad se puede conservar el t a m a ñ o de la muestra en cualquier número conveniente.

Tal c o m o 4,5,6 ó

10, aún cuando

proporciona una ventaja en la computación.

5 es de uso c o m ú n y

En cualquier caso el t a m a ñ o d e la

muestra necesario para satisfacer los riesgos de decisión especificados se p u e d e determinar usando métodos matemáticos que caen fuera del alcance de lo q u e aquí se investigó.

O b v i a m e n t e otra consideración importante es el costo asociado con la adquisición de datos y su análisis.

Este último es el factor primario

más

frecuente en la determinación del t a m a ñ o de la muestra.

5. ¿ C o n q u é frecuencia debe t o m a r s e la medida? Esta decisión t a m b i é n se basa, esencialmente, en consideraciones económicas. A d e m á s se consideran las atenuantes derivados d e la acción t o m a d a con respecto a las condiciones fuera d e control

si la historia muestra esporádicamente que la variación está

disponible, se puede usar esto para establecer la frecuencia d e la t o m a d e muestras.

Cualquiera q u e sea la decisión, se debe evitar la definición del

m o m e n t o en q u e se realicen las medidas (tales c o m o cada hora en la hora). Esto minimizará la predisposición que se puede presentar c u a n d o se conoce el m o m e n t o preciso.

Por ejemplo, la persona sobre la que se va a realizar un

estudio d e trabajo, usualmente estará ocupada si conoce el m o m e n t o en que se hará el muestreo.

Es normal que, cuando se aplica una gráfica de control por primera vez, las muestras se toman con mayor frecuencia.

Una vez q u e se ha hecho el

diagnóstico de la operación y que se haga mejorado ésta, la frecuencia tiende a disminuir, y sólo se harán las inspecciones suficientes para asegurar que la operación se mantenga al nivel deseado.

6. ¿ C ó m o d e b e seleccionarse la m u e s t r a ? Un problema importante consiste en eliminar cualquier predisposición, para que la selección d e la muestra se haga al azar, y en realidad represente al grupo del que se ha extraído. Si todas las partes producidas por una máquina o proceso, o que hayan sido probadas en un equipo d e laboratorio se tienen disponibles c o m o lote, la muestra d e este lote se p u e d e tomar al azar, ésta será una representación a d e c u a d a de un periodo específico.

Si la muestra se forma con partes sucesivas, la misma

representará sólo ese tiempo en particular.

Es muy deseable que cada muestra sea homogénea. Sí existen causas que se puedan determinar o que puedan introducirse en una operación, la selección d e la muestra d e b e hacerse de tal manera q u e cualquier diferencia salga en medio y no, dentro de la muestra.

En el a n e x o 14 se registraron y graficaron

datos de temperaturas d e los

hornos para la detección de puntos fuera d e control en los mismos. Con estos gráficos se detectó q u e existían puntos fuera d e control en la temperatura en todos los hornos, lo cuál nos llevó a desarrollar otro formato para el control de t e m p e r a t u r a s de los hornos, éste era una tabla de doble índice, las filas representaban las temperaturas y las columnas las 24 horas d e actividad en los hornos. Este registro podía resultar fácil d e llenar por los operarios y a la vez representara información a primera vista del comportamiento d e la temperatura de los hornos sin necesidad de graficar.

14.Gráfica de línea

La gráfica d e línea nos permite observar la forma en q u e cambia una variable con respecto a otra; por ello resulta muy útil para analizar los c a m b i o s de una variable cuantitativa

Las variables se suelen denominar

"independiente" y "dependiente"

d o n d e la primera determina el valor de la segunda. Los valores d e la variable d e p e n d i e n t e se indican por medio de una serie de puntos colocados sobre los valores d e la variable independiente (generalmente esta variable es el tiempo). Luego, estos puntos se conectan mediante segmentos de recta.

Sugerencias:

•

En la realización práctica de la gráfica de línea, el eje "x" u horizontal suele ser de más longitud que el eje "y" o vertical. Es corriente una razón de 3 a 2 de 4 a 3, con lo que resulta una buena representación.

•

En caso de graficar más de una variable dependiente, es mejor utilizar líneas diferentes para no crear confusiones.

Es útil marcar el valor meta de la variable dependiente, o un estándar o las especificaciones, para realizar comparaciones entre las expectativas y el c o m p o r t a m i e n t o real del proceso.

Para analizar que tanto afectaba en el proceso d e tratamiento de barniz el abrir el horno para realizar alguna operación, y determinar cuanto

tiempo

tardaba el horno abierto en recuperar la temperatura especifica d e horneo (100104 °C), se realizaron pruebas con material de desecho en todos los hornos, t o m a n d o en cuenta que lo más que duraba abierto un horno era 1 minuto,

tiempo necesario para sacar materia o bien hacer

una inspección visual para

revisar cantidades y modelos de unidades que estaban en tratamiento d e horneo. Las bobinas o unidades se clasificaron por su longitud ya q u e su diámetro era en todos los casos el m i s m o

De esta forma se e m p l e ó una hoja

de registro (anexo 13) para después graficar por hornos el c o m p o r t a m i e n t o de recuperación de temperatura cuando el horno ha sido abierto 1 minuto (anexo 15).

BIBLIOGRAFÍA

[1] Catálogo Lucas Control Systems S H A E V I T Z , Linear Displacement Sensors, Gaging and Sensor Sytems. Catalog # SCH-1997, impreso en USA, D H - 2 0 K 4/97-SP-19. [2] Estudio del trabajo (Medición del trabajo), Roberto García Criollo, Ed. McGraw-Hill Interamericana, Editores, S. A. de C. V., Derechos Reservados © 1998 respecto a la primera edición en español. Esta Obra se termino d e imprimir en Nov. 1997

[3] Control d e Calidad y Beneficio Empresarial, Norbert L. Enrick, Ronald H. Lester y Harry E. Mottley, Jr.. Ediciones DIAZ DE LOS S A N T O S , S. A. [4] El Proceso de la investigación científica (Fundamentos de investigación con manual de evaluación d e proyectos), Mario T a m a y o y T a m a y o , Ed. Noriega Limusa.

[5] Manual Eléctrico Conelec, de Industrias Conelec, S. A. de C. V., cuarta edición.

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ANEXO 16.- RESULTADOS DE INSPECCIONES FINALES Y GRAFICAS DE BARRAS QUALITY

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B A R M Z SOBRE LOS CABLES

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ENSAMBLÉ «COMPLETO O C A B L F C C N PUNTA S U ESTANAR

O

CORROSION EN C A S O H . L O MATERIAL EXTRAÑO SN AGUJERO

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1

MATERA I LES »CORRECTOS 2 HCORRECroS DATOS E-H3UETA I »fl3 TARA MAL COI OCAOA NUCLEO »«CORRECTO HOJA DE ?RLE3A PSROOA BARN« GAJOSO EXCESO I «ALTA RESMA UAL ELEC~ROMARCADO MANUAL CCN DATOS MAL ENSAMBLE CON ALGUNA MECCA MAL CASOULLO UAL =UL©0

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20

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20

30

40

50

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Total Patocto« EncontrMo*

MOTAS

(11 CASOULLO UAL PUD lO UEOOA ENSAMBLE CON ALOJNA

JL M A N U A L C ^ N O A T O S M A L 1*1 M A L E L E C T O " * » " C A O O ,S) E X C E S O ' E A I R » R E S M A tei A A R N E PEGAJOSO

HOJA 06 P*UE BA PR Í OCA »1 NUCLEO N I CORReC"T5

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SE AMPLO I EL CRT IERO I DE ACEFTACON T SE DCRON MSTRUCCONES RAMA ME-OftAft EL PULOO. SL TU»0 TWWOeNCOGSLE NO MA«U SCO CORTAOO A l> MCOOA. LA Í E C M A E S T A » » E N EL F O R M A T O W T E R N A C C H A L I C H - U S S ^ Ñ O V

FAT .IABAM LETRAS DCBOO A LA FALTA OEL STIHCL APWO^WDO. FALTA RE SC VOLVCRgN A wOWNCAW se yoivcooN A p*o«*ft

LA ROSCA ESTABA MAL.

Preparado p o r Juanv Fernandez Elaborado en: Revisado p o r Rodolfo Jaime Distribución: Chns Neavez. Enrique Lince. Pizarra de Producaón.

ANEXO 16.- RESULTADOS DE INSPECCIONES FINALES Y GRAFICAS DE BARRAS OUALITY GL6CTRONICS X i

5

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Pesuitados

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1

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0

4

Preparado p o r Juarry Fernandez Elaborado en- 1/8/99 Revisado p o r Rodolfo Jaime Oistnbuoón: C h n s Neavez. Ennque Lince. Pizarra de Producción.

1

4

41

72

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51

6

•-69

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Página 1 de 2

ANEXO 16.- RESULTADOS DE INSPECCIONES FINALES Y GRAFICAS DE BARRAS QUALITY

NUCLEO

R e s u l t a d o s d e I n s p e c c i ó n F i n a l d e la S e m a n a L a b o r a l 5 1

ELECTRONICS 9TPC4 CEf ECCS

0

>08PEOANAOO

0

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0

PO.O

0

MAPTA

.^L^P

•lO °AiO LA PRIjEgA P NAL 0 UAtPlALES «CCflPEC~S

0

MANUAL PBPOCO 0 MANUAL 0 A NA 00 0 9ARNÉ SOBRE IOS CABLES 0 -OjA OE PRUEBA 0 A NAO A 0 HOJA CE PRUEBA CON DATOS MAL 0 nOüETA NO TIENE 4 OOfTOS 0 ENSAMBLE CCN ALGUNA MÉOCA MAL 0 CA_A / ETIQUETA INCORRECTA

0

CAJA i ETIQUETA 0 ANA DA 0 CABLE 3»« PUNTA 0 CORTO 0 INCORRECTA

LONGTUO

CABLES

0

CABLE CON PUNTA S* ESTAÑAR 0 CORROSION EN CASGULLO 0 9ARNZ PEGAJOSO

0 J.

HOJA OE PRUEBA PERDCA 1 0 MANUAL CCN OATOS MAL 0

1

1 I

NUUEflODESEReREPETBO Q

1

CASaui-lOMAL?irt.OO d

1

ENSAMBLE INCOMPLETO

1

UAL ElECTUOMARCADO Q

1

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MATERIAL EXTRAÑO EN AGUJERO | -

2

NUCLEO INCORRECTO

*

MCCe»ECT03 OATOS ETIQUETA [ !

-* 1 1

6

EXCESO/FALTA RESINA

9

MANUAL EQUIVOCADO I ' T

f

TAPA MAL COLOCABA I • O

• 5

10

15

20

Total Oatoooa Encent*ttos

NOTAS 0€ LA PAG*»A 1 (1) FALTA A(SN> PAHA SEUAR EL AGUJERO CD (TI

'ALTABA AOOf C A R T 7 1 - E N EL C X H F H » MANOARCX ROSCA E S T A N O A R En 6L aau 1« ifMHI

Preparado por Juany Fernandez

Elaborado en:

1/8/99

R e v i s a d o p o r Rodolfo J a i m e Distribución. C h n s N e a v e z . E n n q u e U n c e . P i r a n a d e Producción.

25

32 30

15

ANEXO 17.-TABLERO PARA CARGA - DESCARGA DE HORNOS TABLERO PARA CARGA-DESCARGA DE BOBINAS EN HORNOS Los hornos 1, 2 y 3 tienen las siguientes medidas aprox Ancho. 12 2/8" Fondo: 12 5/8" Altura: 12" Los tableros deben cargar bobinas con una longitud menor de 10", ya que el ángulo de acero en el que se sostendrá 12

X X

* X

X X

X" Vista s u p e r i o r

*

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x

x

12 "

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X

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Símbolo

X

X

X

X

K"

x-

Representa Vanlla que soporta el gancho Posición del gancho.

X

Este tablero puede almacenar 33 unidades Para una distribución uniforme las bobinas están separadas 2 pulgadas aprox A la repisa grande se le pueden hacer ajustes en una sola de sus secciones para apoyar el(los) tablero(s)de tal manera que solo tenga en el perímetro - ángulo de acero - para que se ajuste el tablero y colgar con mayor facilidad las unidades

12" Vista lateral

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L

L

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L

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GANCHO

0 nr 1 1/2"

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