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Producción: Tecnologías modernas

Exposición sobre tecnologías modernas para la clase de producción I
by

Diego Ortiz carvajal

on 3 December 2012

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Transcript of Producción: Tecnologías modernas

ROJAS PEÑARANDA ANYELY MELISSA
cod: 1190666
ORTIZ CARVAJAL DIEGO FERNANDO
cod: 1190728
GUERRERO VELASQUEZ SAMUEL ORLANDO
cod: 1190841
PEÑA MENDEZ LUIS FERNEY
cod: 1190722 TECNOLOGÍAS MODERNAS DE PRODUCCIÓN El control numérico (CN) es un sistema de automatización de máquinas herramienta que son operadas mediante comandos programados en un medio de almacenamiento, en comparación con el mando manual mediante volantes o palancas.

Las primeras máquinas de control numérico se construyeron en los años 1940 y 1950, basadas en las máquinas existentes con motores modificados cuyos mandos se accionaban automáticamente siguiendo las instrucciones dadas en un sistema de tarjeta perforada. 1.CONTROL NUMÉRICO COMPUTARIZADO (CNC) 2.DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA (CAD) 3.INGENIERÍA ASISTIDA POR COMPUTADORA (CAE) 4.FABRICACIÓN ASISTIDA POR COMPUTADORA (CAM) 5.MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADOR (CIM)
6.SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA (SFM) Principio de funcionamiento
Para mecanizar una pieza se usa un sistema de coordenadas que especificarán el movimiento de la herramienta de corte.
El sistema se basa en el control de los movimientos de la herramienta de trabajo con relación a los ejes de coordenadas de la máquina, usando un programa informático ejecutado por un ordenador. Aplicaciones de CNC.
Aparte de aplicarse en las máquinas herramienta para modelar metales, el CNC se usa en la fabricación de muchos otros productos de ebanistería, carpintería, etc.

La aplicación de sistemas de CNC en las máquinas-herramienta han hecho aumentar enormemente la producción, al tiempo que ha hecho posible efectuar operaciones de conformado que era difícil de hacer con máquinas convencionales, por ejemplo la realización de superficies esféricas manteniendo un elevado grado de precisión dimensional. Programación en el control numérico

Programación manual
En este caso, el programa pieza se escribe únicamente por medio de razonamientos y cálculos que realiza un operario. Al conjunto de informaciones que corresponde a una misma fase del mecanizado se le denomina bloque o secuencia, que se numeran para facilitar su búsqueda.

Programación automática
En este caso, los cálculos los realiza un computador, a partir de datos suministrados por el programador dando como resultado el programa de la pieza en un lenguaje de intercambio llamado APT que posteriormente será traducido mediante un post-procesador al lenguaje máquina adecuado para cada control. Por esta razón recibe el nombre de CAM (ComputerAidedMachining o Mecanizado Asistido por Computadora). Algunas ventajas y desventajas del CNC

La CNC posee las siguientes ventajas:
•Mayor precisión y mejor calidad de productos.
•Mayor uniformidad en los productos producidos.
•Un operario puede operar varias máquinas a la vez.
•Fácil procesamiento de productos de apariencia complicada.

La CNC posee las siguientes desventajas:
Alto costo de la maquinaria.
•Falta de opciones o alternativas en caso de fallas.
•Es necesario programar en forma correcta la selección de las herramientas de corte y la secuencia de operación para un eficiente funcionamiento. Es un sistema que permite el diseño de objetos por computadora, presentando múltiples ventajas como la interactividad y facilidad de crear nuevos diseños, la posibilidad de simular el comportamiento del modelo antes de la construcción del prototipo, modificando si es necesarios, sus parámetros; la generación de planos con todo tipo de vistas, detalles y secciones, y la posibilidad de conexión con un sistema de fabricación asistida por computadora para la mecanización automática de un prototipo, es el uso de un amplio rango de herramientas computacionales que asisten a ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño en sus respectivas actividades. Elementos de los sistemas CAD

El proceso de diseño en CAD consiste en cuatro etapas.

Modelado geométrico: Se describe como forma matemática o analítica a un objeto físico, el diseñador construye su modelo geométrico emitiendo comandos que crean o perfeccionan líneas, superficies, cuerpos, dimensiones y texto; que dan a origen a una representación exacta y completa en dos o tres dimensiones.
El representado en línea abarca todas las aristas del modelo que se pueden considerar como líneas llenas dando como resultado una imagen ambigua ya que algunas veces las formas son complicadas y para facilitarlo se pueden usar los colores para distinguir las líneas de las piezas y tener una mejor visualización. Sus estructuras se representan en 2, 2 ½ y dimensiones.
Cuando hablamos de 2 ½ se utiliza la transformación de la extrusión (sweept), moviendo el objeto de 2-D a lo largo del eje z.

. Aplicaciones de CAD.

Diseño Mecánico.
Estudios de distribución de espacios (Lay out).
Definición de formas exteriores.

Estudio de estilo exterior e interior.

Diseño Electrónico.
Es la segunda aplicación del CAD en cuanto a volumen de negocio en el mercado mundial. Por sus características es el tipo de diseño más fácil de automatizar, yaque utiliza una gran cantidad de símbolos y elementos repetitivos.

Ingeniería Industrial.
Distribuciones de planta: Máximo aprovechamiento de espacio, mínima distancia entre elementos, secuencias determinadas, mínimo recorrido, etc.

Diseño y ubicación de redes de transporte: Electricidad, agua, gas. Aire comprimido.

Diseño de los edificios industriales. Beneficios de CAD
Los beneficios del CAD incluyen menores costos de desarrollo de productos, aumento de la productividad, mejora en la calidad del producto y un menor tiempo de lanzamiento al Mercado.

•Mejor visualización del producto final, los sub-ensambles parciales y los componentes en un sistema CAD agilizan el proceso de diseño.
•El software CAD ofrece gran exactitud de forma que se reducen los errores.
•El software CAD brinda una documentación más sencilla y robusta del diseño, incluyendo geometría y dimensiones, lista de materiales, etc.
•El software CAD permite una reutilización sencilla de diseños de datos y mejores prácticas. Es el conjunto de programas informáticos que permiten analizar y simular los diseños de ingeniería realizados con el ordenador, o creados de otro modo e introducidos en el ordenador, para valorar sus características, propiedades, viabilidad y rentabilidad así poder hacer mejoras a los diseños de productos o bien apoyar a la resolución de problemas de ingeniería para una amplia gama de industrias. Las aplicaciones CAE soportan una gran variedad de disciplinas y fenómenos de la ingeniería incluyendo:
•Análisis de estrés y dinámica de componentes y ensambles utilizando el análisis de elementos finitos (FEA)
•Análisis Termal y de fluidos utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD)
•Análisis de Cinemática y de dinámica de mecanismos (Dinámica multicuerpos)
•Simulación mecánica de eventos (MES)
•Análisis de control de sistemas
•Simulación de procesos de manufactura como forja, moldes y troquelados
•Optimización del proceso del producto Beneficios de CAE
Los beneficios de software de tipo CAE incluyen reducción del tiempo y costo de desarrollo de productos, con mayor calidad y durabilidad del producto.
•Las decisiones sobre el diseño se toman con base en el impacto del desempeño del producto.
•Los diseños pueden evaluarse y refinarse utilizando simulaciones computarizadas en lugar de hacer pruebas a prototipos físicos, ahorrando tiempo y dinero.
•Aplicaciones CAE brindan conocimientos sobre el desempeño más temprano en el proceso de desarrollo, cuando los cambios al diseño son menos costosos de hacer.
•Aplicaciones CAE apoyan a los equipos de ingeniería a administrar riesgos y comprender las implicaciones en el desempeño de sus diseños.
•Los datos integrados y la gestión del proceso del CAE amplían la capacidad de balancear con eficacia los conocimientos del funcionamiento mientras se mejoran los diseños para una comunidad más amplia.
•La exposición de garantía es reducida al identificar y eliminar problemas potenciales. Cuando integrado al producto y desarrollo de la manufactura, CAE puede facilitar desde etapas tempranas la resolución de problemas, lo que puede reducir dramáticamente los costos asociados al ciclo de vida del producto. Implica el uso de computadores y tecnología de cómputo para ayudar en la fase directa de manufactura de un producto, es un puente entre el Diseño Asistido por Computadora CAD y el lenguaje de programación de las máquinas herramientas con una intervención mínima del operario.

Debido a sus ventajas, se suele combinar el diseño y la fabricación asistidos por computadora en los sistemas CAD/CAM.

Una función de CAD/CAM importante en operaciones de mecanizado es la posibilidad de describir la trayectoria de la herramienta para diversas operaciones, como por ejemplo torneado, fresado y taladrado con control numérico.

Ejemplos de este tipo de software son: WorkNC, Unigraphics, CATIA, CAMWorks, GibbsCAM y muchos más. Aplicaciones de CAM 1.Planeación de la manufactura

Las aplicaciones del CAM en la planeación de la manufactura son aquellas en lasque la computadora es usada indirectamente para soportar la función de la producción. Las aplicaciones de manufactura asistida por computadora para la categoría de planeación son:
Estimación de costos
Planeación del proceso asistido por computadora (CAPP Computer-Aided Process Planning)
Datos para maquinado computarizado.
Programación de partes con control numérico.
Balanceo de líneas 2.Control de la manufactura

La segunda aplicación de CAM concierne al desarrollo de sistemas computacionales para implementar la función de control de manufactura, que consiste en el manejo y control de las operaciones físicas en la fábrica. El control de procesos, control de calidad y monitoreo de procesos son incluidos aquí.

Beneficios de la aplicación del CAM se encuentra:
1. La posibilidad de utilizar casi por completo la mejor fiabilidad de máquinas frentente a la variabilidad humana
2. La mayor consistencia entre los distintos artículos fabricados Se define como "la integración de las computadoras digitales en todos los aspectos del proceso de manufactura”.

Esta tecnología se centra en la computación y las telecomunicaciones, y busca la integración de todas las actividades del negocio, en software que planean y organizan las operaciones de manufactura, permiten explorar mejores alternativas para la producción y los insumos, monitorean si las operaciones se ajustan al plan previo y permiten proyectar resultados incluso financieros.

CIM es un sistema de manufactura computarizado que está formado por máquinas de control numérico y un sistema de manejo de materiales automatizado. CIM es la forma más moderna y más automatizada de la producción. Implica unir diferentes fases de la producción y crear un sistema totalmente integrado. Dentro de cualquier sistema integrado por computadora se pueden distinguir cuatro componentes principales:

Ingeniería de diseño automatizada (CAE). En esta área se incluyen CAD,programación NC, diseño de herramientas, ajustes o fijaciones y moldes.

Planificación del control de calidad y planificación del proceso productivo.

Esta última función es el elemento unidor entre CAD y CAM y recibe el nombre de CAPP cuando esta automatizado.

Dirección de las operaciones. Esta área gobierna la adquisición de los materiales, buscando la eficiencia en costos por lo que debe incluirse un modulo de contabilidad de costos. Es necesario también incluir un modulo para la plantación y control de la producción.

Manufactura Asistida por Computadora. Esta área se encargara por unaparte de la fabricación e inspección de las piezas y componentes de los artículos y por otra parte el montaje e inspección de los artículos terminados. Estructura
Existe una jerarquía de control en los ambientes manufactureros, en la cual hay 5 niveles principales que se detallan a continuación:
•Control de máquinas (PLCs)
•Control de celdas
•Computador de área
•Computador de planta
•Computador corporativo
El nivel más bajo (1) consiste en productos basados en microprocesadores que controlan directamente las máquinas.
En el segundo nivel, varias máquinas trabajan en conjunto, y aunque cada una de ellas trabaja con su propio control, existe un computador central que las maneja.
El tercer nivel monitorea operaciones de un área de la planta, por ejemplo, una línea de ensamblado o una línea de soldadura robotizada. El computador de planta sirve más para funciones administrativas, puesto que a pesar de que la planeación debe hacerse a distintos niveles, siempre existe alguien que los autoriza y divide las labores en la planta.
Finalmente, y al tope de la jerarquía de control, encontramos el computador corporativo, dentro del cual reside la base de datos y los programas financieros y administrativos de la empresa. Una de las más importantes funciones de este computador es organizar la base de datos, de tal manera que ella pueda ser fácilmente manejada y guardada. Beneficios estratégicos del CIM

1.Flexibilidad: Capacidad de responder más rápidamente a cambios en los requerimientos de volumen o composición.

2.Calidad: Resultante de la inspección automática y mayor consistencia en la manufactura.

3.Tiempo Perdido: Reducciones importantes resultantes de la eficiencia en la integración de la información.

4.Inventarios: Reducción de inventario en proceso y de stock de piezas terminadas debido a la reducción de pérdidas de tiempo y el acceso oportuno a la información precisa.

5.Control Gerencial: Reducción de control como resultado de la accesibilidad a la información y la implementación de sistemas computacionales de decisión sobre factores de producción.

6.Espacio Físico: Reducciones como resultado de incremento en la eficiencia la distribución y la integración de operaciones.

7.Opciones: Previene riesgos de obsolencia, manteniendo la opción de explotar nuevas tecnologías. Los sistemas flexibles de manufactura están formados por un grupo de máquinas y equipo auxiliar unidos mediante un sistema de control y transporte, que permiten fabricar piezas en forma automática. La ventaja de los SFM es su gran flexibilidad en términos de poco esfuerzo y corto tiempo requerido para manufacturar un nuevo producto. En un sistema de manufactura flexible existen cuatro componentes principales Almacenamiento y manejo de partes
Almacenamiento y manejo de herramientas
Sistemas de control por computador
Un sistema de cómputo Elementos de un SFM.
Los sistemas básicos de un sistema flexible de manufactura son las estaciones de trabajo, el manejo automático de materiales y partes y los sistemas de control. Los tipos de máquinas en estaciones de trabajo dependen del tipo de producción. Para operaciones de maquinado normalmente se utilizan de tres a cinco CNC, tales como tornos y centros de maquinado, incluyendo también algún otro equipo automatizado de inspección para medición, ensamble y limpieza. Programación
Debido a que los sistemas SFM requieren de una mayor en capital es esencial la utilización eficiente de la maquinaría estas no deben tener un tiempo de ocio, consecuentemente, una programación apropiada de proceso es crucial, la programación de los SFM es dinámica a diferencia de los talleres de trabajo, donde, una programación rígida es seguida durante un cierto período de tiempo para realizar un grupo de operaciones. Ventajas de los SFM.
•Incrementan la productividad.
•Menor tiempo de Preparación en nuevos productos.
•Reducción de inventarios de materiales dentro de la planta.
•Ahorro en fuerza de trabajo.
•Mejora en la calidad del producto.
•Mejora en la seguridad de los operarios.
•Las partes pueden ser producidas de forma aleatoria y también en lotes. 7.TECNOLOGIAS MODERNAS DE PRODUCCIÓN EN COLOMBIA A pesar de las grandes inversiones que las empresas colombianas hacen y aspiran a hacer para enfrentar el reto de la apertura económica y la internacionalización de la economía, muchas de ellas tienen una idea errónea de lo que significa la incorporación de la informática a los procesos de producción. Se cree dice Carlos Fernando Navarro, gerente de mercadeo de la firma Mind de Colombia que simplemente es la adquisición de computadores. Pero si no hay una adecuada planificación, integración, y conciencia de su papel, éstos pueden terminar agilizando y automatizando no los procesos sino los errores. En colombia se encuentran los siguientes sistemas de producción en lo que se aplican los diferentes tipos de tecnologías Industria automotriz
Industria de bebidas
Industria sector cerámico
Industria sector calzado
Industria de polímeros En norte de Santander En nuestra región podemos encontrar algunas empresas que utilizan o aplican los tipos de tecnologías anteriormente mencionados
como lo son: Cerámica Italia
Cinsa
Robusta
Sena
Ecopetrol TECNOLOGIAS DE PRODUCCION EN COLOMBIA TECNOLOGIAS DE PRODUCCION EN NORTE DE SANTANDER GRACIAS..
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