1- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE Ingeniería Industrial Clave de la asignatura: MID - 1201 Horas teoría-horas práctica-créditos 2-3-5 2- PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura El alumno será capaz de aplicar los conceptos y las técnicas de manufactura para la selección, implementación, diseño y evaluación de un sistema integrado de manufactura; así como el utilizar los equipos de un sistema flexible de manufactura auxiliadas por computadora mediante el manejo del propio software y hardware, desarrollando habilidades de pensamiento por medio del análisis, síntesis y selección de los elementos de los diversos componentes que le permitan desarrollar y evaluar un sistema integrado de manufactura Se pretende desarrollar/ promover: Analizar los diversos factores que intervienen en el mecanizado de superficies, a través de las herramientas de corte en manufactura Describir las diversas máquinas-herramientas de control numérico, así como los comandos de operación y programación para estas máquinas Establecer los diversos elementos manipuladores robóticos y realizar la programación de los comandos de operación y del sistema, para un robot alimentador de partes en una máquina Plantear las condiciones necesarias para la implementación de sistemas flexibles de manufactura; así como realizar una descripción detallada de sus elementos integrantes Realizar la programación computarizada de los equipos a través de ejercicios prácticos ejecutados, de forma individual y grupal Favorecer las habilidades de comunicación y de integración en equipos de trabajo Promover y fortalecer la identidad del estudiante como agente de cambio para el desarrollo de proyectos que solucionen los problemas organizacionales Intención didáctica Se organiza el temario, en cinco unidades, agrupadas de la siguiente manera: En la primera unidad Introducción a las tecnologías de SMF Sistemas de Manufactura Definición y clasificación Definición de SMF Historia de los SMF Componentes de un SMF Clasificación de los SMF Justificación de su utilización La segunda unidad Tecnologías para generación de datos de maquinabilidad Conceptos básicos
Lenguaje de programación Generación de transferencias Programación de sistemas de mecanizado y corte Taladros Tornos Fresadoras Rectificadoras Centros de mecanizado, equipos de corte por laser, plasma y agua Integración CAD / CAM Transformación de máquinas convencionales La tercera unidad Tecnología robótica Antecedentes Anatomía de un robot Clasificación Transmisión y sistemas de control de los robots Precisión, repetitividad y actuadores finales Programación de robots Aplicaciones de los robots Robots comerciales Integración CAM La cuarta unidad Sistemas para la planeación y control de manufactura de productos Manejo de materiales, selección de un sistema Transportadores Vehículos guiados automáticamente Mecanismos guiados por riel Sistemas manuales Sistemas para almacenaje Sistemas de simulación para el diseño Sistemas de control La quinta unidad Simulación, Integración y aplicación de Sistemas de Manufactura Flexible Análisis inicial Búsqueda de información Justificación financiera Diseño de estaciones de trabajo Selección de componentes Requerimientos de equipos, dispositivos y herramental Instalación y arranque Equipo de seguridad Capacitación y mantenimiento Aplicaciones futuras Se sugiere una actividad integradora en cada unidad, que permita aplicar los conceptos estudiados y los aprendizajes logrados así como el empleo de software Esto permite dar un cierre a la materia mostrándola como útil por sí misma en el desempeño profesional El enfoque sugerido para la materia, requiere que las actividades prácticas promuevan el desarrollo de habilidades tales como: identificación, manejo y control de variables y datos
relevantes; planteamiento de hipótesis; trabajo en equipo, y propicien procesos intelectuales como inducción-deducción y análisis-síntesis, con la intención de generar una actividad intelectual compleja En las actividades prácticas sugeridas, es conveniente que el profesor busque sólo guiar a sus estudiantes para que ellos hagan la elección de las variables a controlar y registrar Algunas de las actividades sugeridas pueden hacerse como actividad extra clase y comenzar el tratamiento en aula a partir de la discusión de los resultados de las observaciones Es importante ofrecer escenarios distintos, ya sean reales ó virtuales a través del estudio de casos En el transcurso de las actividades programadas es muy importante que el estudiante aprenda a valorar las actividades que lleva a cabo y entienda que está construyendo su quehacer futuro y en consecuencia actúe de una manera profesional; de igual manera, aprecie la importancia del conocimiento y los hábitos de trabajo; desarrolle la precisión y la curiosidad, la puntualidad, el entusiasmo y el interés, la tenacidad, la flexibilidad y la autonomía
3- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias específicas: Competencias genéricas: Desarrollar proyectos de automatización y control, a través Competencias instrumentales del diseño, la administración y la aplicación de nuevas tecnologías para satisfacer las necesidades del sector productivo decisiones Competencias interpersonales Competencias sistémicas en la práctica
4- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Participantes Evento Instituto Tecnológico Superior de Tepeaca del 6 al 10 de Agosto de 2012 Docentes de la Academia de Ingeniería Industrial del I T S T: I I Alejandro Rosete Notario L C Alma Laura Soto Ruanova I I Armando Guzmán Bautista I E Felipe González Temoxtle Dra Irce Leal Cabrera M C Javier Julián Pinto Vargas I I Joao Rafael Córdoba Espino I I Moisés Benito Salinas López I I Tonatiuh Cruz Chan I I Víctor Hugo Silva Morales Reunión de academia de Ingeniería Industrial del I T S T para el Diseño e Innovación Curricular para el Desarrollo y Formación de Competencias Profesionales de las Asignaturas de especialidad de la Carrera de Ingeniería Industrial del I T S T
5- OBJETIVO GENERAL DEL CURSO El alumno aplicará los conceptos y las técnicas de manufactura al realizar la selección, implementación, diseño y evaluación de un sistema integrado de manufactura; así como la planeación y el control de manufactura de productos además, el alumno conocerá la importancia de los sistemas flexibles dentro de cualquier empresa y entenderá la importancia y las consecuencias de implantar este tipo de sistemas 6- COMPETENCIAS PREVIAS Conocer e interpretar los conceptos de tolerancias y especificaciones Conocimiento de propiedades de los materiales Manejo de procesos de fabricación Manejo de paquetes computacionales de diseño Manejo de materiales
7- TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1 Introducción a las tecnologías de SMF 2 Tecnologías para generación de datos de maquinabilidad 3 Tecnología robótica 4 Sistemas para la planeación y control de manufactura de productos 5 Simulación, Integración y aplicación de Sistemas de Manufactura Flexible 11 Sistemas de Manufactura Definición y clasificación 12 Definición de SMF 13 Historia de los SMF 14 Componentes de un SMF 15 Clasificación de los SMF 16 Justificación de su utilización 21 Conceptos básicos 22 Lenguaje de programación 23 Generación de transferencias 24 Programación de sistemas de mecanizado y corte 25 Taladros 26 Tornos 27 Fresadoras 28 Rectificadoras 29 Centros de mecanizado, equipos de corte por laser, plasma y agua 210 Integración CAD / CAM 211 Transformación de máquinas convencionales 31 Antecedentes 32 Anatomía de un robot 33 Clasificación 34 Transmisión y sistemas de control de los robots 35 Precisión, repetitividad y actuadores finales 36 Programación de robots 37 Aplicaciones de los robots 38 Robots comerciales 39 Integración CAM 41Manejo de materiales, selección de un sistema 42 Transportadores 43 Vehículos guiados automáticamente 44 Mecanismos guiados por riel 45 Sistemas manuales 46 Sistemas para almacenaje 47 Sistemas de simulación para el diseño 48 Sistemas de control 51 Análisis inicial 52 Búsqueda de información 53 Justificación financiera 54 Diseño de estaciones de trabajo 55 Selección de componentes 56 Requerimientos de equipos, dispositivos y herramental 57 Instalación y arranque
58 Equipo de seguridad 59 Capacitación y mantenimiento 510 Aplicaciones futuras
8- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS El docente debe: Realizar talleres de solución de problemas durante el curso Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información Realizar visitas a empresas que propicien la aplicación de los conceptos y metodologías Asistencia a congresos, simposios y seminarios relacionados con SMF Fomentar actividades grupales para la solución de problemas Realizar actividades prácticas para el desarrollo de habilidades Observar y analizar problemas del campo ocupacional, así como casos de éxito Proponer problemas que permitan al estudiante establecer la relación de los contenidos de la asignatura con otras asignaturas del plan de estudios Exposición de los temas por parte del maestro, aplicación del tema expuesto, trabajos de investigación que sustenten la teoría Exposición de temas por parte de los alumnos Realización de prácticas Uso de videos ilustrativos del tema Análisis de casos y lecturas de apoyo a los temas 9 SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN Para la evaluación del alumno se propone un sistema que tome en cuenta elementos teóricos prácticos, por lo que se sugiere: Tareas de investigación de temas Aplicación de exámenes de conocimientos Evaluación de las prácticas desarrolladas por los alumnos Corrida de integración de la celda de manufactura flexible Participación durante el desarrollo del curso Tareas asignadas Trabajos asignados, utilizando software Reporte de la aplicación de proyectos aplicando Reporte y exposición de proyectos Reporte de prácticas del uso de software Reportes de las visitas a industrias Ensayo de la asistencia a foros, conferencias o congresos Portafolio de evidencias
10- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1 Introducción a las tecnologías de SMF Competencia específica a desarrollar Definir los conceptos estructurados que clasifican a los sistemas y las técnicas aplicadas a la manufactura y el control automático Definir e interpretar los componentes eléctricos, mecánicos y de configuración que conforman los diferentes módulos que integran un sistema de manufactura flexible así como las variables y características que controlan y afectan de manera directa e indirecta al proceso Actividades de Aprendizaje Clasificar las partes que integran un sistema de control de acuerdo a los estándares y normas industriales aplicables Manejar y configurar los diferentes sistemas de control numérico Integrar un centro de control numérico como parte de un sistema de manufactura flexible Identificar la aplicación de los sistemas SMF en el sector industrial Analizar los componentes que conforman los diversos módulos de un sistema de manufactura flexible Unidad 2 Tecnologías para generación de datos de maquinabilidad Competencia específica a desarrollar Describir las diversas máquinasherramientas de control numérico, así como los comandos de operación y programación para estas máquinas Actividades de Aprendizaje Realizar las siguientes practicas: Desarrollar un proyecto para maquinar una pieza en Torno y otra en el Centro de Maquinado Dibujar una pieza factible de maquinar en un Torno y otra en el Centro de Maquinado Utilizando software de CAD/CAM Generar planos mecánicos de las piezas a maquinar y utilizar los dibujos de las piezas Cambiar a Control Numérico los programas simulados y aceptados En Torno y Centro de Maquinado, ejecutar los programas desarrollados Unidad 3 Tecnología robótica Competencia específica a desarrollar Establecer los diversos elementos manipuladores robóticos y realizar la programación de los comandos de operación y del sistema, para un robot alimentador de partes en una máquina Identificar las condiciones de seguridad en el manejo de robot Actividades de Aprendizaje Diferenciar robots manipuladores acuerdo a su morfología y aplicación logrando la optimización, mejora e innovación de procesos de manufactura Simular virtualmente el desarrollo de un proyecto de integración de robots donde se represente y demuestre la optimización y mejora del proceso Integrar un robot industrial logrando la optimización del proceso considerando las medidas de seguridad Ver demostración de práctica Diseñar un programa para hacer funcionar un manipulador robótico
Unidad 4 Sistemas para la planeación y control de manufactura de productos Competencia específica a desarrollar Elaborará interfaces prácticas entre diferentes sistemas de control de acuerdo a los requerimientos y necesidades del proyecto, aplicando los conocimientos adquiridos durante el curso e implementando las tecnologías industriales de acuerdo a la configuración del sistema Integrar sistemas de visión como módulos de inspección y verificación de calidad de acuerdo a parámetros y características requeridos por el proceso y el producto Actividades de Aprendizaje Implementar interfaces de comunicación, control y adquisición de datos de acuerdo a los requerimientos de los sistemas de manufactura flexible Identificar la configuración adecuada de acuerdo a estándares y requerimientos industriales Analizar el diseño e implementación de la configuración de comunicación Analizar las pruebas para identificar errores en la transferencia y recepción de información
Unidad 5 Simulación, Integración y aplicación de Sistemas de Manufactura Flexible Competencia específica a desarrollar Describir el funcionamiento de un sistema de manufactura flexible de acuerdo a su arquitectura y diagramas Describir el entorno de simulación de un SMF Identificar las características necesarias, de configuración y los parámetros requeridos en la implementación de técnicas de verificación y control de calidad Actividades de Aprendizaje Realizar la integración de un sistema de manufactura con todos sus componentes tanto individuales como estructurados, simulación y puesta en marcha Realizar de manera práctica cambios en las configuraciones de los sistemas de manufactura Integrar sistemas de visión como módulos de inspección y verificación de calidad de acuerdo a parámetros y características requeridas por el proceso y el producto Desarrollar proyectos con aplicación industrial que comprendan todos los componentes que conforman los diversos módulos de un sistema de manufactura, análisis y comprensión de diagramas eléctricos y mecánicos, desarrollo y fabricación de componentes, simulación, instalación y puesta en marcha de los sistemas de un SMF Analizar las pruebas para identificar errores en la transferencia y recepción de información 11 FUENTES DE INFORMACIÓN 1 GREENWOODI Sistemas de manufactura flexible Macombo Esp 1996 2 WILLIAMS Manufacturing systems Ed 2nd edition, Chapman & Hall, USA 1994 3 GOETSCH Advanced manufacturing technology, USA 1990 4 BESANT Y LUI Computer aided design and manufacture, Ed Ellis Horwood,USA 1990 5 POWERS IV V,Computer Automated manufacturing Ed Mc-Graw-Hill,USA 1989 6 KRAR / CHECK, Tecnología de las Máquinas Herramientas, Editorial Alfaomega 7 MIKELL P GROOVER, Fundamentos de Manufactura Moderna, Editorial Prentice May 8 MORPIN POBLET JOSE, Sistemas CAD/CAM/CAE, Diseño y Fabricación por Computador, Editorial Marcombo 9 CHILDS, JAMES J, Numerical Control Part Programming, Industrial Press 10 MC MAHON, CHIRIS; BROWNE, JIMMIE, CAD/CAM: Principles, Practice and Manufacturing Management Addison-Wesley 11 CHALAMETA R, CAMPOS, C y Grangel, R 2001 References Architectures for Enterprise Integration The Journal of Systems and Software 12 DOUGMEINTS, G, VALLERSPIR, B y CHEN, D 1995 Methodologies for Designing CIM Systems: A Survey Computers in Industry Journal 12- PRÁCTICAS PROPUESTAS 1 Diseñar sistemas de manufactura flexible para dar solución a problemáticas reales en el sector industrial 2 Modelar diseños de SMF apoyados por herramientas de diseño y simulación de sistemas que intervienen en la automatización y control de procesos
3 Implementar prototipos físicos o virtuales considerando el modelado, para validar y depurar la funcionalidad del diseño 4 Evaluar el diseño propuesto con base a la normatividad aplicable, su eficiencia y costos para determinar su factibilidad 5 Elaborar proyectos donde intervengan recursos humanos, equipo, herramientas, materiales y energéticos utilizando las nuevas tecnologías de la información y comunicación y técnicas de negociación para cumplir con la planeación del proyecto, la automatización y el control 6 Instalar sistemas y equipos eléctricos, mecánicos y electrónicos teniendo en cuenta la planeación, organización, ejecución y condiciones de seguridad para asegurar la funcionalidad 7 Generar planos mecánicos de las piezas a maquinar y utilizar los dibujos de las piezas, asignando herramientas y parámetros de maquinados para simular su maquinado en computadora 8 Diseñar un programa para hacer funcionar un manipulador robótico 9 Diseñar un programa para hacer funcionar un manipulador robótico y aplicar los comandos de programación en ejercicios prácticos utilizando un manipulador robótico 10 Dibujar una pieza factible de maquinar en un Torno y otra en el Centro de Maquinado utilizando software de CAD/CAM