1.1.3 ciclo abierto ciclo, cerrado

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AutomatizacinEs la tecnologa utilizada para realizar procesos o procedimientos sin la ayuda de las personas.

Sistemas de soporte a la manufactura

Sistema de Produccin

Sistemas de soporte a la manufactura Sistemas de control de calidad Sistemas de manufactura Tecnologas de automatizacin y control Tecnologas de manejo de materiales

Instalaciones

Elementosb sicosde un sistemaautomatizado.

Energa: para completar el proceso y operar el sistema. Programa: para dirigir el proceso. Sistema de control: para ejecutar las instrucciones.(1)Energa

(2)Programa de Instrucciones

(3)Sistemas de Control Proceso

Energapara realizarlos procesosautomatizados.

Un sistema automatizado es usado para operar algunos procesos. La energa se necesita para manejar el proceso as como los controladores. Tipos de energa

Elctrica. Mecnica. Trmica Fuentes alternativas: combustibles fsiles, hidrulica, solar, elica.

Energapara elproceso

En produccin, el trmino proceso se refiere a las operaciones de manufactura que son llevadas a cabo sobre la pieza de trabajo. La energa tambin es requerida para las funciones de manejo de materiales.

Carga y descarga de los materiales. Transportacin del material entre estaciones de trabajo.

Procesos comunes de manufactura y sus requerimientos de energaProceso Moldeado Maquinado por descarga elctrica Forjado Templado Moldeado por inyeccin Corte por lser Maquinado Troquelado Soldadura Forma de energa utilizada Trmica Elctrica Mecnica Trmica Trmica y mecnica Luminosa y trmica Mecnica Mecnica Trmica Accin lograda Funde el metal antes de colocarlo dentro de moldes donde ocurre su solidificacin A travs de descargas elctricas, se remueve material de la pieza ocasionado por altas temperaturas Se logra a travs de modificar la forma original de un metal presionado entre dados, generalmente a altas temperaturas La piezas se calientan por debajo de su punto de fusin para que las molculas unifiquen su estructura interna Un polmero transformado a consistencia plstica mediante calor, se inyecta en un molde para que tome la forma de ste El rayo lser crea una vaporizacin y fundicin de los metales por los que pasa, haciendo cavidades al paso de su haz Se elimina el material sobrante mediante el movimiento relativo de las piezas contra las herramientas y viceversa Mediante dados y sellos, las partes metlicas toman su forma A travs del calor se funde una parte del metal de la pieza metlica para adherirse a otra

Energapara Automatizacin

Se requiere energa para las siguientes funciones.

Unidad de control: los controladores modernos emplean energa elctrica para leer las instrucciones del programa, realizar clculos de control y ejecutar las instrucciones al transmitir comandos a los dispositivos actuadores. Energa para activar las seales de control: los comandos enviados por la unidad de control son llevadas a cabo por dispositivos electromecnicos llamados actuadores. Los comandos comnmente son transmitidos a travs de seales de control de bajo voltaje. Recoleccin y procesamiento de informacin: la informacin del sistema debe ser recolectada y usada como datos de entrada en los algoritmos de control. Adems, puede ser necesario llevar registro del desempeo del proceso o calidad del producto. Estas funciones necesitan energia aunque en cantidades modestas.

Programa

Programas de ciclo de trabajo.Los pasos del proceso para manufacturar una pieza son llevados a cabo durante un ciclo de trabajo. Es decir, en cada ciclo de trabajo, se produce una parte (aunque en algunas operaciones se produce ms de una). Estos pasos son especificados en un programa de ciclo de trabajo.

Parmetros del proceso: son entradas del proceso como la temperatura de un horno, o una coordenada en un sistema de posicionamiento. Variables del proceso: son salidas del proceso como la temperatura real del horno o la posicin actual en el sistema de coordenadas.

Programa.-

Toma de decisiones en el ciclo programado de trabajo.Interaccin del operador: aunque se intenta que el programa de instrucciones funciones sin interaccin humana, la unidad de control puede requerir datos de entrada proporcionados por el operador para funcionar. Diferentes partes o estilos de productos: un sistema automatizado puede ser programado para realizar diferentes ciclos de trabajo en partes o estilos de productos distintos. Variaciones en las unidades de arranque de trabajo: en muchas operaciones de manufactura, las piezas iniciales de trabajo no son consistentes, por lo que pasos adicionales pueden ser necesarios.

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Caractersticas de Ciclos de Programas de Trabajo usados en Sistemas AutomatizadosCaracterstica del programa Pasos en el ciclo de trabajo Ejemplos o Alternativas Ejemplo: Pasos secuenciales tpicos (1) carga, (2) proceso (3) descarga

Alternativas: Un parmetro VS muchos parmetros que deben ser cambiados durante el paso Parmetros de proceso Parmetros continuos VS parmetros discretos en cada paso Parmetros que cambian durante el paso, por ejemplo, un sistema de posicionamiento cuyos valores de ejes cambian durante el proceso Alternativas: Pasos manuales VS pasos no manuales (ciclo de trabajo completamente Pasos manuales en el automatizado) ciclo de trabajo Ejemplo: Carga y descarga de partes desde y hacia la mquina por un operador Alternativas: Integracin del operador VS ciclo de trabajo completamente automatizado Interaccin con el Ejemplo: operador El operador ingresando informacin de proceso para la parte trabajada actualmente Alternativas: Partes diferentes o Partes idnticas o estilos de trabajo en cada ciclo (produccin en masa o por estilos de productos lotes) VS partes diferentes o estilos de producto cada ciclo (automatizacin flexible) Variaciones en las Ejemplo: unidades de trabajo Variaciones en las dimensiones iniciales o caractersticas de partes. inicial

Sistemasde Control

El sistema de control de un sistema automatizado permite ejecutar el programa y lograr que el proceso realice su funcin definida. Los sistemas de control pueden ser de dos tipos:Sistemas de control de ciclo cerrado. Sistemas de control de ciclo abierto.

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CicloCerradoEn un sistema de control de ciclo cerrado la variable de salida es comparada con un parmetro de entrada, y cualquier diferencia entre las dos es usada para lograr que la salida sea acorde con la entrada. Parmetro de entrada Variable de salida

Controlador

Actuador

Proceso

Sensor de Retroalimentacin

Entrada de motor

Mesa de trabajo Codificador ptico

valor dado

Controlador

Motor

Seal de retroalimentacin al controlador

Sistema de Posicionamiento (en un eje) que consiste en un tornillo de posicionamiento operado por un servo motor de corriente directa

CicloAbiertoUn sistema de control de ciclo abierto opera sin el ciclo de retroalimentacin, sin medir la variable de salida, de manera que no hay comparacin entre el valor real de la salida y el valor deseado en el parmetro de entrada.

Parmetro de entrada

Controlador

Actuador

Proceso

Variable de salida

Sistema de Control de Ciclo Abierto

FuncionesAvanzadas dela AutomatizacinFunciones que conciernen a la mejora del desempeo y la seguridad del equipo, como son: Monitoreo de seguridad. Diagnstico de mantenimiento y reparacin. Deteccin de errores y recuperacin de la falla.

Monitoreode seguridadRespuestas del sistema de seguridad: Detencin del sistema. Encendido de alarmas sonoras. Reduccin de la velocidad de los procesos. Toma de acciones para corregir la violacin de seguridad. Tipos de sensores: De lmite. Fotoelctricos. De temperatura. De humo. De presin. Visin.

Diagnsticode mantenimiento yreparaci nCapacidad de un sistema automatizado de ayudar en la identificacin de las fuentes potenciales o actuales de malfuncionamiento o falla. Monitoreo de status. Diagnstico de falla. Recomendaciones para el procedimiento de reparacin.

Deteccinde erroresy recuperacinde lafalla.Uso del control computarizado en un sistema para automatizar la toma de las acciones correctivas necesarias para restaurar su operacin normal despus de ocurrida la falla. Pasos: Deteccin del error. Recuperacin del error.

Deteccindel errorUso de los sensores disponibles en el sistema automatizado para determinar cundo ha ocurrido una desviacin o malfuncionamiento, interpretar correctamente las seales de los sensores y clasificar el error. Clasificacin del error: Errores aleatorios. Errores sistemticos. Aberraciones.

Pasos para la deteccin de errores en una celda integrada de manufactura: Categoras de los errores y posibles malfuncionamientos que estas causanCa orasdeerrores teg Maqu riayproceso ina s He rramientasdecorte Ac cesoriosde sujec in Un idadde alm acenam tode ien partes Ro decarg bot ay descarga Po leMalfuncion ien sib am to Prdidadela energ a,sob argade energ rec a,def lecci ntrmica tem urade , perat cortemuyalta,vib racin,faltaderefrigera , pro maequiv nte gra ocado parte , defec sa tuo De ede laherram ta,rom ien sgast ien pim todela herramienta,vib racion faltade es, herramienta,herram taequivo ien cada Partefue radelaccesorio,pinz assinactu ar,partemovid aduranteelmaq ado uin , rom ien pim todela parte Parteatrabajaraus ente,partea trabajarequiv ocada partea trabajarqueexcedelas , dim nesoquenocum ensio pleconlasmism as Sujec inimpro piadelaparteatrabaja rob r,el ottiralaparteatrabaja r,nohayparte dis ponib lepararecoger

Recuperacindel errorAplicacin de las acciones correctivas necesarias para superar el error y regresar el sistema a su operacin normal. Estrategias: Realizar ajustes al final del ciclo de trabajo actual. Realizar ajustes durante el ciclo actual. Detener el proceso para aplicar acciones correctivas. Detener el proceso y pedir ayuda.

Arreglo de errores en una Celda Integrada de Manufactura; Posibles acciones correctivas que deben de ser realizadas en respuesta a los errores detectados durante la operacinErrores detectadose Las dimensiones de las partes cambian debido al calor producido por la herramienta El Robot tira la parte al momento de tomarla La parte sobrepasa las dimensiones Posibles acciones correctivas Ajustar las coordenadas en el programa de la parte para compensarlo (accin correctiva de categora 1) Buscar otra parte (accin correctiva de categora 2)

Ajustar el programa de la parte para tomar un paso preliminar de maquinado a travs de la superficie de trabajo (accin correctiva de categora 2) Aumente o disminuya la velocidad de corte para cambiar la frecuencia armnica Vibracin de la herramienta (accin correctiva de categora 2) Temperatura de corte muy alta Reduzca la velocidad de corte (accin correctiva de categora 2) Cambie la herramienta de corte con otra herramienta ms filosa (accin correctiva Fallo en la herramienta de corte de categora 3) No hay mas partes disponibles Llame al operador para resurtir las partes necesarias para el inicio de la operacin en la unidad de almacenamiento (accin correctiva de categora 4) Rebabas que interfieresn en la Llame al operador para que elimine las rebabas del area de trabajo (accin correctiva operacin de maquinado de categora 4)

Niveles de automatizacinEl concepto de sistemas automatizados puede ser aplicado a distintos niveles de las operaciones de una fbrica. Normalmente asociamos el concepto de automatizacin con la produccin de mquinas individuales. Sin embargo la produccin de mquinas por si misma est creada por subsistemas que por ellos mismos pueden ser automatizados. Podemos identificar cinco niveles posibles de automatizacin en una planta productiva y se explican con la siguiente figura

Niveles de automatizacinNivel 5 4 3 2 1Nivel de la empresa

Descripcin / ejemplosSistema de informacin corporativo Sistema de produccin

Nivel de plantaNivel de celda o sistema

Sistema de manufactura - grupos de mquinas Mquinas individuales

Nivel de maquinaria

Nivel de dispositivo

Sensores, actuadores, otros elementos de hardware