El sistema de producción

Transcripción

1 Sistemas de Manufactura Integrados por Computador El sistema de producción El proceso de transformación Procesos de manufactura de acuerdo a la tecnología Cambios de propiedades físicas Cambios de formas Maquinado a un dimensión fija Remoción por chips No tradicionales Obtención de acabados de superficies Unión de componentes 1

2 Sistemas de apoyo Transporte Control Procesos Ordenes de clientes Materiales Diseño de los productos 2

3 El concepto de flexibilidad en sistemas de producción Varias definiciones: La habilidad de hacer cambios significativos en las cantidades manufacturadas y/o productos. Si se le da la máxima prioridad, flexibilidad envuelve la capacidad de respuesta a alzas ó bajas en la demandas de los clientes en el corto plazo (menos de 1 año). Está relacionada también a los cambios en diseño, incorporación de nuevas líneas de productos, y/o la modificación significativa de líneas de productos existentes (Hayes, 1984) 3

4 La habilidad del sistema de manufactura para responder a cambios de una manera positiva. Por cambio se entiende una perturbación de cualquier magnitud en la condición para la que el sistema fue concebido originalmente. Incluye: Adaptabilidad: La capacidad del sistema para adoptar y tomar ventaja de nuevas tecnologías de producción y manufacturar nuevos productos. Reconfigurabilidad: La capacidad del sistema para agregar o restar capacidad de producción, para cambiar su layout y/o fuerza de trabajo para responder a cambios en la demanda de sus productos. Programabilidad: La capacidad del sistema para ser controlado sin intervención humana. (Choobineh, 1986) 4

5 Sistemas de Robótica Industrial Historia del robot Término original proviene del checo ROBOTNIK que significa sirviente y fue usado por primera vez en la obra de teatro por Karl Capeck Robot industrial (Robot Institute of America) Un manipulador reprogramable y multifuncional diseñado para mover materiales, componentes, herramientas, o equipo especializado por medio de movimientos variables y programados para ejecutar una variedad de tareas 5

6 La configuracion industrial de robots usualmente toma la forma de un brazo Joints Links Herramienta ( Mano?) 6

7 Tipos de Energía para Mover el Robot Eléctrica Hidráulica Ventajas: limpieza, ruido, baja mantención Desventajas: fuerza, juego en engranajes, poleas Ventajas: control de movimientos, fuerza Desventajas: fugas, ruido, equipo adicional Neumática Ventajas: disponibilidad de aire en taller, limpieza Desventajas: control de movimientos, fuerza 7

8 Algunos términos importantes: Telerobot: manipulador controlado por operador Joint: unión entre links del manipulador Link: porción inflexible del manipulador y unida a otros links mediante joints Actuator: fuerza motriz conectada a cada joint del manipulador Articulated joint: un actuator que origina un movimiento de revolución de los links conectados Prismatic joint: un actuator que origina un movimiento lineal de los joints conectados End-effector/tool/gripper: herramienta ubicada en el extremo del manipulador 8

9 Workspace: conjunto de puntos que el endeffector del manipulador puede alcanzar Deadspace: conjunto de puntos que el endeffector no puede alcanzar Reach: máxima alcance de la herramienta a la base del manipulador Stroke: diferencia entre el máximo y mínimo alcance de la herramienta del manipulador Manipulator axes: número de joints que pueden ser movilizados en el manipulador 9

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11 Tipos de configuraciones más comunes para robots industriales Rectangular (Cartesiano) 11

12 Cilíndrico 12

13 Esférico 13

14 Articulado 14

15 SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) 15

16 Robótica en CAM Máquinas de control numérico (NC) Desarrolladas en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en 1949 en un proyecto de la Fuerza Aérea de Estados Unidos. Concepto: los movimientos de la máquina pueden ser controlados por un código numérico entendible por el equipo. 16

17 Ventajas de las máquinas de control numérico: La posibilidad de almacenar secuencias complicadas de operaciones de maquinado Ejecución del programa sin alteraciones en el resultado (calidad estándar) Flexibilidad para volumenes bajos de producción Potencial para procesar componentes complejos mediante la agregación de procesos Reducción en los movimientos requeridos para los componentes Menor costo por fixtures 17

18 Ejes de movimiento (grados de libertad) 18

19 Control numérico computarizado (CNC) y control numérico directo (DNC) En CNC los programas de control numérico son almacenados y ejecutados por un computador 19

20 Interfaz de control de un sistema CNC 20

21 Control Numérico Directo (DNC) Uso de un computador mainframe para controlar varias máquinas CNC Máquinas conectadas al mainframe reciben una a una las instrucciones de control numérico del programa correspondiente Ventajas en almacenamiento y mantención de los programas CN El concepto evolucionó a Control Numérico Distribuído (DNC) en donde las máquinas de CN disponen de su propio computador/controlador 21

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23 Integración con CAD (Sistemas CIM iniciales) Generación de diseños factibles de producir (Enfoque de ingeniería concurrente) Simulación del proceso de fabricación Elaboración de los programas de control numérico y programas de robots a partir de las características del diseño Incorporación de flexibilidad de equipos en aspectos de planificación, programación y control del sistema de manufactura 23