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Automatización Industrial




Enviado por mikemind08




    1.
    Introducción

    2. Marco
    Teórico

    3. Definición De
    Robot

    4. Aplicaciones
    5.
    Bibliografía

    1.
    Introducción

    El trabajo que a continuación vamos a presentar
    es acerca de un tema de mucha importancia para nosotros mismos y
    en especial para toda empresa
    industrial, el cual lleva el nombre de automatización.

    Así mismo conoceremos de sus actividades la cual
    está realiza en una empresa
    industrial, su perfil ocupacional, su fuente de trabajo y un sin
    numero de cosas que nos ayudara mas a entender este
    tema

    El tema de automatización nos dará una
    visión muchísimo más amplia de lo que puede
    ayudar esto a una empresa ya que se
    va a dar en la misma un proceso de
    mecanización de las actividades industriales para reducir
    la mano de obra, simplificar el trabajo
    para que así se de propiedad a
    algunas maquinas de
    realizar las operaciones de
    manera automática; por lo que indica que se va dar un
    proceso
    más rápido y eficiente.

    Como dijimos anteriormente al darse una mayor eficiencia en el
    sector de maquinaria, lograra que la empresa
    industrial disminuya la producción de piezas defectuosas, y por lo
    tanto aumente una mayor calidad en los
    productos que
    se logran mediante la exactitud de las maquinas automatizadas;
    todo esto ayudara a que la empresa
    industrial mediante la utilización de inversiones
    tecnológicas aumente toda su competitividad
    en un porcentaje considerable con respecto a toda su competencia, y si
    no se hace, la empresa puede sufrir el riesgo de
    quedarse rezagado.

    Así mismo mostraremos un ejemplo de un cuadro muy
    interesante donde reflejara todo’ lo mencionado
    anteriormente y en donde esperamos quede de una manera mucho
    más clara para entender.

    Esperamos que con todo esto y más podamos cumplir
    con todas las expectativas propuestas antes de investigar este
    tema y logremos alcanzar el objetivo que
    es aprender acerca de la automatización.

    2. Marco
    Teórico

    Actividades

    El área de automatización desarrolla
    actividades educativas de investigación y desarrollo y
    de extensión, en el área de sistemas
    dinámicos y sus aplicaciones al control
    automático, teoría
    de señales, identificación, modelamiento e Instrumentación.

    Dentro de las actividades educativas, el área de
    Automatización desarrolla cursos de
    pregrado involucrados dentro de los programas
    académicos de la Facultad de Ingeniería, y un curso de postgrado
    Itinerante.

    En el área de Investigación y desarrollo,
    del Programe ofrece asesoría y soporte en el desarrollo e
    implementación de nuevas técnicas
    en el área de instrumentación,
    identificación, tratamiento de señales, ajuste y
    diseño
    de controladores.

    La apertura ha mostrado que, a pesar de existir en el
    país, un elevado número de industrias en
    todos los campos de la producción, la gran mayoría no
    está en capacidad de competir en los Mercados
    Internacionales, tanto en cantidad como en calidad. La
    explicación salta a la vista cuando se observa y analiza
    el parque de máquina y equipo empleados. Este está
    formado por una amplia gama de tecnologías, la
    mayoría de ellas con una alta participación
    manual en sus
    procesos. Como
    resultado, su rendimiento es mínimo y no hay homogeneidad
    en los bienes
    producidos. El pretender reponer el parque industrial por aquel
    do alta tecnología do punta,
    os una tarea que raya en lo imposible para la casi totalidad de
    las empresas debido a
    los altos costos que ello
    representa. Se puede contar con los dedos de las manos las
    actuales empresas
    nacionales que podrían hacerlo. Sin embargo, lo anterior
    no debe ser una razón para permanecer en el actual
    estado do
    atraso. Existen soluciones
    viables para que cada uno de los grupos o niveles
    tecnológicos y aprovechando sus propias máquinas y
    equipos, Implanten una automatización acorde a sus
    condiciones. Para formar el recurso humano capaz de
    diseñar y dirigir esta labor, se ha estructurado el
    programa
    académico a nivel de Pregrado de Ingeniería en Automatización
    Industrial.

    Grado de automatización,
    Según la importancia de la automatización, se
    distinguen los siguientes grados:
    Aplicaciones en pequeña escala como
    mejorar el funcionamiento de una maquina en orden a:
    Mayor utilización de una máquina, mejorando del
    sistema de
    alimentación.
    Posibilidad de que un hombre trabaje
    con más de una máquina.
    Coordinar o controlar una serie de operaciones y una
    serie de magnitudes simultáneamente.
    Realizar procesos
    totalmente continuos por medio de secuencias programadas.
    Procesos automáticos en cadena errada con posibilidad de
    autocontrol y autocorrecclón de desviaciones.
    Perfil Ocupacional

    1. Diseñar, desarrollarar implementar procesos de
      Automatización en Industrias y
      Agroindustrias, tanto elementales como complejas.
    2. Analizar, adaptar y crear tecnología en el campo de la
      Automatización Industrial y Agroindustrial.
    3. Prestar asesoría a le Industria en
      estudios de factibilidad
      tendientes a su modernización.
    4. Prestar asesoría al Estado en la
      definición de los planes de fomento y
      modernización de la Industria y
      la Agroindustrial.

    Fuentes De Trabajo

    Debido a que la formación recibida durante su
    etapa de estudios no está limitada a una determinada
    línea de maquinas y equipos, sino que se consientiza en
    que la función de
    Automatización tienen una cuente los principios de
    funcionamiento, el egresado encuentra como fuente de trabajo a
    todo tipo de empresas dedicada a la producción de bienes o de
    transformación de materias primas, empleando procesos
    industriales o agroindustriales, como son textiles,
    metalmecánica, productos
    derivados del cuero, productos químicos, alimentos,
    debidas, etc.

    Objetivos Generales

    1. Formar recursos
      humanos que contribuyan al proceso de modernización
      de la Industria y la Agroindustrial Colombiana, con cubrimiento
      de las más elementales hasta las más complejas,
      tanto en máquinas y equipos como en capital
      disponible.
    2. Formar recursos
      humanos con visión integral en cuento a los
      requerimientos del medio y su ubicación en el contexto
      mundial.
    3. Formar un profesional capaz de aprovechar los
      desarrollos tecnológicos existentes en el campo de la
      automatización, con el propósito de adecuarlos al
      medio y de generar innovaciones que mejoren los
      existentes.
    4. Formar un profesional con permanentes inquietudes
      investigativa, tendientes a desarrollar ciencia y
      tecnología, de acuerdo a las oportunidades que le
      brinda el medio.
    5. Formar un profesional con conocimiento
      e Identificación del país y de su estructura
      social y su gobierno.

    Area De Estudio
    Base Ingenieril y Fundamentación Teórica
    Tecnología Específica (Columna Vertebral)
    B1. NEUMÁTICA
    B2. OLEOHIDRAULICA
    B3. INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
    B4. SISTEMAS Y
    COMPUTACIÓN
    Electricidad y
    Electrónica

    1. Industrial
    2. Soporte Teórico para la
      investigación
    3. Complementación
    4. Proyecto de Grado

    Para la automatización de procesos, se
    desarrollaron máquinas operadas con Controles Programables
    (PLC),
    actualmente de gran ampliación en industrias como la
    textil y la alimentación.

    Para la información de las etapas de diseño
    y control de la
    producción se desarrollaron programes de computación para eI dibujo (CAD),
    para el diseño (CADICAE), para la manufactura
    CAM, para el manejo de proyectos, para
    la planeación
    de requerimientos, para la programación de la producción, para
    el control de
    calidad, etc.

    La inserción de tecnologías de la información producción industrial de
    los países desarrollados ha conocido un ritmo de
    crecimiento cada vez más elevado en los últimos
    años. Por ejemplo, le Información amplia
    enormemente la capacidad de controlar la producción con
    máquinas de control computarizado y permite avanzar hacia
    mayores y más complejos sistemas de automatización,
    unas de cuyas expresiones más sofisticadas y más
    ahorradoras de trabajo humano directo son los robots, los
    sistemas flexibles do producción y los sistemas de
    automatización integrada de la producción (computer
    integrad manufacturing CIM).

    Aunque es evidente que la automatización
    sustituye a un alto porcentaje de la fuerza
    laboral no
    calificada, reduciendo la participación de los salarios en total
    de costos de
    producción, las principales razones para automatizar
    no incluye necesa5lemente la reducción dei costo del
    trabajo. Por otra parte, la automatización
    electromecánica tradicional ya ha reducido
    significativamente la participación de este costo en los
    costos de
    producción. Actualmente en Estados Unidos la
    participación típica el trabajó directo en
    el costo de le producción Industriales de 10 % o 15 % y en
    algunos productos de 5 %. por otra parte, existen
    otros costos, cuya reducción es lo que provee verdadera
    competitividad
    a la empresa. Entre estos costos está trabajo indirecto,
    administración control de
    calidad compras de
    insumos, flujos de información, demoras de proveedores,
    tiempos muertos por falta de flexibilidad y adaptabilidad etc.
    Estos son los costos que pueden ser reducidos por las nuevas
    tecnologías de automatización al permitir mayor
    continuidad, Intensidad y control Integrado del proceso de
    producción, mejor calidad del producto y
    reducción significativa de errores y rechazos, y a la
    mayor flexibilidad y adaptabilidad de la producción a
    medida y en pequeños lotes o pequeñas escalas de
    producción.

    La mayor calidad en los productos so logra mediante
    exactitud de las máquinas automatizadas y por la
    eliminación de los errores propios del ser humano; lo que
    a su vez repercuten grandes ahorros de tiempo y materia al
    eliminarse la producción de piezas defectuosas.

    La flexibilidad de las máquinas permite su
    fácil adaptación tanto a una producción
    individualizadas y diferenciada en le misma linee de
    producción, como mi cambio total
    de la producción. Esto posibilite una adecuación
    flexible a las diversas demandas del mercado.

    Por estas razones, la inversión en tecnología de
    automatización no puede ser considerada como cualquier
    otra Inversión, sino como una necesaria estrategia de
    competitividad, no Invertir en esta tecnología. Implica un
    riesgo alto de
    rápido desplazamiento por la competencia.
    Reconociendo esta nueva realidad del mercado, las
    inversiones en
    estas tecnologías se multiplican en Estados Unidos en
    la presente década, como se observa.

    Inversiones En Tecnologías De
    Automatización, 1980-1990 En EEUU

    (en millones de dólares)

    TECNOLOGIAS

     

    1980

    1985

    1990

    1. Manufactura asistida por computador CAM.

     

     

     

     

     

    a. Computadores Software
    industriales

    935

    2861

    6500

     

    b. Sistemas de manejo de materiales

    2000

    4500

    9000

     

    c. Controladores Programadores

    50

    550

    3000

     

    d. Robots sensores

    68

    664

    2800

     

    o. Equipo automático de
    pruebas

    800

    2000

    4000

    TOTAL CAM

     

    6853

    15375

    32300

    2. Diseño e ingeniería asistidos
    por Computador CAD, CAE

     

    389

    2456

    6500

    3. Telecomunicaciones

     

    113

    264

    800

    TOTAL

     

    7355

    18095

    39600

    La introducción de las computadoras y
    de la microelectrónica extiende el campo de la
    automatización industrial ya que permite a través
    del manejo de la información (alimentación,
    procesamiento, salida) transformar ¡os instrumentos de
    producción y aún la totalidad de los procesos
    productivos de algunas industrias.

    Se continúa y extiende así el proceso de
    automatización electromecánica que se Inicia a
    principios del
    siglo. La nueva era de la automatización se basa en la
    fusión
    de la electrónica con los antiguos mecanismos
    automáticos que funcionaban utilizando diferentes medios
    mecánicos neumáticos, etc. dando origen a los
    robot., a las máquinas herramientas
    computarizadas, a los sistemas flexibles de producción,
    etc.

    La automatización en los procesos Industriales,
    se basa en ¡a capacidad para controlar la
    información necesaria en el proceso productivo, mediante
    la ex ancle de mecanismos de medición y evaluación
    de las normas de
    producción. A través de diversos instrumentos
    controlados por la información suministrada por el
    computadora,
    se regula el funcionamiento de las máquinas u otros
    elementos que operan el proceso productivo.

    En concreto, este
    sistema funciona
    básicamente de la siguiente manera: mediante la
    utilización de captadores o sensores (que son
    esencialmente instrumentos de
    medición, como termómetros o
    barómetros), se recibe la información sobra el
    funcionamiento de las variables que
    deben ser controladas (temperatura,
    presión, velocidad,
    espesor o cualquier otra que pueda cuantificarse), esta
    información se convierte en una señal, que es
    comparada por medio de la computadora
    con la norma, consigna, o valor deseado
    para determinada variable. Si esta señal no concuerda con
    la norma de Inmediato se genere una señal de control (que
    es esencialmente una nueva Instrucción), por la que so
    acciona un actuador o ejecutante (que generalmente son válvulas y
    motores), el que
    convierte la señal de control en una acción sobre
    el proceso de producción capaz de alterar la señal
    original imprimiéndole el valor o la
    dirección deseada.

    En la práctica, la automatización de la
    industria alcanza diferentes niveles y grados ya que la
    posibilidad concrete de su implementación en los procesos
    de fabricación industrial varia considerablemente
    según se trate de procesos de producción continua o
    en serie. En efecto, en el primer caso, el primer caso, el
    conducto es el resultado de una serie de operaciones
    secuenciales, predeterminadas en su orden, poco numerosas, y que
    requieren su Integración en un flujo continuo de
    producción. Los principales aportes de la
    microelectrónica a este tipo de automatización son
    los mecanismos de control de las diversas fases o etapas
    productivas y la creciente capacidad de control integrado de todo
    el proceso productivo. Por su parte, la producción en
    serle está formada por diversas operaciones productivas,
    generalmente paralelas entre si o realizadas en diferentes
    períodos de tiempos o sitios de trabajo, lo que ha
    dificultado la integración de líneas de
    producción automatización. Desde mediados de los
    años setenta las posibilidades de automatización
    integrada han aumentado rápidamente gracias a lo adelantos
    en la robótica,
    en las máquinas herramienta de control numérico, en
    los sistemas flexibles de producción, y en el
    diseño y manufactura asistidos por computadora
    (CAD/CAM).

    Los Robots
    Las nuevas tecnologías de automatización
    Industrial:
    Sistemas CAD-CAM
    Máquinas herramientas
    automatizadas.

    Sistemas de fabricación flexible, son de
    flexibilidad limitada, la que sólo puede aumentarse a
    través de nuevos mecanismos de interfaces,
    articulación o interacción, como los provistos por
    los diferentes tipos de robots: manipuladores manuales, robot.
    de secuencia fija o variables,
    robots reprogramables, etc.

    El principal papel de los
    robot. es articular diferentes máquinas y funciones
    productivas; transporte,
    manejo de
    materiales, maquinado, carga y descarga, etc. mediante su
    capacidad para desempeñar diversas tareas u operaciones.
    El robot industrial ha sido descrito como el elemento más
    visible de la fabricación asistida por computador y como
    la base técnica para la mayor automatización de la
    producción.

    El desarrollo de los robots está estrechamente
    relacionado con el de las otras tecnologías do
    automatización comprendidas por el concepto de CAM.
    Sin embargo,. Los robots tienen menos importancia en la
    automatización de procesos de producción continua
    que en los de producción discontinuo o discreta y de lotes
    variados y de poco volumen.

    El desarrollo de los robots se deriva de los continuos
    avances en máquinas herramientas y en manipuladores
    manuales, y se
    Inscribe dentro del proceso mayo de introducción de la
    microelectrónica a la producción de bienes de
    capital.

    3. Definición De
    Robot

    Una de las definiciones más completas y
    más comúnmente utilizados e la propuesta por
    la
    organización Internacional para la
    Estandarización (ISO):

    "EI robot industrial es un manipulador multifuncional,
    reprogramable, de posiciones o movimientos automáticamente
    controlados, con varios ejes, capaz de manejar materiales,
    partes, herramientas o instrumentos especializados a
    través de movimientos variables programados para la
    ejecución de varias tareas. Con frecuencia tienen la
    apariencia de uno o varios brazos que terminan en una
    muñeca; su unidad de control utiliza un sistema de
    memoria y
    algunas veces puede valerse de instrumentos sensores y
    adaptadores que responden a estímulos del medio ambiente
    y sus circunstancias, así como las adaptaciones
    realizadas. Estas máquinas multifuncionales son
    generalmente diseñadas para realizar funciones
    repetitivas y pueden se adaptados a otras funciones sin
    alteraciones permanentes en el equipo".

    Un robot está conformado por dos grandes
    subsistemas.

    1. La estructura
      mecánica, hidráulica y
      eléctrica, que comprenden las funciones de movimiento y
      manipulación.
    2. La estructura electrónica e informática o subsistema de comando, que
      provee la memoria
      programable del robot y permite su sincronización con
      otras máquinas. Este subsistema es la "inteligencia" del robot, de la que depende su
      flexibilidad y versatilidad, o capacidad para ejecutar diversas
      tareas y sincronizarse con otras máquinas.

    La capacidad de movimiento y
    manipulación de un robot, o esfera de influencia, depende
    en gran parte de la geometría
    de su brazo, muñeca y mano (o actuador). Los grados de
    libertad de
    cada uno (o número de movimientos diferentes posibles)
    determinan la destreza y capacidad del robot, así mismo su
    costo y su complejidad. El ejecutor o actuador o herramienta
    final varia en función de las tareas requeridas, puede ser
    por ejemplo, una pinza o pistola de soldadura de
    pintura,
    etc.

    Los primeros robots empezaron producirse a comienzos de
    la década del 60 y estaban diseñados principalmente
    para trabajos difíciles y peligrosos. Los trabajos
    tediosos, laborioso y repetitivos en la industria manufacturera
    como la carga y descarga de hornos de fundición, fueron
    les áreas donde los robots fueron aplicados hasta
    finalizar el decenio de 1960.

    Con los rápidos y continuos avances en
    microelectrónica e informática a partir de 1970, fueron
    desarrollados los robots programabas para manipulaciones
    complejas. Se comenzaron a utilizar como auxiliares de la
    producción en serie muy grandes, tanto en las
    líneas de ensamble en la industria mecánica como en la industria automotriz.
    En esta última aparecieron los robots de pintura y los
    de soldadura.

    En la actual generación de robot., la estructura
    mecánica representa la mayor parte del costo total del
    robot, pero disminuirá rápidamente en las futuras
    generaciones de robot a favor de la estructura lógica,
    de control.

    El objetivo de la
    próxima generación es imitar los sentidos
    humanos o desarrollar la capacidad de percepción
    sensorial; visión, tacto, voz, con le ayuda de los nuevos
    avances en inteligencia
    artificial. Estos nuevos robots tendrán una mayor
    capacidad de aprendIzaje y de
    interacción dinámica con el medio ambiente.

    4.
    Aplicaciones

    La introducción de los robots ha sido facilitada
    por la técnica de organización y división del trabajo,
    sobre todo en la producción en masa, basadas en la mayor
    especialización, simplificación y repetividad de
    las tareas productivas, lo que ha facilitado el diseño y
    programación de los robots.

    Entre las principales aplicaciones no industriales de
    los robot. es necesario mencionar su utilización en
    plantas de
    energía
    nuclear, en le exploración submarina, la minería,
    construcciones, agricultura,
    medicina
    etc.

    Las principales aplicaciones industriales son las
    siguientes:

    1. Fundición en molde (die-casting). Esta fue la
      primera aplicación industrial.
    2. Soldadura de Punto. Actualmente es la principal
      área la presente generación de robot. Ampliamente
      utilizada en la industria automotriz. En promedio, este tipo de
      robot. reduce a la mitad la fuerza
      laboral
      necesaria.
    3. Soldaduras de Arco. No requiere de modificaciones
      sustanciales en el equipo de soldadura y aumenta la
      flexibilidad y la velocidad.
    4. Moldeado por Extrusión. De gran Importancia
      por creciente demanda de
      partes especializadas de gran complejidad y
      precisión.
    5. Forjado (Forglng). La principal aplicación es
      la manipulación de partes metálicas
      calientes.
    6. Aplicaciones de Prensado (press work). Partes y,
      panales de vehículos y estructuras
      de aviones, electrodomésticos y otros productos
      metalmecánicos. Esta es un área de rápido
      desarrollo de nuevos tipos de robot.
    7. Pinturas y Tratamiento de Superficies. El
      mejoramiento de las condiciones de trabajo y la flexibilidad
      han sido las principales razones para el desarrollo de estas
      aplicaciones.
    8. Moldeado Plástico. Descarga de máquinas de
      inyección de moldes, carga de moldes,
      paletización y empaque de
      moldes, etc. Alta contribución al mejoramiento de las
      condiciones de trabajo, al ahorro de
      mano obra, a la reducción del tiempo de
      producción, y al aumento de la productividad.
    9. Aplicaciones en la Fundición. Carga y descarga
      de máquinas, manejo de
      materiales calientes, manejo de moldes, etc. Las
      difíciles condiciones de trabajo hacen necesarios los
      robot., aunque ha sido muy difícil su diseño y
      eficacia.
    10. Carga y Descarga de Máquina Herramientas. Los
      robots aumentan la flexibilidad y versatilidad de las
      máquinas herramientas y permiten su articulación
      entre si. Contribuyen ala reducción de stocks, minimizan
      costos del trabajo directo e indirecto, aumentan la calidad de
      la producción y maximizar la utilización del
      equipo.
    11. En aparatos y maquinaria eléctrica y
      electrónica, juguetes, ingeniería
      mecánica, industrial automotriz, etc.

    Estas diversas aplicaciones industriales implican la
    clasificación de los robots en cuatro tipos de operaciones
    efectuadas:

    1. Robots de manejo de materiales:
      carga y descarga de máquinas herramienta, moldeado de
      plástico.
    2. Robot. de tratamiento de superficie: pintura, Ia
      pieza,
    3. Robots de en ensamblaje y transferencia.
    4. Robot. de soldadura, y
    5. Robots de procesamiento por calor;
      moldeado, prensado, etc.

    5.
    Bibliografía

    Websites:
    www.peocitíes.com/automatizacion industrial
    www.mamma.com (automatización)

     

     

    Autor:

    Miguel Jiménez
    Miguel García

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