Automatización de los Procesos de Manufactura

Tópicos de este Capítulo

Historia de la Automatización de la Manufactura

Objetivos de la Automatización

• Integrar• Mejorar la Productividad• Mejorar la Calidad• Reducir la Intervención Humana• Reducir daños a las piezas• Aumentar el nivel de seguridad• Economizar espacio

Glosario

• Cantidad Total Producida• Tamaño de Lote• Rapidez de Producción

Tipo de Producción y Volumen

Volúmenes anuales aproximados de producción.

Tipo de Produccion Cantidad producida Productos característicos Experimental o prototipos 1-10 Todos Piezas o lotes pequeños <5000 Aviones, maquinas especiales, moldes,

joyería, implantes ortopédicos, misiles Lotes o gran volumen 5000-100,000 Camiones, maquinaria agrícola, motores a

reacción, motores diesel, partes de computadoras, artículos deportivos.

Produccion en masa 100,000+ Automóviles, electrodomésticos, sujetadores, recipientes para alimentos y bebidas

Organización de equipos

• Fija

Organización de equipos

• Funcional (talleres, job shop)

Organización de equipos

• Líneas de ensamblaje

Organización de equipos

• Celdas de Manufactura

Características generales de los Procesos Productivos

Flexibilidad vs. Productividad

Flexibilidad y productividad de varios sistemas de manufactura. Nótese la intersección ente ellos. Se debe a los diversos grados de automatización y control computadorizado que son posibles en cada grupo.

Tipos de Automatización

• Hard Automation• Soft Automation

Manufacturing, Engineering & Technology, Fifth Edition, by Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid.ISBN 0-13-148965-8. © 2006 Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ. All rights reserved.

Tipos de maquinas Transfer

(a) recto (b) circular.

Línea de transferencia para producir bloques de motor y cabezas de cilindros (Ford Motor Company)

Controladores Lógicos Programables

• PLCs

Posiciones de Agujeros Taladrados en una Pieza

Tres tipos diferentes usados para medir o fabricar los agujeros: (a) absoluto; (b) incremental y (c) mixto o punto flotante.

Máquina herramienta controlada

numéricamente

Sistemas de Control de lazo abierto y lazo cerrado

Sistemas de Medición de coordenadas

(a) Directo. (b) y (c) Indirecto.

Movimientos de la Herramienta en una Máquina CNC

(a) Punto a punto (b) Continuos

Tipos de Interpolación en CNC

(a) lineal, (b) continuo y (c) circular.

Métodos de Interpolación

(b)

(a) Ilustracion de operaciones de taladrado y fresado. (b) Mecanizado de una superficie esculpida en una maquina CNC de 5 ejes.

Movimientos Básicos en un Torno

Movimientos Básicos en un Torno

Movimientos Básicos en un Torno

Ejemplo de Programación CNC

Ejemplo de Programa CNC

(Código G)

Precisión, Repetibilidad y Resolución

Ventajas

Aplicación de control Adaptativo

Fresado con Control Adaptativo

Inspección del Diámetro durante una Operación de Torneado

Automated Guided Vehicle (AGV)

Un AGV cargando un Pallet

Robot 6-Ajes KR030 KUKA

Payload 30 kg Repetibilidad ±0.15mm (±0.006 in.).

(b) work envelope

Otro Robot

• Payload 10 kg (22 lb.) Repetibilidad ±0.2 mm (±0.008 in.).

Componentes de un Robot

• Brazo robótico• Efector final• Fuente de Poder• Sistema de Control• Dispositivos de Control

Dispositivos acoplados como efectores finales

Tipos de Robots Industriales

(a) cartesiano (rectilinear), (b) cilindrico, (c) esferico (polar) and (d) articulado

Envolventes de trabajo

Programación de Robots

• Secuencia fija y variable• Reproductor • Control Numérico• Sensorial o adaptivo

Aplicaciones de Robots

Soldadura a punto Aplicación de selladores en uniones de una carrocería

Selección de Robots

• Capacidad de Carga• Velocidad de Movimiento• Confiabilidad• Repetibilidad• Configuración del Brazo• Grados de libertad• Sistema de Control• Memoria• Workenvelope

Ensamblado Automático

Porta herramienta inteligente

Garra de Robot (Gripper)

Aplicaciones de Visión Artificial

(a) Inspeccion (b) Identificacion (c) Informacion posicional (d) Pintura

Fijadores Flexibles

Análisis DFA

Sistemas Transfer para Ensamble Automatizado

Estación de Ensamble con dos brazos robóticos

Alimentadores de piezas

Sistemas de Fijación Modular

Sistemas de Fijación Modular

Case Study Housing

Completed Modular Fixture

• Completed modular fixture with cast-iron housing in place, as would be assembled for use ina machining center or CNC milling machine.

Case Study: Modular Fixture Design

Cast-iron housing and the machining operations required.

Modular components used to construct the fixture for CNC machining of the cast-iron housing

Completed modular fixture with cast-iron housing in place, as would be assembled for use in a machining center or CNC milling machine. Source: Courtesy of Carr Lane Manufacturing Company.