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.
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