Tecnolgico de Estudios Superiores de Coacalco

-Tecnologas CAD, CAM y CAE-Sistemas Poka-Yoke-Resumen 10 articulos

Curso:Planeacin de sistemas de manufactura

Tutor:Joaquin Anaya

Alumno:Corts Fernndez Luis AlfredoMatricula:09101224

03 Julio de 2013Tecnologas CAD, CAM y CAESISTEMAS CAD/CAM. Ambas siglas provienen de su denominacin en ingls. Para disear usaremos el C.A.D. (Computer Aided Design), mientras que para la fabricacin se emplea el C.A.M. (Computer Aided Manufacturing). El diseo y fabricacin con ayuda de computador, comnmente llamado CAD/CAM, es una tecnologa que podra descomponerse en numerosas disciplinas pero que normalmente, abarca el diseo grfico, el manejo de bases de datos para el diseo y la fabricacin, control numrico de mquinas herramientas, robtica y visin computarizada. Histricamente los CAD comenzaron como una ingeniera tecnolgica computarizada, mientras los CAM eran una tecnologa semiautomtica para el control de mquinas de forma numrica. Pero estas dos disciplinas se han ido mezclando gradualmente hasta conseguir una tecnologa suma de las dos, de tal forma que los sistemas CAD/CAM son considerados, hoy da, como una disciplina nica identificable.SISTEMAS CAD CAD es el acrnimo ingls de Computer Aided Design, y significa Diseo Asistido por Computador. La tecnologa CAD se dirige a los centros tcnicos y de diseo de una amplia gama de empresas: sector metalmecnico, ingeniera electrnica, sector textil y otros. El uso de la tecnologa CAD supone para el diseador un cambio en el medio de plasmar los diseos industriales: antes se utilizaba un lpiz, un papel y un tablero de dibujo. Con el CAD, dispone de un ratn, un teclado y una pantalla de ordenador donde observar y controlar el diseo. As, un computador, al que se le incorpora un programa de CAD, le permite crear, manipular y representar productos en dos y tres dimensiones. Esta revolucin en el campo del diseo ha venido de la mano de la revolucin informtica.Las mejoras que se alcanzan son: - Mejora en la representacin grfica del objeto diseado: con el CAD el modelo puede aparecer en la pantalla como una imagen realista, en movimiento, y observable desde distintos puntos de vista. Cuando se desee, un dispositivo de impresin (plotter) proporciona una copia en papel de una vista del modelo geomtrico.- Mejora en el proceso de diseo: se pueden visualizar detalles del modelo, comprobar colisiones entre piezas, interrogar sobre distancias, pesos, inercias, etc. En conclusin, se optimiza el proceso de creacin de un nuevo producto reduciendo costes, ganando calidad y disminuyendo el tiempo de diseo. En resumen, se consigue una mayor productividad en el trazado de planos, integracin con otras etapas del diseo, mayor flexibilidad, mayor facilidad de modificacin del diseo, ayuda a la estandarizacin, disminucin de revisiones y mayor control del proceso de diseo. Un buen programa CAD no slo dispone de herramientas de creacin de superficies, sino tambin de posibilidades de anlisis y verificacin de las mismas, entendiendo por superficies correctas aqullas cuyos enlaces entre ellas son continuos en cuanto a tangencia y curvatura, y sin contener zonas donde se ha perdido continuidad de curvatura. No obstante, al no ser posible detectar todos los defectos, en muchos casos es aconsejable fabricar un modelo real de la pieza a fin de poder analizar mejor el resultado obtenido, sobre todo en aquellos casos en que a partir de las superficies creadas en el CAD se disea el molde. Para fabricar dichos modelos se utilizan tecnologas de fabricacin rpida de prototipos. Adems de la verificacin de las superficies, un programa CAD avanzado permite trazar superficies paralelas a las creadas, por ejemplo generando la piel interna de la pieza a partir de la piel externa en el caso de piezas con un espesor uniforme conocido y debe tener los elementos necesarios para conseguir realizar sobre el modelo CAD todas las actividades de ingeniera de diseo necesarias (nerviado, fijaciones, centradores, elementos rigidizadores).SISTEMAS CAM.La ingeniera CAM hace referencia concretamente a aquellos sistemas informticos que ayudan a generar los programas de Control Numrico necesarios para fabricar las piezas en mquinas con CNC. A partir de la informacin de la geometra de la pieza, del tipo de operacin deseada, de la herramienta escogida y de las condiciones de corte definidas, el sistema calcula las trayectorias de la herramienta para conseguir el mecanizado correcto, y a travs de un postprocesado genera los correspondientes programas de CN con la codificacin especifica del CNC donde se ejecutarn. En general, la informacin geomtrica de la pieza proviene de un sistema CAD, que puede estar o no integrado con el sistema CAM . Si no est integrado, dicha informacin geomtrica se pasa a travs de un formato comn de intercambio grfico. Como alternativa, algunos sistemas CAM disponen de herramientas CAD que permiten al usuario introducir directamente la geometra de la pieza, si bien en general no son tan giles como las herramientas de un sistema propiamente de CAD . Algunos sistemas CAM permiten introducir la informacin geomtrica de la pieza partiendo de una nube de puntos correspondientes a la superficie de la pieza, obtenidos mediante un proceso de digitalizado previo. La calidad de las superficies mecanizadas depende de la densidad de puntos digitalizados. Si bien este mtodo acorta el tiempo necesario para fabricar el prototipo, en principio no permite el rediseo de la pieza inicial. La utilizacin ms inmediata del CAM en un proceso de ingeniera inversa es para obtener prototipos, los cuales se utilizan bsicamente para verificar la bondad de las superficies creadas cuando stas son crticas. Desde el punto de vista de la ingeniera concurrente es posible, por ejemplo, empezar el diseo y fabricacin de parte del molde simultneamente al diseo de la pieza que se quiere obtener con el molde, partiendo de la superficie externa de la pieza mientras an se est diseando la parte interna de la misma.SISTEMAS CAE Bajo el nombre de ingeniera asistida por computador (Computer Aided Engineering) se agrupan habitualmente tpicos tales como los del CAD y la creacin automatizada de dibujos y documentacin. Es necesario pasar la geometra creada en el entorno CAD al sistema CAE. En el caso en que los dos sistemas no estn integrados, ello se lleva a trmino mediante la conversin a un formato comn de intercambio de informacin grfica. Sin embargo, el concepto de CAE, asociado a la concepcin de un producto y a las etapas de investigacin y diseo previas a su fabricacin, sobre todo cuando esta ltima es asistida o controlada mediante computador, se extiende cada vez ms hasta incluir progresivamente a la propia fabricacin. Podemos decir, por tanto, que la CAE es un proceso integrado que incluye todas las funciones de la ingeniera que van desde el diseo propiamente dicho hasta la fabricacin. Antes de la aparicin de los paquetes de diseo, los diseadores solo contaban con su ingenio y un buen equipo de delineantes que transportaban al papel sus ideas con un cierto rigor. Es quizs, por este motivo, por el que los primeros paquetes de diseo surgieron como rplica a estos buenos dibujantes, con la ventaja de la facilidad de uso, edicin y rapidez. Conforme el hardware evolucionaba y disminuan los costes de los equipos, los programas eran ms rpidos y las bases de datos de mayor tamao, fue apareciendo un fenmeno de insatisfaccin en los usuarios, un buen programa de dibujo no bastaba, era necesario un sistema que diseara el producto desde el principio (boceto) hasta el final (pieza terminada), siguiendo unas reglas de diseo. Para realizar la ingeniera asistida por computador (CAE), se dispone de programas que permiten calcular cmo va a comportarse la pieza en la realidad, en aspectos tan diversos como deformaciones, resistencias, caractersticas trmicas, vibraciones, etc. Usualmente se trabaja con el mtodo de los elementos finitos, siendo necesario mallar la pieza en pequeos elementos y el clculo que se lleva a trmino sirve para determinar las interacciones entre estos elementos. Mediante este mtodo, por ejemplo, se podr determinar qu grosor de material es necesario para resistir cargas de impacto especificadas en normas, o bien conservando un grosor, analizar el comportamiento de materiales con distinto lmite de rotura. Otra aplicacin importante de estos sistemas en el diseo de moldes es la simulacin del llenado del molde a partir de unas dimensiones de ste dadas, y el anlisis del gradiente de temperaturas durante el llenado del mismo. La realizacin de todas estas actividades CAE depender de las exigencias del diseo, y suponen siempre un valor aadido al diseo al detectar y eliminar problemas que retrasaran el lanzamiento del producto.En resumen, los sistemas CAE nos proporcionan numerosas ventajas:- Facilidad, comodidad y mayor sencillez en la etapa de diseo. - Rapidez, exactitud y uniformidad en la fabricacin. - Alto porcentaje de xito. - Eliminacin de la necesidad de prototipos. - Aumento de la productividad. - Productos ms competitivos.- Fcil integracin, sin problemas adicionales, en una cadena de fabricacin.- Se obtiene un producto econmico, de ptima calidad y en el menor tiempo posible.

Sistemas Poka-Yoke Un poka-yoke (literalmente a prueba de errores) es una tcnica de calidad que se aplica con el fin de evitar errores en la operacin de un sistema. Algunos autores manejan el poka-yoke como un sistema a prueba de tontos (baka-yoke en japons), el cual garantiza la seguridad de la maquinaria ante los usuarios y procesos y la calidad del producto final. De esta manera, se previenen accidentes de cualquier tipo. Estos dispositivos fueron introducidos en Toyota en la dcada de 1960, por el ingeniero Shigeo Shingo dentro de lo que se conoce como Sistema de Produccin Toyota. Aunque con anterioridad ya existan poka-yokes, no fue hasta su introduccin en Toyota cuando se convirtieron en una tcnica, hoy comn, de calidad. Afirmaba Shingo que la causa de los errores estaba en los trabajadores y los defectos en las piezas fabricadas se producan por no corregir aquellos. Consecuente con tal premisa caban dos posibilidades u objetivos a lograr con el poka-yoke: Imposibilitar de algn modo el error humano; por ejemplo, los cables para la recarga de bateras de telfonos mviles y dispositivos de corriente continua slo pueden conectarse con la polaridad correcta, siendo imposible invertirla, ya que los pines de conexin son de distinto tamao o forma. Resaltar el error cometido de tal manera que sea obvio para el que lo ha cometido. Shingo cita el siguiente ejemplo: un trabajador ha de montar dos pulsadores en un dispositivo colocando debajo de ellos un muelle; para evitar la falta de ste ltimo en alguno de los pulsadores se hizo que el trabajador cogiera antes de cada montaje dos muelles de la caja donde se almacenaban todos y los depositase en una bandeja o plato; una vez finalizado el montaje, el trabajador se poda percatar de inmediato del olvido con un simple vistazo a la bandeja, algo imposible de hacer observando la caja donde se apilaban montones de muelles. En mi caso, la opcin que yo decid tomar fue la de redisear un dispositivo, este dispositivo fue una conexin de seal de audio y video que se ocupa en todas las pantallas y televisiones. Este dispositivo esta diseado para conectarse por colores, pero aun as pueden existir errores, pudindose conectar de otra forma, he aqu el dispositivo original:

Como lo haba dicho antes, aunque este sealado por colores, puede haber errores, el diseo final fue el siguiente:

Como conclusin se puede mencionar que estos diseos aun sin estar sealizados por colores, imposibilitan al usuario tener un error al momento de realizar la conexin, por lo que es un sistema Poka-Yoke. Se cumpli el objetivo, crear o redisear un dispositivo y evitar errores.

Resumen de SMF Un SMF consta de varias mquinas-herramientas controladas numricamente por computador donde cada una de ellas es capaz de realizar muchas operaciones debido a la versatilidad de las mquinas-herramientas y a la capacidad de intercambiar herramientas de corte con rapidez (en segundos), estos sistemas son relativamente flexibles respecto al nmero de tipos de piezas que pueden producir de manera simultnea y en lotes de tamao reducido (a veces unitario). Estos sistemas pueden ser casi tan flexibles y de mayor complejidad que un taller de trabajo y al mismo tiempo tener la capacidad de alcanzar la eficacia de una lnea de ensamble bien balanceada. Representan el intento de disear fbricas que sean capaces de funcionar permanentemente de forma automatizada, sin necesidad de la intervencin de operadores humanos. Se sustentan, por lo tanto, ms en la introduccin de la automatizacin que en la reorganizacin del flujo del proceso. En lo posible, el desarrollo automtico del mecanizado no debe interrumpirse debido a cambios manuales de herramientas o amarre. Los sistemas sofisticados pueden incluir tambin un almacn de materiales, mquinas de medicin, y gestin automtica de herramientas en los flujos de trabajo e informacin. Un sistema de este tipo responde ampliamente a la imagen de un " sistema trnsfer flexible " para el mecanizado rentable de lotes pequeos y medianos. En otras palabras, un Sistema de Manufactura Flexible es el resultado de un nuevo enfoque de la produccin, el cual crea sistemas altamente automatizados con la ayuda de tecnologa especfica; se basa en el control efectivo del flujo de materiales mediante una red de estaciones de trabajo altamente verstil y compatible con diferentes grados de automatizacin. Las mquinas estn formadas por herramientas conectadas mediante un sistema de manejo de materiales automatizado operado automticamente con tecnologa convencional o por Control Numrico por Computador (CNC). Cada una de estas mquinas es capaz de realizar muchas operaciones gracias a su versatilidad y a la capacidad de intercambiar herramientas en segundos. Estos sistemas son relativamente flexibles en trminos de nmero de clases de piezas que pueden producir simultneamente en lotes de tamao reducido, a veces unitario (pueden llegar a ser casi tan flexibles y de mayor complejidad que un taller de trabajo y a la vez contar con la eficacia de una lnea de ensamble perfectamente balanceada). La capacidad de intercambiar herramientas con rapidez es crucial en estos sistemas. Estos son relativamente flexibles respecto al nmero de tipos de prendas que pueden producir de manera simultnea y en lotes de tamao reducido. Por otra parte, bajo el esquema organizativo de "respuesta rpida", la rapidez se usa como una ventaja competitiva, intentando llevar los productos y servicios a los clientes ms rpido que lo que lo hace la competencia. En otras palabras, se intenta reducir los tiempos de entrega en todas las operaciones realizadas. Las ventajas asociadas son: menores existencias (inventario) en proceso, costes ms bajos, y la posibilidad de cobrar un mayor precio al cliente por un servicio realizado en tiempos muy bajos, conservando la calidad. Tambien es un componente operativo: que implica diferentes tcnicas de gestin de la produccin como el JIT (Just-in-Time, Justo-a-tiempo) que busca un alto volumen de produccin con un mnimo inventario. TQC/TQM (Total Quality Control/Total Quality ManageLosment, Control Total de la Calidad/Gestin Total por la Calidad) que busca agresivamente eliminar las causas de los defectos de produccin. CAD/CAM: estas dos grandes ventajas informticas de produccin, un diseo y un control eficiente de produccin unificados por potentes ordenadores, fueron el impulso que da como resultado un concepto de manufactura flexible, por qu flexible?, porque todas las operaciones pueden ser monitoreadas en tiempo real, y as mismo corregidas simultneamente, flexible en facilidades de nuevos diseos, flexible en distribucin en planta, incorporacin flexible de nuevos mdulos o maquinas. Se utiliza para cualquier tipo de producto que se desee fabricar, as como con cualquier sistema de produccin, ya sea produccin en lnea, clulas de fabricacin etc. Existen dos modalidades de este sistema, en lnea y fuera de lnea, y por supuesto el ms eficaz es el sistema en lnea, sobre todo si elsistema de control es de bucle cerrado. Las aplicaciones del CAD/CAM son muy variadas, como ejemplo se puede citar: Anlisis en diferentes ramas de ingeniera, control de procesos, control de calidad, y para efecto de nuestro tema en FMS o sea manufactura flexible. Este sistema de manufactura flexible, que es la expresin organizativa del capitalismo contemporneo, se manifiesta en alianzas estratgicas y en la cooperacin, a partir de proyectos especficos, entre grandes empresas, unidades descentralizadas de cada una de ellas y redes de pequeas y medianas empresas, que an sin ser propiedad de la corporacin matriz, interactan y se integran entre s o, con otras redes empresariales. El ensamble de los insumos que provienen de empresas territorialmente alejadas, requiere de procesos de calidad en la fabricacin que cuenten con una sofisticada precisin apoyada en la microelectrnica y en las tecnologas de la comunicacin y de la computacin, y con una gestin altamente flexible sustentada en la informtica y que posibilite la programacin de la produccin para que dichos insumos respondan al volumen solicitado y a las estrictas especificaciones personalizadas de los consumidores. El desarrollo de las mquinas herramientas, los elementos del control de la produccin, los robots, computadores y las redes de comunicacin han transformado los medios de manufactura existentes en sistemas de manufactura integrados y verstiles. Aquellas industrias que deseen mantenerse competitivamente en la era de la informacin y la globalizacin actual estn obligadas a introducir tecnologas avanzadas de produccin, orientadas a sistemas de manufactura flexible capaces de manejar los procesos empresariales de manera transversal. Plasma la evolucin de un sistema de manufactura flexible (SMF) hacia un sistema de manufactura integrada por computador (CIM) a travs de la integracin de los procesos de planeacin de la produccin desarrollados en un sistema de planeacin de recursos empresariales (ERP) con la fabricacin y control de la produccin desarrollados en un SMF, por medio de una interfaz de capa media, con el fin de automatizar procesos de envo y recibo de informacin de produccin, para garantizar la transparencia de los datos y la optimizacin de los procesos.

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4100002/lecciones/taxonomia/fabricacionflexibel.htmhttp://www.gestiopolis.com/recursos/experto/catsexp/pagans/ger/16/manuflexible.htmhttp://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=2343068http://www.eproductiva.com/articulo/una-mirada-los-sistemas-de-manufactura-flexiblehttp://www.asintec.org/index_ser1.htmlhttp://www.eumed.net/libros-gratis/2008c/453/sistema%20de%20manufactura%20flexible%20y%20la%20expansion%20e%20integracion%20global%20del%20capitalismo.htmhttp://jorgenormandorodriguez.blogspot.mx/http://ewh.ieee.org/r9/el_salvador/concapan/descargas/memoria_secciones/Jueves_10/tecapa/P66.pdfhttp://www.tec.url.edu.gt/boletin/URL_03_MEC02.pdfhttp://www.slideshare.net/wiseboy12/sistema-de-manufactura-flexible-fms