ÍNDICE. Nombre del alumno. Matrícula. ME09003 Laboratorio de sistemas integrados de manufactura Manual de prácticas

Transcripción

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2 ÍNDICE ME09003 Laboratorio de sistemas integrados de manufactura Competencia Laboratorio 1. Identificación de componentes de un sistema de manufactura flexible... 4 Laboratorio 2. Identificación de los componentes de un robot industrial y su operación manual... 6 Laboratorio 3. Programación de robots industriales y diseño de aplicaciones Laboratorio 4. Diseño de estaciones robotizadas Laboratorio 5. Identificación de equipamientos, operación y preparación de una máquina CNC Laboratorio 6. Programación básica y maquinado de piezas en una máquina de CNC Laboratorio 7. Programación avanzada y maquinado de piezas en una máquina de CNC 23 Laboratorio 8. Uso de los sistemas de visión en los sistemas flexibles de manufactura Laboratorio 9. Estación de control. Parte 1: Plan de proceso Laboratorio 10. Estación de control. Parte 2: Configuración y operación Laboratorio 11. Diseño con software CAD/CAM/CAE EVIDENCIA Competencia Laboratorio 12. Proyecto Integrador Parte I. Análisis y plan de procesos Laboratorio 13. Proyecto integrador parte II. Implementación Laboratorio 14. Proyecto integrador parte III. Implementación y pruebas Laboratorio 15. Proyecto integrador parte IV. Presentación del proyecto EVIDENCIA Nombre del alumno Matrícula 1

3 LABORATORIO DE MANUFACTURA Celda de Manufactura Equipos Principales Equipos de Medición Consumibles Computadora Proyector Celda de Manufactura (CDMF): Diagramas de conexión de la celda de manufactura Diagramas de conexión de PLC Robot Unidad de Programación Bloque de acrílico Máquina de CNC Limit Switch (Interruptor límite) Vernier Sistema de visión Software de inspección Software de control de la celda de manufactura CAD/CAM Demo turbina Tesla Materia Prima 2

4 COMPETENCIA 1 Diseña una línea de producción, que incluye programación avanzada para el maquinado de una pieza, así como sistema de visión y control. Nivel: Utilización Subnivel: Toma de decisiones Evidencia: Documentación del diseño de programación, sistema de visión, y modo de operación y control de cada estación de la Celda de manufactura flexible. 3

5 LABORATORIO 1. IDENTIFICACIÓN DE COMPONENTES DE UN SISTEMA DE MANUFACTURA FLEXIBLE Objetivo Identificar las características principales de los componentes, que conforman una celda de manufactura automatizada. Explicar el funcionamiento general de una celda de manufactura automatizada. Procedimiento Identificar sus componentes y funcionalidades de la celda de manufactura flexible. Identificar las señales de sensores y actuadores de los PLC de la mesa de ensamble, transportador y almacén. Localizar los módulos físicos de entradas y salidas (I/O) de su controlador. Resultado El alumno aprenderá a justificar una celda flexible de manufactura, sabrá qué componentes la conforman, y tendrá una visión clara de a dónde tiene que llegar al final del curso. Práctica En esta práctica, identificarás las características principales de los componentes, que conforman la celda de manufactura flexible y su funcionalidad. Desarrollo de la práctica: Observa la corrida de demostración que realizará tu instructor. Atiende las explicaciones, y participa de manera ordenada. Discute las ventajas y desventajas de una Celda de Manufactura Flexible. Realiza un recorrido, junto con tu instructor, por la celda de manufactura del laboratorio, para identificar sus componentes y funcionalidades. Anota la explicación de cada componente de la CDMF, de manera individual. Componente 1. Funcionalidad

6 Se te proporcionarán los diagramas de conexión eléctricos de la CDMF. Procede a identificar las señales de sensores y actuadores de los PLC de la mesa de ensamble, transportador y almacén. Sírvete de la ayuda de los manuales de los equipos, proporcionados por el instructor. Atiende a la explicación de tu instructor sobre la lectura de los diagramas eléctricos de conexión y lógicos del PLC, mostrados en la información proporcionada para la práctica. Localiza los módulos físicos de entradas y salidas (I/O) de su controlador. Identifica cada señal, y llena las siguientes tablas: Mesa de ensamble: SLOT 1 DC INPUT Nombre señal PLC Tarjeta PIN Mesa de ensamble: SLOT N DC INPUT Nombre señal PLC Tarjeta PIN El instructor podrá complementar el laboratorio a través de videos relacionados con celdas de manufactura industriales. Asegúrate de identificar las similitudes con la Celda Didáctica de Manufactura Flexible. Además, se darán los lineamientos generales del curso y se formarán equipos. 5

7 LABORATORIO 2. IDENTIFICACIÓN DE LOS COMPONENTES DE UN ROBOT INDUSTRIAL Y SU OPERACIÓN MANUAL Objetivo Identificar los sistemas y componentes fundamentales de un robot industrial, y preparar (setup) uno para la ejecución de programas. Procedimiento Resultado Identificar los componentes principales que forman al robot industrial y la funcionalidad de cada uno de ellos. Identificar los componentes tecnológicos que integran el controlador. Establecer el diagrama del lazo de control automático del controlador y el brazo robótico. Identificar el panel de playback localizado en el controlador. Identificar las articulaciones del robot. Registrar las subrutinas utilizadas del intercambio automático de herramienta. Registrar el procedimiento para establecer un Tool Center Point. Identificar la funcionalidad de los elementos del diagrama, del lazo de control automático del controlador Yasnac, Programming Pendant, y brazo robótico SSF2000. Encender el robot industrial. Identificar los diferentes sistemas coordenados con que cuenta el robot industrial MOTOMAN SSF2000. Describir los diferentes procedimientos de la práctica, para realizar movimientos manuales, con respecto a los diferentes sistemas coordenados. Describir los pasos para establecer el Tool Center Point. Describir los pasos para establecer el Sistema Coordenado de Usuario. Práctica En esta práctica, identificarás los sistemas y componentes que conforman un robot industrial y su funcionalidad. Desarrollo de la práctica En la siguiente tabla toma nota sobre la explicación que realiza el instructor acerca de los componentes principales, que forman al robot industrial y la funcionalidad de cada uno de ellos. 1. Componente Funcionalidad

8 ME09003 Laboratorio de sistemas integrados de manufactura Identifica los componentes tecnológicos que integran el controlador. Sírvete del manual del controlador y del brazo robótico, para su ubicación, y determina su funcionalidad. Establece el diagrama del lazo de control automático del controlador y el brazo robótico, con la asesoría del instructor. Lazo de control: Enciende el robot industrial, para ser operado de manera independiente a la Celda Didáctica de Manufactura Flexible. Toma nota de todo aquello que consideres importante, para encenderlo de forma segura. Cómo encender el robot: Identifica el panel de playback, localizado en el controlador. Ubica los botones y asocia su función. Apóyate de la información proporcionada para la práctica 2. Utiliza el robot en modo Teach. Toma el Programming Pendant (unidad de programación). Identifica sus áreas de pantalla y sus submenús. Apóyate de la información proporcionada, para la práctica 2, para identificar toda la botonería, y realiza las preguntas al instructor al respecto. Identifica las articulaciones del robot, de acuerdo a la información proporcionada para la práctica 2. Atiende y anota la explicación del instructor, para realizar movimientos manuales en el robot industrial. Procedimiento

9 Observa y registra cómo el instructor realiza un intercambio automático de herramienta. Registra e identifica las subrutinas utilizadas. Subrutina Operación Observa el procedimiento para establecer un Tool Center Point, de manera automática, y registra el procedimiento. Procedimiento Observa el procedimiento para establecer un sistema coordenado del usuario y registra el procedimiento, de manera detallada y de acuerdo a la explicación del instructor. 8

10 Procedimiento

11 LABORATORIO 3. PROGRAMACIÓN DE ROBOTS INDUSTRIALES Y DISEÑO DE APLICACIONES Objetivo Diseñar la programación de un robot industrial. Procedimiento Registrar el procedimiento para crear y editar un programa en el teach pendant. Realizar y describir detalladamente el procedimiento, para realizar una corrida de prueba y revisar las trayectorias (modo manual). Realizar y describir detalladamente el procedimiento, para realizar la corrida del programa en memoria (modo automático o PLAY). Resultado Identificar la lista de las principales subrutinas con las que cuenta el robot industrial. Desarrollar los procedimientos para correr un programa de modo manual y automático. Realizar un dibujo esquemático (diagrama de puntos), con los diferentes puntos utilizados en la programación de la aplicación de ensamble realizada. Concluir acerca del uso de robots industriales, en la automatización de procesos de ensamble. Detallar las reglas de seguridad utilizadas Práctica En esta práctica llevarás a cabo el diseño de la programación de un robot industrial. Desarrollo de la práctica Registra, de manera detallada, la explicación del procedimiento para crear y editar un programa en el teach pendant. Acción Crear un nuevo programa Procedimiento Grabar un punto 1. 10

12 Borrar un punto Modificar un punto Insertar una subrutina Borrar una subrutina Distribuye y realiza una planeación, entre los integrantes del equipo, de la programación del ensamble, indicada en la información proporcionada para la práctica 3, para que todos los integrantes del equipo manipulen el robot industrial. Si lo consideras necesario, auxíliate de tu instructor. Realiza, de manera individual, la parte del ensamble que te haya sido asignado, apóyate de los procedimientos del reporte de la práctica 2. 11

13 Con ayuda del instructor, realiza y describe detalladamente el procedimiento, para realizar una corrida de prueba y revisar las trayectorias (modo manual). Procedimiento Con ayuda del instructor, realiza y describe detalladamente el procedimiento, para realizar la corrida del programa en memoria (modo automático o PLAY). Procedimiento

14 LABORATORIO 4. DISEÑO DE ESTACIONES ROBOTIZADAS Objetivo Integrar señales nuevas, en una estación de ensamble, para utilizarlas en una aplicación. Procedimiento Resultado Comprender la integración del robot a un proceso de manufactura, específicamente a Describir el procedimiento para conectar un nuevo sensor al controlador del robot. una máquina CNC, utilizando las Describir cómo medir los valores de desfase herramientas de programación aprendidas. Desarrollar y codificar un programa, en el que se introduzca un bloque de acrílico al centro de maquinado de la celda. Desarrollar y codificar un programa, donde de posición del robot. Indica cómo cargar este valor a una variable de posición. Describir la rutina de palletizado del robot y su diagrama de puntos. Describe su lógica de implementación, así como el manejo de el robot realice una operación de variables de posición del robot y la función palletizado, sacando el bloque de acrílico del SHIFT. CNC, y colocándolo en la mesa de ensamble para que su sensor lo detecte. Práctica Se trabajará y comprenderá la integración del robot a un proceso de manufactura, específicamente en una máquina CNC, utilizando las herramientas de programación aprendidas. Desarrollo de la práctica Con ayuda del instructor, conecta un sensor límite para que se encuentre en la mesa de ensamble, en un canal que se haya identificado como libre en el controlador. Asegúrate de que la señal del nuevo sensor esté disponible en el controlador del robot (Universal Input), y relaciónalas con la subrutina correspondiente, en el programa de ensamble proporcionado por el instructor. Desarrolla y codifica un programa, donde se introduzca un bloque de acrílico al centro de maquinado de la celda. Haz una planeación con tu equipo, para distribuir equitativamente el siguiente punto: Desarrolla y codifica un programa, donde el robot realice una operación de palletizado, sacando el bloque de acrílico del CNC y colocándolo en la mesa de ensamble, para que su sensor lo detecte. Utiliza conceptos de programación avanzada como el Shift Position, variables de posición, suma y resta de bytes, etc. Si lo consideras necesario, consulta a tu instructor. Ejecuta los programas completos con las modificaciones realizadas. 13

15 LABORATORIO 5. IDENTIFICACIÓN DE EQUIPAMIENTOS, OPERACIÓN Y PREPARACIÓN DE UNA MÁQUINA CNC Objetivo Manipular una máquina de CNC, con la finalidad de identificar los sistemas y componentes fundamentales de la tecnología CNC, así como preparar (setup) una máquina de CNC para la ejecución de programas. Procedimiento Resultado Analizar aspectos como cantidad de ejes, velocidad máxima de avance, de giro de husillo, y dimensiones de trabajo de una máquina CNC. Identificar, por sus nombres, los elementos físicos principales, que constituyen la máquina de CNC de tu laboratorio. Identificar los sistemas neumáticos, hidráulicos, eléctricos y electrónicos, en el centro de maquinado CNC. Identificar los componentes que integran el controlador de la máquina de CNC. Identificar los componentes que integran el panel de control de la máquina de CNC. Identificar los dispositivos de sujeción existentes, en el centro de maquinado, tanto para pieza como para herramienta. Establecer por equipos, un cero de pieza diferente, utilizando la técnica adecuada en el uso del panel y el controlador. Realizar esquemas generales de ubicación y funcionalidad de los diferentes sistemas y de los elementos físicos, que conforman una máquina de CNC y su interconexión. Describir el procedimiento de encendido y puesta en marcha de la máquina. Describir y comentar los diferentes procedimientos de la práctica, para la preparación y el establecimiento del cero de pieza y compensación de altura de herramientas. Documentar qué tipos de accidentes se podrían presentar al usar esta tecnología, y qué reglas de seguridad se implementarían para evitarlos. Práctica En esta práctica, manipularás una máquina de CNC, identificando sus sistemas y componentes, así como la ejecución de sus programas. Desarrollo de la práctica Observa la ficha técnica de la máquina de CNC de tu laboratorio. Analiza aspectos como cantidad de ejes, velocidad máxima de avance, de giro de husillo, dimensiones de trabajo, etc. Elabora conclusiones sobre los aspectos más importantes, para la selección de una máquina CNC, y reporta los siguientes datos, además de los que consideres relevantes. Con ayuda de tu instructor, discutan la razón por la cual cada dato es relevante y cómo afecta a la flexibilidad de la Celda. 14

16 Parámetro Cantidad de ejes Valor (incluya unidades) Relevancia del dato Área de trabajo en X/Y/Z Potencia de motor del husillo Rango de velocidad Velocidad de avance en X/Y/Z Número de fixtures portaherramientas Suministro de poder Dispositivos de seguridad Dimensiones de máquina Peso Identifica, por sus nombres, los elementos físicos principales, que constituyen la máquina de CNC de tu laboratorio. Lee, como referencia, la información proporcionada para la práctica 5. Elementos principales

17 Identifica los sistemas neumáticos, hidráulicos, eléctricos y electrónicos, en el centro de maquinado CNC, de los planos que el instructor te proporcione. Identifica los componentes que integran el controlador de la máquina de CNC. Lee, como referencia, la información proporcionada para la práctica 5. Componente Función Identifica los componentes que integran el panel de control de la máquina de CNC. Lee, como referencia, la información proporcionada para la práctica 5. Componente Función Identifica el procedimiento de encendido de la máquina CNC. Asegúrate de que cada integrante del equipo lo registre, pues será de ayuda en futuras prácticas. 16

18 Procedimiento de encendido de máquina Realiza movimientos manuales de los ejes, encendido y apagado del husillo, encendido y apagado del refrigerante, selección de modos de operación, modificación de los porcentajes de avance lineal, y velocidad angular del husillo y cambios manuales de herramientas. Navega por las diferentes pantallas del controlador: programación, preparación, configuración, etc. Realiza cambios automáticos de herramientas. Identifica los dispositivos de sujeción existentes en el centro de maquinado, tanto para pieza como para herramienta. Opéralos para que se abran y cierren. Preparación de máquina (setup). Establece, por equipos, un cero de pieza diferente, utilizando la técnica adecuada en el uso del panel y el controlador, según el procedimiento indicado por el instructor. Procedimiento para establecer el cero de pieza en Z

19 Procedimiento para establecer el cero de pieza en X y Y Establece, de forma individual, la compensación de una herramienta diferente, utilizando los elementos del panel y las pantallas del controlador correspondientes, según el procedimiento indicado por el instructor y llena la siguiente tabla. Procedimiento para establecer la compensación de altura de herramienta

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21 LABORATORIO 6. PROGRAMACIÓN BÁSICA Y MAQUINADO DE PIEZAS EN UNA MÁQUINA DE CNC Objetivo Diseñar la programación básica de una máquina de CNC, así como manipularla, para introducir programas y realizar corridas de pruebas y corridas finales. Procedimiento Resultado Editar un programa de CNC en el centro de maquinado. Revisar y modificar, de ser necesario, los cálculos de los puntos de CNC de la pieza, que se encargó en la información proporcionada para la práctica 6. Codificar tu pieza, usando los puntos calculados previamente, con códigos de CNC básicos, como G00, G01, G02, G03, G20, G21, G54, G41, G42, G43, G90, G91, M03, M06, M30, entre otros. Registrar el programa en la máquina CNC, tecleándolo y guardándolo en la memoria del controlador. Realizar la preparación de la máquina. Verificar que no haya errores de geometría o de sintaxis en su programa, utilizando el graficador de la máquina CNC. Realizar la corrida del programa en memoria, para correr en dru run y/o velocidad a porcentaje bajo. Describir los diferentes procedimientos de la práctica, para programar, graficar y correr una pieza en el centro de maquinado. Generar una tabla comparativa, con las dimensiones finales obtenidas, y su desviación de error, respecto a lo establecido en el plano original. Documentar las reglas de seguridad utilizadas durante esta práctica. Agrega las que consideres pertinentes. Práctica En esta práctica, diseñarás la programación básica de una maquina de CNC, realizando corridas de prueba y corridas finales. Desarrollo de la práctica Registra, de manera detallada, la explicación del procedimiento para crear y editar un Atiende las instrucciones del instructor acerca del procedimiento, para editar un programa de CNC en el centro de maquinado. Auxíliate de las teclas de función y teclas de entrada de datos para las pantallas del controlador de tu máquina. Registra el procedimiento en la siguiente tabla: 20

22 Acción Crear un programa Procedimiento Seleccionar un programa Insertar palabra Cambiar palabra Borrar palabra Insertar bloque Borrar bloque Revisa y modifica, de ser necesario, los cálculos de los puntos de CNC de la pieza, que se encargó en la información proporcionada para la práctica 6. Codifica tu pieza, usando los puntos calculados previamente, con códigos de CNC básicos, como G00, G01, G02, G03, G20, G21, G54, G41, G42, G43, G90, G91, M03, M06, M30, entre otros. Registra el programa en la máquina CNC, tecleándolo y guardándolo en la memoria del controlador. Realiza la preparación de la máquina (cero de pieza y compensación de herramientas), de acuerdo a lo aprendido en la práctica anterior. 21

23 Verifica que no haya errores de geometría o de sintaxis en su programa, utilizando el graficador de la máquina CNC. Realiza la corrida del programa en memoria, según el procedimiento explicado por el instructor, para correr en dru run y/o velocidad a porcentaje bajo. Registra el procedimiento en la siguiente tabla. Nota: estén siempre atentos a oprimir el botón de paro de emergencia, ante cualquier eventualidad. Corrida de un programa en memoria Mide las dimensiones finales de la pieza maquinada, y compáralas con las especificadas en el plano original. 22

24 LABORATORIO 7. PROGRAMACIÓN AVANZADA Y MAQUINADO DE PIEZAS EN UNA MÁQUINA DE CNC Objetivo Diseñar la programación avanzada de una máquina de CNC. Procedimiento Resultado Revisar y modificar, de ser necesario, la codificación CNC realizada a la pieza, que se encargó en la información proporcionada para la práctica 7 Describir los diferentes procedimientos de la práctica, para programar, graficar y correr una pieza en el centro de maquinado. Registrar el programa en la máquina CNC, Concluir acerca de las ventajas y tecleándolo y guardándolo en la memoria del controlador. Realizar la preparación de la máquina (cero de pieza y compensación de herramientas), de acuerdo a lo aprendido en la práctica anterior. Verificar que no haya errores de geometría o de sintaxis en tu programa, utilizando el graficador de la máquina CNC. desventajas de utilizar un ciclo de programación y subrutinas. Generar una tabla comparativa, con las dimensiones finales obtenidas, y su desviación de error, respecto a lo establecido en el plano original. Documentar las reglas de seguridad utilizadas durante esta práctica. Realizar la corrida del programa en memoria. Medir las dimensiones finales de la pieza maquinada, y compararlas con las especificadas en el plano original. Práctica En esta práctica, diseñarás la programación avanzada de una máquina de CNC, realizando corridas de prueba y corridas finales. Desarrollo de la práctica Revisa y modifica, de ser necesario, la codificación CNC realizada a la pieza, que se encargó en la información proporcionada para la práctica 7. Verifica, con tu instructor, los aspectos correspondientes a los ciclos de programación y subrutinas. Revisa los puntos siguientes, y distribuye el trabajo equitativamente entre los miembros del equipo. Registra el programa en la máquina CNC, tecleándolo y guardándolo en la memoria del controlador. Realiza la preparación de la máquina (cero de pieza y compensación de herramientas), de acuerdo a lo aprendido en la práctica anterior. Verifica que no haya errores de geometría o de sintaxis en tu programa, utilizando el graficador de la máquina CNC. Realiza la corrida del programa en memoria. Mide las dimensiones finales de la pieza maquinada, y compáralas con las especificadas en el plano original. 23

25 LABORATORIO 8. USO DE LOS SISTEMAS DE VISIÓN EN LOS SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA Objetivo Diseñar y codificar aplicaciones de inspección por visión, en una celda de manufactura flexible. Procedimiento Resultado Utilizar una computadora por equipo, con el Describir los pasos y procedimientos, que se simulador del software instalado en la celda deben seguir, para efectuar un programa de del laboratorio, para inspección. inspección por visión con el software de Cargar en el simulador la imagen del inspección. producto a verificar, que te proporcionará el Explicar las opciones con las que cuentan los instructor. softsensors mostrados por el instructor, en Ejecutar las indicaciones, realizadas por el la sesión del laboratorio. instructor, sobre el uso del software. Describir la funcionalidad de, al menos, Ejecutar su programa, con las imágenes que otros dos tipos de softsensors, que maneja te proporcionará el instructor. el software de inspección; apóyense en el Cargar su programa en la computadora de manual del producto. aplicaciones de la celda, la cual estará Analizar la ficha técnica de la cámara, para conectada a la Estación de Visión, instalada inspección, utilizada en la celda de en la banda transportadora. manufactura del laboratorio. Inspeccionar el producto físico proporcionado por el instructor. Realizar pruebas para detectar posicionamientos erróneos del producto. Práctica En esta práctica, diseñarás y codificarás los programas de aplicación de inspección de un sistema visor, en la celda de manufactura flexible. Desarrollo de la práctica Utiliza una computadora por equipo, con el simulador del software instalado en la celda del laboratorio, para inspección. Carga en el simulador la imagen del producto a verificar, que te proporcionará el instructor. Ejecuta y anota las indicaciones, realizadas por el instructor, sobre el uso del software. De la misma manera, realiza anotaciones sobre la teoría necesaria, para poder diseñar softsensors, los cuales te permitirán verificar la calidad del producto utilizado como ejemplo. 24

26 Descripción de los sensores utilizados Sensor Pestaña Opciones General Position along line / Edge Find Shape Options Pass General Shape Área Positioning / Object Locate Options Model Object Parameters General Shape Color Identificación Background Training Identification Ejecuta su programa, con las imágenes que te proporcionará el instructor, o presenta la información proporcionada para la práctica 8, con el fin de verificar la pieza de ejemplo. Deberás cargar su programa en la computadora de aplicaciones de la celda, la cual estará conectada a la Estación de Visión, instalada en la banda transportadora. Inspecciona el producto físico proporcionado por el instructor. Deberás probar sus programas realizados, para detectar y determinar si el producto pasa o no pasa las reglas de calidad. Deberás probar los programas realizando diversas pruebas, quitándole elementos del ensamble al producto, para que los programas detecten el faltante de estas piezas. De la misma manera, deberás realizar pruebas para detectar posicionamientos erróneos del producto. 25

27 LABORATORIO 9. ESTACIÓN DE CONTROL. PARTE 1: PLAN DE PROCESO Objetivo Usar Software de CAPP para la generación de un plan de proceso. Integrar los elementos de una celda de manufactura flexible. Manipular Software de control y gestión de la producción, para la introducción de un plan de proceso en un sistema de manufactura flexible. Procedimiento Analizar la pieza mostrada en el documento de la información proporcionada para la práctica 9, y mencionar cuál sería la planeación del proceso de producción, en la celda de manufactura flexible del laboratorio Desarrollar una hoja de ruta para cada proceso, que hayas identificado en el paso anterior. Establecer las metas de producción, en piezas/hora, de acuerdo a los tiempos estimados de puesta a punto y de operación. Identificar cómo introducir un plan de procesos, los diferentes modos de operación del Software, los menús del sistema y su funcionalidad en la CDMF Asegurar que todas las actividades de los procesos sean introducidas, incluyendo la información de los herramentales, los dispositivos de sujeción, y otros elementos relacionados con cada proceso. Resultado Describir las funciones y procedimientos de los diferentes modos de operación del software de control de la producción. Describir y analizar las hojas de ruta, generadas durante la práctica, para cada parte. Mostrar las pantallas del software de control de la producción de los planes de proceso, introducidos durante la práctica. Práctica En esta práctica, integrarás los elementos de una celda de manufactura flexible, utilizando el software de CAPP. Desarrollo de la práctica Nota: los pasos del 1 al 3 pueden ser realizados en un Software de CAPP, realízalos en caso de contar con uno de ellos en el laboratorio, siguiendo las indicaciones de tu instructor. Analiza la pieza mostrada en el documento de la información proporcionada para la práctica 9, y menciona cuál sería la planeación del proceso de producción en la celda de manufactura flexible del laboratorio. Identifica cada uno de esos procesos y sus diferentes etapas. 26

28 Desarrolla una hoja de ruta (ver formato al final del párrafo), para cada proceso que hayas identificado en el paso anterior. Las operaciones especificadas, para cada proceso o pieza, deben de ser de acuerdo al tipo de máquinas con que se cuente en el laboratorio (operaciones de maquinado, soldadura, ensamble, almacenado, etc.). No. de parte/proceso Nombre de la parte/proceso Material No. de operación Descripción de la operación Máquina/ Estación Hoja de ruta Utilities (Herramientas y sujeciones) Tiempo de puesta a punto Tiempo de operación Establece las metas de producción, en piezas/hora, de acuerdo a los tiempos estimados de puesta a punto y de operación. Pon atención a la explicación de tu instructor acerca del manejo del sistema de control de la producción de la celda de manufactura flexible del laboratorio. Identifica cómo introducir un plan de procesos, los diferentes modos de operación del Software, los menús del sistema y su funcionalidad. Realiza las anotaciones pertinentes, y consulta el manual técnico del Software de control. Introduce el plan de procesos que desarrolló en el paso 2. Asegúrate de que todas las actividades de los procesos sean introducidas, incluyendo la información de los herramentales, los dispositivos de sujeción, y otros elementos relacionados con cada proceso. 27

29 LABORATORIO 10. ESTACIÓN DE CONTROL. PARTE 2: CONFIGURACIÓN Y OPERACIÓN Objetivo Simular la operación de un sistema de manufactura flexible. Integrar los elementos de una celda de manufactura flexible. Manipular Software de control de celda para su operación. Procedimiento Proveer a cada estación de la celda de manufactura flexible de sus respectivas herramientas, sujeciones, materia prima y otros recursos requeridos, para llevar a cabo una corrida de producción. Configurar las diferentes máquinas y/o estaciones que utilizarás, para llevar a cabo su plan de producción. Manipular el Software de control y gestión de la producción, para configurar la de producción. Realizar la corrida completa, de al menos una pieza, del sistema de producción; realizar y registrar la toma del tiempo de producción real. Realizar la simulación de la corrida de producción de la pieza. Determinar el porcentaje de similitud, en piezas/hora, entre el tiempo de producción real y los tiempos estimados en el plan de procesos. Resultado Describir los pasos que se realizaron para la puesta a punto de la corrida de producción. Describir los pasos que se realizaron para ejecutar la corrida de producción. Describir los resultados de la simulación realizada a la corrida de producción. Reportar los tiempos de producción de la pieza manufacturada, en la celda de manufactura flexible del laboratorio, y su simulación. Práctica En esta práctica, llevarás a cabo la simulación de un sistema de manufactura flexible. Desarrollo de la práctica Basado en el plan de procesos obtenido de la práctica anterior: Provee a cada estación de la celda de manufactura flexible de sus respectivas herramientas, sujeciones, materia prima y otros recursos, requeridos para llevar a cabo una corrida de producción. Configura las diferentes máquinas y/o estaciones, que utilizarás para llevar a cabo su plan de producción. Desarrolla y carga los programas necesarios para la realización de tu producto. 28

30 Manipula el Software de control y gestión de la producción, para configurar la o las órdenes de producción. Realiza la corrida completa de al menos una pieza del sistema de producción. Realiza y registra la toma del tiempo de producción real. Realiza la simulación de la corrida de producción de la pieza. En caso de que el sistema de control de la celda tenga la función de simulación, utilízala; en caso contrario, utiliza el Software de simulación que tenga disponible el laboratorio. Determina el porcentaje de similitud, en piezas/hora, entre el tiempo de producción real y los tiempos estimados en el plan de procesos. 29

31 LABORATORIO 11. DISEÑO CON SOFTWARE CAD/CAM/CAE Objetivo Elaborar el diseño de un producto a fabricar, utilizando herramientas de Software. Manipular Software de CAD/CAE, para el diseño de un producto. Manipular Software de CAM, para el diseño y manufactura de un producto. Procedimiento Resultado Utilizar el Software de CAM de tu laboratorio, y obtener el archivo de códigos de CNC apropiado para el modelo software de CAD/CAM. y marca de control de la máquinaherramienta de CNC, que se tiene en tu laboratorio. máquinas del laboratorio. Verificar en el código generado en el paso anterior. Transferir el código verificado, al control CNC de la máquina-herramienta de tu laboratorio. Realizar el maquinado de la pieza del código que se transfirió. Medir la pieza maquinada y determinar sus errores geométricos, con respecto al dibujo de referencia. Describir los pasos que se realizaron para la creación de un código de CNC, con el Describir los pasos que se realizaron para la transferencia del programa de CNC a las Reportar las mediciones realizadas a la pieza maquinada, y concluir sobre su comparación con el dibujo de referencia Práctica En esta práctica, diseñarás el programa para el diseño de un producto a fabricar, utilizando las herramientas del software CAD/CAM/CAE. Desarrollo de la práctica Presta atención a tu instructor, en la explicación del uso del Software de CAM de tu laboratorio. Toma nota de los pasos a seguir para la generación de archivos de CNC. Utilizando Software de CAM de tu laboratorio, obtén el archivo de códigos de CNC apropiado para el modelo y marca de control de la máquina-herramienta de CNC, que se tiene en tu laboratorio. Realiza las siguientes tareas: Carga el archivo de CAD, con el dibujo de la pieza determinada en la actividad previa. Determina las estrategias de corte pertinentes, de acuerdo a la geometría de su pieza. Introduce los parámetros de corte de las herramientas y procesos a utilizar. Genera el código de CNC, utilizando el posprocesador correspondiente a su control CNC de su máquina-herramienta. Verifica en el código, generado en el paso anterior, que: Se hayan realizado correctamente las compensaciones de las herramientas. 30

32 La numeración del programa sea correcta. Se encienda y apague el husillo correctamente. Se defina correctamente la velocidad de avance y de husillo. No se produzca ninguna colisión, y que la herramienta se retraiga correctamente. La sintaxis del programa sea aquella que su control CNC acepte. Transfiere el código verificado al control CNC de la máquina-herramienta de tu laboratorio. Realiza el maquinado de la pieza del código que se transfirió. Mide la pieza maquinada y determina sus errores geométricos, respecto al dibujo de referencia. 31

33 EVIDENCIA 1 Evidencia Documentación del diseño de programación, sistema de visión y modo de operación y control de cada estación de la Celda de manufactura flexible. Criterios de contenido Estaciones incluidas Detalle del procedimiento Presentación y funcionalidad Evidencia Instrucciones: Presenta evidencia del conocimiento adquirido, mediante un manual de operaciones de cada estación de la celda. Se debe incluir un índice de referencia y glosario de términos. Este manual servirá de apoyo para consulta durante la última etapa del curso. Para cada estación, se debe contar con lo siguiente: Ficha técnica de la estación Aspectos de seguridad Procedimiento de encendido y puesta en marcha Operaciones básicas de programación y/o control Evidencia: Competencia a la que corresponde: Entrega a tu profesor el manual de operaciones. Documentación del diseño de programación, sistema de visión y modo de operación y control de cada estación de la Celda de manufactura flexible. Diseña una línea de producción, que incluye programación avanzada para el maquinado de una pieza, así como sistema de visión y control. 32

34 Criterios de formato Excelente Muy bueno Bueno Suficiente Puntos Aspectos generales Equivalencia: 2 puntos Equivalencia: 1.8 puntos Equivalencia: 1.6 puntos Equivalencia: 1.4 puntos 2 Cumple con los siguientes Cumple con la mayoría No cumple con todos los Presenta una portada con requisitos: nombre, (faltan 1 o 2 datos) de los requisitos siguientes (faltan algunos de los datos, sin matrícula, nombre del siguientes requisitos: más de 2): nombre, seguir el lineamiento de la profesor, nombre del curso, nombre, matrícula, nombre matrícula, nombre del misma. módulo, actividad, fecha, título del trabajo. del profesor, nombre del curso, módulo, actividad, fecha, título del trabajo. profesor, nombre del curso, módulo, actividad, fecha, título del trabajo. Presentación y formato Fuentes de información APA esm.mx/cvr/format o_apa/doc0014.htm Guía APA sexta edición esm.mx/cvr/format o_apa/guia_apa_6ta.pdf Ortografía y redacción Equivalencia: 4 puntos Equivalencia: 3.6 puntos Equivalencia: 3.2 puntos Equivalencia: 2.8 puntos 4 Editado en computadora, con calidad en la impresión y paginación. La información recopilada tiene relación con el tema, Editado en computadora, con calidad en la impresión y paginación. La información recopilada es actualizada, pero incluye Editado en computadora. La información recopilada tiene relación con el tema, pero algunas cosas no están al día o no son relevantes. No tiene una presentación adecuada y/o no señala datos bibliográficos. es relevante y actualizada. algunos datos que no son Algunas fuentes no son Las fuentes son confiables y relevantes o no tienen confiables, por lo que no contribuyen al desarrollo concordancia con el tema. contribuyen al desarrollo del tema. Inclusión apropiada de bibliografía, utilizando el formato APA. Las fuentes son confiables y contribuyen al desarrollo del tema. Faltan algunos datos bibliográficos, de acuerdo al formato APA. del tema. Presenta errores en las referencias bibliográficas, no utiliza APA. Equivalencia: 4 puntos Equivalencia: 3.6 puntos Equivalencia: 3.2 puntos Equivalencia: 2.8 puntos 4 Ortografía: sin errores. Presenta 1 o 2 errores Presenta entre 1 y 5 errores Presenta entre 5 y 10 Presentación de ideas ortográficos. ortográficos. errores ortográficos. claras, lógicas y Presentación de ideas La presentación de las ideas La presentación no es clara, secuenciadas. claras, lógicas y es clara y tiene lógica. y se pierde el sentido del secuenciadas. objetivo. 33

35 Criterios de contenido 1. Estaciones incluidas 2. Detalle del procedimiento 3. Presentación y funcionalidad Excelente Muy bueno Bueno Suficiente Puntos Equivalencia: 10 puntos Equivalencia: 9 puntos Equivalencia: 8 puntos Equivalencia: 7 puntos 10 Incluyen, en el manual, la Incluyen, en el manual, la Incluyen, en el manual, Incluyen, en el manual, una totalidad de las estaciones solicitadas por el instructor. mayoría de las estaciones solicitadas por el instructor. algunas de las estaciones solicitadas por el instructor. de las estaciones solicitadas por el instructor. Equivalencia: 40 puntos Equivalencia: 36 puntos Equivalencia: 32 puntos Equivalencia: 28 puntos 40 Detalle de los Detalle de los Detalle de los Detalle de los procedimientos paso por procedimientos paso por procedimientos, de manera procedimientos, de manera paso, de manera correcta. paso, pero existen algunos general. general, y con algunos errores. errores. Equivalencia: 40 puntos Equivalencia: 36 puntos Equivalencia: 32 puntos Equivalencia: 28 puntos 40 El manual tiene una El manual tiene una El manual tiene una El manual carece de una presentación limpia. El contenido está organizado de manera muy clara y se facilita la consulta. Cuenta con un índice de referencia y glosario. presentación limpia. El contenido está organizado de manera muy clara, y se facilita la consulta. presentación limpia. El contenido carece de una organización muy clara, que facilita la consulta. presentación limpia. El contenido carece de una organización muy clara, que facilita la consulta. 34

36 COMPETENCIA 2 Propone e implementa un plan de fabricación de un producto solicitado, aplicando la operación de cada componente de las estaciones de la celda de manufactura. Nivel: Utilización Subnivel: Resolución de problemas Evidencia: Desarrolla un plan de manufactura, que incluya análisis, estrategia de manufactura, ingeniería conceptual y de detalle, así como planos de fabricación, y presentación de prototipo. 35

37 LABORATORIO 12. PROYECTO INTEGRADOR PARTE I. ANÁLISIS Y PLAN DE PROCESOS Objetivo Planear y diseñar la fabricación automática de un producto, en una celda de manufactura flexible, a partir de un problema dado. Diseñar la programación de los equipos de la celda Procedimiento Resultado Generar un plan estratégico de solución, Realizar la entrega del plan estratégico del para alcanzar las metas del proyecto. proyecto y el plan de proceso de producción Realizar un diagrama de Gantt, con del producto, a través de un reporte. asignaciones de responsables y tiempos de entregas de cada actividad para la fabricación del producto. Realizar una lluvia de ideas, para desarrollar un plan de proceso, para la fabricación del prototipo del producto. Determinar la secuencia de las operaciones, para poder fabricar el producto seleccionado. Realizar hojas de ruta para la fabricación de cada parte del producto, de su ensamble final y su inspección. Especificar el tipo de máquina, herramental, y sujeciones, para realizar cada proceso. Práctica En esta práctica, llevarás a cabo el plan de proyecto integrador parte I, que corresponde al análisis y plan de procesos, para la fabricación automática de un producto, en una celda de manufactura flexible. Desarrollo de la práctica Nota: como requisito de entrada a la práctica de laboratorio, cada equipo debe presentar como proyecto final, de manera completa, los planos ingenieriles del producto a manufacturar. El instructor revisará que estén presentes: dibujos de todas las piezas del producto, acotaciones, determinación de materiales, entre otros detalles. También presenten su plan estratégico para revisión. Genera un plan estratégico de solución, para alcanzar las metas del proyecto. Asigna actividades a realizar por los miembros del equipo. Realiza un diagrama de Gantt, con asignaciones de responsables y tiempos de entregas de cada actividad, para la fabricación del producto. Muestra al instructor tu plan estratégico para su revisión final. De acuerdo al diagrama de Gantt y la repartición de asignaciones, los miembros del equipo deberán, al menos, realizar en paralelo las siguientes actividades generales, durante las siguientes 4 semanas: 36

38 Fabricación de cada una de las partes del producto. Para ello, utilizarán las máquinas y estaciones adecuadas del laboratorio. Ensamble del producto completo, en caso de que así se requiera. Inspección parcial y final del producto. Realizar inspección automática, si se cuenta en el laboratorio con el equipo adecuado. Configuración del plan de proceso de la producción, en el sistema de control. Corrida final para producir una pieza prototipo. Realiza una lluvia de ideas, para desarrollar un plan de proceso, para la fabricación del prototipo del producto. Determina la secuencia de las operaciones, para poder fabricar el producto seleccionado. Realiza hojas de ruta, para la fabricación de cada parte del producto, de su ensamble final y su inspección. Especifica el tipo de máquina, herramental, sujeciones, etc., para realizar cada proceso. Cada equipo es responsable de seguir la planeación de actividades expresada en su diagrama de Gantt. Podrán realizar consultas a expertos externos sobre las dudas del diseño y fabricación de su producto. Podrán consultar al profesor y/o instructor de laboratorio acerca de los tópicos de fabricación, recordando que el equipo de trabajo es el único responsable directo de la dirección y avances de su proyecto. El profesor es solo un facilitador del aprendizaje. En caso de que exista tiempo disponible, el equipo deberá de continuar con la implementación de la fabricación del producto, hasta donde el tiempo se lo permita. 37

39 LABORATORIO 13. PROYECTO INTEGRADOR PARTE II. IMPLEMENTACIÓN Objetivo Planear y diseñar la fabricación automática de un producto, en una celda de manufactura flexible, a partir de un problema dado. Diseñar la programación de los equipos de la celda. Probar la fabricación automática del sistema de producción. Procedimiento Resultado Si así fue asignado, en el plan estratégico, desarrolla lo siguiente: Diseño de dispositivos auxiliares (útiles), Realizar la entrega de las actividades de implementación del proyecto, a través de un reporte. como fixtures, pallets, grippers, etc. Planos ingenieriles necesarios, e incluir todos los detalles, como dimensiones geométricas y de aspectos del proceso. Programación CNC de piezas y útiles. Introducir, depurar y probar los programas, en las máquinas de CNC del laboratorio. Aplicaciones de carga, descarga y ensamble del robot industrial. Lógica para el ensamble, almacenamiento y transportación de partes y del producto, en la celda planeada por tu equipo. Programación del sistema de visión, para la inspección de partes y del producto. Práctica En esta práctica, llevarás a cabo el plan de proyecto integrador parte II, que corresponde a la fase de implementación, para la fabricación automática de un producto en una celda de manufactura flexible. Desarrollo de la práctica Nota: como requisito de entrada a la práctica de laboratorio, cada equipo debe de presentar el plan estratégico del proyecto y el plan de proceso de producción. Durante la sesión, se llevarán a cabo actividades particulares de su proyecto, correspondientes a la fase de implementación de la producción: Si así fue asignado en el plan estratégico del proyecto, desarrolla el diseño de dispositivos auxiliares (útiles), como fixtures, pallets, grippers, etc. Realiza todos los planos ingenieriles necesarios, e incluye todos los detalles, como dimensiones geométricas y de aspectos del proceso (materiales y acabados). Utiliza cualquier software de dibujo, como Mechanical Desktop, ProE, AUTOCAD, entre otros, para presentar cada componente con sus dimensiones y tolerancias. 38

40 Si así fue asignado en el plan estratégico del proyecto, realiza la programación CNC de piezas y útiles; introduce, depura y prueba los programas en las máquinas de CNC del laboratorio. Si así fue asignado en el plan estratégico del proyecto, desarrolla las aplicaciones de carga, descarga y ensamble del robot industrial, con que cuenta la celda, programando los puntos de posicionamiento. Si así fue asignado en el plan estratégico del proyecto, desarrolla la lógica para el ensamble, almacenamiento y transportación de partes y del producto, en la celda planeada por tu equipo. Introduce, depura y prueba los programas de control (escalera, bloques, etc.) de la aplicación en cada PLC de la celda del laboratorio. Si así fue asignado en el plan estratégico del proyecto, desarrolla la programación del sistema de visión, para la inspección de partes y del producto planeada por tu equipo. 39

41 LABORATORIO 14. PROYECTO INTEGRADOR PARTE III. IMPLEMENTACIÓN Y PRUEBAS. Objetivo Revisar la implementación de la fabricación de un producto, en una celda de manufactura flexible, a partir de un problema dado. Diseñar la programación de los equipos de la celda. Probar la fabricación automática del sistema de producción. Procedimiento Seguir el plan estratégico: Proveer a cada estación de la celda de manufactura flexible de sus respectivas herramientas, sujeciones, materia prima, y otros recursos requeridos, para llevar a cabo una corrida de producción. Configurar las diferentes máquinas y/o estaciones, que utilizarán, para llevar a cabo su plan de producción. Manipular el software de control y gestión de la producción, para configurar la orden de producción. Realizar la corrida completa de al menos una pieza del sistema de producción. Verificar que la pieza producida cumpla con los requerimientos expresados, en el diseño original. Desarrollar un análisis económico, que incluya costos para la fabricación de una pieza. Resultado Realizar la entrega de las actividades de implementación, pruebas de producción del proyecto, a través de un reporte. Práctica En esta práctica, llevarás a cabo el plan de proyecto integrador parte III, que corresponde a la fase de implementación, y pruebas para la fabricación automática de un producto en una celda de manufactura flexible. Desarrollo de la práctica Si el equipo no ha terminado la etapa de implementación, deberá de continuar con las actividades correspondientes a esta. Siguiendo el plan estratégico del proyecto, realiza las siguientes actividades, correspondientes a una corrida de prueba: Provee a cada estación, de la celda de manufactura flexible, de sus respectivas herramientas, sujeciones, materia prima y otros recursos requeridos, para llevar a cabo una corrida de producción. 40

42 Configura las diferentes máquinas y/o estaciones que utilizarán, para llevar a cabo su plan de producción. Desarrolla y carga los programas necesarios, para la realización de su producto. Manipula el software de control y gestión de la producción, para configurar la o las órdenes de producción. Realiza la corrida completa, de al menos una pieza, del sistema de producción. Realiza y registra la toma del tiempo de producción real. Realiza la simulación de la corrida de producción de la pieza. En caso de que el sistema de control de la celda tenga la función de simulación, utilízala; en caso contrario, utiliza el software de simulación que tenga disponible el laboratorio. Verifica que la pieza producida cumpla con los requerimientos expresados, en el diseño original del producto. En caso contrario, desarrolla otra pieza en una nueva corrida de producción. Desarrolla un análisis económico, que incluya al menos una lista de costos, para la fabricación de una pieza y un ejercicio de simulación, para determinar el comportamiento de la producción en un año, basado en el tiempo de fabricación de la corrida de prueba. 41