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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Es una representacin grfica de los pasos que se siguen en toda una secuencia de actividades, dentro
de un proceso o un procedimiento, identificndolos
mediante smbolos de acuerdo con su naturaleza.
Diagrama de procesos:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Simbologa y trazo:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Simbologa y trazo:
Estos smbolos estn basados en los primeros smbolos creados por Frank B Gilbreth y que luego fueron adaptados por Ben Graham, Senior para ser utilizados en el procesamiento de informacin. Ellos responden al estndar ANSI Y15.3M con las siguientes excepciones:
LA OPERACIN MODIFICACIN, la cual distingue los pasos de fabricacin o manufactura de valor aadido, fue utilizada por Frank Gilbreth pero se omite en el estndar.
El smbolo Destruccin se aadi recientemente. Se origin en la empresa Texas Instruments en los aos 50.
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Smbolos.
OPERACIN.
TRANSPORTE.
INSPECCION.
DEMORA.
ALMACENAJE.
ACTIVIDAD COMBINADA.
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Ejemplo:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
INSTRUMENTACION.
Es el grupo de elementos que sirven para medir,controlar o registrar variables de un proceso con el fin
de optimizar los recursos utilizados en ste.
En instrumentacin, se emplea un sistema especial desmbolos con el objeto de transmitir de una forma ms
fcil y especfica la informacin. Esto es indispensable
en el diseo, seleccin, operacin y mantenimiento de
los sistemas de control.
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
SOCIEDAD DE INSTRUMENTISTAS DE AMERICA.
Un sistema de smbolos ha sidoestandarizado por la ISA (Sociedad de
Instrumentistas de Amrica). La
siguiente informacin es de la norma:
ANSI/ISA-S5.1-1984(R 1992).
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
CLASIFICACION DE LOS INSTRUMENTOS INDUSTRIALES.
POR SU APLICACIN:
Neumticos Amplificadores
Hidrulicos Indicadores
Elctricos Analizadores
Estacin de operador Electrnicos
Electromecnicos Transductores
Estacin de control Mixtos
Estacin de transferencia
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
SIMBOLOGA DE LNEAS
La simbologa de lneas representa la informacin nica y critica de los
diagramas de instrumentacin y tuberas.
Las lneas indican la forma en que se interconectan los diferentes instrumentos
as como las tuberas dentro de un lazo
de control.
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Lneas de instrumentacin
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
OTROS SIMBOLOS.
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Designacin de instrumentos por
crculos
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Tipos de diagramas:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Diagrama de flujo de bloque para la separacin de Benceno
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Convenciones y formato recomendado:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Informacin dentro de un diagrama de flujo de proceso:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Simbologa mas usada:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Nomenclatura equipos:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Identificacin del proceso y corrientes de servicio:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Informacin requerida y opcional:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Identificacin requerida para equipos:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Ejemplo:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
Identificacin del proceso y corrientes de servicio:
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
BALANCE DE ENERGA
Habitualmente se define la energa como la capacidad de la materia para producir trabajo, pudiendo adoptar distintas
formas, todas ellas interconvertibles directa o indirectamente unas en otras.
El balance de energa al igual que el balance de materia es una derivacin matemtica de la "Ley de la conservacin
de la energa" (Primera Ley de La Termodinmica), es decir "La energa no se crea ni se destruye, solo se
transforma". El balance de energa es una principio fsico fundamental al igual que la conservacin de masa, que es
aplicado para determinar las cantidades de energa que es intercambiada y acumulada dentro de un sistema. La
velocidad a la que el calor se transmiten depende directamente de dos variables: la diferencia de temperatura
entre los cuerpos calientes y fros y superficie disponible para el intercambio de calor.Tambin influyen otros
factores como la geometra y propiedades fsicas del sistema y, si existe un fluido, las condiciones de flujo.Los
fluidos en bioprocesado necesitan calentarse o enfriarse. Ejemplos tpicos de ellos son la eliminacin de calor
durante las operaciones de fermentacin utilizacin utilizando agua de refrigeracin y el calentamiento del medio
original a la temperatura de esterilizacin mediante vapor.
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
BALANCE DE ENERGA
Los objetivos del balance de Energa son:
Determinar la cantidad energa necesaria para un proceso. Determinar las temperaturas a las cuales el proceso es mas eficiente. Disminuir el desperdicio de energa. Determinar el tipo de materiales y equipos que mejor sean mas
eficientes.
Sin embargo el objetivo principal es la estimacin de costos de operacin del proceso, ya que el gasto energtico es uno de los mas importantes
rubos durante la operacin.
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
BALANCE DE ENERGA
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
BALANCE DE MASA
El balance de masa es una expresin de la conservacin de la materia, tambin se lo conoce como balance
de materia. La transferencia de masa se produce en mezclas que contienen diferentes concentraciones
locales. Por ejemplo, cuando se echa una gota de tinta en un cubo de agua, el proceso de transferencia de
materia es el responsable del movimiento de las molculas de tinta a travs del agua hasta alcanzar el
equilibrio y conseguir una concentracin uniforme. La materia se mueve de un lado a otro bajo la influencia
de una diferencia o gradiente de concentracin existente en el sistema. Esta expresin establece que la
suma de las cantidades o concentraciones de todas las especies que contienen un tomo particular (o grupo
de tomos) debe ser igual a la cantidad de ese tomo (o grupo de tomos) introducidos en el sistema. El
balance de masa es una expresin que se refiere realmente a la conservacin de los tomos, no de la
materia propiamente dicha.
Las principales aplicaciones de los balances son:
Estudios de operaciones bsicas Proyectar plantas industriales Comprobacin y funcionamiento de los procesos (existencia de posibles fugas)
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
BALANCE DE MASA (Objetivos)
1.Definir un sistema y establecer las fronteras del mismo para las cuales se har el
balance de materia.
2.Explicar la diferencia entre un sistema abierto y un sistema cerrado.
3.Escribir el balance general de materiales en palabras, incluyendo los trminos.
Ser capaz de aplicar el balance a problemas sencillos.
4.Citar ejemplos de procesos en los que no hay acumulacin, en los que no hay
generacin ni consumo ni flujo de masa de entrada y salida.
5.Explicar las circunstancias en que la masa de un compuesto que entra en el
sistema es igual a la masa del compuesto que sale del sistema, y lo mismo en el
caso de los moles.
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Dimensionamiento de equipo e instrumentacin para el trazo de diagramas de proceso
BALANCE DE MASA
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI
Componentes fsicos de una red
Las redes se construyen con dos tipos de elementos de hardware: nodos y enlaces.
Los nodos: generalmente son computadores de propsito general (aunque los routers y switches
utilizan hardware especial, los diferencia lo que
hace el software).
Los enlaces: se implementan en diversos medios fsicos: par trenzado, coaxial, fibra ptica y el
espacio (enlaces inalmbricos).
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
ANSI/TIA/EIA-568-B.1
Estndar para cableados de edificios comerciales (reemplaz a la 568-A de 1995). Incorpora
TSB67 Transmission Performance Spec for Field Testing of UTP Cabling System
TSB72 Centralized Optical Fiber Cabling
TSB75 Additional Horizontal Cabling Practices for Open Offices
TSB95 Additional Transmission Performance Guidelines for 4-pair Category 5 Cabling
TIA/EIA-568-A-1 Propagation Delay & Delay Skew
TIA/EIA-568-A-2 Connections & Additions to TIA/EIA-568-A
TIA/EIA-568-A-3 Addendum No. 3 to TIA/EIA-568-A
TIA/EIA-568-A-4 Production Modular Cord NEXT Loss Test Method and Requirements for UTP
TIA/EIA-568-A-5 Transmission Performance Specifications for 4-pair Category 5e Cabling
TIA/EIA/IS-729 Technical Spec for 100 . Screened Twisted-Pair Cabling
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI
La norma ANSI/TIA/EIA-568-A se reorganiz en trs estndares tcnicos:
568-B.1, General Requirements (Requerimientos del sistema)
568-B.2, 100 Ohm Balanced Twisted-Pair Cabling Standard (cobre)
568-B.3, Optical Fiber Cabling Component Standard (fibra ptica)
Las especificaciones ofrecidas son para cableado categora 5e (la categora 5 no es tenida ms en cuenta)
En fibra ptica, las especificaciones son para fibra y cables 50/125 m y conectores con diseos SFF (Small Form Factor)
son permitidos, adems de los conectores 568SC
El trmino telecommunications closet fue reemplazado por telecommunications room y permanent link fue reemplazado por basic link como la configracin de prueba
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI Conexiones del cableado
1. Conexin del edificio
al cableado externo
2. Cuarto de equipos
3. Cableado vertical
4. Closet de
Telecomunicaciones
5. Cableado Horizontal
6. Area de trabajo
Cable
10BaseT
Hub
Toma RJ45
Cable 10BaseT
Tarjeta
de
Red
Patch panel
Canaleta
Red del
Campus
Centro de cableado
Coversor de
Medio
Telfono
Estacin
de
trabajo
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACINRED ANSI
Consejos para instalar un cableado
De la tarjeta de red hasta la toma: patch cord mx. de 3 m
De la toma hasta el patch panel (centro de cableado): 90 m
Cableado vertical (entre centros de cableado)
con fibra ptica multimodo : 2 Km (500mts)
con UTP: 100 m
Mnimo dos conectores por puesto de trabajo (voz y datos)
Conector estndar: 4 pares (8 hilos), 100 ohmios, UTP
Utilice el cable y los componentes de interconexin adecuados (entre ms rapidez de transmisin necesite, mejores elementos debe
comprar)
Evite forzar el cable doblndolo en ngulos rectos o tensionandolo demasiado. No utilice empalmes en el cableado horizontal: est
prohibido.
Asegrese que la puesta a tierra sea correcta
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSICableado Estructurado
Especificaciones generales del
cable UTP
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI
El cable de par entorchado tiene uno o ms pares abrazados uno a otro (esto ayuda a cancelar polaridades e
intensidades opuestas).
Shielded Twisted-Pair (STP) es blindado
Unshielded Twisted-Pair (UTP) es no blindado
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI
Los hilos son referenciados con respecto a su grosor utilizando los
nmeros de American Wire Gauge
Los alambres delgados tienen ms resistencia que los gruesos
AWG Ohms/300 m
19 16,1
22 32,4
24 51,9
26 83,5
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI
Categora 1: alambre slido 22 24 AWG (American Wire Gauge Standard): no se puede utilizar para transmisin de datos: 56 Kbps
Categora 2: alambre slido 22 24 AWG para telfonos y sistemas de alarmas: 1 MHz
Categora 3: alambre slido 24 AWG, 100 Ohmios, 16 MHz.
Categora 4: igual que la tres pero hasta 20 MHz
Categora 5: par trenzado de 22 24 AWG, impedancia de 100 Ohmios, ancho de banda de 100 MHz (usa conector RJ45). Atenuacin
inferior a 24 dB y Next superior 27.1 dB para 100 MHz.
Categora 5e (enhanced): Par trenzado 22 24 AWG, ancho de banda 100 MHz. Atenuacin 24 dB. Next 30.1 dB
Categoria 6 (TIA/EIA-568-B.2-1, junio 1, 2002): Hasta 200 MHz. Atenuacin inferior a 21.7 dB y Next superior a 39.0 dB.
Categora 7 (propuesta): hasta 600 MHz.
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI Especificacin EIA/TIA-568A
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
Conector macho
para los cables
Conector hembra
para tomas,
hubs, switches
y tarjetas de red
Hilo Color Nombre
1 Blanco/Naranja T2
2 Naranja R2
3 Blanco/Verde T3
4 Azul R1
5 Blanco/Azul T1
6 Verde R3
7 Blanco/Caf T4
8 Caf R4
Especificacin EIA/TIA-568B
Hilo Color Nombre
1 Blanco/Verde T2
2 Verde R2
3 Blanco/Naranja T3
4 Azul R1
5 Blanco/Azul T1
6 Naranja R3
7 Blanco/Caf T4
8 Caf R4
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI
Aplicacin Hilos 1 y 2 Hilos 3 y 6 Hilos 4 y 5 Hilos 7 y 8
Voz TX/RX
ISDN (RDSI) Potencia TX RX Potencia
10Base-T TX RX
Token Ring TX RX
100Base-T4 TX RX Bi Bi
100Base-TX TX RX
1000Base-T Bi Bi Bi Bi
De acuerdo con la aplicacin, cada hilo realiza una
funcin diferente:
TX: Trasmite; RX: Recibe; Bi: Bidireccional
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI
Cableado Estructurado
Especificaciones de la fibra
ptica
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI
Transmite energa en forma de luz. Permite tener anchos de banda muy
altos (billones de bits por segundo).
En los sistemas de cableado, la fibra ptica puede utilizarse tanto en el
subsistema vertical como en el
horizontal.
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI
Seal elctrica
(Input)
Transmisor
(Fuente de luz)
Fibra ptica
Seal elctrica
(Output)
Receptor
(Detector de luz)
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI
Multimodo
Usada generalmente para comunicacin
de datos. Tiene un ncleo grande (ms fcil
de acoplar). En este tipo de fibra muchos
rayos de luz ( modos) se pueden propagar
simultneamente. Cada modo sigue su propio
camino. La mxima longitud recomendada
del cable es de 2 Km. l = 850 nm.
Fuente de luz
Fuente de luz
Propaga un slo modo
camino
Propaga varios modos
caminos
Monomodo
Tiene un ncleo ms pequeo que la fibra
multimodo. En este tipo de fibra slo un rayo
de luz ( modo) puede propagarse a la vez.
Es utilizada especialmente para telefona y
televisin por cable. Permite transmitir a altas
velocidades y a grandes distancias (40 km).
l = 1300 nm.
Ncleo: 62.5 mm 50 mm
Cubierta: 125 mm
Ncleo: 8 a 10 mm
Cubierta: 125 mm
Un cabello humano: 100 mm
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI Conector ST (Straight Through) -
BFOC/2.5
Presentado a comienzos del 85 por AT&T
Utiliza un resorte y un seguro de acoplamiento.
Conector SC (Single-fiber Coupling)
Es ms nuevo, desarrollado por Nippon Telegraph and Telephone Corporation
Tiene menos perdida que otros conectores
Conector MT-RJ
Ocupa la mitad de espacio de un conector SC (es un conector SFF: Small Form Factor)
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSICdigo de colores para las
etiquetas
Tipo de terminacin Comentario
Punto de demarcacin Naranja Terminales CO
Conexiones de red Verde Terminales de circuitos auxiliares
Equipo comn Prpura PBX, hosts, LANs, MUX
Backbone de primer nivel Blanco TerminacionesMC-IC
Backbone de segundo nivel Gris Terminaciones IC-TC
Estacin Azul Terminaciones de cableado horizontal
Backbone entre edificios Caf Terminaciones de cables de campus
Miscelneos Amarillo Mantenimiento, seguridad, auxiliares
Sistemas de telefono importantes Rojo
Color
ANSI/TIA/EIA-606
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED ANSI
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED PROFIBUS Modelos OSI y el TCP/IP
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED PROFIBUSProfibus es una red digital de procesos alemana
capaz de comunicar informacin entre un controlador
maestro (anfitrin) y un dispositivo esclavo (inteligente)
de campo, asi como de un anfitrin a otro. Trabaja de
manera similar a Fieldbus Foundation.
Profibus consiste en tres redes compatibles. Estos
son:
Profibus FSM.Profibus DP.Profibus PA.
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED PROFIBUS Un sistema tipico de Profibus FSM esta compuesto por varios equipos de automatizacin
inteligente:
* PC.
* PLC como sistema de control.
* Terminales de operador inteligente.
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACINRED PROFIBUS
Un sistema Profibus DP consiste en:
PLC o PC como sistema de control Varios dispositivos E/S como:
*E/S digitales o analgicas.
*Accionamientos AC o DC.
*Vlvulas magnticas o neumticas.
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED PROFIBUS
Profibus PA:Profibus PA es la versin para automatizacin de
procesos de la red profibus. Provee estaciones
alimentadas a partir del bus con seguridad intrnseca.
Mas que todo se utiliza para zonas de alto riesgo
explosivo.
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
RED PROFIBUSSistema completo:
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REDES INDUSTRIALES Y DE COMUNICACIN
Profibus ptico:
Insensible a la influencia de interferencias electromagnticas.
Adecuado para cubrir ampliadas distancias.Suministrable en diferentes variantes
-Fibra ptica de cristal.-Fibra ptica de plstico.-Existen cables preconfeccionados.
Existe la posibilidad de realizar configuraciones mixtas entre redes pticas y
elctricas.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Se pueden clasificar de los siguientes formas:
Clasificacin por geometra.
Clasificacin por mtodo de control.
Clasificacin por la funcin.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Clasificacin por geometra:
Mixtos:
Poseen varios tipos de articulacin, como los SCARA.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Clasificacin por geometra:
Cartesiano:
Las articulaciones hacen desplazar linealmente una pieza
sobre otra.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Clasificacin por mtodo de control:
No servo-controlado:
Sus articulaciones tiene un nmero fijo (normalmente 2) de
posiciones con topes y slo se desplazan para fijarse en
ellas.
Suelen ser neumticos, bastante rpidos y precisos.
Servo-controlado:
Cada articulacin lleva un sensor de posicin (lineal o
angular) que es ledo y enviado al sistema de control.
Se pueden para en cualquier punto deseado.
Mayor rango de uso.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Clasificacin por mtodo de control:
Servo-controlado punto a punto:
Para controlarlos slo se les indica los puntos iniciales y
finales de la trayectoria; el sistema de control calcula el
resto siguiendo algoritmos.
Pueden memorizar posiciones.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Clasificacin por la funcin:
De produccin:
Usado para la manufactura de bienes.
Pueden a su vez ser de manipulacin, fabricacin,
ensamblado y de testeo.
De exploracin:
Usados para obtener datos acerca de ambientes
desconocidos o peligrosos.
Pueden ser de exploracin terrestre, minera, ocenica,
espacial.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Clasificacin por la funcin:
De Rehabilitacin:
Para ayudar a discapacitados.
Pueden ser una prolongacin de anatoma, o sustitucin de
la funcin de un rgano daado.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Definicin de componentes:
Manipulador:
Secuencia de cuerpos rgidos
(Link) que se conectan
mediante articulaciones
(Joint).
Todo esto se denomina una
Cadena Cinemtica.
Cadena Cinemtica Abierta
Articulacin
Enlace
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Definicin de componentes:
Articulacin:
Puede ser rotacional, traslacional o una mezcla de ellos.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Definicin de componentes:
Articulacin:
Tipos de articulaciones
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Definicin de componentes:
Articulacin:
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Definicin de componentes:
Articulacin:
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Mecnica de robots.
Estudio Cinemtico.
Es el estudio de los movimientos (posicin y
velocidad).
Anlisis de coordenadas propias del robot hasta las
coordenadas cartesianas de posicin y orientacin
del punto terminal (Cinemtica Directa).
Anlisis de coordenadas cartesianas hasta las
coordenadas propias del robot (Cinemtica Inversa).
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Estudio Dinmico.
Anlisis de fuerzas y momentos que ejerce la carga
transportada, o el sistema robtico en si.
Estudio de leyes de la fsica mecnica de Newton.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Aplicaciones en la industria
Introduccin.
Los robots son introducidos en la industria para
solventar las siguientes caractersticas:
Reemplazo de tareas repetitivas que realizan operadores.
Aumento de eficiencia.
Disminucin de accidentes.
Integracin al sistema de control.
Trabajo heavy duty.
Integracin a otros protocolos de Ingeniera (CAD).
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Criterios de Implantacin.
Se debe definir el lay-out de la clula robtica en el
proceso.
Elementos activos (robots, mquinas CNC, etc.)
Elementos pasivos (mesas, alimentadores, utillajes, etc.)
Definicin y seleccin de la arquitectura de control.
Definir el tipo estructural de robot a implementar
dependiendo del proceso.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Criterios de Implantacin.
Disposicin del robot en la clula de trabajo.
Robot en el centro de la clula
Mximo aprovechamiento del campo de accin.
Robots articulares, SCARA, polares y cilndricos
Aplicaciones: carga/descarga, soldadura, paletizacin,
ensamblado.
Robot en lnea
Trabajo sobre lneas de transporte
Transporte intermitente o continuo
Aplicaciones: lneas de soldadura de automviles
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Criterios de Implantacin.
Disposicin del robot en la clula de trabajo.
Robot en centro Robot en fila
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Criterios de Implantacin.
Disposicin del robot en la clula de trabajo.
Robot mvil
Desplazamiento lineal del robot sobre una va
Aplicaciones: trabajo sobre piezas mviles, elevado campo de
accin, carga/descarga de varias mquinas
Robot suspendido
Intrnseca de robots tipo prtico. Tambin en articulares
Mejor aprovechamiento del rea de trabajo
Aplicaciones: proyeccin de material, aplicacin de adhesivos,
corte, soldadura al arco
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Robot mvil Robot suspendido
Criterios de Implantacin.
Disposicin del robot en la clula de trabajo.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Causas y tipos de accidentes.
Causas de accidentes
Colisin/Aplastamiento entre robots y hombre.
Proyeccin de una pieza o material transportada por el robot.
Tipos de accidentes
Un mal funcionamiento del sistema de control (software,
hardware, potencia).
Acceso indebido de personal a la zona de trabajo del robot.
Rotura de partes mecnicas por corrosin o fatiga.
Sobrecarga del robot (manejo de cargas excesivas).
Medio ambiente o herramienta peligrosa (lser, corte por
chorro de agua, oxicorte, plasma, etc.).
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Fabricantes de sistemas robticos.
KUKA Roboter GmbH.
Tipos de robots:
Pequeos robots
KR 5 sixx R650
Robot de 6 ejes, con un alcance de 650 mm.
Este robot compacto combina ciclos altos de
trabajo y exactitudes con la probada unidad de
control KUKA basada en tcnica del PC, de
fcil manejo.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Fabricantes de sistemas robticos.
KUKA Roboter GmbH.
Tipos de robots:
Carga ligera (5 kg a 16 kg)
KR 5 arc
Con su carga de 5 kg, es ideal para las tareas
de soldadura al arco estndar.
Independientemente de si est montado sobre
el suelo o en el techo, el KR 5 arc realiza sus
tareas siempre de manera fiable.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Fabricantes de sistemas robticos.
KUKA Roboter GmbH.
Tipos de robots:
Carga mediana (30 kg a 60 kg)
KR 30-3
El KR 30-3 resulta ideal para aquellos
conceptos de instalacin en los que se busca
un ahorro de espacio y de costes.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Fabricantes de sistemas robticos.
KUKA Roboter GmbH.
Tipos de robots:
Carga pesada (80 kg a 270 kg)
KR 100-2 PA
El nuevo robot de paletizado de KUKA alcanza
en las europaletas alturas de apilamiento
netas de hasta 3 m. Gracias al uso de los ms
nuevos materiales (material compuesto de
fibra de carbono CFK), este producto resulta
extremadamente ligero y a la vez muy rgido.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Fabricantes de sistemas robticos.
KUKA Roboter GmbH.
Tipos de robots:
Carga muy pesada (360 kg a 1000 kg)
KR 1000 L750 titan
Cuando se trata de salvar con rapidez
distancias de hasta 7,5 m y manipular con
precisin por ejemplo bloques de motor,
piedras, piezas de vidrio, vigas de acero,
piezas navales y aeronuticas, bloques de
mrmol o prefabricados de hormign, entre
otros muchos, el KR 1000 L750 titan es la
eleccin correcta.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Fabricantes de sistemas robticos.
Otros fabricantes:
ABB.
Bosch.
Mitsubishi.
Fanuc.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Front view
Rear view
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Emergency-OffBridge
For the teaching box
RS-232C
Teaching box
connection
Operating modeswitch
Servo ON
Servo OFF
Cyclestart
Cyclestop
Reset
Cycleend
Emergency-Off
Mode key Up/Down
5-digit display
Power switch
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Display
Movement keys
JOG keys
Function keys
Switch
Deadman
switch
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
+ +
Servo On + Deadman switch + Movement keys
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Caractersticas de robot industrial, controlador y teaching box
Robot arm
ControllerExpansion box
Ethernet
interface
CC-Link
interface
Additional serial
interface
Additional axis
control interface
Vision sensor
PLC
Servo motor
Support software
COSIROP / COSIMIR
Hand interface
Expansion I/O
Teaching box
Hand
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Melfa Basic IV
Yb
Xb
Robot basicreference point
Zb
Yt Zt
Xt
Tool coordinate reference point
+Zw
+Xw
+Yw
World coordinatereference point
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Melfa Basic IV
5.2.1 Joint : In case of this mode each axis of the robot arm can be moved
individually.
5.2.2 X-Y-Z : In case of this mode the gripper point of the robot (Tool Center
Point) is moved in the Cartesian coordinate system.
5.2.3 Tool : In case of this mode the basis of the Cartesian coordinate system
is in the gripper point of the robot (TCP).
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Melfa Basic IV
(J2) Shoulder
(J3) Elbow
(J1) Basis
(J6) Gripper
hand
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Melfa Basic IV
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Melfa Basic IV
Melfa Basic IV is a robot programming language especially developed for
Mitsubishi robots. By means of this programming language you can for
example structure the robot movement or realize many special functions, for
example calculations. Melfa Basic IV leans very closely upon the
programming language Basic which is well known since many years. The number of functions of both programming languages is similar.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Melfa Basic IV
In the following there is a list of commands very often used:
MOV (Move) : Axial interpolation of the robot arm
MVS (Move Straight) : Linear interpolation of the robot arm
DLY (Delay) : Delay in seconds
END (Program End) : End of a program cycle
CNT (Continuous) : Continuous movement
HOPEN (Hand Open) : Open a gripper hand
HCLOSE (Hand Close) : Close a gripper hand
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Melfa Basic IV
ACCEL : Acceleration and deceleration of robot movements
JOVRD : Axially interpolating speed (for MOV)
SPD : Linearly interpolating speed (for MVS)
OVRD (Override) : General speed overriding in %
M_IN(bit number) = Status: input bit declaration
M_OUT(bit number) = Status: output bit declaration
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Melfa Basic IV
10 CNT 0 switching off the continuous movement
20 MOV P1 axially interpolating movement to position P1
30 MOV P2 axially interpolating movement to position P2
40 CNT 1,200,300 switching on the continous movement
50 MVS P3 linear movement to position P3
60 CNT 0 switching off the continuous movement
70 END program end
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Melfa Basic IV
This window shows the
orientation of the robot
related to the respective
position.
This window displays
the position data which
have been taught and
loaded.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Melfa Basic IV
Here you can edit
the program.
This window
displays messages.
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ROBTICA EN PROCESOS INDSTRIALES
Melfa Basic IV
Programmed movement sequence :
10 HOPEN open the gripper
20 MOV P1 above pick position of the component
30 MVS P2 pick position of the component
40 DLY 1 delay 1 second, until next action starts
50 HCLOSE close the gripper
60 DLY 1 delay 1 second, until next action starts
70 MVS P1 pick the component
80 MOV P3 above place position of the component
90 MVS P4 place position of the component
100 DLY 1 delay 1 second, until next action starts
110 HOPEN open the gripper
120 DLY 1 delay 1 second, until next action starts
130 MVS P3 above place position of the component
140 END end of the program
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Qu es una Clula de Manufactura?Es un esquema de distribucin y acomodo de los
equipos en funcin del proceso y/o producto, el cual
permite disminuir el Tiempo de Ciclo de fabricacin,
incrementando as la velocidad de respuesta al
cliente. Una clula de manufactura es la combinacin
ms efectiva de operaciones manuales y mecnicas
para aumentar el valor aadido y reducir el
desperdicio.
Son todas las operaciones necesarias para producir
un componente o el subensamble de partes realizadas
cerca para permitir la retroalimentacin entre
operadores ante problemas de calidad u otros.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficiosEs una unidad de trabajo ms grande que una mquina o un sitio
de trabajo individual pero ms pequea que el departamento
generalmente.
Tiene 3-12 personas y 5-15 sitios de trabajo en un arreglo
compacto.
Los trabajadores estn tradicionalmente entrenados para
funciones diversas y por tanto son capaces de atender diversas
interrogantes.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Clulas en USon las clulas de manufactura dispuestas en forma
de U y que da la ventaja de controlar el flujo pieza a
pieza, y nos da la facilidad del mantenimiento de
maquinaria.
Las clulas en U supone la existencia de operadores
polivalentes; este tipo de trabajadores se forman del
sistema de rotacin de tareas.
Una de las ventajas ms importantes de la clula en
U es la flexibilidad para aumentar o disminuir el
nmero necesario de trabajadores cuando hay que
adaptarse a los cambios de la demanda.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Tipos de diseos de clulas.
El trmino de clulas de manufactura es algunas vecesusado para describir las operaciones de un grupo demquinas tecnolgicas. Las clulas de mquinaspueden ser clasificadas dentro de alguna de lasiguiente clasificacin, acorde al numero de mquinasy al grado de mecanizacin en el cual el material fluyeentre las mquinas:
1. Clula de Maquina Simple2. Clula de un Grupo de mquinas con manejo manual3. Clula de un Grupo de mquinas con manejo semiautomtico.4. Sistemas de Manufactura Flexible (FMS).
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Clulas de mquina simple.- consiste de una mquina plus soportando herramientas
y escantillones organizados para hacer una
o ms familias de partes. Este tipo de
clula puede ser aplicado a piezas en las
cuales los atributos permiten ser hechos
en un tipo bsico de proceso, tales como
torneado o fresado.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Clula de un Grupo de mquinas con manejo manual.- es un arreglo
de ms de una mquina usadas colectivamente para producir una o ms
familias de partes. Esta no provee el movimiento mecanizado de partes entre
las mquinas de las clulas, por lo tanto los operadores quienes corren la
clula desarrollan la funcin del manejo de material.
Clula de un Grupo de mquinas con manejo semiautomtico.- Usa unsistema de manejo mecanizado, tal como transportadores, para mover las
partes entre las mquinas de la clula. Cuando las partes de la clula tienen
rutas idnticas o casi idnticas, una distribucin en lnea es considerada
apropiada. Si las rutas del proceso varan una distribucin de enlace es mas
apropiada.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Manufactura flexible.- Consiste en gruposde estaciones de procesamiento
(maquinas-herramientas) interconectadas
con mano de obra y almacenamiento que
son controlados por un sistema de
computo. Este sistema es considerado para
llenar un hueco entre la alta produccin y
la baja.
Los FMS es un sistema que se utiliza para
medios volmenes de produccin con una
variedad media de sus modelos.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Determinacin del mejor arreglo de mquinas.
Determinar cual es el mejor arreglo de equipo en una clulapodra basarse en los requerimientos de la pieza a procesar.Los factores de importancia incluyen:
El volumen de trabajo a ser hecho en la clula. Esto incluye elnmero de partes por ao y la cantidad de trabajo requeridopor parte. Estos factores influyen en el nmero de mquinas aser incluidas en la clula, el costo total de operacin de laclula.
Variaciones en las rutas de proceso de las partes. Estodetermina el flujo de trabajo. Si todas las rutas del procesoson idnticas, el flujo de lnea unido es apropiada. Convariaciones significantes en las rutas, una forma U puede serms apropiada.
El tamao de la parte, forma, peso y otros atributos fsicos.Esto determina el equipo que puede ser usado para el manejodel material.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Sus ventajas son muchas:Aumentan productividad y calidad.
Simplifican el flujo de material.
Permite el mejoramiento de las relaciones humanas entrelos trabajadores.
Disminuye el material en proceso.
Disminuye los tiempos de fabricacin y de preparacin.
Facilitando la supervisin y el control visual.
Permite operarios altamente capacitados.
Permite cambios frecuentes en el producto.
Se adapta a una gran variedad de productos.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
InconvenientesoIncremento en el costo y desorganizacin por elcambio de una distribucin por proceso a unadistribucin celular.
oNormalmente, reduccin de la flexibilidad delproceso.
oPotencial incremento de los tiempos inactivos delas mquinas (stas se encuentran ahoradedicadas a la clula y difcilmente podrn serutilizadas todo el tiempo).
oRiesgo de que las clulas queden obsoletas amedida que cambian los productos y/o procesos.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
CUATRO PASOS EN EL DISEO DE CLULAS DE MANUFACTURA
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
1.- SELECCIN DE
PRODUCTOS.
El objetivo de la seleccin de productos es
encontrar familias de productos
compatibles.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
2.- Disear el proceso
La ingeniera del proceso requiere una
comprensin profunda de cada evento del
proceso.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
3.- Disear la infraestructura.
Los elementos de infraestructura apoyan al
proceso pero no afectan el producto.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
4.- Diseo del layout de la clula de trabajo.
Diseo fsico.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
INDICADOR VISUAL
(ANDON)
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Trmino japons para alarma, indicador visual o seal, utilizado
para mostrar el estado de produccin, utiliza seales de audio y
visuales. Es un despliegue de luces o seales luminosas en un
tablero que indican las condiciones de trabajo en el piso de
produccin dentro del rea de trabajo, el color indica el tipo de
problema o condiciones de trabajo. Andon significa AYUDA!
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
El Andon puede consistir en una serie de lmparas en cada proceso
o un tablero de las lmparas que cubren un rea entera de la
produccin. El Andon en un rea de ensamble ser activado va una
cuerda del tirn o un botn de empuje por el operador.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Un Andon para una lnea automatizada se puede interconectar con las mquinas para
llamar la atencin a la necesidad actual de las materias primas. Andon es una
herramienta usada para construir calidad en nuestros procesos.
Si un problema ocurre, la tabla de Andon se iluminar para sealar al supervisor
que la estacin de trabajo est en problema. Una meloda se usa junto con la tabla
de Andon para proporcionar un signo audible para ayudar al supervisor a
comprender hay un problema en su rea.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficiosUna vez el supervisor evala la situacin, l o ella puede tomar pasos apropiados para
corregir el problema. Los colores usados son:
Rojo: Mquina descompuesta
Azul: Pieza defectuosa
Blanco : Fin de lote de produccin
Amarillo: Esperando por cambio de modelo
Verde: Falta de Material
No luz: Sistema operando normalmente
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Qu es un FMS? Es una celda altamente automatizada de
Tecnologa de Grupos, que consiste de un grupo
de estaciones de trabajo de procesos,
interconectadas por un sistema automtico de
carga, almacenamiento y descarga de
materiales.
Flexible porque es capaz de procesar varios
productos y cantidades de produccin que
pueden ser ajustadas en respuesta a los
comportamientos de la demanda
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Por qu flexible?
1. Habilidad para identificar y distinguir entre
las diferentes partes o productos procesados
por el sistema.
2. Rpido cambio de las intrucciones de
operacin
3. Rpido cambio de la configuracin fsica
La flexibilidad es un atributo que aplica a los sistemas manuales y automatizados
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Cundo es flexible?
1. Prueba de variedad de partes. Puede el sistema procesar diferentes productos en un modo de no-lote?
2. Prueba de cambio de progamacin. Puede el sistema aceptar cambios en la programacin de la produccin?
3. Prueba de recuperacin de errores. Puede el sistema recuperarse de fallas y daos, mientras la produccin no es detenida por completo?
4. Prueba de nuevas partes. Pueden nuevos diseos ser introducidos a los existentes con relativa facilidad?
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Clasificacin de FMS
1. Nmero de mquinas
Celda de mquina sencilla (SMC 1 )
Celda de manufactura flexible (FMC 2,3)
Sistema de manufactura flexible (FMS4 )
2. Nivel de flexibilidad (FMC, FMS)
FMS dedicado
FMS de orden aleatorio
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Componentes de FMS
1. Estaciones de trabajo
2. Sistema de almacenamiento y manejo
de materiales
3. Sistemas de control computarizado
4. Recursos humanos
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Estaciones Carga/Descarga. La carga y descarga se puede llevar a cabo manualmente, con procesos automatizados o una combinacin de ambas. Seguridad.
Estaciones de maquinado. Utilizan mquina de Control Numrico. Se emplean para partes rotacionales y no rotacionales.
Otras estaciones de proceso. FMS se aplica a otras operaciones adems del maquinado por ejemplo la fabricacin de hojas de metal, que consiste en punching, shearing, bending, etc.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Ensamblado. Algunos FMS son diseados para
llevar a cabo operaciones de ensamble,
generalmente son robots programados para
realizar varias tareas en secuencia y
movimientos para acomodar diferentes
productos.
Otras estaciones y equipo. La inspeccin
puede ser incorporada al FMS, as como
limpieza de piezas, arreglo de tarimas,
sistemas centrales de refrigeracin, etc.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Sistema de almacenamiento y
manejo de materiales
Funciones del sistema de manejo:
Movimiento independiente de piezas entre
estaciones o mquinas.
Manejar una variedad de configuraciones de
piezas
Almacenamiento temporal
Acceso conveniente para carga y descarga de
piezas
Compatibilidad con el control computacional
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Recursos humanos
Actividades tpicamente desarrolladas por humanos:
Carga de materias primas al sistema.
Descarga de piezas terminadas.
Cambio y ajuste de herramientas.
Mantenimiento y reparacin de herramientas.
Programar los sistemas de maquinado y computadoras.
Administrar el sistema en general.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Beneficios
Incremento de la utilizacin de las maquinas.
Menor cantidad de maquinas requeridas.
Reduccin de espacio de rea de maquinas requerido.
Gran respuesta ante los cambios.
Reduccin de inventarios.
Menores tiempos de entrega.
Reduce la cantidad de gente en planta.
Oportunidad de desatender la produccin.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Consideraciones para el
diseo
Familia de partes.
Requerimientos del proceso.
Caractersticas de las piezas a trabajar.
Volumen de la produccin.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Factores a especificar en el
diseo
Tipos de estaciones de trabajo.
Variaciones en la ruta del proceso.
Sistema de manejo de materiales.
Capacidad de almacn.
Herramientas.
Dispositivos de almacn.
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SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE
Componentes, aplicaciones y beneficios
Problemas a resolver para
optimizar la produccin
Programar la produccin.
Cargar la maquina.
Ruta de las partes.
Agrupacin de partes.
Administracin de las herramientas..
Ubicacin de dispositivos de almacn.