Automatizacion de Maquinas y Sistemas

Universidad de OviedoUniversidad de Oviedo

AUTOMATIZACIÓN DE MÁQUINASY

SISTEMAS DE FABRICACIÓNSISTEMAS DE FABRICACIÓN

Área de Ingeniería de los Procesos de FabricaciónDepartamento de Construcción e Ingeniería de Fabricación

EVOLUCION DE LA FABRICACION

SISTEMA ARTESANALEdad MediaRenacimiento

. Revolución Industrial

. Fuente Central de Energía(Máquina de Vapor)

. Grandes series

INDUSTRIALIZACIONSiglo XVIII

. Grandes series

. Bajo coste producto

. Tipo empresa: textilsiderurgia

. Fuente Individual de Energía(Pequeñas Máquinas Vapor y Motores eléctricos)

MECANIZACIONSiglo XIXy principios Siglo XX

. Máquinas-herramienta

. División del trabajo(Taylor y Ford)

AUTOMATIZACION

INTEGRACION

Siglo XX (1950)

Siglo XX (1980)

. Máquinas-herramienta CNC

. Robots

. ComputadorINTEGRACIONg ( )y Siglo XXI

. Computador

. Redes informáticas

AUTOMATIZACION

PASADOPoca exigencia variedad productosgInteresa fabricar baratoInteresa fabricar grandes cantidades

SISTEMAS RIGIDOSPRESENTE

Se demandan productos únicosSe demandan productos personalizadosSe demandan productos personalizadosGran variedad de productosInteresa fabricar pequeñas cantidades

SISTEMAS FLEXIBLESSISTEMAS FLEXIBLES

AUTOMATIZACION

SERIES GRANDES

Sistemas transferMáquinas de levas

SERIES MEDIAS

IDEZ

SERIES PEQUEÑAS

Máquinas automáticas con topes regulables

ILID

AD

RIG

SERIES PEQUEÑAS

Máquinas copiadorasMáquinas con controles programados numéricamenteFLEX

IB

Máquinas con controles programados numéricamenteMáquinas CNC

F

AUTOMATIZACION

SERIES GRANDES

Sistemas transfer

Puesto_1

Puesto 2Puesto_2

Puesto_3_

Puesto_4

Puesto 5_

AUTOMATIZACION

SERIES GRANDES

Máquinas de levas

AUTOMATIZACION

SERIES MEDIAS

Máquinas automáticas con topes regulables

Función

1

FunciónA B C D E F G

n 1

2

3Ope

raci

ó

3

4

5Ord

en O

5O

AUTOMATIZACION

SERIES PEQUEÑAS

Máquinas copiadorasMáquinas con controles programados numéricamenteMáquinas CNCq

SISTEMAS AUTOMATICOSMAQUINAS AUTOMATICAS

MAQUINA_2AUTOMATICAMAQUINA 1 AUTOMATICAMAQUINA_1

AUTOMATICA

MAQUINA_3AUTOMATICA

SISTEMAS AUTOMATICOSMAQUINA_1

AUTOMATICA

SISTEMA_1

MAQUINA_2AUTOMATICA

MAQUINA_1AUTOMATICA

MAQUINA_3

MAQUINA_2AUTOMATICA

SISTEMA_2

AUTOMATICA

SISTEMAS AUTOMATICOSCENTRODE MECANIZADO

CELULA FLEXIBLEDE MECANIZADO

(FMC)

LINEA TRANSFERFLEXIBLE

SISTEMA DE FABRICACIONFLEXIBLE (FMS)

CENTROS DE MECANIZADO- 1 MHCN- MECANISMO DE CAMBIO DE PIEZA- MECANISMO DE CAMBIO DE HERRAMIENTA- ALMACENES LOCALES DE PIEZAS ACABADAS Y NO PROCESADAS(sólo en algunos casos)

Al ñAlmacenes pequeños

Trabajo desasistido poco tiempoTrabajo desasistido poco tiempo

CENTROS DE MECANIZADO

CELULA FLEXIBLE- VARIOS CENTROS DE MECANIZADO- ALMACEN CENTRAL DE PIEZAS- SISTEMA DE CAMBIO DE PIEZA- SISTEMA DE TRANSPORTE AUTOMATICO DE PIEZAS Y HERRAMIENTAS

M t í C t d M i dMayor autonomía que un Centro de Mecanizado

Trabajo desasistido más tiempoTrabajo desasistido más tiempo

CELULA FLEXIBLE

LINEA TRANSFER FLEXIBLE- VARIAS MAQUINAS CNC IDENTICAS O COMPLEMENTARIASDISPUESTAS SEGÚN PROCESO

- FLUJO DE MATERIAL ENTRE MAQUINAS SIGUE ESTRATEGIA FIJA- FABRICA UN TIPO LIMITADO DE PIEZAS- CAMBIAR DE TIPO DE PIEZAS SUPONE CAMBIOS IMPORTANTESY TIEMPOS ELEVADOS DE PREPARACION

SISTEMA FLEXIBLEDEFINICION

“Sistema de producción formado por un conjunto de máquinasSistema de producción formado por un conjunto de máquinasidénticas o complementarias conectadas a través de un sistemaautomático de transporte”

“Conjunto de equipos de producción controlados de forma lógicapor un computador y conectados físicamente a través de un

i t t l d t t ”sistema central de transporte”

“Sistema constituido por diversas máquinas (MHCN, robots,Sistema constituido por diversas máquinas (MHCN, robots,máquinas de inspección, células, etc.), almacenes y sistemas demanipulación de material, integrados todos ellos a través de uncomputador que gestiona automáticamente el flujo de material ep q g jinformación entre todos ellos”

SISTEMA FLEXIBLE

SISTEMA FLEXIBLEEJEMPLOS DE CONFIGURACION

CON LINEA DE TRANSPORTE

CON CARRO DE TRANSPORTE

RGV: Rail Guided VehicleRGV: Rail Guided VehicleAGV: Automatic Guided Vehicle

SISTEMA FLEXIBLEOBJETIVOS

Disminuir coste personalDisminuir coste personal

Aumentar % de utilización de MH

Disminuir el tiempo de entregaDisminuir el tiempo de entrega

Disminuir costes de inventario

Aumentar la adaptabilidad del sistema productivo a cambios

Aumentar la calidad de los productos

¿CÓMO SE ALCANZAN ESTOS OBJETIVOS?

Mediante la característica de FLEXIBILIDAD

SISTEMA FLEXIBLESUBSISTEMAS DE UN SISTEMA FMS

SUBSISTEMA TECNICOSUBSISTEMA HUMANOSUBSISTEMA DE INFORMACION

Sistema de procesadoMáquinas de proceso, inspección, lavado, ...Cambiadores locales de herramientasSistema de procesado Cambiadores locales de herramientasAlmacenes de herramientas

Si t d t t

Sistema de suministro de piezasSistemas de transporteSistemas de almacénSistemas de cambio de piezasSistemas de manipulación de piezas, ...Sistemas de manipulación de piezas, ...

Sistema de suministro de herramientasSistemas de transporteSistemas de preparación (montaje)p p ( j )Sistemas de almacenaje, ...

SISTEMA FLEXIBLESUBSISTEMA TECNICOSUBSISTEMA HUMANOSUBSISTEMA DE INFORMACION

Sistema de procesadoMáquinas de proceso, inspección, lavado, ...Cambiadores locales de herramientas

SUBSISTEMA DE INFORMACION

Sistema de procesado Cambiadores locales de herramientasAlmacenes de herramientas

Máquinas Especializadas Cambiador de herramientas Almacenes de herramientas

Máquinas Universales

SISTEMA FLEXIBLESUBSISTEMA TECNICOSUBSISTEMA HUMANOSUBSISTEMA DE INFORMACION

Sistema de suministro de piezasSistemas de transporteSistemas de almacénSi t d bi d i

SUBSISTEMA DE INFORMACION

Sistema de suministro de piezas Sistemas de cambio de piezasSistemas de manipulación de piezas, ...

Interior / Exterior Almacenes locales Cambio de piezas (utillajes)

Continuo / Discontinuo Almacenes centrales Manipulación de piezasContinuo / Discontinuo Almacenes centrales Manipulación de piezas

SISTEMA FLEXIBLESUBSISTEMA TECNICOSUBSISTEMA HUMANOSUBSISTEMA DE INFORMACIONSUBSISTEMA DE INFORMACION

Sistema de suministro de herramientasSistemas de transporteSistemas de preparación (montaje)Sistema de suministro de herramientas Sistemas de preparación (montaje)Sistemas de almacén, ...

Transporte Almacenes locales Almacenes centralesTransporte ace es oca es

PreparaciónPreparación



P lPreparación de piezas y herramientasSupervisión del sistemaPersonal Supervisión del sistemaMantenimiento y reparaciónControl y planificación computacional, ...

FORMACION



Sistema de planificaciónCoordina operaciones de proceso, manipulación ytransporteA i t d á iAsigna tareas a cada máquina

Sistema de controlSupervisa carga y descarga de máquinas y vehículosSupervisa la transferencia de programasSistema de control Supe sa a t a s e e c a de p og a asSupervisa la coordinación entre máquinas,sistemasde transporte, AGV, etc.

Sistema de gestión de datos

Almacena datos de planificaciónAlmacena datos de control del procesoAlmacena datos del estado actual de cada piezaGestiona programas para cada pieza y máquinaGestiona programas para cada pieza y máquinaGestiona almacenes de herramientas

SISTEMA FLEXIBLETIPOS DE SISTEMAS FMS

Tipo línea Transfer (para cambiar de lote a fabricarSECUENCIAL Tipo línea Transfer (para cambiar de lote a fabricarNecesita sufrir adaptaciones)

Puede fabricar tipos distintos de piezasALEATORIO Puede fabricar tipos distintos de piezasal mismo tiempo

Durante un mismo tiempo fabrica de forma continuaDEDICADO

Durante un mismo tiempo fabrica de forma continuaun mismo tipo de piezas mezcla de tipos y tamaños distintos

ESPECIFICODurante toda su vida fabrica de forma continuaun mismo tipo de piezas mezcla de tipos y tamaños distintos

MODULAR Se adapta para funcionar como cualquierade los anteriores

SISTEMA FLEXIBLETIPOS DE SISTEMAS FMS

Sistema configurado según productoORIENTADOAL PRODUCTO

Sistema configurado según procesoORIENTADOAL PROCESO

SISTEMA FLEXIBLEAPLICACIONES DE LOS SISTEMAS FMS

MONTAJE

MECANIZADO

CONFORMADO

MAQUINA DE UN SISTEMA FLEXIBLE

CNCInformación

MAQUINAMAQUINA

Almacén CambiadorAlmacén

localherramientas herramientas

Cambiador

localherramientas

Almacénlocalpiezas

Sistemas

localpiezas

auxiliares

SistemasSistemaexterno Verificación piezasexterno

Verificación

MAQUINA DE UN SISTEMA FLEXIBLEEJEMPLOS DE MAQUINASEJEMPLOS DE MAQUINAS

TORNOTORNO

CENTROS DEMECANIZADOMECANIZADO

ALMACENES DE HERRAMIENTASEJEMPLOS DE ALMACENES DE HERRAMIENTAS DE LAS MAQUINASEJEMPLOS DE ALMACENES DE HERRAMIENTAS DE LAS MAQUINAS

ALMACENES DE TORNOALMACENES DE TORNO

ALMACENES DE HERRAMIENTASEJEMPLOS DE ALMACENES DE HERRAMIENTAS DE LAS MAQUINASEJEMPLOS DE ALMACENES DE HERRAMIENTAS DE LAS MAQUINAS

ALMACENES DE CENTROS DE MECANIZADO

CAMBIADORES DE HERRAMIENTASEJEMPLOS DE CAMBIADORESEJEMPLOS DE CAMBIADORES

CAMBIADORESTORNO

CAMBIADORES DE CENTROS DE MECANIZADO

CAMBIADORES DE HERRAMIENTASEJEMPLOS DE CAMBIADORESEJEMPLOS DE CAMBIADORES

CAMBIADORESCENTROS

MECANIZADOMECANIZADO

ALMACENES LOCALES DE HERRAMIENTASEJEMPLOS ALMACENES LOCALESEJEMPLOS ALMACENES LOCALES

ALMACENES LOCALESALMACENES LOCALESPARA TORNOS

ALMACENES LOCALES DE HERRAMIENTASEJEMPLOS ALMACENES LOCALESEJEMPLOS ALMACENES LOCALES

ALMACENES LOCALESALMACENES LOCALESPARA CENTROSDE MECANIZADO

ALMACENES LOCALES DE PIEZASEJEMPLOS ALMACENES LOCALESEJEMPLOS ALMACENES LOCALES

ALMACENES PARA TORNO

ALMACENES LOCALES DE PIEZASEJEMPLOS ALMACENES LOCALESEJEMPLOS ALMACENES LOCALES

LINEAL

CIRCULAR

ALMACENES PARACENTROS DECENTROS DEMECANIZADO

CAMBIADORES DE PIEZASEJEMPLOS CAMBIADORES PIEZASEJEMPLOS CAMBIADORES PIEZAS

ROBOT PARA TORNO

CAMBIADORES DE PIEZASEJEMPLOS CAMBIADORES PIEZASEJEMPLOS CAMBIADORES PIEZAS

CAMBIADORES PARACENTROS DE MECANIZADO

SISTEMAS AUXILIARES

EXTRACTORES VIRUTA

REFRIGERANTEREFRIGERANTE

LIMPIEZAMANTENIMIENTO

SISTEMAS AUXILIARESMEDIDA DE DESGASTE

DIRECTA (palpado, visión)

SISTEMAS AUXILIARESMEDIDA DE DESGASTE

INDIRECTA (fuerza, potencia, vibración, medida pieza)

SISTEMAS DE VERIFICACION DE PIEZAS

SISTEMA INTEGRADOEN MAQUINA

SISTEMAS DE VERIFICACION DE PIEZASSISTEMA ESPECIFICO EXTERIOR

SISTEMA UNIVERSALEXTERIOR (MMC)

CNCINFORMACION

PROGRAMACION (ISO CAM)PROGRAMACION (ISO, CAM)

CONTROLNUMERICONUMERICO

SIMULACION

SISTEMAS DE TRANSPORTEOBJETIVOS DE LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE:

MOVIMIENTO PIEZAS: entre Almacén y Almacénentre Almacén y Máquinay qentre Máquina y Máquina

MOVIMIENTO HERRAMIENTAS: entre Almacén y Almacénentre Almacén y Máquinaentre Máquina y Máquina

SISTEMAS DE TRANSPORTE

MOVIMIENTO PIEZAS: entre Almacén y Almacénentre Almacén y Máquinaentre Máquina y Máquina

SISTEMAS FIJOS SISTEMAS MOVILESSecuencias fijas entre operaciones Secuencias variables entre operaciones

VEHÍCULOS GUIADOSVEHÍCULOS GUIADOSAUTOMATICAMENTE (AGV)

SISTEMAS DE TRANSPORTEEJEMPLOS DE SISTEMAS DE TRANSPORTE FIJOS

ROBOTS(Entre Almacén y Máquina)

(Entre Almacén y Almacén oentre Máquina y Máquina)

SISTEMAS DE TRANSPORTEEJEMPLOS DE SISTEMAS DE TRANSPORTE MOVILES

(Entre Almacén y MáquinaAGV

(Entre Almacén y Máquina,entre Almacén y Almacén oentre Máquina y Maquina)

SISTEMAS DE TRANSPORTEVEHICULOS GUIADOS AUTOMATICAMENTE (AGV)

CARACTERISTICAS:Plataforma con capacidad de carga y 3 ó 4 ruedasAccionamiento por motores c.c.Alimentación mediante bateríasElementos de seguridad (parachoques, sensores)

FORMAS DE SEGUIR LA TRAYECTORIA:OPTICA

FILOGUIADO

ULTRASONIDOS

LASER

CAMARAS de VISIONCAMARAS de VISION


OPTICA (la pintura es activada por luz ultravioletaque permite detectar la pintura fluorescenteque permite detectar la pintura fluorescente

mediante células fotoeléctricas)

Células fotoeléctricas

AGV

Pintura fluorescente

AGV


FILOGUIADO (el cable enterrado emite una señal de radiofrecuenciaq e permite detectar la dirección de mo imiento)

D t t d f i

que permite detectar la dirección de movimiento)

Detector de frecuenciaf1

AGVf2f2 f3

Cable enterrado


ULTRASONIDOS (recibe el rebote de una señal de frecuenciade ltrasonido)de ultrasonido)

Onda emitida

AGVOnda recibidaObstáculo

distancia

SISTEMAS DE TRANSPORTE

MOVIMIENTO HERRAMIENTAS: entre Almacén y Almacénentre Almacén y Máquina

SISTEMAS MOVILESROBOTS/MANIPULADORES

yentre Máquina y Máquina

SISTEMAS MOVILESROBOTS/MANIPULADORES(entre Almacén y Máquina) (entre Almacén y Almacén o

entre Máquina y Máquina)

VEHÍCULOS GUIADOSAUTOMATICAMENTE (AGV)

SISTEMAS DE TRANSPORTEDIFERENCIA ENTRE ROBOT Y MANIPULADOR

MANIPULADOR

ROBOTROBOT

SISTEMAS DE TRANSPORTEDIFERENTES CONFIGURACIONES DE ROBOTS

CARTESIANO


CILINDRICO


ESFERICO


ARTICULADOARTICULADOVERTICAL


ARTICULADO HORIZONTALHORIZONTAL


PARALELO

SISTEMAS DE TRANSPORTEEJEMPLOS DE ROBOTS Y MANIPULADORES

Automatizacion de Maquinas y Sistemas

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