Curso Académico: Área: Ingeniería de Sistemas y Automática Departamento: Lenguajes y Computación Profesor:

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1 Curso Académico: Área: Ingeniería de Sistemas y Automática Departamento: Lenguajes y Computación Profesor: Asignatura: Automatización de sistemas de fabricación. Créditos: 6 créditos (4,5 teóricos 1,5 prácticos). Carácter: optativa. Descriptores: Teoría de control automático. Automatización de procesos y sistemas de fabricación. Autómatas programables. Control numérico. Robótica Industrial. Sistemas de fabricación flexible. Objetivos globales de la asignatura: se supone que de las titulaciones desde las que se tiene acceso a este segundo ciclo el alumno cuenta con unos conocimientos básicos de control de procesos, por lo que los objetivos globales de la asignatura se centran en: Proporcionar una base teórica sobre el control de procesos y sobre el análisis y diseño de sistemas de control usando el computador. Ofrecer una visión global de los procesos de fabricación y los sistemas automáticos que los gobiernan, a lo largo de todo el ciclo de vida del producto, introduciendo herramientas que faciliten el análisis, modelado, simulación y diseño de los mismos. Capacitar al alumno para el diseño de automatismos de procesos secuenciales y su realización mediante autómatas programables, así como al uso de máquinas de control numérico. Capacitar al alumno para diseñar y automatizar procesos industriales mediante robots industriales y sistemas de fabricación flexible. Temario: Teoría: Tema 1. Tema 2. Tema 3. Tema 4. Tema 5. Tema 5. Tema 6. Tema 7. Tema 8. Tema 9. Introducción al control industrial. (2 horas). Modelado de sistemas continuos, discretos y en tiempo discreto. (2 horas). Introducción al análisis y diseño de sistemas de control por computador. (6 horas). Introducción a las tecnologías de fabricación y al modelado y simulación de sistemas de producción. (6 horas). Introducción al diseño e ingeniería asistidos por computador y a la automatización de la fabricación. (6 horas). Control numérico. (2 horas). Autómatas programables. (6 horas). Robótica Industrial. (8 horas). Sistemas de fabricación flexible. (4 horas). Control de calidad. (3 horas). Prácticas: Práctica 1: Práctica 2: Práctica 3: Práctica 4. Práctica 5: Análisis y diseño de sistemas de control usando Matlab y Simulink. (2 horas). Implementación de controladores digitales mediante computador aplicados al control de motores de posicionamiento angular de alta precisión. (2 horas). Diseño, modelado y simulación de un sistema de fabricación usando ARENA. (2 horas). Automatización de un sistema de fabricación mediante autómatas programables. Modelado y programación de autómatas programables usando Redes de Petri y Grafcet. (4 horas). Diseño y fabricación asistida de una pieza mediante un robot manipulador y una máquina de control numérico usando herramientas CAD/CAM/CAE. Integración en un sistema de fabricación flexible y control de calidad de la fabricación. (5 horas) 1

2 Bibliografía: K.J. Astrom y B. Wittenmark. Sistemas controlados por computador. Ed. Paraninfo, J. Banks, J.S. Carson and B.L. Nelson. Discrete Event System Simulation. Prentice-Hall, J. Barceló, Simulación de sistemas discretos. Publicaciones de Ingeniería de Sistemas. Isdefe, M. Barrientos et.al. Fundamentos de Robótica. McGraw Hill, Baumgartner, Knischewski, Wieding. CIM: consideraciones básicas. Marcombo, M. Berenguel. Apuntes de la asignatura Sistemas Informáticos. UAL. M. Berenguel. Apuntes de la asignatura Informática y Automática Industrial. UAL. M. Berenguel, F. Rodríguez, J.C. Moreno. Apuntes de la asignatura Sistemas Robotizados. UAL. M. Berenguel, T. Álamo. Laboratorio de Control Automático. Servicio de Publicaciones de la Universidad de Sevilla. J. Craig, Introduction to robotics: mechanical and control. Addison Wesley, R.C. Dorf. Sistemas realimentados de control. Addison Wesley, R. Ferré Masip. Fabricación Asistida por Computador-CAM. Marcombo, K.S. Fu, R.C. González y C.S.G. Lee. Robótica: Control, Detección, Visión e Inteligencia. McGraw- Hill, M.P. Groover. Automation, Production Systems and Computer Integrated Manufactuing. Prentice Hall, T. Guasch, M.A. Piera, J. Casanovas, J. Figueras. Modelado y Simulación. Aplicación a procesos logísticos, B. Hawkes. CADCAM. Paraninfo S.A., 1989.Kuo, B. Sistemas de Control Automático. Ed. Prentice- Hall, W.D. Kelton, R.P. Sadowski, D.A. Sadowski. Simulation with Arena. MacGraw-Hill, K. Ogata. Ingeniería de Control Moderna. Ed. Prentice-Hall, A. Ollero. Robótica. Manipuladores robóticos y robots móviles. Marcombo, G. Olsson and G. Piani. Computer systems for automation and control, Prentice Hall, R. Piedrafita. Ingeniería de la Automatización Industrial. Ed. Ra-Ma, A. Porras y A.P. Montanero. Autómatas Programables. McGraw Hill, F. Rodríguez. Apuntes de la asignatura Control por Computador. UAL. F. Rodríguez. Apuntes de la asignatura Control y robótica en agricultura. UAL. F. Rodríguez, J.C. Moreno. Apuntes de la asignatura Control y Programación de Robots. UAL. A. Simon. Autómatas Programables, Paraninfo,

3 Justificación de la propuesta: Interés para el entorno industrial: la asignatura propuesta es de gran interés para todos los sectores productivos de la provincia de Almería que puedan estar relacionados directa o indirectamente con la Ingeniería de Materiales. En concreto, los temas relacionados con la automatización de sistemas de fabricación (integrando autómatas programables, máquinas de control numérico, robots industriales, sistemas de fabricación flexible, computadores de control, controladores industriales, etc.) resultan fundamentales en los sectores de extracción y transformación de piedra natural y artificial así como en los sistemas de producción y postrecolección agrícola, por poner algunos ejemplos donde los profesores del área tienen experiencia en aplicaciones prácticas. Docencia del área de Ingeniería de Sistemas y Automática en la Titulación de Ingeniero de Materiales en otras Universidades: el área de Ingeniería de Sistemas y Automática tiene la siguiente docencia adscrita en algunas Universidades donde se imparte la titulación de Ingeniero de Materiales: Universidad Miguel Hernández (Elche): Autómatas y sistemas de control (optativa 12 créditos). Descriptores: autómatas programables, teoría clásica de control. Sistemas electrónicos y automáticos (optativa 10,5 créditos). Descriptores: componentes y sistemas electrónicos, principios y técnicas de control de sistemas y procesos. Tecnología de fabricación (optativa 7,5 créditos). Descriptores: procesos y sistemas de fabricación. Diseño y ensayo de máquinas. Técnicas de medición y control de calidad. Universidad de Extremadura (Badajoz): Instrumentación y control (obligatoria 6 créditos). Descriptores: tratamiento de señales analógicas y digitales, sensores y transductores térmicos, mecánicos, ópticos y electrónicos, principios y técnicas de control analógico y digital. Universidad de Navarra: Ingeniería de control (optativa 6 créditos). Descriptores: sistemas y modelización matemática, representación de sistemas de control, estudio de la respuesta temporal y frecuencial, método del lugar de las raíces, diseño frecuencial, controladores PID. Además, aparece vinculada en las siguientes asignaturas en otras Universidades: Universidad Politécnica de Valencia: Sensores e instrumentación (optativa 6 créditos). Universidad del País Vasco: Electrónica industrial (obligatoria 4,5 créditos). Universidad de Navarra: Tecnología Electrónica I (optativa 3 créditos). Universidad de Salamanca: Instrumentación (obligatoria 4,5 créditos). Recursos humanos y curriculum en la materia: el área de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad de Almería cuenta entre sus profesores con un Dr. Ingeniero Industrial especialista en la materia, además de con un Ingeniero de Telecomunicación (Dr. Ingeniero Informático), un Dr. Ingeniero Informático y un Ingeniero Informático. En el ámbito de la asignatura propuesta, el área cuenta con una dilatada experiencia que se resume en su participación en 20 proyectos de investigación relacionados con el control automático y la robótica, publicación de 1 libro internacional, 1 libro docente sobre control automático, 7 capítulos de libros internacionales, 13 artículos en revistas internacionales y 2 en nacionales, más de 30 participaciones en congresos internacionales y más de 20 en nacionales y varios contratos con empresas (incluyendo algunos de automatización con máquinas de control numérico, control por computador, etc.) y patentes. Existe también una colaboración directa con el Instituto Andaluz de Automática y Robótica (sede de Sevilla), empresarios de fabricación de maquinaria automatizada para tratamiento de piedra natural de la comarca de Macael y empresas del entorno de la automatización agrícola. En al ámbito de la asignatura propuesta, los profesores del área vienen impartiendo sus contenidos en diversas materias tanto en la Universidad de Almería como en la de Sevilla. En concreto: o en el ámbito de la robótica industrial imparten las asignaturas: control y programación de robots (ITIS-UAL), sistemas robotizados (II-UAL), control y robótica en agricultura (ITA- UAL). 3

4 o en el ámbito de la automatización industrial y el control automático imparten o han impartido las asignaturas: Control por computador (ITIS-UAL), sistemas en tiempo real (ITIS-UAL), control avanzado de procesos químicos (IQ-UAL), control y robótica en agricultura (ITA- UAL), automática industrial (Ing. Industrial, Universidad de Sevilla, especialidades eléctrica, mecánica, química y organización industrial), teoría de control automático (Ing. Telecomunicación, Universidad de Sevilla), laboratorio de control automático (Ing. Telecomunicación, Universidad de Sevilla). o en el ámbito de los sistemas de fabricación y producción y las máquinas de control numérico imparten las asignaturas: Informática y automática industrial (II-UAL), Sistemas Informáticos (II-UAL). o Además, se imparte un curso de doctorado titulado Técnicas Avanzadas de Control por Computador, Robótica e Informática Industrial en la UAL. Recursos materiales: la docencia de la asignatura propuesta se llevaría a cabo en el laboratorio de Control Automático, Robótica y Visión Artificial del Departamento de Lenguajes y Computación de la Universidad de Almería. El laboratorio cuenta en la actualidad con 6 puestos de automatización con autómatas programables (el próximo curso académico se ampliará a 10 puestos), 10 puestos de control digital de motores, 1 mini-célula de fabricación flexible compuesta por un robot manipulador SCORBOT ER-V, 1 cinta transportadora con motor AC y variador de velocidad, sistema de visión artificial con cámaras CCD y frame grabbers, 20 puestos con simulador de célula robotizada, 20 licencias de software ARENA para modelado y simulación de sistemas de producción, fabricación y logísticos, etc. Además, en la solicitud a fondos FEDER que se ha realizado este año, se ha incluido una célula industrial de fabricación flexible, constituida por 3 máquinas de control numérico, 2 robots manipuladores, un almacén automático, cintas de transporte de material, etc. 4

5 Automatización y control de sistemas de fabricación ANEXO 2-A Contenido del plan de estudios UNIVERSIDAD ALMERÍA PLAN DE ESTUDIOS CONDUCENTE AL TÍTULO DE INGENIERO DE MATERIALES Ciclo Denominación 3. MATERIAS OPTATIVAS Créditos anuales Breve descripción del contenido Vinculación a áreas de conocimiento (3) Totales Teóricos Prácticos 2 Automatización y control de sistemas de fabricación 6 4,5 1,5 Teoría de control automático. Automatización de procesos y sistemas de fabricación. Autómatas programables. Control numérico. Robótica Industrial. Sistemas de fabricación flexible. Ingeniería de Sistemas y Automática 5