Cómo comprobar Poka-Yokes en una línea de producción
Qué es un Poka-Yoke y su objetivo real
Un Poka-Yoke es un dispositivo presente en líneas de producción que permite prevenir los fallos o defectos en el proceso antes de que ocurran, o bien los detecta inmediatamente después de que hayan ocurrido.
El objetivo es pues conseguir un proceso productivo robusto, a prueba de errores. Para ello previamente se ha de hacer un análisis de riesgos del proceso a través de un AMFE y luego mitigar todos estos riesgos con los poka-yokes necesarios.
Clasificación funcional de Poka-Yokes
Para comprobar correctamente los poka-yokes es importante conocer cómo funcionan. Este tipo de clasificación de los Poka-Yokes se refiere a cómo detectan el error, no en el tipo de sensor ni en su criticidad, y pueden ser o bien de presencia simple o de cambio de secuencia. Procedemos a explicarlos a continuación:
Presencia simple
Aquí el sensor solamente valida si existe un componente o no. Durante un ciclo funcionan de la siguiente forma:
- El sensor detecta presencia: Normalmente estado = 1 (detecta).
- Entrada al PLC: el bit de entrada reflejará exactamente lo que el sensor detecta y cambiará el flag del PLC pieza_presente = TRUE.
- Procesamiento o lógica del PLC: aquí con programación simple indicará qué hacer si pieza_presente = TRUE.
- Acción: La salida del PLC conducirá a la acción que puede ser por ejemplo permitir el ciclo de la máquina.
- El sensor detecta ausencia: cuando el operario retire la pieza el estado cambiara a 0 (no detecta).
- Entrada al PLC: el bit de entrada reflejará exactamente lo que el sensor detecta y cambiará el flag del PLC pieza_presente = FALSE.
- Procesamiento o lógica del PLC: aquí con programación simple indicará qué hacer si pieza_presente = FALSE.
- Acción: La salida del PLC conducirá a la acción que puede ser por ejemplo bloquear.
Cambio de secuencia
En este tipo de sensores se valida que la secuencia de estados ocurre correctamente, es decir que la pieza pasa por un flujo lógico correcto. Los pasos serían los siguientes:
Estación vacía
- El sensor detecta ausencia: cuando no hay pieza el estado es 0 (no detecta).
- Entrada al PLC: el bit de entrada reflejará exactamente lo que el sensor detecta y comprobará que el flag del PLC pieza_presente = FALSE y ciclo_completo = FALSE.
- Procesamiento o lógica del PLC: aquí con programación simple indicará qué hacer si pieza_presente = FALSE y ciclo_completo = FALSE.
- Acción: La salida del PLC conducirá a la acción que puede ser por ejemplo estación lista para la siguiente pieza o bloquear.
Estación con pieza introducida
- El sensor detecta presencia: Normalmente estado = 1 (detecta).
- Entrada al PLC: el bit de entrada reflejará exactamente lo que el sensor detecta y cambiará el flag del PLC pieza_presente = TRUE.
- Procesamiento o lógica del PLC: aquí con programación simple indicará qué hacer si pieza_presente = TRUE.
- Acción: La salida del PLC conducirá a la acción que puede ser por ejemplo permitir el ciclo de la máquina.
Ejecución del ciclo
- Monitoreo del PLC de la secuencia del proceso: Tiene como variable interna ciclo_completo = FALSE y chequea por ejemplo que se ha hecho un troquelado completo.
- Actualización de ciclo en el PLC: cuando ha concluido el proceso si es correcto cambia a ciclo_completo = TRUE
- Procesamiento o lógica del PLC: aquí con programación simple indicará qué hacer si pieza_presente = TRUE y ciclo_completo = TRUE
- Acción: La salida del PLC conducirá a la acción que puede ser por ejemplo permitir retirar la pieza.
Retirada de pieza
- El sensor detecta ausencia: cuando se retira la pieza, no hay pieza el estado es 0 (no detecta).
- Entrada al PLC: el bit de entrada reflejará exactamente lo que el sensor detecta.
- Verificación flags del PLC: aquí el PLC comprobará que las flags actuales son como debieran pieza_presente = TRUE y ciclo_completo = TRUE, y si es así se da por verificada la secuencia y se cambia al siguiente paso.
- Actualización de flags: cambiará las flags a pieza_presente = FALSE y ciclo_completo = FALSE.
- Acción: La salida del PLC conducirá a la acción que puede ser por ejemplo estación lista para la siguiente pieza o bloquear.
Modos de fallo habituales en los Poka-Yokes
Tenemos ciertos modos de fallo que son comunes entre los dos tipos de sensores previamente clasificados y otros específicos de los de cambio de secuencia.
Modos de fallo comunes
Estos modos de fallo tienen que ver con el sensor en sí físicamente. El problema que originan es que dan falsos OK, por lo que el proceso deja de estar protegido:
- Suciedad o polvo en sensores: por ejemplo un sensor óptico que detecta presencia cuando realmente no la hay.
- Sensor mal colocado: una mala colocación del sensor puede dar falsos OK.
- Desalineación mecánica: parecido al anterior, también podemos poner como ejemplo un sensor óptico que no está apuntando donde debe por una desalineación mecánica debida a un golpe dando un falso OK.
- Manipulaciones de operario: en este modo de fallo, debido a un entrenamiento deficiente del persona, el operario "ayuda" al poka-yoke para que de una lectura OK, perdiendo su función de protección.
- Desgastes por el tiempo: por ejemplo finales de carrera que actúan con menos precisión por el paso del tiempo.
- Iluminación e interferencias: pueden afectar a las cámaras y sensores fotoeléctricos pudiendo producir falsos OK.
Modos de fallo de los sensores con cambio de secuencia
El peligro de estos modos de fallo está en que un Poka-Yoke de secuencia mal gestionado es especialmente peligroso porque está la sensación de que protege, pero realmente solo sigue un orden lógico, no el proceso real.
- Reset del PLC o corte de corriente:
- Paro intermedio de línea
- Intervención manual durante un paro
