Tecnologías de manufactura avanzada.docx

7/24/2019 Tecnologas de manufactura avanzada.docx

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InstitutoTecnolgico deDurangoManufactura Avanzada

Catedrtico: Miguel ngel AguilarAragn

Integrantes del equipo:

Miguel Alejandro Pulido Martnez

!os" #a$n Palln ngel

Victoria de Durango a 5 de Febrero del 2016


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Instituto Tecnolgico de Durango

Tecnologas de manufactura avanzada


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Manufactura Integrada porco$putador 'CIM(Qu es CIM?

CIM se define como el uso de la tecnologa por medio de las computadoras para integrar

las actividades de la empresa. La tecnologa computacional incluye todo el rango de



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hardware y de software ocupado en el ambiente CIM, incluyendo lo necesario para las

telecomunicaciones.

Objetivo

El objetivo de esta tecnologa es incrementar la capacidad de manufacturar pieas,

productos terminados o semielaborados usando el mismo grupo de m!"uinas. #ara ello se

re"uiere "ue las herramientas utiliadas sean fle$ibles y capaces de modificar su

programaci%n adapt!ndose a los nuevos re"uerimientos del mercado.



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&in embargo, la transformaci%n de una compa'a de manufactura, cuya automatiaci%n

sea parcial, en una con manufactura integrada por computadora, es una tarea compleja

y difcil. Los retos tecnol%gicos son los problemas menores( en general, estos lo pueden

resolver profesionales competentes con presupuestos apropiados.

Es f!cil dise'ar un proceso "ue sea autom!tico por completo, sin embargo, es difcil

dise'ar una serie de pasos "ue lleven de los sistemas manuales presentes y de isla de

automatiaci%n a la manufactura integrada por computadora )CIM* en una secuencia



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econ%mica y vender como un producto o servicio en pa"uete( cada fabrica necesita

consideraciones muy diferentes.

+ continuaci%n se presenta un es"uema funcional de un sistema de manufactura

integrada por computadora.



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+ diferencia de los procesos de automatiaci%n convencionales, CIM es un proyecto a

largo plao y de gran complejidad. ebido al nivel superior del concepto CIM y a "ue el

mismo supone una opci%n a largo plao, as como la fuerte inversi%n de capital necesaria

y a las recuperaciones t-cnicas y organiativas "ue implica sobre la pr!ctica totalidad delos !mbitos de la empresa, el proyecto CIM ha de incluirse en la planificaci%n

estrat-gica.

#ara establecer un plan de implantaci%n general en el marco del CIM es necesario

considerar n plao mnimo de un a'o, con independencia del tama'o de la empresa.



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+dem!s, para la introducci%n del CIM, desde la primera realiaci%n parcial hasta "ue se

alcana un sistema de informaci%n completo, hay "ue prever m!s de die a'os.



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+vanar de forma demasiado r!pida y fuera del marco de una estrategia pondra en

peligro el -$ito global.

Las e$igencias globales del mercado han de ponderarse de forma distinta en funci%n de

la cartera de los clientes, la estructura de la competencia y otros factores.



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Niveles jerrquicos de un CIM



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Nivel de controlador de planta

Es el m!s alto nivel de la jerar"ua de control, es representado por la)s* computadora)s*

central)es* )mainframes* de la planta "ue realia las funciones corporativas como

administraci%n de recursos y planeaci%n general de la planta.

Nivel de controlador de rea



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Es representado por las computadoras )minicomputadoras* de control de las operaciones

de la producci%n. Es responsable de la coordinaci%n y programaci%n de las actividades de

las celdas de manufactura, as como de la entrada y salida de material.

Conectada a las computadoras centrales se encuentran las computadoras de an!lisis y

dise'o de ingeniera donde se realian tareas como dise'o del producto, an!lisis y

prueba.



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+dicionalmente, este nivel realia funciones de planeaci%n asistida por computadora

)C+#, por sus siglas en ingl-s*, dise'o asistido por computadora )C+ por sus siglas en

ingl-s* y planeaci%n de re"uerimiento de materiales )M/#, por sus siglas en ingl-s*.

0ivel de controlador de celda

La funci%n de este nivel implica la programaci%n de las %rdenes de manufactura y

coordinaci%n de todas las actividades dentro de una celda integrada de manufactura. Es

representado por las computadoras )minicomputadoras, #C1s y2o estaciones de trabajo*.



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En general, realia la secuencia y control de los controladores de e"uipo.

Nivel de controlador de estacin de trabajo

Incluye los controladores de e"uipo, los cuales permiten automatiar el funcionamiento

de las m!"uinas. Entre estos se encuentran los controladores de robots )/C1s*, controles

l%gicos programables )#LCs*, C0C1s, y microcomputadores, los cuales habilitan a las



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m!"uinas a comunicarse con los dem!s )incluso en el mismo nivel* niveles jer!r"uicos.

Nivel de equipo

Es el m!s bajo nivel de la jerar"ua, est! representado por los dispositivos "ue ejecutan

los comandos de control del nivel pr%$imo superior. Estos dispositivos son los actuadores,

relevadores, manejadores, switches y v!lvulas "ue se encuentra directamente sobre el

e"uipo de producci%n. e una manera m!s general se considera a la ma"uinaria y e"uipo



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de producci%n como representativos de este nivel.

El camino acia el CIM

El objetivo estrat-gico de una empresa es siempre asegurar su potencial de -$ito para

un periodo de tiempo tan prolongado como sea posible. CIM trata de contribuir a

asegurar este potencial de -$ito.

#ara "ue la fabricaci%n integral por ordenador se convierta en una realidad tangible hay

"ue prever un periodo de tiempo de varios a'os.



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En una primera fase analiarse las condiciones actuales de la empresa. + partir de ah se

deducir!n condiciones marginales independientes para el planteamiento de la soluci%n.

&i hasta la fecha se consideraba suficiente resolver problemas particulares, actualmente

no cabe ninguna duda de "ue toda la organiaci%n de desarrollo y aplicaci%n debeconsiderarse de forma global.

En el CIM debe considerarse la totalidad de la empresa, comenando por el programa de

producci%n, pasando por la organiaci%n fija, la organiaci%n de desarrollo, los distintos

!mbitos "ue intervienen en la producci%n, las instalaciones )situaciones de la f!brica,

ma"uinas, sistemas de transporte e informaci%n* hasta llegar al personal.



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Con el fin de garantiar el -$ito en la introducci%n del CIM deber!n crearse las siguientes

condiciones previas

3 El empresario ha de estar dispuesto a invertir en CIM a largo plao

3 ebe crearse un e"uipo directivo con competencias suficientes "ue se ocupe de la

gesti%n profesional de todo el proyecto CIM.

3 La gerencia CIM "ue se nombre ha de identificarse con su cometido, es decir, en



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algunos casos deber! tomar medidas impopulares, como por ejemplo decisiones "ue

afecten a varias secciones.

3 eber! prepararse un concepto CIM, especificando una serie de especficos claros.

3 Los objetivos de la empresa habr!n de estar de acuerdo con los del CIM.3 eber!n identificarse y analiarse los problemas de puesta en marcha previsibles.

3 La puesta en marcha deber! realiarse adoptando medidas de total transparencia.

La estrategia del CIM se basa en tres medidas esenciales

3 La creaci%n de una organiaci%n CIM,

3 el trabajo conjunto con colaboradores CIM,



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3 el desarrollo de un concepto CIM y su puesta en pr!ctica.

Modelo CIM de siemens

El CIM describe la utiliaci%n integrada de la inform!tica en todos los !mbitos de la

f!brica relacionados con la producci%n. +barca la interacci%n de C+, C+#, C+M, C+4 y

##C a nivel de tecnologa de la informaci%n. Con ello se intenta lograr la integraci%n de

las funciones t-cnicas y organiativas para la fabricaci%n del producto )lo "ue e$ige la



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utiliaci%n conjunta de una base de datos a nivel superior de divisi%n*. El C+I )Computer

+ided Industrie* comprende, adem!s del CIM, la organiaci%n de la empresa asistida por

ordenador )C+5*.

CIM ! "le#ibilidad

6ajo el concepto de CIM se presentan los sistemas de manufactura fle$ible constituidos

por c-lulas fle$ibles para organiar la producci%n. La c-lula de manufactura fle$ible

integra



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3 M!"uinas de C0

3 7ransporte

3 Comunicaci%n

3 Computador de control

Las ma"uinas ejecutan diferentes tareas en diferentes pieas, con tiempos de

configuraci%n despreciables.



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CIM de inte$racin

Las !reas integradas bajo el paradigma de CIM son

3 ise'o del producto )C+,C+E,87*

3 #lanificaci%n del proceso )C+, C+M,C+##, Manufactura Celular*

3 9abricaci%n )C0C, 9M&, /5657IC+, +lmacenes +utom!ticos, Inspecci%n +utom!tica,

C-lulas de manufactura, control de procesos.

3 8esti%n del sistema )74M,M/#,E/#,:I7,&&*



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Otro ejemplo% CIM de I&M

&e inici% en los a'os ; 5riented #roduction Information and Control &ystem?* "ue

involucraba actividades tales como

3 Control de datos de ingeniera y producci%n

3 &ervicio al cliente

3 #ronostico de demandas



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3 #lanificaci%n maestra de la producci%n

3 8esti%n de inventarios

3 #lanificaci%n de actividades de manufactura

3 Lanamiento de ordenes3 Monitoreo y control de planta

3 Mantenimiento de planta

3 Compras y recepci%n

3 Control de locales )negocios y almacenes*

3 #lanificaci%n y control de costos



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Control nu$"rico porco$putadora 'C)C(

Historia

Las primeras m!"uinas de control num-rico se construyeron en los a'os @AB< y @A


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#rincipio de funcionamiento.

#ara mecaniar una piea se usa un sistema de coordenadas "ue especificar!n el movimiento

de la herramienta de corte.

El sistema se basa en el control de los movimientos de la herramienta de trabajo conrelaci%n a los ejes de coordenadas de la m!"uina, usando un programa inform!tico

ejecutado por un ordenador.

Estos servomecanismos iniciales se desarrollaron r!pidamente con e"uipos anal%gicos y

digitales. El abaratamiento y miniaturiaci%n de los microprocesadores ha generaliado

la electr%nica digital en las m!"uinas herramienta, lo "ue dio lugar a la



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denominaci%n control decimal num-rico )C0C*, para diferenciarlas de las m!"uinas "ue no

tenan computadora. En la actualidad se usa el t-rmino control num-rico para referirse a

este tipo de sistemas, con o sin computadora.

Este sistema ha revolucionado la industria debido al abaratamiento de microprocesadores y ala simplificaci%n de la programaci%n de las m!"uinas de C0C.

Qu es CNC?

El control num-rico por computadora, de ahora en adelante C0C, es un sistema "ue permite

controlar en todo momento la posici%n de un elemento fsico, normalmente una herramienta



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"ue est! montada en una m!"uina. Esto "uiere decir "ue mediante un software y un

conjunto de %rdenes, controlaremos las coordenadas de posici%n de un punto )la

herramienta* respecto a un origen )


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/educci%n en la dificultad para manufacturar partes. En manufactura #ermite una mejor planeaci%n de las operaciones. &e incrementa la fle$ibilidad de ma"uinado.

/educci%n en tiempo de programaci%n. Mejor control del proceso y tiempos de ma"uinado. isminuci%n en los costos por herramientas. &e incrementa la seguridad para el usuario. /educci%n del tiempo de flujo de material. /educci%n del manejo de la piea de trabajo. +umento de productividad. +umento en precisi%n.



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'plicaciones

5$icorte 7aladrado #erforado Ma"uinado &oldado Colocaci%n y ensamble de pieas, ise'o de herramientas ise'o de moldes oblado de tubos E$trusi%n



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Estampado y embutido #rogramaci%n de robots Impresi%n de tableros de circuitos y recubrimiento de cables.



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Control 0um-rico por computadora )C0C*

0 es la direcci%n correspondiente al nDmero de blo"ue o secuencia. Esta direcci%n va

seguida normalmente de un nDmero de tres o cuatro cifras. En el caso del formato 0


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relativa, es decir, con respecto al cero piea o con respecto a la Dltima cota

respectivamente.

8 es la direcci%n correspondiente a las funciones preparatorias. &e utilian para informar al

control de las caractersticas de las funciones de mecaniado, como por ejemplo, forma dela trayectoria, tipo de correcci%n de herramienta, parada temporiada, ciclos autom!ticos,

programaci%n absoluta y relativa, etc. La funci%n 8 va seguida de un nDmero de dos cifras

"ue permite programar hasta @


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Ejemplos(

8


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8B@ Compensaci%n de corte hacia la i"uierda.

8B Compensaci%n de corte a la derecha.

8;; Es un ciclo autom!tico "ue permite programar con un Dnico blo"ue el torneado de un

cilindro, etc.)ro$ramacin automtica

En este caso, los c!lculos los realia un computador, a partir de datos suministrados por el

programador dando como resultado el programa de la piea en un lenguaje de intercambio

llamado +#7 "ue posteriormente ser! traducido mediante un post>procesador al lenguaje



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m!"uina adecuado para cada control. #or esta ra%n recibe el nombre de C+M )Computer

+ided Machining o Mecaniado +sistido por Computadora*.



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*iste$as de $anufactura+e,i-le '.M*(

Sistemas de Manufactura Flexible - FMS



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Consiste en muchas m!"uinas herramientas con partes y aparatos de manejo de materiales

tales como robots acomodados de tal forma "ue ellos pueden manejar cual"uier familia de

partes para el cual est! dise'ado.

Equipos en un FMS

E"uipos primarios +'aden valor a las partes "ue est!n siendo manufacturadas, consiste en

centros de trabajo con m!"uinas, centros de procesamiento con ensambles.

E"uipos secundarios &on usados para soportar los e"uipos primarios en el cumplimiento de

su meta. Consiste en estaciones de soporte tales como estibas, estaciones de carga y

descarga y e"uipos de soporte y de transporte.



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@. Inspecci%n Jisual

Consiste en revisar las partes fsicamente y sus fotos y acomodarlas en gr!ficas "ue

tengan caractersticas similares. E$isten tres m-todos para agrupar las partes de un sistema de manufactura

9ormaci%n de C-lulas de Manufactura 9le$ible

#ara mejorar la fle$ibilidad se puede implementar

7ecnologa en 8rupos > 87

Consiste en la descomposici%n de un sistema de manufactura en subsistemas.



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+lgunas partes tienen caractersticas geom-tricas similares, y por la combinaci%n de

re"uerimientos de dise'o se pueden encontrar partes comunes, "ue son acomodadas

o agrupadas para ser procesadas a trav-s de tecnologa de grupos.

#ara ello

. Clasificaci%n y Codificaci%n de partes

Consiste en agrupar las partes bas!ndose en caractersticas de dise'o y procesos de

manufactura, en categoras predeterminadas y codificadas. ebe buscarse "ue la

codificaci%n permita identificar los atributos de las partes para facilitar la decisi%n de los

procesos re"ueridos.



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. +n!lisis de 9lujo de producci%n

Consiste en agrupar las partes en familias y las m!"uinas herramientas bas!ndose en la

secuencia de operaciones para los diferentes productos elaborados en las plantas( si las

partes no son similares en forma pero re"uieren secuencias de operaci%n similares, sonagrupadas juntas conformando una familia.

Modelo de al$oritmos binarios *anlisis del "lujo de produccin+

7odas las partes en una familia deben re"uerir rutas similares. &e utilia una medida de

eficacia para evaluar la calidad de las soluciones obtenidas. icha medida de eficacia



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penalia tanto los movimientos intercelulares como la falta de homogeneidad de las familias

de partes.

'l$oritmo de Ordenamiento por cate$or,as

6asado en el ordenamiento de los renglones y columnas de la matri de componentes y

m!"uinas

'nlisis -rupo mquina . componente

Est! basado en el an!lisis de flujo de producci%n, se forma permutando renglones y columnas

en la tabla de una matri binara de ceros y unos.

'nlisis de '$rupamiento por Enlaces /encillos



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&e calculan coeficientes de similitud entre m!"uinas, se construye un !rbol llamado

dendograma. El coeficiente de similitud entre dos m!"uinas est! definido como el cociente

de las partes "ue visitan ambas m!"uinas y el nDmero de partes "ue visitan una de las dos

m!"uinas.0a distribucin en planta en los sistemas "le#ibles de manu"actura

&e establece de acuerdo con los re"uerimientos de producci%n( puede ser tipo lnea, bucle,

escaleras, campo abierto o robot centrado.

La forma de determinar el tipo de distribuci%n es a trav-s de an!lisis de los tipos de



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movimientos "ue se presentan los cuales pueden ser repetici%n, de salto y de marcha atr!s.

La distribuci%n en planta en los sistemas fle$ibles de manufactura.

Manu"actura Inte$rada por Computadora 1 CIM

Consiste en la automatiaci%n del proceso completo de manufactura mediante el uso de



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computadoras.

Ksta est! compuesta por

Elementos del CIM

n sistema CIM tendr! elementos integrados a trav-s de una base de datos por

computadora...

2ise3o asistido por computadora *C'2+

/epresenta el conjunto de aplicaciones inform!ticas "ue permiten a un dise'ador definir el

producto a fabricar.

Manu"actura asistida por computadora *C'M+



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Engloba las aplicaciones encargadas de traducir las especificaciones de dise'o a

especificaciones de producci%n, utiliando para ello las tecnologas de fabricaci%n, el control

num-rico, etc.

4obtica

/ama de la tecnologa "ue se dedica al dise'o, construcci%n, operaci%n, disposici%n

estructural, manufactura y aplicaci%n de los robots.

)laneacin de recursos de "abricacin *M4) II+5

El M/# II planea y monitorea todos los recursos de una firma manufacturera )el mercadeo, la

manufactura, las finanas e ingeniera de procesos*, a trav-s de un sistema de ciclo cerrado



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"ue genera cifras financieras. +dicionalmente simula el sistema de

fabricaci%n.

6ecnolo$,a de $rupos

)8roup 7ecnology*.

el cual tambi-n se puede mejorara por medio de

/istema Inte$rado de Manu"actura */IM+

Es una filosofa mediante la cual se busca "ue todas las tecnologas de la producci%n

trabajen en conjunto, compartiendo informaci%n, llegando a automatiar las actividades "ue



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as lo permita el sistema de manufactura, con el fin de aumentar la productividad de la

organiaci%n.

/istemas 7,sicos de )roduccin

C+



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C+M

9M&

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