automatizaciÓn en la manufactura
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Unidad V
Automatización en las Industrias
Dr. Juan Manuel Carrion Delgado
S i s t e m a s d e M a n u f a c t u r a
Cesar Giovanni Jiménez Juventino
Mario Arturo Ruiz Castillo
Alfredo Cortes García
Ma. Alzucena Orduña Benavides
Antonio Michel Sánchez
ITSM
Fabricación Antigua
Antiguamente para aumentar la producción, era necesario idear la
manera mas efectiva de evitar los “tiempos muertos” en la
producción.
Esto dio lugar al proceso de “Producción Continua” con cadenas
de montaje para la fabricación de piezas en serie.
Fabricación Moderna
La automatización libera al ser
humano no solo del trabajo físico,
sino también, y cada vez en
mayor medida, de la actividad
intelectual; por lo que las
personas se ven obligadas a
adoptar nuevas conductas y
formas de pensar frente a los
autómatas.
La producción automatizada
desplaza el trabajo humano
hacia tareas de supervisión y
decisión. La racionalización de
la empresa libera sobre todo a
los operarios menos
calificados, mientras que la
organización del trabajo
tecnifica cada vez mas la
planificación, normalización y
gestión del proceso del trabajo.
Fabricación Moderna
Fabrica Tradicional y Moderna
Fabrica Tradicional
• Limitada variedad de
productos
• Diseños de larga vida
de productos
• Plantas grandes y
centralizadas
• Inventario de Reserva
Fabrica Moderna
• Gran variedad de
productos
• Rápido cambio del diseño
de los productos
• Plantas medianas y
descentralizadas
• Cero Inventario
Definición
Automatización es la tecnología que trata de la aplicación de
sistemas mecánicos, electrónicos y de bases computacionales
para operar y controlar la producción.
Definición
Esta tecnología incluye:
Herramientas automáticas para procesar partes
Máquinas de montaje automático
Robots industriales
Manejo automático de material y sistemas de almacenamiento
Sistemas de inspección automática para control de calidad
Control de reaprovechamiento y control de proceso por computadora
Sistemas por computadora para planear colecta de datos y toma de
decisiones para apoyar las actividades manufactureras.
Movimientos linealesy rapidos
Mecanismos y accionamientos
Movimientos de alta potencia
Neumatica Mecanica Hidraulica
Control y comunicaciones
Electronica
Tecnologías básicas para Automatizar
ROBÓTICA INDUSTRIAL
Un robot industrial es una máquina programable de propósito general que
posee ciertas características antropomórficas; más evidente es un brazo
mecánico o manipulador.
Tareas:
Cargar
Descargar máquinas herramienta
aplicar soldadura de puntos
Pintar por aspersión
Etc.
Anatomía de un robot
Un robot industrial consta de un manipulador mecánico y un controlador para
moverlo y realizar otras funciones relacionadas.
El manipulador mecánico posee uniones que colocan y orientan el extremo del
manipulador respecto a su base. La unidad controladora está formada por el
hardware el software electrónico cuyo propósito es ejecutar el ciclo de trabajo
programado.
Manipulador
mecánico
La unidad
controladora
(hardware y software )
Articulaciones
Dedos, pinzas y almohadillas de un robot
La cantidad de articulaciones determina el área interior, así como sus tipos y
rangos, y los tamaños de las uniones. El volumen de trabajo es importante
porque representa una función esencial que determina cuales aplicaciones
puede ejecutar un robot.
La utilización de dedos, pinzas y almohadillas en un robot industrial depende
del tipo de trabajo que valla a realizar.
Sistemas de control y programación de robots
El controlador de un robot está formado por el hardware y el software
electrónico para controlar las articulaciones durante la ejecución de un trabajo.
La mayoría de las unidades de control de robots actuales se basan en un
sistema de microcomputadora.
Los sistemas de control en la robótica se clasifican del siguiente modo:
Control limitado de secuencia.
Este sistema de control está diseñado
para ciclos de movimiento simples, como
tomar y colocar.
No requiere un microprocesador, y en
general se lleva a cabo mediante
interruptores de límite y detenciones
mecánicas.
Funciona de forma neumatica.
Reproducción con control punto a punto
(PTP)Funciona bajo control numérico
Los sistemas de movimiento de robots se dividen:
de punto a punto y trayectoria continúa.
El programa para un robot de reproducción punto a
punto consiste en una serie de posiciones de puntos
y la secuencia en la que estos deben visitarse durante
el ciclo de trabajo.
Durante la programación, estos puntos se graban en
la memoria y después se producen durante la
ejecución del programa en los movimientos punto a
punto.
Programación
Interfaz
MemoriaSecuencia
Posiciones
Lenguaje
Programación
Aplicación de robots industriales
Algunos trabajos industriales se prestan para las aplicaciones de robots.
Las características más importantes que tienden a promover la sustitución de
un trabajador humano por un robot, en ciertas condiciones de trabajo, son las
siguientes:
Aplicación de robots industriales
¿Cuándo?
• El manejo de la pieza o la
herramienta sería difícil para
los humanos
• Es una operación de
cambios múltiples
• Hay largas líneas de
producción y los relevos no
son frecuentes
• El ambiente de trabajo es
peligroso para las
personas
• El ciclo de trabajo es
repetitivo
• El trabajo se realiza en
una posición estacionaria
Utilización de robots
1) Manejo de material
2) Operaciones procesamiento
3) Ensamble e inspección.
Aplicaciones
Las aplicaciones de los robots industriales que tienden a cumplir estas
características se dividen en tres categorías básicas:,
Aplicación de robots industriales
1) Manejo de material
Las aplicaciones del manejo de material implican el movimiento de materiales o
piezas de una posición y orientación a otra.
Para realizar la tarea de recolocación, el robot está equipado con un sujetador.
Las aplicaciones de manejo de materiales incluyen la transferencia de materiales
(colocación de piezas, carga sobre tarimas y descarga tarimas) y carga y/o descarga de
maquinas (por ejemplo, máquinas herramienta, prensa y moldes de plástico).
2) Operaciones procesamiento
Las operaciones de procesamiento requieren que robots manipule una
herramienta como el actuador final. Entre las aplicaciones están la soldadura de
puntos, la soldadura continúa con arco eléctrico, el recubrimiento por aspersión y
ciertas operaciones de corte y eliminación de rebabas en metal, en las cuales el
robot manipula una herramienta especial.
3) Ensamble e inspección.
Las operaciones de inspección en ocasiones requieren que el robot coloque una
pieza de trabajo en relación con un dispositivo de inspección o que cargue una
pieza en una máquina de inspección, mientras otras aplicaciones implican la
manipulación de un sensor para realizar una inspección.
Elementos típicos usados en la automatización
Elementos típicos usados en la automatización
Esquema
Modos de funcionamiento de la planta
Manual Automatica Semiautomática
El operario, indica a través
de pulsadores, interruptores
y/o teclado que operaciones
debe realizar la planta.
Cuando la planta funciona
de manera automática, es
decir sin la intervención del
operario.
Algunas de las
operaciones se hacen de
manera automática y otras
de manera manual
Conclusión
Beneficios de la Automatización
Trabajo Eficiente
SeguridadCostosPrecisoRápido
El uso de sistemas automáticos permitirá a las personas realizar sus actividades
de manera más rápida, precisa, y con menores costos, además de brindarles
mayor seguridad en hogares, industrias y cualquier lugar en que dichas máquinas
se deseen usar.