iber) automatización de procesos industriales
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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
SECRETARIA ACADEMICA DIRECCION DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERIA Y CIENCIAS FISICO MATEMATICAS
ESCUELA: UPIICSA CARRERA: INGENIERÍA INDUSTRIAL ESPECIALIDAD: COORDINACIÓN: ACADEMIA CIENCIAS BASÍCAS DE LA INGENIERÍA DEPARTAMENTO: CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER SEMESTRE: SEPTIMO CRÉDITOS: 8 VIGENTE: AGOSTO 2001 TIPO DE ASIGNATURA: TEÓRICA MODALIDAD: Escolarizada X Abierta _________
FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA
ASIGNATURAS ANTECEDENTES: Instrumentación y Control Industrial, Sistemas de Control, Control de Calidad, Sistemas Neumáticos e Hidráulicos, Plantas y Procesos Industriales. ASIGNATURAS COLATERALES: Manufactura Asistida por Computadora. ASIGNATURAS CONSECUENTES: Sistemas Integrados de Manufactura, Mantenimiento Industrial. Los sistemas de control, la automatización y la robótica que hoy vemos en las empresas pequeñas, medianas y grandes de nuestro país tiene como objetivo principal, aumentar la producción y mejorar la calidad, esto nos lleva a la imperiosa necesidad de que los ingenieros industriales adquieran los conocimientos básicos necesarios sobre dichos sistemas y sus aplicaciones dentro de cualquier tipo de industria.
OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno aplicará los conocimientos básicos sobre de los sistemas de control, la automatización y la robótica, capacitándolo para, adecuar, mejorar e innovar en su caso, máquinas, equipos y dispositivos que intervienen en los procesos productivos de la empresa Mexicana. TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: H/SEMESTRE: 72 H/SEMANA: 4 H/TEORÍA/SEMESTRE: 72 H/PRÁCTICA/SEMESTRE:
PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: ACADEMIA DE: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES REVISADO: JEFATURA DE LA CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL. APROBADO POR: C.T.C.E. PRESIDENTE
ING. FRANCISCO BOJÓRQUEZ HERNÁNDEZ.
AUTORIZADO POR: COMISIÓN DE PLANES Y PROGRAMAS DE ESTUDIO DEL C.G.C DEL IPN
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ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 2 DE 12 .
FUNDAMENTACIÓN METODOLOGÍA La interacción entre alumno y profesor será fundamental para el proceso enseñanza-aprendizaje, sobre todo en esta asignatura de tecnología avanzada; en la que la exposición del profesor deberá fomentar la participación del alumno y el desarrollo de ensayos que conlleven a la creatividad, asimismo la investigación documental es importante para la actualización del conocimiento en esta área.
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ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 3 DE 12 . No. UNIDAD I NOMBRE INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Identificará los diferentes tipos de empresas y cómo están constituidas. • Describirá los aspectos de fabricación.
HORAS No.
TEMA T E M A S INSTRUMENTACIÓN
DIDÁCTICA
T
P
EC CLAVE
BIBLIOGRAFÍA 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
Introducción Tipos de empresas Organización Ingeniería de fabricación Organización del proceso Embalaje
• Exposición por el profesor • Intercambio de información con los alumnos
por grupos de trabajo. • Investigación por el alumno
APOYO DIDÁCTICO • Pizarrón y gis • Libros y apuntes
1.5 1.5 1.0 1.0 1.5 1.5
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1C 2C 3C 8B 9B
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ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 4 DE 12 . No. UNIDAD II NOMBRE CONTROL AUTOMÁTICO
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Identificará las ventajas y desventajas de los sistemas de control automático. • Aplicará sus conocimientos para el control de una variable. • Explicará los aspectos básicos referentes a las máquinas herramientas con C.N. (Control Numérico)
HORAS No.
TEMA T E M A S INSTRUMENTACIÓN
DIDÁCTICA T
P
EC
CLAVE BIBLIOGRAFÍA
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
Generalidades Vantajas y desventajas Elementos de medida - Variable a controlar - Características dinámicas y estáticas. Transmisión de señal Máquinas herramientas con control numérico. - Principio de las M.H. con C.N. - Tipos de máquinas - Programación -Lenguaje
• Exposición por el profesor • Trabajos por los alumnos • Exposición por los alumnos. • Investigación por el alumno
APOYO DIDÁCTICO • Pizarrón y gis • Libros y apuntes
1.5 1.5 1.5
1.5 1.0
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13C 14C
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ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 5 DE 12 . No. UNIDAD III NOMBRE AUTOMATIZACIÓN
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Explicará los automatismos digitales y analógicos, cómo se componen, así como su funcionamiento.
HORAS
No. TEMA
T E M A S INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
T
P
EC
CLAVE BIBLIOGRAFÍA
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8
Introducción Automatismos analógicos y digitales. - Componentes y modelos. Diseño de automatismo combinacionales Diseño de automatismos secuenciales. Gráfica funcional de control de etapas y transiciones (GAFCET) Diseño de automatismos con señales analógicas. El autómata programable - Arquitectura interna del autómata - Funcionamiento del autómata y control en tiempo real Configuración del autómata
• Exposición por el profesor • Análisis, planteamiento y solución de
problemas por el alumno. • Investigación por el alumno
APOYO DIDÁCTICO • Pizarrón y gis • Libros y apuntes
1.0 1.0
1.0 1.0 1.0
1.0 1.0
1.0
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9B 11C 15C 16B
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ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 6 DE 12 . No. UNIDAD IV NOMBRE ROBÓTICA INDUSTRIAL
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Explicará los conceptos básicos de la robótica, clasificará los diversos tipos de robots, y de los efectores finales. HORAS
No. TEMA
T E M A S INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
T
P
EC
CLAVE BIBLIOGRAFÍA
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
Introducción La robótica como parte de la auto matización. El robot industrial - Anatomía - Volumen de trabajo - Sistemas de impulsión - Precisión de movimiento Tipos de efectores finales Herramientas como efectores finales. Consideraciones en la selección y diseño de los efectores finales.
• Exposición por el profesor • Análisis, planteamiento y solución de
problemas por el alumno. • Investigación por el alumno
APOYO DIDÁCTICO • Pizarrón y gis • Libros y apuntes • Proyección de videos.
1.0 1.0
1.5
1.5 1.0 1.0
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13C 17B 11C 16B
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ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 7 DE 12 . No. UNIDAD V NOMBRE TEROTECNOLOGÍA DEL ROBOT Y SUS PERIFERICOS
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Describirá los conceptos sobre el uso y selección de los transductores, sensores y analizará un sistema robótico compuesto por ellos. HORAS
No. TEMA
T E M A S INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
T
P
EC
CLAVE BIBLIOGRAFÍA
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
Transductores y sensores Uso de sensores en robótica - Táctiles - De proximidad - De enlace - Otros Sistemas basados en sensores Transductores. Visión de máquina - Detección y digitalización - Análisis y procesamiento de la imagen.
• Exposición por el profesor • Intercambio de información por grupos de
trabajo. • Análisis, planteamiento y solución de
problemas por el alumno. • Investigación por el alumno
APOYO DIDÁCTICO • Pizarrón y gis • Libros y apuntes • Proyección de videos.
2.0 2.0
1.5 1.5 1.0
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11C 16B 17B
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ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 8 DE 12 . No. UNIDAD VI NOMBRE APLICACIONES DEL ROBOT.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Aplicará los conocimientos sobre las diferentes operaciones industriales que un robot puede realizar en cualquier proceso industrial. • Determinará los aspectos más convenientes en un punto especial del proceso para poderlo robotizar.
HORAS No.
TEMA T E M A S INSTRUMENTACIÓN
DIDÁCTICA T
P
EC
CLAVE BIBLIOGRAFÍA
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6
Introducción Diseño y control de la célula del robot. - Robots múltiples e interferencia de máquinas. - Enclavamientos - Detección y recuperación de errores Transferencia de materiales, carga y descarga Operaciones y procesamientos Montaje de piezas - Configuraciones del sistema de montaje - Diseño para montajes Sistemas de inspección - Automatización de la inspección
• Exposición por el profesor • Análisis, planteamiento y solución de
problemas por el alumno. • Intercambio de información por grupos de
trabajo.
APOYO DIDÁCTICO • Pizarrón y gis • Libros y apuntes • Proyección de videos.
1.5 1.5
1.5 1.5 1.0
1.0
1
16B 17B 14C
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ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 9 DE 12 . No. UNIDAD VII NOMBRE METODOLOGÍA PARA IMPLANTAR UN SISTEMA ROBÓTICO.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Indentificará los conceptos necesarios para la implantación de un sistema robótico en cualquier tipo de empresa. • Seleccionará un robot, una vez hecho un análisis de los procesos en la elaboración de un bien o servicio.
HORAS No.
TEMA T E M A S INSTRUMENTACIÓN
DIDÁCTICA T
P
EC
CLAVE BIBLIOGRAFÍA
7.1 7.2 7.3 7.4
Documentación sobre la tecnología robótica. Revisión de la planta con el fin de identificar aplicaciones potenciales. Selección de la mejor aplicación. Selección de los robtos. - Análisis económico - Ingeniería de instalación. - Pruebas.
• Exposición por el profesor • Análisis, planteamiento y solución de
problemas por el alumno. • Intercambio de información por grupos de
trabajo. • Investigación por el alumno
APOYO DIDÁCTICO • Pizarrón y gis • Libros y apuntes • Proyección de videos
2.5 2.5
1.5 1.5
1
4C 8B 9B
17B
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ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 10 DE 12 . No. UNIDAD VIII NOMBRE SEGURIDAD, CAPACITACIÓN, ENTRENAMIENTO Y MANTENIMIENTO.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Explicará los riesgos que los robots ejercen a los operarios y a los robots mismos. • Seleccionará métodos de mantenimiento adecuado, tanto preventivo como de emergencia para cualquier sistema robótico.
HORAS No.
TEMA T E M A S INSTRUMENTACIÓN
DIDÁCTICA T
P
EC
CLAVE BIBLIOGRAFÍA
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6
Introducción. Seguridad. -Consideraciones de diseño del lugar de trabajo. -Sensores de seguridad y supervisión de seguridad Capacitación y entrenamiento sobre el conocimiento de la robótica. Mantenimiento en robótica. - Preventivo. - De emergencia. Productividad, mejora de calidad y formación de capital. Cuestiones sociales y de mano de obra.
• Exposición por el profesor • Análisis, planteamiento y solución de
problemas por el alumno. • Intercambio de información por grupos
de trabajo. • Investigación por el alumno
APOYO DIDÁCTICO • Pizarrón y gis • Libros y apuntes • Proyección de videos.
1.5 1.5
1.5
1.5
1.0
1.0
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16B 17B
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ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 11 DE 12 . No. UNIDAD IX NOMBRE TECNOLOGÍA ROBÓTICA DEL FUTURO
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Describirá las tecnologías robóticas del futuro y las, diferentes aplicaciones de fabricación, características que compondrán a dichos robots, así como
las diversas aplicaciones en las industrias de servicios y del hogar. HORAS
No. TEMA
T E M A S INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA
T
P
EC
CLAVE BIBLIOGRAFÍA
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9
Inteligencia artificial Capacidades sensoriales Caracteristicas del diseño mecánico. Movilidad, locomoción y navegación, integración y red del sistema. Integración y red del sistema. Características de las tareas del futuro. Aplicaciones de fabricaciónes futuras. Entornos de no fabricación arriesgados e Inaccesibles. Industrias de servicios y aplicaciones similares.
• Exposición por el profesor • Proyección de videos. • Intercambio de información por grupos
de trabajo. • Investigación por el alumno •
APOYO DIDÁCTICO • Pizarrón y gis • Libros y apuntes
1.0 1.0 1.0 1.0
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
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8b 16B 17B
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ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 12 DE 12 .
PERÍODO
UNIDADES TEMÁTICAS
PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN
1° DEPARTAMENTAL
2°
DEPARTAMENTAL
3° DEPARTAMENTAL
I, II, III
IV, V, VI
VII, VIII, IX
Examen escrito 70%, 30% participación en clase Examen escrito 70%, 30% participación en clase Examen escrito 70%, 30% participación en clase La calificación final será el promedio de las calificaciones parciales TOTAL 100%
CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
X X X X X X X X
X X X X X X X
Introducción a la Ingeniería Industrial. Richard C. Vaughn, Edit. REVERTE.p.p. 467 Materiales y Proceso de Fabricación. J. Temple Black, E. Paul Degarmo. Edit. REVERTE.p.p.971 Procesos de Manufactura, B.H. Amstead, Phillip F. Oswald, Edit. Continental.p.p. 811 Robotics, Control, Sensing, Visión and Intelligence; K.S.Fu, R.C. González p.p. 571 Técnicos de Automatización Industrial; José J. Horta Santos; Edit. LIMUSA p.p.298 Sistemas de Control Moderno. Grantham y Vincent; Edit. LIMUSA p.p.352 Introduction to Robotics, Phillip John Mckerrow; Edit. Addison –Wesley p.p.795 Robot Dinamics and Control. Mark W. Spong, M. Vidyasagar; John Wiley & Sons p.p.319 Sistemas Digitales, principios y aplicaciones; Ronald J. Tocci, Edit. Prentice Hall p.p.824 Robótica Práctica, Tecnología y Aplicaciones; José Ma. Angulo Usategui; Edit. Páramo 405 Robótica, Guía Fácil. J. Ma. Angulo, José No.; Edit. Paraninfo 134 Cómo y Cuándo Aplicar un Robot Industrial; Daniel Audi Piera; Edit. Marcombo 159 Robotics, Introduction, Programming, and Projets; James L Fuller, Edit. Prentice-Hall 485 Automátas Programables; Josep Balcells, José Luis Romoral; Edit. Alfaomega 439 Robótica Industrial, Tecnología, Programación y Aplicaciones; Mikell P. Groover, Mitchell Weiss,Edit. Mc Graw Hill 395