Sistemas De Manufactura De Clase Mundial

5. AUTOMATIZACIÓN EN LA MANUFACTURA

5.1 DEFINICIÓN, TIPOS DENTRO DE LAS DIFERENTES OPERACIONES DE MANUFACTURA.

Automatización Industrial

Para la automatización de procesos, se desarrollaron máquinas operadas con Controles Programables (PLC), actualmente de gran ampliación en industrias como la textil y la alimentación.

Para la información de las etapas de diseño y control de la producción se desarrollaron programes de computación para eI dibujo (CAD), para el diseño (CADICAE), para la manufactura CAM, para el manejo de proyectos, para la planeación de requerimientos, para la programación de la producción, para el control de calidad, etc.

La inserción de tecnologías de la información producción industrial de los países desarrollados ha conocido un ritmo de crecimiento cada vez más elevado en los últimos años. Por ejemplo, la Información amplía enormemente la capacidad de controlar la producción con máquinas de control computarizado y permite avanzar hacia mayores y más complejos sistemas de automatización, unas de cuyas expresiones más sofisticadas y más ahorradoras de trabajo humano directo son los robots, los sistemas flexibles do producción y los sistemas de automatización integrada de la producción (computer integrad manufacturing CIM).

Aunque es evidente que la automatización sustituye a un alto porcentaje de la fuerza laboral no calificada, reduciendo la participación de los salarios en total de costos de producción, las principales razones para automatizar no incluye necesariamente la reducción del costo del trabajo. Por otra parte, la automatización electromecánica tradicional ya ha reducido significativamente la participación de este costo en los costos de producción

La mayor calidad en los productos se logra mediante exactitud de las máquinas automatizadas y por la eliminación de los errores propios del ser humano; lo que a su vez repercute grandes ahorros de tiempo y materia al eliminarse la producción de piezas defectuosas.

La flexibilidad de las máquinas permite su fácil adaptación tanto a una producción individualizadas y diferenciada en le misma línea de producción, como mi cambio total de la producción. Esto posibilite una adecuación flexible a las diversas demandas del mercado.

Definición De Robot

Una de las definiciones más completas y más comúnmente utilizados es la propuesta por la organización Internacional para la Estandarización (ISO):

"EI robot industrial es un manipulador multifuncional, reprogramable, de posiciones o movimientos automáticamente controlados, con varios ejes, capaz de manejar materiales, partes, herramientas o instrumentos especializados a través de movimientos variables programados para la ejecución de varias tareas. Con frecuencia tienen la apariencia de uno o varios brazos que terminan en una muñeca; su unidad de control utiliza un sistema de memoria y algunas veces puede valerse de instrumentos sensores y adaptadores que responden a estímulos del medio ambiente y sus circunstancias, así como las adaptaciones realizadas. Estas máquinas multifuncionales son generalmente diseñadas para realizar funciones repetitivas y pueden se adaptados a otras funciones sin alteraciones permanentes en el equipo".

Un robot está conformado por dos grandes subsistemas:

a. La estructura mecánica, hidráulica y eléctrica, que comprenden las funciones de movimiento y manipulación.

b. La estructura electrónica e informática o subsistema de comando, que provee la memoria programable del robot y permite su sincronización con otras máquinas. Este subsistema es la "inteligencia" del robot, de la que depende su flexibilidad y versatilidad, o capacidad para ejecutar diversas tareas y sincronizarse con otras máquinas.

Aplicaciones

La introducción de los robots ha sido facilitada por la técnica de organización y división del trabajo, sobre todo en la producción en masa, basadas en la mayor especialización, simplificación y repetividad de las tareas productivas, lo que ha facilitado el diseño y programación de los robots.

Estas diversas aplicaciones industriales implican la clasificación de los robots en cuatro tipos de operaciones efectuadas:

A. Robots de manejo de materiales: carga y descarga de máquinas herramienta, moldeado de plástico.

B. Robot de tratamiento de superficie: pintura, etc.

C. Robots de en ensamblaje y transferencia.

D. Robot de soldadura.

E. Robots de procesamiento por calor; moldeado, prensado, etc.

5.2 Hardware y software para automatización

EL SOFTWARE

Software en la automatización – El control de procesos computarizado es el uso de programas digitales en computadora para controlar el proceso de una industria, hace el uso de diferentes tecnologías como el PLC, está guardado en el proceso de una computadora. Hoy en día el proceso computarizado es muy avanzado ya que los procedimientos de datos y otras funciones se pueden controlar más.

En cuanto al proceso de los datos que se introducen a la computadora y los que salen de ella se implementan sistema de monitoreo y control que es para lo que principalmente se usa el software en la automatización. Para monitorear un proceso información de manufactura tiene que ser introducido para que la interfaz de la computadora sepa que monitorear.

Sin embargo, la fuerte unión del software con el hardware en los sistemas electromecánicos requiere de un sistema de validación completo. Los ingenieros están cambiando de una simple ejecución de fase de “despliegue” a una ejecución de fases de “diseño-prototipo-desplegado”. La fase de diseño incluye la simulación de características mecánicas, térmicas y de flujo de los componentes del hardware en el sistema, adicional a los algoritmos y lógica de control que podrían controlar estos componentes.

EL HARDWARE

Los sistemas de automatización de mañana desempeñarán tareas complejas en una variedad de productos, con frecuencia de manera simultánea. Los retos del hardware en el diseño de dichos sistemas son lograr flujo del proceso, la producción, y el tiempo de funcionamiento mientras se logra cumplir la compleja tarea de automatización

1. Flujo del Proceso

La velocidad de su máquina afecta directamente el flujo del proceso. Para lograr grandes velocidades, use componentes mecánicos con menor fricción, como un motor lineal en vez del actuador tipo tornillo. Puede mejorar la velocidad del sistema de control usando tecnologías embebidas, como los FPGAs con ciclos de ejecución de 1 MHz en lugar de los tradicionales PLCs con ciclos de 1 kHz. Los sistemas de tipo servo continúan dominando las máquinas alejándose cada vez más de los sistemas tradicionales.

2. Producción

La reducción de desechos con alto nivel de repetición es clave para lograr una mejor producción. Programar la máquina para seguir perfiles de control de movimiento deseados resulta crítico para fijar el nivel de repetición.

Puede lograrlo al ajustar sus motores con tiempos de ajuste pequeños y menos sobre disparos para la respuesta de un paso. Para un mejor ajuste, utilice métodos de control basados en modelos para lograr los correctos parámetros de ajuste PID o reemplazar algoritmos PID tradicionales con algoritmos de control basados en modelos.

Tecnologías, como la inspección automatizada, juegan un papel importante en manejar rechazos, lo cual agiliza las velocidades del proceso.

3. Tiempo de Funcionamiento

Una máquina moderna requiere un manejo de más de 10 productos en la misma línea de manufactura. No es sólo la confiabilidad de los componentes en el sistema, también los tiempos de relevo entre los diferentes productos que afectan el tiempo de funcionamiento del sistema. Puede modificar el tiempo de funcionamiento al reconfigurar el algoritmo de control para adaptar el sistema a un conjunto diferente de condiciones con un producto diferente en la línea de producción.

AUTOMATIZACION

Definición: Automatización es la tecnología que trata de la aplicación de sistemas mecánicos, electrónicos y de bases computacionales para operar y controlar la producción.

Esta tecnología incluye las características esenciales que distinguen la automatización flexible de la programable son:

Capacidad para cambiar partes del programa sin perder tiempo de producción y la Capacidad para cambiar sobre algo establecido físicamente asimismo sin perder tiempo de producción.

Razones para la automatización

O Incrementa la productividad

O Alto costo de mano de obra

O Mano de obra escasa

O Tendencia de mano de obra con respecto al sector de servicios

O Seguridad

O Alto costo de materiales en bruto

O Mejora la calidad del producto

O Reduce el tiempo de manufactura

O

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