Gella Marín, Rafael María
Huerta Talón, José Luis (dir.) ; García Hernández, César (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2016
Abstract: A lo largo de la Historia de la Humanidad se han utilizado diversos métodos para solucionar los problemas de transmisión de movimiento y potencia, siendo tradicionalmente muy utilizados los engranajes. En la actualidad su uso está extendido en aplicaciones tales como la industria automovilística, la industria del transporte y elevación, energía eólica, y solar, en antenas y también en aplicaciones de precisión como transmisiones de pequeñas dimensiones.
Los procesos de fabricación de estos mecanismos requieren el cumplimiento de diversas especificaciones. El objetivo es obtener un producto con cero defectos en su producción. Sin embargo, los métodos de diseño, fabricación y verificación de engranajes suelen ser complejos, por lo que son de utilidad herramientas que agilicen los procesos de cada una de estas etapas.
La motivación de esta tesis surge a partir del deseo de desarrollar una línea de investigación en la cual se generen nuevos métodos de fabricación y verificación que permitan agilizar el trabajo de diseñadores, investigadores y operarios. Su objetivo es recorrer los pasos que componen el proceso productivo y aportar mejoras en las diversas
etapas de producción que sean útiles para su aplicación en la industria.
Los hitos que se pretenden conseguir a lo largo del trabajo de esta Tesis Doctoral son
los siguientes:
1. Estudiar en primer lugar los métodos y herramientas que existen actualmente para digitalizar perfiles. Analizar la importancia que tiene el número de puntos que componen el perfil en los tiempos de fabricación y desarrollar un método que consiga identificar los puntos que más información aporten al perfil, para de esta manera seleccionar los puntos más significativos y que dicho perfil sea más ágil de procesar. Generar algoritmos que identifiquen estos puntos y desarrollar un programa informático implementando este modelo matemático. Finalmente, evaluar la eficacia de este algoritmo mediante experimentos en el laboratorio.
2. A continuación se propone estudiar los métodos CAM existentes y analizar las trayectorias que sigue la máquina-herramienta para mecanizar un perfil digitalizado. Evaluar la influencia de las trayectorias en el mecanizado en los tiempos de producción. Desarrollar un algoritmo basado en estudios anteriores para su implementación en un programa informático que permita reducir los tiempos de mecanizado. Evaluar la eficacia de este algoritmo mediante experimentos en el laboratorio.
3. Tras el desarrollo de las herramientas en los apartados anteriores orientadas a la fabricación, se pretende a continuación crear una herramienta informática que apoye el proceso de control de calidad. Se propone programar una aplicación informática que, a partir de un engranaje fabricado y cuyas características geométricas son conocidas, sea capaz de verificar su calidad dimensional. Así, se asegura que la calidad de la producción cumple con las especificaciones requeridas.
4. Con los conocimientos adquiridos en los apartados anteriores de digitalización, limpieza de puntos, trayectorias y programación de herramientas de diseño y verificación de engranajes, se propone estudiar engranajes no circulares y desarrollar herramientas y métodos alternativos de producción para su fabricación. Se analizarán engranajes elípticos y ovales debido a su amplio uso en gran variedad de aplicaciones. Se desarrollarán modelos matemáticos que definan el perfil de estos engranajes. A continuación se seleccionará un método de fabricación adecuado para utilizar con los modelos matemáticos. Finalmente se mecanizarán y se verificarán prototipos para evaluar la adecuación del método propuesto
Abstract (other lang.):
Los procesos de fabricación de estos mecanismos requieren el cumplimiento de diversas especificaciones. El objetivo es obtener un producto con cero defectos en su producción. Sin embargo, los métodos de diseño, fabricación y verificación de engranajes suelen ser complejos, por lo que son de utilidad herramientas que agilicen los procesos de cada una de estas etapas.
La motivación de esta tesis surge a partir del deseo de desarrollar una línea de investigación en la cual se generen nuevos métodos de fabricación y verificación que permitan agilizar el trabajo de diseñadores, investigadores y operarios. Su objetivo es recorrer los pasos que componen el proceso productivo y aportar mejoras en las diversas
etapas de producción que sean útiles para su aplicación en la industria.
Los hitos que se pretenden conseguir a lo largo del trabajo de esta Tesis Doctoral son
los siguientes:
1. Estudiar en primer lugar los métodos y herramientas que existen actualmente para digitalizar perfiles. Analizar la importancia que tiene el número de puntos que componen el perfil en los tiempos de fabricación y desarrollar un método que consiga identificar los puntos que más información aporten al perfil, para de esta manera seleccionar los puntos más significativos y que dicho perfil sea más ágil de procesar. Generar algoritmos que identifiquen estos puntos y desarrollar un programa informático implementando este modelo matemático. Finalmente, evaluar la eficacia de este algoritmo mediante experimentos en el laboratorio.
2. A continuación se propone estudiar los métodos CAM existentes y analizar las trayectorias que sigue la máquina-herramienta para mecanizar un perfil digitalizado. Evaluar la influencia de las trayectorias en el mecanizado en los tiempos de producción. Desarrollar un algoritmo basado en estudios anteriores para su implementación en un programa informático que permita reducir los tiempos de mecanizado. Evaluar la eficacia de este algoritmo mediante experimentos en el laboratorio.
3. Tras el desarrollo de las herramientas en los apartados anteriores orientadas a la fabricación, se pretende a continuación crear una herramienta informática que apoye el proceso de control de calidad. Se propone programar una aplicación informática que, a partir de un engranaje fabricado y cuyas características geométricas son conocidas, sea capaz de verificar su calidad dimensional. Así, se asegura que la calidad de la producción cumple con las especificaciones requeridas.
4. Con los conocimientos adquiridos en los apartados anteriores de digitalización, limpieza de puntos, trayectorias y programación de herramientas de diseño y verificación de engranajes, se propone estudiar engranajes no circulares y desarrollar herramientas y métodos alternativos de producción para su fabricación. Se analizarán engranajes elípticos y ovales debido a su amplio uso en gran variedad de aplicaciones. Se desarrollarán modelos matemáticos que definan el perfil de estos engranajes. A continuación se seleccionará un método de fabricación adecuado para utilizar con los modelos matemáticos. Finalmente se mecanizarán y se verificarán prototipos para evaluar la adecuación del método propuesto
Abstract (other lang.):
Pal. clave: productos torneados y mecanizados ; engranajes ; diseño con ayuda de ordenador
Titulación: Programa de Doctorado en Ingeniería de Diseño y Fabricación
Plan(es): Plan 511
Knowledge area: Ingeniería y Arquitectura
Nota: Presentado: 24 05 2016
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2016
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