INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE APATZINGN

MATERIA: Manufactura Integrada Por Computadora CARRERA: Ing. Industrial DOCENTE: Ing. Sergio Garca Alonso TRABAJO: Unidad 4 Sistemas Integrales de ManufacturaALUMNO: Mauricio Reyes Figueroa FECHA: 10 de julio de 2015

JUSTIFICACIN

Las empresas estn encontrando una gran dificultad para competir, por lo tanto, es necesario competir y educar a la gente para mejora los recursos tecnolgicos y humanos para competir dentro del mercado y poder seguir creciendo. En los ltimos aos los fabricantes han centrado sus esfuerzos en encontrar una forma de aumentar la productividad por medio del uso y aprovechamiento de la nueva tecnologa de computo; sin embargo, esto no solo se logra gracias a la aplicacin de la tecnologa nicamente, sino que existe diferentes elementos que al unirlos permiten una verdadera integracin. La industria est encontrando que en la actualidad la integracin de todas las reas de la empresa es su opcin ms viable estratgicamente hablando para incrementar su productividad y crear una empresa ms competitiva.Este proceso de integracin se basa en el modelo de manufactura integrada por computadora (CIM), que ser definido mas adelante, sin embargo, el concepto CIM es complejo y por lo tanto, la comunicacin de mismo dentro de la empresa frecuentemente lleva a interpretaciones errneas a pesar de los esfuerzos realizados para que se lleve a cabo dicha integracin, por lo tanto, es necesario utilizar herramientas electrnica para poder realizar de manera rpida, confiable y econmica la integracin de la empresa. La automatizacin supone un cambio en la operacin as como en el uso de los equipos de cmputo para las actividades gerenciales y de toma de decisiones de una organizacin manufacturera.

FUNCIONES Y ESTRUCTURA DE LA CIMFunciones CIM Lasfuncionesson normalmente aquellas operaciones, herramientas o acciones soportadas por la plataforma de software, tales como la geometra wireframe o la modelacin de la superficie.Lasdisciplinasson creadas con la adicin de software especializado deaplicacin, libreras, interfaces de usuario y herramientas sobre las funciones bsicas con el fin de crear diagramas esquemticos de aplicaciones de wireframes, o aplicaciones de estilo de software de modelacin de superficie.Las aplicacionesindustrialesson creadas con el software especfico paradisciplinas o industrias, y la adicin de libreras y herramientas especiales para cada proceso en particular.La creacin y documentacin bsica de los modelos CAD / CAM es parte de la plataforma de software, mientras que las aplicaciones son las herramientas usadas para automatizar completamente el proceso de diseo.Una breve lista de aplicaciones puede verse en la siguiente tabla:

El anlisis ingenieril puede ser dividido en varias reas, sin embargo, unaclasificacin ms general es: Soluciones cerradas: hechas con ecuaciones particulares para ese tipo de problemas. Anlisis lgico y de simulacin: Anlisis computacional para comprobar ajuste ala forma y a la funcin. Elementos finitos y anlisis de diferencias finitas: Anlisis computacional para sistemas particulares: Anlisis estructural, mecnico y trmico Anlisis cinemtico: Virtualmente se puede observar la operacin de uncomponente Aqu entra el concepto de ingeniera asistida por computador, CAE (Computer Aided Engineering).Estructura CIM Existe una jerarqua de control en los ambientes manufactureros, en la cual hay 5 niveles principales que se detallan a continuacin: Control de mquinas (PLCs) Control de celdas Computador de rea Computador de planta Computador corporativoEl nivel ms bajo (1) consiste en productos basados en microprocesadores que controlan directamente las mquinas.En el segundo nivel, varias mquinas trabajan en conjunto, y aunque cada una de ellas trabaja con su propio control, existe un computador central que las maneja.El tercer nivel monitorea operaciones de un rea de la planta, por ejemplo, una lnea de ensamblado o una lnea de soldadura robotizada. El computador de planta sirve ms para funciones administrativas, puesto que a pesar de que la planeacin debehacerse a distintos niveles, siempre existe alguien que los autoriza y divide las labores en la planta.Finalmente, y al tope de la jerarqua de control, encontramos el computador corporativo, dentro del cual reside la base de datosy los programas financieros y administrativos de la empresa. Una de las ms importantes funciones de este computador es organizar la base de datos, de tal manera que ella pueda ser fcilmente manejada y guardada.SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE Sistema de Manufactura Flexible resulta de un nuevo enfoque de la produccin que con la aplicacin de la tecnologa ha creado sistemas altamente automatizados .Es una filosofa de la produccin que se basa en el control efectivo del flujo de materiales a travs de una red de estaciones de trabajo muy verstiles y es compatible con diferentes grados de automatizacin est integrado por mquinas -herramientas enlazadas mediante un sistema de manejo de materiales automatizado operado automticamente con tecnologa convencional o al menos por un CNC (control numrico por computador). Un FMS consta de varias mquinas-herramientas controladas numricamente por computador donde cada una de ellas es capaz de realizar muchas operaciones debido a la versatilidad de las mquinas-herramientas y a la capacidad de intercambiar herramientas de corte con rapidez (en segundos), estos sistemas son relativamente flexibles respecto al nmero de tipos de piezas que pueden producir de manera simultnea y en lotes de tamao reducido (a veces unitario). Estos sistemas pueden ser casi tan flexibles y de mayor complejidad que un taller de trabajo y al mismo tiempo tener la capacidad de alcanzar la eficacia de una lnea de ensamble bien balanceada.

Las herramientas pueden ser entregadas al FMS tanto en forma manual como automtica. Por ejemplo a travs de vehculos guiados automatizados.Los FMS disponen de un sistema de manejo de materiales automatizado que transporta las piezas de una mquina a otra hacia dentro y fuera del sistema. Puede tratarse de vehculos guiados automticamente (AGV) conducidos por alambre de un sistema transportador o de carros remolcados por lnea y por lo general intercambian de plataforma con las mquinas.

El empleo de los FMS permite flexibilidad productiva, gestin en tiempo real y acelerado nivel de automatizacin general, as que una celda en lnea es en resumen aceptar el ingreso de materia prima y sacar productos listos para ser ensamblados.En un sistema de manufactura flexible existen cuatro componentes principales:Almacenamiento y manejo de partes: Es un instalacin para guardar los materiales son un conjunto de plataformas de transporte (palets) o porta piezas, los utilijajes para la fijacin de partes una estacin para carga y descarga y un sistema de transporte primario que conecta las estaciones entre si y un sistema de transporte secundario entre las estaciones de trabajo.Almacenamiento y manejo de herramientas:Es muy similar al anterior y las herramientas pueden instalarse en las mquinas de varias maneras si la maquina posee cabezales que van acopladas all.Sistemas de control por computador:Constituidos por computadores, los controladores programables, los censores y la red de comunicaciones correspondiente en las estaciones de trabajo se encuentran diferente equipos de acuerdo con cada sistema en particular a saber: centro de mecanizado, sistema de cabezales fijos, sem. Permanentes o de intercambios son usados enfrenado torneado ensamble e inspeccin forja fundicin etc.Un sistema de cmputo debe tener los siguientes archivos: programa para control numrico de partes. Hojas de ruta Programa de produccin de partes Referencia de porta piezas Localizacin de herramientas Vida til de las herramientas

El funcionamiento seria el siguiente:Apartar de la informacin del plan de produccin se cargan las partes en los porta piezas e igualmente con las herramientas en los porta herramientas seguidamente el sistema de cmputo carga las maquinas con los programas de control numrico de acuerdo con la programacin d las tareas en la planta y ordena el transporte de las piezas a las maquinas que corresponden. Las piezas se montan en la mquina y el} cambio de herramientas es muy rpido al pasar de una operacin a la siguiente una vez la maquina termina el trabajo sobre un grupo de piezas estas retornan a los porta piezas para retornar a los porta piezas para transportarlos automticamente a otra seccin de trabajo. Las operaciones de control de calidad se realizan en cada estacin.Clases de sistemas de manufactura:La clasificacin ms comn: es por la geometra de las piezas, la variedad de los productos, las caractersticas de la maquinaria y del equipo.Clases de sistemas: Sistemas de manufactura de espectro reducido: producen un nmero limitado de partes con pequeas diferencias en geometra diseo.Sistema de manufactura flexible de alto espectro: Producen familias de partes numerosas con variaciones sustanciales en la configuracin de las partes y en la secuencia de operaciones Mdulo de manufactura flexible: Unidad compuesta por una sola maquina con capacidad para cambio de herramientas equipo para manejo de materiales y almacenamiento temporal de partesCelda de manufactura flexible: grupo de modos que comparten el mismo sistema de materiales.Sistema de manufactura flexible de mquinas mltiples: conjunto de mdulos conectados por medio de un sistema de manejo de materiales capaz de visitar dos o ms maquinas al tiempo.

Hay que decidir sobre la distribucin de planta de FMS, tiene que especificar los nmeros y el diseo tanto de las plataformas como de los distintos tipos de accesorios, se tiene que crear y organizar la planeacin, la programacin y las estrategias de control para operar el sistema. Las especificaciones del diseo y las necesidades cambian lo cual ocasiona que los diseos iniciales de un FMS varen mucho. Despus de la creacin y subsiguiente implantacin del diseo de FMS, los modelos resultan tambin tiles para establecer y programar la produccin a travs del sistema.As mismo se han manejado en la planeacin o estructuracin de un FMS para determinar los tipos de piezas que se deben seleccionar para maquinarlos de manera simultnea en un perodo prximo. Se ha recurrido a modelos matemticos en la programacin de un FMS para establecer la secuencia de entrada ptima de las piezas y una secuencia optima en cada mquina-herramienta dada la mezcla actual de piezas.Las redes de Petri son una herramienta matemtica y grafica que permite modelar, simular y controlar sistemas dinmicos de eventos discretos como los sistemas de manufactura. PLC (PROGRAMER LOGIC CONTROLLER) Uncontrolador lgico programable, ms conocido por sus siglas en inglsPLC(programmable logic controller), es unacomputadorautilizada en laingeniera automticao automatizacin industrial, para automatizar procesoselectromecnicos, tales como el control de la maquinaria de la fbrica enlneas de montajeo atracciones mecnicas.

Los PLC son utilizados en muchas industrias y mquinas. A diferencia de las computadoras de propsito general, el PLC est diseado para mltiples seales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido elctrico y resistencia a la vibracin y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la mquina se suelen almacenar en bateras copia de seguridad o en memorias no voltiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema detiempo realduro, donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, de lo contrario no producir el resultado deseado.CARACTERSTICAS Y PARTES DE UN PLCCaractersticas de un PLC Tecnologa de banda ancha Velocidades de transmisin de hasta 45 Mbps. Proceso de instalacin sencillo y rpido para el cliente final. Enchufe elctrico (Toma nica de alimentacin, voz y datos.) Sin necesidad de obras ni cableado adicional. Equipo de conexin (ModemPLC) Transmisin simultnea de voz y datos. Conexin de datos permanente (activa las 24 horas del da) Permite seguir prestando el suministro elctrico sin ningn problema

Partes de un PLC Bsicamente uncontroladorlgico programable est construido en forma modular, teniendo usualmente un procesadorcentral, mdulos deentrada/salida(E/S, input / output), fuentes de poder y otros accesorios.Debido a la estructura modular de los PLC, en general pueden distinguirse en l los siguientes subsistemas: Procesador central Mdulo de E/S Interfaz con el operador y otros perifricos Comunicaciones

Procesador centralEs la unidad central del proceso del sistema. En la actualidad casi todos los PLC usan varias CPU para dividir el trabajo de entrada/salida, procesamiento, solucin de lgica y comunicaciones. Con esto se logra facilidad para desarrollar programas, como tambin una mejor ejecucin de funciones de control y manipulacin de informacin.Entre los componentes que conforman el procesador se pueden sealar: Mdulo de procesador Mdulo de memoria Mdulo de registros Mdulo de control de sistemas Control de E/S Fuente de poder Control de comunicacionesDentro de la CPU vamos a disponer de un rea de memoria, la cual se emplea para diversas funciones: Memoria del programa de usuario: aqu introduciremos el programa que el PLC va a ejecutar cclicamente. Memoria de la tabla de datos: se suele subdividir en zonas segn el tipo de datos (como marcas de memoria,temporizadores, contadores, etc.) Memoria del sistema: aqu se encuentra el programa en cdigo mquina que motoriza el sistema (programa del sistema). Este programa es ejecutado directamente por el microprocesador dividido microcontrolador que posea el PLC. Memoria de almacenamiento: se trata de memoria externa que empleamos para almacenar el programa de usuario y en ciertos casos parte de la memoria de la tabla de datos.Algunos tipos dememoriaque utilizan son:RAM,CMOS,EPROM,EEPROMy otras. En la memoria tipo ROM esta contenido el sistema operativo y software de aplicacin, y en la memoria tipo RAM se carga, por el usuario, el programa de aplicacin de control.

Las instrucciones deprogramacinque poseen, permiten realizar funciones tpicas tales como rels, temporizadores,contadores, operaciones aritmticas, comparacin de datos, manipulacin de palabras, rels de control maestro, tienen adems otras instrucciones ms poderosas como transferencia de bloques, saltos a subrutinas, operacin de archivos, diagnostico, programacin en lnea, procesamiento paralelo, niveles de interrupcin.PLC EN LA AUTOMATIZACIN INDUSTRIALLa automatizacin representa la optimizacin de procesos, reduccin de costos e incremento de la productividad. Tanto los equipos convencionales como los modernos han sufrido cambios sustanciales, permitiendo excelentes ventajas. Para distintos problemas de automatizacin, se menciona una variedad de soluciones, unas ms sofisticadas que otras, cuya aplicacin depende no slo del conocimiento de la tcnica, sino tambin del personal que tendr la responsabilidad de su ejecucin.

Por otro lado, muchos sistemas estn conformados por equipos de diferentes fabricantes y funcionan en distintos niveles de automatizacin; adems, a menudo se encuentran distanciados entre s, pero se desea que trabajen en forma coordinada para un resultado satisfactorio del proceso. Es as que nos apoyamos en las comunicaciones para su integracin.PROGRAMACIN PLC La programacin de un PLC se realiza mediante perifricos del autmata, como pueden ser un PC, una consola de programacin, un grabador EPROM, etc. El programa que ms se ha utilizado hasta ahora ha sido el SYSWIN en sus diferentes versiones, pero se estn empezando a utilizar nuevos programas ms completos, como el CX-PROGRAMMER. Este ltimo es el que vamos a utilizar en esta pgina a la hora de programar autmatas, por tanto est en vuestras manos conocer el manejo de este programa para poder practicar.La programacin de un autmata comienza con la ejecucin de un GRAFCET DIAGRAMA DE MANDO del proceso a controlar y basndonos en este GRAFCET realizaremos el DIAGRAMA DE RELES o ESQUEMA DE CONTACTOS, que permite una representacin lgica de control similar a los sistemas electromecnicos.

CONCLUSIN

Por lo tanto podemos decir que la manufactura integrada por computadora es uno de los tantos conceptos avanzados que abarca tecnologas modernas de manufactura, consiste en emplear sistemas de informacin computarizada y filosofas administrativas para integrar totalmente las actividades relacionadas con la produccin, y lo importante es entender que se trata de una forma de trabajo en el cual todas las partes que intervienen para el desarrollo de un producto estn enfocadas a lograr la meta de una organizacin. La CIM tiene componentes tecnolgicos penetrantes, pero es ms que solo una nueva tecnologa es una filosofa de operacin. Para entender esta tecnologa se requiere de un entendimiento de los conceptos de manufactura, integracin y la aplicacin de las computadoras. Manufactura: producir objetos o mercancas manualmente o por medios mecnicos. Integracin: informacin requerida, disponible oportunamente, exactamente en formato requerido y sin preguntas. Computadoras: herramienta que se selecciona para las actividades de automatizacin y tambin pude ser seleccionada para la integracin automatizada. La implementacin de un sistema CIM debe verse por el valor de ella como una herramienta estratgica y no como una mera inversin de capital. Para aquellas compaas que eligen CIM, los beneficios son reales, y pueden significar la diferencia entre y el fracaso.

MAURICIO REYES FIGUEROA ING. INDUSTRIAL