Automatizacion en el Proceso de Manufactura · Fabricación Moderna La automatización libera al...
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AUTOMATIZACIÓN EN EL AUTOMATIZACIÓN EN EL PROCESO DE MANUFACTURAPROCESO DE MANUFACTURA
Mg. José Antonio Velásquez C.email: [email protected]
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Fabricación Antigua
Antiguamente para aumentar la produccion, era necesario idear la manera mas efectiva de evitar los “tiempos muertos” en la produccion. Esto dio lugar al proceso de “ProduccionContinua” con cadenas de montaje para la fabricacion de piezas en serie.
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Fabricación Antigua
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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.
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Fabricación Moderna
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.
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Fabricación Moderna
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Fabricación Moderna
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Fabrica Tradicional y Moderna
Fabrica TradicionalFabrica Tradicional
• Limitada variedad de productos
• Diseños de larga vida de productos
• Plantas grandes y centralizadas
• Inventario de Reserva
Fabrica ModernaFabrica Moderna
• Gran variedad de productos
• Rápido cambio del diseño de los productos
• Plantas medianas y descentralizadas
• Cero Inventario
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Automatización
DefiniciónDefinición::
La Automatización es la ejecución La Automatización es la ejecución automática y coordinada de las tareas automática y coordinada de las tareas necesarias para operar el proceso en necesarias para operar el proceso en forma óptima, ajustando su desempeño forma óptima, ajustando su desempeño a los lineamientos establecidos por los a los lineamientos establecidos por los organismos de dirección.organismos de dirección.
La automatización se aplica desde el La automatización se aplica desde el trabajo manual hasta los sistemas CIM.trabajo manual hasta los sistemas CIM.
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• Neumática: movimientos lineales y rápidos.
• Hidráulica: movimientos de alta potencia.
• Mecánica: mecanismos y accionamientos.
• Electricidad: motores y herramientas.
• Electrónica: control y comunicaciones.
Tecnologías básicas para AutomatizarTecnologías básicas para Automatizar
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Proceso
Actuadores
Redes
Controladores
Software
Sensores
Componentes de la AutomatizaciónComponentes de la Automatización
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• Movimientos lineales, rotativos ó combinados.
• Fuerzas y altas velocidades de operación.
• Sistemas de manipulación (pinzas y vacío)
• Servo sistemas: (ejes neumáticos, ejes eléctricos)
ActuadoresActuadores
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Dispositivos que detectan magnitudes físicas y las transforman en señales eléctricas.
Clasificación:
Digitales
Analógicas
SensoresSensores
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Equipos electrónicos para el control y funcionamiento de los procesos.
• Señales de entrada: Sensores.
• Señales de salida: Actuadores.
• Temporizados.
• Contadores.
• Almacenamiento de datos.
• Transmisión de información.
ControladoresControladores
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Los PLC's o Autómatas Programables, son dispositivos electrónicos creados específicamente para el control de procesos secuenciales, con el fin de lograr que una máquina o cualquier otro dispositivo funcione de manera automática.
Controladores Lógicos ProgramablesControladores Lógicos Programables
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El hardware de un El hardware de un PLC se compone PLC se compone principalmente de principalmente de 4 bloques :4 bloques :
Memoria
Sistema Usuario
CPU
Comunicación con el Proceso
Entradas Salidas
Comunicación con Usuario
Teclado DisplayPCMonitorProgramadorEtc.
Estructura de un PLCEstructura de un PLC
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CompactoGama baja
CompactoGama mediaExpandible
ModularGama alta
Diseño básico y clasificaciónDiseño básico y clasificación
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Programación de Controladores y visualización de procesos.
SoftwareSoftware
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Programación de un PLCProgramación de un PLC
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Visualización y SupervisiónVisualización y Supervisión
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Visualización y SupervisiónVisualización y Supervisión
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Visualización y SupervisiónVisualización y Supervisión
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Visualización y SupervisiónVisualización y Supervisión
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RedesRedes
AS-i.
Bus de campo.
Ethernet.
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Nivel de Gestión
Nivel de Gestión
Nivel de Supervisión
Nivel de Supervisión
Nivel de Control
Nivel de Control
Nivel de Campo
Nivel de Campo
La Pirámide de la AutomatizaciónLa Pirámide de la Automatización
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M
Elementos típicos usados en la Elementos típicos usados en la AutomatizaciónAutomatización
•• PLC’sPLC’s
•• RobotsRobots
•• Redes de ComunicaciónRedes de Comunicación
•• Software SCADASoftware SCADA
•• ComputadorasComputadoras
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M
Elementos típicos usados en la Elementos típicos usados en la AutomatizaciónAutomatización
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Modos de Funcionamiento de la Modos de Funcionamiento de la PlantaPlanta
1.1. ManualManual: El operario indica a través de pulsadores, interruptores y/o teclado, que operaciones debe realizar la planta.
2.2. AutomáticoAutomático: Cuando la planta funciona de manera automática sin la intervención del operario.
3.3. SemiautomáticoSemiautomático: Algunas de las operaciones se realizan de manera automática y otras de manera manual.
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Esquema funcional de un Sistema de Manufactura Integrada por Computadora
CAD/CAMDiseño y Manufactura Asistido por
Computadora
CADDiseño Asistido
por Computadora
CAPPlaneación de procesos
Asistida por Computadora
CAMManufactura Asistida
por Computadora(Incluye ensamblado)
CAQControl
de CalidadAsistido
por Computadora
PP&CPlaneación y Control de Producción(Actividad Organizacional del CIM)
Planeación de recursos de manufactura
Planeación de requerimientos de materiales
Planeación de Lotes y Tiempos
Liberación de órdenes
Control de manufactura
CIMCIM
Fuente : Rembold, 1993
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Diseño asistido por computadora (CAD)
Cálculos de diseño de ingeniería: resistencia de materialesergonomíacálculos térmicos
Clasificación de las partes:formafunción
Eslabón con manufactura (diseño del proceso): máquinasherramientas
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Diseño asistido por computadora (CAD)
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Diseño asistido por computadora (CAD)
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Diseño asistido por computadora (CAD)
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Diseño Asistido por ComputadoraDiseño Asistido por Computadora
CAD en la IndustriaCAD en la Industriadel Calzadodel Calzado
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Manufactura asistida por computadora (CAM)
La ingeniería CAM (Manufactura Asistida por Computadora) hace referencia a aquellos sistemas informáticos que ayudan a generar los programas de CN (Control Numérico) necesarios para fabricar las piezas en máquinas con CNC (Código de Control Numérico).
A partir de la información de la geometría de la pieza, del tipo de operación deseada, de la herramienta elegida y de las condiciones de corte definidas, el sistema calcula las trayectorias de la herramienta para conseguir el mecanizado correcto.
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Manufactura asistida por computadora (CAM)
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Digitalización de HormasDigitalización de HormasIndustria del CalzadoIndustria del Calzado
Manufactura asistida por computadora (CAM)
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Simulación CAMSimulación CAMIndustria del CalzadoIndustria del Calzado
Manufactura asistida por computadora (CAM)
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Solución CAMSolución CAMIndustria TextilIndustria Textil
Manufactura asistida por computadora (CAM)
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Sistema de Almacén AutomáticoSistema de Almacén Automático
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Optimización del SistemaComparación de las Máquinas y de las Líneas de ProducciónComprobación de la Calidad en la Línea de ProducciónEnvío Automático de la Información a la Gerencia
Producción / C. de CalidadProducción / C. de Calidad
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Adquisición de Datos del Adquisición de Datos del Proceso y Análisis de la Proceso y Análisis de la Efectividad en el Tratamiento Efectividad en el Tratamiento de las Carrocerias en la de las Carrocerias en la MercedesMercedes--BenzBenz
Control de la Producción en la Coca-Cola
Sistemas SCADASistemas SCADA
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Laboratorio CIM (Computer Integrated Manufacturing)
En un laboratorio CIM se pueden experimentar en En un laboratorio CIM se pueden experimentar en forma real las diferentes técnicas empleadas en un forma real las diferentes técnicas empleadas en un Sistema de Fabricación Flexible. Sistema de Fabricación Flexible.
Aquí se conjugan los Aquí se conjugan los conocimientos conocimientos adquiridos en las áreas adquiridos en las áreas de la Ingeniería de la Ingeniería Industrial, Electrónica, Industrial, Electrónica, Mecánica e Mecánica e Informática.Informática.
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Producción Aislada e Independiente
AS / RS STORAGE OF ALL MATERIAL
Soldering of PCB´sIndustrial Robot (6 axis)
INDUSTRIAL ROBOT (6 AXIS)ASSEMBLY OF PRODUCT
HYDRAULIC PRESS
FP
C N C LATHECNC PRODUCTION
C N C MILLING MACHINECNC PRODUCTION
VISION INSPECTION SYSTEMQUALITY CONTROL
SCADA STATION
LVS STATION
PPS-SYSTEM
Planta Planta -- ProcesosProcesos GerenciaGerencia
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Produccion IntegradaProduccion Integrada
S C A D A STATION
S C A D A STATION
PPS-SYSTEM
REDRED
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CAD
CAQ
CAM
MRP
MRP II
ERP
Bases de un CIM
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WINCAD
CAD
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WINCAM
CAM
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MRP
El MRP es definido por la American Production andInventory Society (APICS) como:
MRP constituye un conjunto de técnicas que usa requerimientos de materiales, datos de inventario, programa maestro de producción, para calcular los requerimientos de los materiales finales.
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MRP II
MRP II es un Sistema de administración gerencial que significa beneficios en términos de mejor eficiencia, menos inventarios, reducción de costos e incremento en el servicio al cliente entre otras cosas, impactando directamente en la rentabilidad de la empresa.
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Los ERP son software que ayudan a las compañías a planear sus recursos, no solo los materiales o de equipos, sino también los recursos humanos y los financieros.
Los mas conocidos son el SAP, Baan, QAD, SSA, Oracle, PeopleSoft, JD Edwards, EpicorSoftware y Visual Manufacturing
ERP
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CAQCalidad Asistida por Computadora
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CAQCalidad Asistida por Computadora
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CARACTERISTICAS DE UN CIMCARACTERISTICAS DE UN CIM
ALMACEN
ESTACIONES DE TRABAJO
MAQUINAS HERRAMIENTAS
ROBOTS
CONTROL DE CALIDAD
BANDA TRANSPORTADORA
SISTEMA SCADA
SISTEMA DE GESTION
SOFTWARE DE SIMULACION
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ALMACENALMACENAS/RS (Almacenamiento Automatico y Recuperacion de Materiales)
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PRENSA HIDRAULICAESTACIONES DE TRABAJOESTACIONES DE TRABAJO
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CNCESTACIONES DE TRABAJOESTACIONES DE TRABAJO
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SOLDADURA
ESTACIONES DE TRABAJOESTACIONES DE TRABAJO
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ENSAMBLAJEESTACIONES DE TRABAJOESTACIONES DE TRABAJO
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MAQUINAS HERAMIENTAS CNCMAQUINAS HERAMIENTAS CNC
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MAQUINAS HERAMIENTAS CNCMAQUINAS HERAMIENTAS CNC
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RobotsRobots
RV-E2 / RV-E3J
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CONTROL DE CALIDADCONTROL DE CALIDAD
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BANDA TRANSPORTADORABANDA TRANSPORTADORA
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Administrador de AlmacenesSoftware
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Sistema SCADAURPURP
Software
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Sistema de GestiónSoftware
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Sistema de GestiónSoftware
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Sistema de GestiónSoftware
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SOFTWARE DE SIMULACIONSOFTWARE DE SIMULACION
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SOFTWARE DE SIMULACIONSOFTWARE DE SIMULACION
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SOFTWARE DE SIMULACIONSOFTWARE DE SIMULACION
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SoftwareSoftware de Programación de RobotsSoftware de Programación de Robots