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Fabricacin Asistida por Computador (CAM)El Tigre 2014Ingeniera asistida por computador : CAEIng. Ms.C. Edgar Marn1OBJETIVO GENERAL

Profundizar en el estudio de las mquinas herramientas con control numrico computarizado.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Conocer los elementos bsicos de la programacin manual de mquinas herramientas CNCAprender a utilizar los diferentes ciclos de mecanizado a que puede ser sometida una pieza.Explotar paquetes de programas para la generacin automtica de programas CNC.

2AUTOMATIZACINTecnologas CAD/CAMDefinicin de Automatizacin: sustitucin de personas por mquinas.

Ya se haca en el siglo pasado.

Cul es la novedad en la empresa del siglo XXI?

Compatibilizar objetivos de Eficiencia y Flexibilidad en los sistemas productivos mediante la integracin de ordenadores y mquinas.

3Tipos de AUTOMATIZACINAutomatizacin Fija

Volumen de produccin alto.Diseo producto estable.Ciclo de vida producto largo.

Automatizacin Flexible o Programable

Objetivo: repetitividad cuando el volumen de produccin es bajo.Hay un programa para cada producto y el operador proporciona las instrucciones apropiadas para cambiar de proceso siempre que sea necesario.

Tecnologas CAD/CAM4Niveles de AUTOMATIZACINAutomatizacin dbil: al acoplar a mquinas convencionales intercambiadores automticos de herramientas, mecanismos de parada y arranque, etc.

Robots

Mquinas de Control Numrico.

CAM (Fabricacin Asistida por Ordenador).

FMS (Sistemas de Fabricacin Flexible).

CIM (Fabricacin integrada por ordenador). Tecnologas CAD/CAM5CAUSAS y EFECTOS DE LA AUTOMATIZACINCAUSAS

Liberacin de recursos humanos para que realicen tareas que requieran mayores conocimientos.

Eliminacin de trabajos desagradables / peligrosos.EFECTOS

Actuacin previa: Simplificacin de la tecnologa de proceso.

Impacto en estructura organizativa: implantacin de nuevas tecnologas requiere:

Estructuras organizativas nuevas. Nuevas formas de comunicacin interdependientes.

Tecnologas CAD/CAM6Beneficios e inconvenientes de la AUTOMATIZACINBENEFICIOS

Incremento de la productividad de la mano de obra.Incremento de la calidad.Reduccin del ciclo de fabricacin.Incremento de la capacidad.Reduccin de los inventarios.Incremento de las ventas.INCONVENIENTES

Incremento de los costes fijos.Incremento del mantenimiento.Reduccin de la flexibilidad de recursos.Tecnologas CAD/CAM7OBJETIVOS DE LA AUTOMATIZACINMaximizar la eficiencia de la operacin: reduccin de costes energticos y reducir desperdicios.

Mxima utilizacin, reduciendo tiempos muertos o de baja productividad.

Mantener los parmetros operativos ptimos y seguros.

Producir informacin de control de gestin.Tecnologas CAD/CAM8GESTIN DE LA TECNOLOGALa gestin de la tecnologa se debe basar en la aplicacin eficiente de la tecnologa a las necesidades existentes.

La tecnologa es una inversin que debe producir unos rendimientos como cualquier otra inversin.

Tiene una caducidad, por lo que es necesario que sea amortizada en ciertos plazos:

Se consideran 5 aos como mximo para tecnologas de gran cambio, como la informtica.

El valor residual debe considerarse cero.Tecnologas CAD/CAM9LA TECNOLOGA EN FABRICACINLas ciencias de la informacin son las conductoras de la tecnologa, tanto en la produccin como en los servicios. Entre las herramientas que proporciona estn:

Diseo Asistido por OrdenadorFabricacin Asistida por OrdenadorSistemas Automatizados de almacenaje y extraccinVehculos AutoguiadosSistemas Flexibles de FabricacinFabricacin Integrada por Ordenador

Estas herramientas permiten reemplazar operaciones manuales por operaciones automticas.

Afectan a todo el espectro de fabricacin.Tecnologas CAD/CAM10LA TECNOLOGA EN FABRICACIN: CAD / CAMDiseo Asistido por Ordenador (CAD): es el uso de los ordenadores para preparar, de forma interactiva, los planos de ingeniera.

Permite un desarrollo ms rpido, mejores productos, precisos flujos de informacin a otros departamentos. Todo contribuye a una amortizacin del CAD.

Para la transferencia electrnica de la informacin del diseo del producto se ha desarrollado un estndar conocido como la Norma para el Intercambio de Datos del Producto (STEP).

Fabricacin Asistida por Ordenador (CAM): se refiere al uso de programas informticos especializados en la direccin y control de los equipos de fabricacin.

Cuando la informacin del CAD se transforma en instrucciones para CAM, el resultado es el CAD/CAMTecnologas CAD/CAM11LA TECNOLOGA EN FABRICACIN: CAD / CAMVentajas del CAD/CAM:

Incremento de la Calidad del ProductoReducir el tiempo de diseoReducir el coste de produccinDisponibilidad de las bases de datosNuevas capacidades

El xito del CAD/CAM se debe a que gran parte de la maquinaria puede controlarse electrnicamente:

VelocidadFlexibilidad

Tecnologas CAD/CAM12LA TECNOLOGA EN FABRICACIN: Control NumricoLa maquinaria que puede controlarse de forma electrnica, habitualmente utilizando cinta magntica, se denomina Control Numrico (CN).

A las mquinas que tienen su propio microordenador y memoria para almacenar programas informticos se las denomina maquinaria de Control Numrico Informatizado (CNC).

La tercera fase del control numrico es el Control Numrico Directo (DNC): las mquinas se conectan a un ordenador central que puede enviar los programas necesarios a las memorias de las mquinas.

Tecnologas CAD/CAM13LA TECNOLOGA EN FABRICACIN: Control de ProcesosEl control de procesos es la utilizacin de la tecnologa de la informacin para supervisar y controlar un proceso fsico (normalmente coinciden con el proceso continuo).

Los sistemas de control de procesos actan de las siguientes formas:

Tienen sensores, dispositivos analgicos de recogida de datos.Recogen los datos con cierta periodicidad (1 vez por minuto,...).Las mediciones se transforman en seales digitales que se transmiten a un ordenador.Programas informticos que leen y analizan los datos.Distintos tipos de output: Mensajes en pantalla, salidas por impresora, una luz, una alarma sonora, grfico de control de procesos, etc.

Tecnologas CAD/CAM14LA TECNOLOGA EN FABRICACIN: Sistemas de VisinLos sistemas de visin combinan cmaras de vdeo y tecnologa informtica.

Se utilizan fundamentalmente en tareas de inspeccin:

La inspeccin realizada por hombres es tediosa, mentalmente atrofiadora y propensa al error.Los sistemas de visin son precisos, no se aburren y tienen un coste modesto.

Los motivos antes expuestos son lo que hacen que estos sistemas sean superiores a las personas a la hora de realizar estos trabajos, especialmente cuando los artculos que se inspeccionan son similares.Tecnologas CAD/CAM15LA TECNOLOGA EN FABRICACIN: RobotsUn robot es una mquina flexible y que tiene la habilidad de coger, mover y capturar artculos.

No son personas mecanizadas. Son aparatos mecnicos que pueden tener unos impulsos electrnicos almacenados en chips semiconductores capaces de activar motores o conmutadores.

Normalmente se utilizan para:

Mover materiales entre mquinas.Tareas peligrosas, montonas o que sea susceptible de mejora: consistencia, precisin, velocidad, fuerza, energa, etc.

Son competitivos en gran nmero de aplicaciones: trabajos con lotes pequeos, trabajos continuos y largos.

Tecnologas CAD/CAM16LA TECNOLOGA EN FABRICACIN: RobotsRobots menos flexibles y de menor coste pueden sustituirse por equipos especializados como mquinas de control numrico.

Las instrucciones se suministran por el operador al robot mediante una terminal de ordenador, estas se almacenan y pueden realizarse modificaciones durante el proceso.

Los robots no son una panacea para todas las empresas: Los cuidados y el mantenimiento pueden ser ms costosos que un hombre.Tecnologas CAD/CAM17LA TECNOLOGA EN FABRICACIN: Sistemas Automat. Almacenaje y ExtraccinEn las tareas de almacenes est involucrada gran cantidad de mano de obra que puede cometer gran nmero de errores. Por ello, se han desarrollado almacenes controlados informticamente.

Estos sistemas conocidos como Sistemas Automatizados de Almacenaje y Extraccin (ASRS), proporcionan la colocacin y extraccin automtica de componentes en / de lugares concretos del almacn.

Suelen ser muy utilizados por distribuidores al detalle y en reas de inventario y control de empresas manufactureras.Tecnologas CAD/CAM18LA TECNOLOGA EN FABRICACIN: Vehculos Autoguiados (AGV)El manejo automatizado de materiales puede realizarse a travs de monorrales, transportadores, robots o vehculos autoguiados.

Los Vehculos AutoGuiados (AGV) son carretillas guiadas y controladas de forma electrnica que se utilizan en las fbricas para transportar componentes y materiales.

En las oficinas se utilizan para repartir correo, etc.Tecnologas CAD/CAM19LA TECNOLOGA EN FABRICACIN: Sistemas Flexibles de Fabricacin En situaciones sofisticadas, el equipo para el manejo de materiales se utiliza para completar a las mquinas de control numrico directo.

Los equipos pueden ser robots, mquinas tranfer, vehculos autoguiados.

Para manejar materiales y estaciones de trabajo, los equipos debern estar conectados a un ordenador central que proporciona instrucciones para dirigir los trabajos.

A este conjunto se le denomina celda de trabajo automatizada o Sistema Flexible de Fabricacin (FMS).Tecnologas CAD/CAM20LA TECNOLOGA EN FABRICACIN: Fabricacin Integrada por OrdenadorUn FMS puede extenderse hacia atrs a los departamentos de ingeniera (CAD), produccin y control de stocks.

De esta forma, un dibujo CAD puede generar un programa que permita controlar una mquina de Control Numrico Directo (DNC).

Si la mquina est conectada a otras y a equipos de manejo de materiales como parte de un FMS, a todo el sistema se le llamara Fabricacin Integrada por Ordenador (CIM).

En torno a un sistema CIM, cualquier modificacin que se introduzca en el diseo puede materializarse en el producto en unos minutos.Tecnologas CAD/CAM21LA TECNOLOGA EN LOS SERVICIOSTiene gran variedad de aplicaciones en la industria de servicios:

Equipos de diagnstico en un taller de reparacin de automviles.

Nuevos materiales para prtesis de caderas en hospitales.

Tarjetas para el acceso a las habitaciones de un hotel.

Tarjetas de dbito, transferencias electrnicas y cajeros automticos en las Entidades Financieras.

Cabinas automticas de peaje en las autopistas.

Emisin sin cables, de pedidos de camareros a cocina en restaurantes, etc.

Tecnologas CAD/CAM22LA TECNOLOGA EN PROCESOS ADMINISTRATIVOSLa evolucin informtica se ha realizado en:

Diferentes arquitecturas:Host, LAN, Internet, Intranet.

Diferentes evoluciones:Centralizado, Cliente-Servidor.

Diferentes herramientas de software:Genricas: Procesador de textos, hojas de clculo, bases de datos, presentaciones, paquetes integrados.

Especiales: Diseo, Ingeniera, Modelizacin.Para varios usuarios:Paquetes integrados.Paquetes parametrizados.Tecnologas CAD/CAM23CIENCIAS DE LA INFORMACIN EN OPERACIONESProceso de transacciones:

Sistemas de Identificacin Automtica (AIS)

Sistemas de Informacin para la Direccin (MIS)

Sistemas de Soporte a la Decisin (DSS)

MIS y DSS se apoyan en inteligencia artificial:

Sistemas expertos

Lgica difusa

Redes Neuronales Tecnologas CAD/CAM24CLULAS DE TRABAJOClulas virtuales: Una operacin puede realizarse por ms de una mquina. Las mquinas pueden realizar diferentes tareas.

Las rutas se cambian /combinan para evitar embotellamientos.

Finalidad:

Que la produccin siga.

Que pueda haber mquinas en mantenimiento sin parar la produccin. Tecnologas CAD/CAM25Torno modelo MAGNUM.Fresadora modelo SUPERNOVA.Robot modelo MITSUBISHI con Gra.Almacn modelo CARRUSEL.Sistema de comunicacin basado en la lnea RS485.Programa de gestin, GPAO.Programa de edicin de la fabricacin, EDIFAC.Programa de simulacin de la fabricacin, SIMFAC.Programa de edicin/simulacin CNC, UNISOF.Programa de control y supervisin.La clula est formada por un conjunto de elementos fsicos y programas que permiten el mecanizado por arranque de viruta de piezas cilndricas y cbicas.

Los elementos son:

Estructura y elementosProcesos de trabajosGestin de la Produccin Asistida por OrdenadorGPAO: conocido en Espaa por MRPII. Su objetivo es sincronizar todas las actividades de un proceso de produccin. Debido a la diversidad de formas de produccin y caractersticas especficas de los productos no existen GPAOs universales, sin embargo los mdulos ms importantes que deben tener son:Programas maestro de produccin Planificacin de las necesidades de materiales Lista de materiales Planificacin de la capacidad, y control del taller. (Artculos, listas de materiales, rdenes de fabricacin, pedidos, compras, costes, etc., deben estar en un GPAO)Lo que normalmente abarca un programa GPAO son los aspectos de programacin y control, aunque existen algunos que hacen incidencia en la programacin.Tecnologas CAD/CAM28Gestin de la Produccin Asistida por Ordenador: PLANIFICACINA partir de las previsiones y de los pedidos realizados se realiza la planificacin en funcin de las capacidades humanas, tecnolgicas y financieras de la empresa. Las planificaciones pueden ser a largo, medio y corto plazo. Como resultado de la planificacin se genera un Plan Maestro que nos permite saber las cantidades de los diversos productos a realizar en unos intervalos de tiempo.Los planes maestros requieren clculos de las necesidades (piezas de montaje, maquinaria disponible, relevos laborales) y conllevan a la reduccin de los tiempos de produccin.Los factores a tener en cuenta son aquellos que nos causen bices en la produccin como son los recursos que por su escasez son problemticos para el cumplimiento de los planes.Tecnologas CAD/CAM29Gestin de la Produccin Asistida por Ordenador: PROGRAMACINEn esta fase se realiza la distribucin de tareas en la planta (scheduling) para posteriormente enviar a cada mquina su tarea en un momento dado (dispatching). PROGRAMACIN A MEDIO PLAZO: Se establecen las rdenes de fabricacin de las piezas que se van a realizar en un plan de trabajo. La seleccin de las rdenes de fabricacin depender de varios aspectos:Caractersticas de las rdenes: tamao del lote, tiempo de fabricacin, etc.Criterio a la hora de la fabricacin.

PROGRAMACIN A CORTO PLAZO: Se separan las rdenes en operaciones y por procedimientos basados en algoritmos siguiendo uno o varios criterios. Se establecen los siguientes puntos:Carga (en que mquina o instalacin van a realizarse)Secuencia (en que orden dentro de cada mquina)Temporizacin (cuando se debe producir cada operacin)Tecnologas CAD/CAM30Gestin de la Produccin Asistida por Ordenador: CONTROLLa fase de control permite detectar las desviaciones que existan en la produccin respecto a los planes calculados. El control tambin abarca el control de calidad sobre las piezas fabricadas y sobre las herramientas utilizadas. En esta fase se abarcan diversos campos como lo son:Simulacin: se pueden realizar simulaciones del plan de trabajo para detectar errores o problemas, antes de aplicar sobre la planta real.Visualizacin: se realizan visualizaciones de lo que est ocurriendo en planta o a nivel de secciones de plantas.Retroalimentacin del sistema: permite informar, a los estados superiores de planificacin y programacin, de las piezas que an quedan por fabricar. La retroalimentacin permite el clculo, de nuevo, de todos los planes y programas anteriores.Tecnologas CAD/CAM31Gestin de la Produccin Asistida por Ordenador: Clculo del PlanReordenar las rdenes de trabajo en funcin de un criterio de prioridad seleccionado.Estas rdenes se desglosan en rdenes unitarias, segn las cuales slo tiene que fabricar una pieza de la cantidad original de piezas de la orden desglosada.Posteriormente, de todas estas rdenes unitarias se toman aquellas que puedan fabricarse en el tiempo de duracin del plan establecido por el usuario.Con las rdenes unitarias seleccionadas se aplica el algoritmo que calcula el plan de gestin (Algoritmo de Johnson).Una vez obtenida la secuencia, cada orden de fabricacin unitaria se transforma en una serie de tareas de mecanizado en cada mquina de la clula y en los movimientos del robot.Con los tiempos definidos para cada programa de mquina que intervienen en la clula se genera un diagrama de PERT.Se graba toda la informacin en el fichero de enlace con el programa controlador de la clula, en un formato comprensible por ste. Tecnologas CAD/CAM32Gestin de la Produccin Asistida por Ordenador: ProgramaPosibilidades que ofrece el programa:

Manipulacin de rdenes de trabajo (salvar, listar, borrar, etc.).

Realizacin del clculo de un plan de fabricacin en funcin de los datos de las rdenes de trabajo y las piezas deseadas.

Visualizacin grfica mediante el diagrama de GANTT de los resultados obtenidos.

Generacin de un fichero con la secuencia de piezas a fabricar.

Impresin de los datos necesarios para la gestin as como los resultados.Tecnologas CAD/CAM33Gestin de la Produccin Asistida por Ordenador: ProgramaTecnologas CAD/CAMTiempo de fabricacinTiempo terico en el cual se terminarn de fabricar todas las piezas que componen el plan de trabajo.

Rendimiento de Mquina 1Porcentaje de tiempo utilizado por la Mquina 1 para manufacturar todas las piezas del plan de trabajo, respecto al tiempo empleado en concluir el plan (es decir, respecto a la informacin anterior).

Rendimiento de Mquina 2Igual a la informacin anterior pero para la Mquina 234LA TECNOLOGA DE GRUPOSe trata de organizar los componentes, partes de los productos en grupos.

Cada uno constituir una familia con necesidades de fabricacin similares.

Asignando grupos de mquinas (clulas) para su produccin para minimizar el cambio de stas.

Las mquinas de un grupo a su vez requieren cambios menores para adaptarse a diferentes lotes dentro de una misma familia. Las clulas son reas separadasPequeas lneas de fabricacinSe consigue simplificar la ruta de fabricacin:

Reducir el tiempo del producto en el taller.Colas de espera por Programacin y Control de la produccin ms sencilla.Tecnologas CAD/CAM35