F-PSE-17-MA-52 AutomatizaciÃ³n y robÃ³tica (Mayo-Agosto 2015)

CARRERA O ESPECIALIDADMANTENIMIENTO, ÁREA INDUSTRIAL, ÁREA PETRÓLEO

ASIGNATURAAUTOMATIZACIÓN Y ROBÓTICA

SECCIÓN A

1. Nombre de la asignatura Automatización y robótica

2. Competencias Supervisar el reemplazo o fabricación de partes de los sistemas electromecánicos en maquinaria, equipo y redes de distribución industrial, empleado normas, para mantener en óptimas condiciones los sistemas.

3. Cuatrimestre Quinto

4. Horas Prácticas 63

5. Horas Teóricas 27

6. Horas Totales 90

7. Horas Totales por Semana Cuatrimestre

6

8. Objetivo de la Asignatura El alumno evaluará los sistemas de producción y maquinaria automatizados, mediante técnicas especializadas y equipo de automatización programable, para mantenerlos en operación.

Unidades TemáticasHoras

Prácticas Teóricas Totales

F-PSE-17-MA-52/R00

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE TAMAULIPAS NORTE

PLANEACIÓN DE ASIGNATURA



I. Introducción a la automatización de procesos

8 4 12

II. Controlador lógico programable (PLC)

22 8 30

III. Control numérico computarizado (CNC)

12 6 18

IV. Robótica 12 6 18V. Software de visualización y control de procesos

9 3 12

Totales 63 27 90

F-PSE-17-MA-52/R00





UNIDADES TEMÁTICAS

1. Unidad Temática I Introducción a la automatización de procesos2. Horas Prácticas 83. Horas Teóricas 44. Horas Totales 12

5. Objetivo

El alumno valorará las ventajas y desventajas de los procesos automatizados para su operación y Mantenimiento, mediante la aplicación de las técnicas de Automatización.

Temas Saber Saber hacer Ser Fecha planeada por semana

Antecedentesde la automatización.

Describir los antecedentes históricos de la palabra autómata y el concepto de automatización.

Identificar los tipos de automatización en un proceso de producción.Automatización fija.Automatización programableAutomatización flexible.

- Ordenado- Ético- Observador- Proactivo- Analítico

Semana 1Del 04 al 08 de

Mayo 2015

F-PSE-17-MA-52/R00






Conceptos básicos de Automatización

Describir las ventajas y desventajas técnicas, económicas y sociales de la automatización.

Identificar sistemas productivos de alto riesgo y alto volumen.

Identificar las disciplinas que integran un automatismo tales como:MecánicaEléctricaElectrónicaNeumáticaHidráulica

Ilustrar en un proceso productivo las áreas factibles de automatizar, principalmente en función del riesgo o volumen de producción.

Documentar los parámetros de las disciplinas que intervienen en un sistema de producción automático.

- Ordenado- Ético- Observador- Proactivo- Analítico


Mayo 2015

F-PSE-17-MA-52/R00





Proceso de evaluación

Resultado de aprendizaje Secuencia de aprendizajeInstrumentos y tipos de

reactivosElaborará un mapa conceptual que describa los tipos de automatización, las ventajas y desventajas técnicas, económicas y sociales de la automatización de un proceso industrial, las disciplinas involucradas.

1.- Identificar los tipos de automatización.

2.- Analizar el funcionamiento de los elementos que intervienen en un proceso automático.

3.- Relacionar los elementos necesarios para automatizar un proceso.

4. Comprender las ventajas y desventajas de automatizar un proceso industrial.

EnsayoLista de verificación

F-PSE-17-MA-52/R00





Portafolio de Evidencias del resultado de aprendizaje,ligado a la capacidad de la materia

Descripción de la actividad para alcanzar el resultado de aprendizaje de la Unidad

% de la Evaluación de la Unidad

SESIÓN: 1y 2 Introducción al curso y presentación. Examen de diagnóstico10

SESIÓN: 3 y 4Actividad 1 Categorice los procesos de transporte de material, troquelado, soldadura, empaque, maquinado, ensamble, pintura, inyección de plástico, fundición y tratamientos térmicos respecto de su riesgo de volumen.

10

SESIÓN: 5 y 6Actividad 2 Desarrolle un mapa conceptual sobre el tema de automatización donde se encuentran los siguientes aspectos: Concepto, tecnologías empleadas y los elementos mas representativos de las mismas, ventajas y desventajas.

10

SESIÓN: 7 y 8Actividad 3 Investigue los nombre equipos automatizados en su empresa

10

SESIÓN: 9 y 10Actividad 4 Investigue que tipo de automatización utilizan en su empresa

10

SESIÓN: 11 y 12Evaluacion Primera Unidad

50

10 = Autónomo (AU) o Competente Autónomo (CA)9 = Destacado (DE) o Competente Destacado (CD)8 = Satisfactorio (SA) o Competente (CO) 1-7 = No Acredita (NA)

F-PSE-17-MA-52/R00





Proceso enseñanza aprendizaje

Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticos

Tareas de investigaciónEjercicios prácticosEquipos colaborativos

Pizarrón, cañón, computadora, manuales y hojas de datos de fabricantes de equipos para automatización, Internet.

Espacio Formativo

Aula Laboratorio / Taller Empresa

X

F-PSE-17-MA-52/R00





UNIDADES TEMÁTICAS

6. Unidad Temática II Controlador lógico programable (PLC)7. Horas Prácticas 228. Horas Teóricas 89. Horas Totales 30

10.Objetivo

El alumno diagnosticará fallas de un sistemas de producción automatizado, mediante el uso de hardware y software relacionado a los PLC's, para mantener el equipo en condiciones de operación.

F-PSE-17-MA-52/R00






Conceptos y tipos de sensores y actuadores

Definir los principios de funcionamiento y clasificación de los sensores y actuadores utilizados en la industria.

Identificar el uso y conexión de los sensores:Mecánicos.Magnéticos.Inductivos.Capacitivos.Ópticos.

Definir las características y principios de funcionamiento de actuadores eléctricos, neumáticos e hidráulicos.

Determinar los tipos de sensores a utilizar, en función de la variable a monitorear.

Realizar la conexión de sensores para el control de alguna variable de proceso.

Realizar la conexión de actuadores para el control de alguna variable de proceso.

- Ordenado- Ético- Analítico- Observador- Proactivo


Mayo 2015

F-PSE-17-MA-52/R00






Arquitectura, Programación y conexión del PLC

Definir los elementos que integran un PLC.Identificar capacidad de entradas y salidas de los equipos de PLC.

Reconocer el procedimiento para programas en los diferentes tipos de lenguajes de programación (diagrama escalera, listado de instrucciones, bloques de funciones).

Relacionar la relación entre las actividades y necesidades de mantenimiento con un proceso automatizado con PLC, conexión de sensores y actuadores.

Seleccionar el PLC adecuado de acuerdo a las necesidades de soporte técnico,

Programar aplicaciones utilizando: elementos de entrada y salida, temporizadores, contadores e instrucciones lógicas y banderas.

Proponer la solución a una necesidad de mantenimiento, utilizando un PLC sensores y actuadores en las áreas de:- Diseños a prueba de error (poka yoke).- Control de temperatura para apertura y cierre de válvulas. - Control de nivel en tanques de líquidos.- Alarmas de protección de


Semana 4Del 25 al 29 de Mayo 2015

Semana 5Del 1 al 5 de Junio

2015


Junio 2015

F-PSE-17-MA-52/R00





F-PSE-17-MA-52/R00







reactivosA partir de un caso relacionado con el mantenimiento a un sistema de producción automatizado, elaborará un reporte que incluya:- Procedimiento de diagnóstico y fallas detectadas y- Propuesta de solución a las mismas, utilizando PLC's, sensores, actuadores y software así como el código de programación.

1.- Identificar los tipos de sensores, actuadores, formas de programación y PLC.

2.- Comprender el funcionamiento de los PLC, sensores y actuadores que intervienen en un proceso automático.

3.- Analizar necesidades de mantenimiento mediante PLC, sensores y actuadores

4. Relacionar estas necesidades con posibles soluciones de automatización.

5. Proponer soluciones con sistemas automatizados.

Ejercicios prácticosLista de verificación

F-PSE-17-MA-52/R00








SESIÓN: 13 y 14Actividad 1 Describe las características generales de los sensores

2.5

SESIÓN: 15 y 16Actividad 2 Se probaran los distintos sensores disponibles, utilizando una fuente de 24 VCD

2.5

SESIÓN: 17 y 18Actividad 3 Identificar la estructura de los diferentes tipos de PLC

5

SESIÓN: 19 y 20Actividad 4 Conexión de entradas al PLC

5

SESIÓN: 21 y 22Actividad 5 Conexión de entradas al PLC

5

SESIÓN: 23 y 24Actividad 6 Conexión de entradas al PC

5

SESIÓN: 25 y 26Actividad 7 Conexión de salidas al PLC

5

SESIÓN: 27 y 28Actividad 8 Familiarizarse con el Software de Comunicación y programación (RSLinx, RSLogix 500)

5

SESIÓN: 29 y 30Actividad 9 Algebra de BOOLE y circuitos combinacionales

5


5


5

SESIÓN: 35 y 36Evaluacion Segunda Unidad

50


F-PSE-17-MA-52/R00







Ejercicios prácticosEstudio de casos.Equipos colaborativos

Pizarrón, cañón, computadora, manuales y hojas de datos de fabricantes de equipos para automatización, Internet, software de simulación y programación de PLC.

Equipo de laboratorio de automatización que incluya

Fuente de voltaje CD. Multímetro.PLC.

Sensores: magnéticos, ópticos, capacitivos, inductivos, analógicos. Actuadores: eléctricos, electroneumáticos, electrohidráulicos

Estación de proceso. PC.

Espacio Formativo


X

F-PSE-17-MA-52/R00





UNIDADES TEMÁTICAS

11.Unidad Temática III Control numérico computarizado (CNC)12.Horas Prácticas 1213.Horas Teóricas 614.Horas Totales 18

15.Objetivo

El alumno seleccionará los diferentes códigos G y M, controladores y componentes de una máquina CNC para diagnosticar su operación y mantenimiento, mediante la aplicación de rutinas de inspección y verificación.


Fundamentos del CNC.

Definir las características y aplicaciones de los equipos CNC, y su importancia en la automatización de procesos de maquinado.

Relacionar el CNC con el PLC identificando el funcionamiento de los servomotores y motores a pasos.

Demostrar la aplicación, ventajas y desventajas del uso de la tecnología CNC.

Localizar en un CNC su controlador, entradas y salidas, incluyendo la comunicación entre la máquina CNC y una computadora.



Junio 2015

F-PSE-17-MA-52/R00






Programación de un CNC.

Identificar los diferentes códigos G y M empleados en la programación de máquinas CNC.

Explicar el procedimiento para el maquinado de un pieza mediante códigos G y M

Programar movimientos simples y cambios de herramienta durante la ejecución de una rutina simple para detectar fallas en el funcionamiento.

Crear una pieza que no abarque más de 10 códigos G-M,



Junio 2015

Semana 9Del 29 de Junio al

3 de Julio 2015

F-PSE-17-MA-52/R00







reactivosA partir de una práctica, elaborará un reporte de fallas relacionadas con el mantenimiento en un CNC, que incluya:

- Fallas detectadas mediante la ejecución de movimientos básicos programados utilizando códigos G y M.- soluciones a las mismas.- Validación de la operación del equipo elaborando una pieza con no más del 10 instrucciones en código G-M

1.- Identificar los códigos G-M y los componentes de una máquina CNC.

2.- Analizar el funcionamiento de la máquina CNC durante la operación del maquinado de una pieza.

3.- Interpretar programas para ejecución de rutinas de movimientos y ajustes de la máquina CNC.

4. Comprender el procedimiento para detectar fallas en un equipo CNC.

5. Proponer y ejecutar soluciones a las fallas del equipo CNC

Ejercicios prácticos

Lista de verificación

F-PSE-17-MA-52/R00








SESIÓN: 37 y 38Actividad 1 Realiza una mesa de trabajo en equipos de 4 para discutir las ventajas y desventajas del uso de la tecnología CNC.

5

SESIÓN: 39 y 40Actividad 2 Realiza una visita al laboratorio de manufactura con CNC, e identifica las partes electromecánicas de las maquina. Seleccionar una máquina en equipos de 4 y entregar reporte

5

SESIÓN: 41 y 42Actividad 3 Realizar un programa simple de movimientos de cambio de herramienta.

10

SESIÓN: 43 y 44Actividad 4 Realizar un programa que no abarque más de 10 códigos G-M.

6


6


6


6


6

SESIÓN: 53 y 54Evaluacion Tercera Unidad

50


F-PSE-17-MA-52/R00








Pizarrón, cañón, computadora, Internet, software de simulación de CNC

Celda de manufactura con equipo CNC

Espacio Formativo


X

F-PSE-17-MA-52/R00





UNIDADES TEMÁTICAS

16.Unidad Temática IV Robótica17.Horas Prácticas 1218.Horas Teóricas 619.Horas Totales 18

20.Objetivo

El alumno diagnosticará la operación y necesidades de mantenimiento de un robot, mediante la aplicación de rutinas de inspección y verificación, para garantizar su operación.

F-PSE-17-MA-52/R00






Fundamentos de la

robótica.

Definir los conceptos, leyes de la robótica y aplicaciones de los robots según la RIA, ISO y otros organismos, y su importancia en la automatización de procesos industriales.

Enunciar los pasos para la calibración y puesta a punto de un robot, así como las partes principales que requieren mantenimiento periódico.

Localizar la estructura y elementos de un robot que tenga al menos tres grados de libertad.Verificar los pasos para la calibración y puesta a punto de un robot, incluyendo encendido, programación y listado de las partes principales que requieren mantenimiento.



Julio 2015

F-PSE-17-MA-52/R00






Programación y operación de un robot.

Identificar los principios de programación de un robot para elaborar secuencias de movimiento.Identificar los procesos de mantenimiento susceptibles de ser automatizados empleado robots y elementos de apoyo.

Comprender el procedimiento para diagnosticar fallas en el funcionamiento de los robots.

Diagnosticar fallas de funcionamiento del robot por medio de secuencias de movimiento simple.Proponer la solución a una necesidad de automatización que requiera un robot, considerando los requerimientos de mantenimiento.



Julio 2015

F-PSE-17-MA-52/R00







reactivosElaborará un reporte del funcionamiento de un robot que incluya:

- Resultados de la inspección física- resultados y descripción de los procedimientos empleados para la calibración y puesta a punto de un robot, incluyendo encendido, programación- listado de las partes principales que requieren mantenimiento.- Resultados de las pruebas durante la ejecución de rutinas de movimientos y ajustes que incluya listado de programa.- Propuesta de la solución a una necesidad de automatización que requiera un robot, considerando los requerimientos de mantenimiento.

1.- Identificar los elementos y códigos de programación de un robot industrial.

2.- Analizar el funcionamiento de un robot durante la manipulación de una pieza.

3.- Identificar las causas de falla en una aplicación industrial con robots.

ProyectoLista de verificación

F-PSE-17-MA-52/R00








SESIÓN: 55 y 56Actividad 1 Identifique los grados de libertad en el robot

10

SESIÓN: 57 y 58Actividad 2 Identifique los grados de libertad en el robot

10

SESIÓN: 59 y 60Actividad 3 Circule con un color rojo las principales partes que requieren mantenimiento en el siguiente robot

10

SESIÓN: 61 y 62Actividad 4 Realice una lista sobre las partes más importantes de un robot que no permiten que realice su trabajo

10

SESIÓN: 63 y 64Actividad 5 En equipos de trabajo justificar la necesidad de automatizar con robot industrial un área específica y realizar los requerimientos de mantenimiento.

10

SESIÓN: 65 y 66Evaluacion Cuarta Unidad

50


F-PSE-17-MA-52/R00







Práctica en laboratorio de Robótica.Práctica en células de producción.Práctica en laboratorio de informática.

Pizarrón, cañón, computadora, manuales y hojas de datos de fabricantes de equipos para automatización, , Internet, software de simulación y programación de robot

Celda de manufactura con robot articulado

Espacio Formativo


X

F-PSE-17-MA-52/R00





UNIDADES TEMÁTICAS

21.Unidad Temática V Software de visualización y control de procesos22.Horas Prácticas 923.Horas Teóricas 324.Horas Totales 12

25.Objetivo

El alumno evaluará los elementos de un proceso de automatización para diagnosticar fallas en equipo y partes reemplazables en un proceso de producción, mediante el uso de software de visualización y control de procesos


Condiciones a visualizarse

en un proceso

Identificar los elementos de un proceso para monitorear su secuencia de trabajo.

Distinguir los elementos representativos de un proceso para monitorearlos y conservar los parámetros establecidos.


Semana 12Del 3 al 7 de Agosto 2015

F-PSE-17-MA-52/R00






Monitoreo y control

Enunciar las instrucciones de programación para monitoreo y control de un proceso.

Elaborar un programa para monitoreo y control de una variable de un proceso industrial, empleando un software de visualización de procesos.


Semana 13Del 10 al 14

de Agosto 2015

F-PSE-17-MA-52/R00







reactivosElaborará un reporte con el diseño de un programa de monitoreo de las variables de un proceso productivo, utilizando un software de visualización y control de procesos.

1.- Identificar los elementos y códigos de programación de software de visualización y control de proceso.

2.- Analizar las ventajas y desventajas del uso de software de visualización y control de proceso.

3.- Comprender los programas de monitoreo de variables de proceso.

ProyectoLista de verificación




SESIÓN: 67 y 68Actividad 1 Diseñe un área que considere automatizar utilizando los sistemas eléctricos, electrónicos, neumáticos, hidráulicos, mecánicos y la tecnología en control y visualización.

10

SESIÓN: 69 y 70Actividad 2 Diseñe un área que considere automatizar utilizando los sistemas eléctricos, electrónicos, neumáticos, hidráulicos, mecánicos y la tecnología en control y visualización.

10

SESIÓN: 71 y 72Actividad 3 Realizar el siguiente programa en labview y compruebe su funcionamiento.

10

F-PSE-17-MA-52/R00






10


10

SESIÓN: 77 y 78Evaluacion Quinta Unidad

50





Pizarrón, cañón, computadora, Internet,

Software de visualización y control de proceso.

Estación de proceso con sistema SCADA.

Espacio Formativo


X

F-PSE-17-MA-52/R00





CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA

Capacidad Criterios de Desempeño

Determinar el funcionamiento de partes y componentes de acuerdo a especificaciones del fabricante, políticas de la organización y al programa de mantenimiento, para valorar la funcionalidad del sistema.

Elabora un reporte técnico de funcionamiento que incluye:

- Tipo de parte o componente- Descripción del componente y su interrelación con otros componentes- Resultados de pruebas funcionales a la maquinaria,- comparación los resultados con las especificaciones del fabricante- determina si se encuentran dentro de los parámetros de funcionamiento

Verificar el trabajo ejecutado y el funcionamiento de las partes y componentes de sistemas electromecánicos corregidos de acuerdo a las condiciones de operación, especificaciones técnicas del fabricante y a las políticas establecidas para asegurar la prestación óptima del servicio

Elabora y aplica lista de verificación que incluye:Para el trabajo realizado:- que las actividades se han realizado de acuerdo al procedimiento establecido- que se utilizaron las herramientas y materiales adecuados- que las actividades se realizaron de acuerdo a la normatividad aplicablePara el funcionamiento:- medición de los parámetros de funcionamiento (según sea el caso, presión, temperatura, alimentación, potencia, rpm, entre otros)- los compara los parámetros del fabricante.- realiza los ajustes necesarios- Valida el trabajo realizado

F-PSE-17-MA-52/R00





F-PSE-17-MA-52/R00





FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

Autor Año Título del Documento Ciudad País Editorial

Florencio Jesús

Címbranos

(2004) Sistemas de control secuencial

México D. F.

México Thomson Paraninfo

W. Bolton (2006) Mecatrónica México D.F.

México Alfaomega

Ramón Pallás Areny

(2007) Sensores y acondicionadores

de señal

México D.F.

México Alfaomega

Manuel Álvarez Pulido

(2004) Controladores Lógicos

México D.F.

México Marcombo

Enrique Mandado

Pérez, Marcos

Acevedo Jorge, Pérez

López Serafín Alfonso

(2004) Controladores Lógicos y

autómatas programables

México D.F.

México Alfaomega

Francisco Cruz Tervel

(2007) Control numérico y programación sistemas de

fabricación de máquinas

automatizadas, curso práctico

México D.F.

México Alfaomega

F-PSE-17-MA-52/R00





Autor Año Título del Documento Ciudad País Editorial

B.H. Amstead,

Ph. F Ostwald,

M.L. Berenger

(2004) Procesos de Manufactura versión

SI

México D.F.

México CECSA

Antonio Barrientos, Luis Felipe

Peñin, Carlos

Balaguer

(2007) Fundamentos de Robótica

México D.F.

México Mc Graw Hill

Aníbal Ollero

Baturone

(2001) Robótica; manipuladores y robots móviles

México D.F.

México Alfaomega

Rafael Iñigo Madrigal,

Enric Vidal Iriarte

(2004) Robots industriales manipuladores

México D.F.

México Alfaomega

Antoni Manuel, Domingo

Biel, Joaquín Olive,

(2002) Instrumentación virtual adquisición,

procesado y análisis de señales

México D.F.

México Alfaomega

José Rafael Lajara

Vizcaíno, José Pelegrí Sebastián

(2007) Labview 8.20 México D.F.

México Alfaomega

F-PSE-17-MA-52/R00





SECCIÓN B

Nota: este apartado deberá ser llenado obligatoriamente cada cuatrimestre en donde se imparta la materia. En caso de no tener observaciones, plasmarlo por escrito.

Observaciones a la materia

Incluir en su proyecto integrador un diagrama Eléctrico, Neumático, Hidráulico con sus respectivos símbolos y cálculos

APROBACIÓN

FIRMA DEL DOCENTE FIRMA DEL DOCENTE FIRMA DEL DOCENTE FIRMA DEL DIRECTOR

NOMBRE DEL DOCENTE

NOMBRE DEL DOCENTE

NOMBRE DEL DOCENTE

NOMBRE DEL DIRECTOR

F-PSE-17-MA-52/R00





Justificación de los conocimientos del profesor en base al programa de estudioConocimientos generales del

profesorTema Subtema Concepto

Diferenciar el proceso evolutivo de la automatización hasta la actualidad.

Programar aplicaciones utilizando elementos de programación como: elementos de entrada y salida, temporizadores, contadores e instrucciones lógicas.

Emplear los códigos de máquina básicos de CNC para lograr movimientos simples y cambios de herramienta durante la ejecución de una rutina simple para detectar fallas en el funcionamiento.

Demostrar la aplicación de la robótica en procesos industriales automatizados.

UNIDAD 1: Introducción a

la automatización

de procesos

1.1Antecedentes de la automatización1.2 Conceptos básicos de automatización

Describir los antecedentes históricos de la palabra autómata y el concepto de automatización.

UNIDAD 2: Controlador

lógico programable

(PLC)

2.1 Conceptos y tipos de sensores y actuadores2,2 Arquitectura, Programación y conexión del PLC

Identificar el uso y conexión de los sensores:Mecánicos, Magnéticos.Inductivos, Capacitivos.Ópticos

UNIDAD 3: Control

numérico computarizado

(CNC)

3.1Fundamentos del CNC.3,2Programación de un CNC.

Definir los conceptos y aplicaciones de los equipos CNC, y su importancia en la automatización de procesos de maquinado.

UNIDAD 4: Robótica

4,1Fundamentos de la robótica. 4,2 Programación y operación de un robot.

Definir los conceptos, leyes de la robótica y aplicaciones de los robots y su importancia en la automatización de procesos industriales.

Utilizar un software de visualización de procesos para generar un programa simple de monitoreo de una variable de

UNIDAD 5: Software de

visualización y control de

5,1 Condiciones a visualizarse en un proceso

Identificar los elementos de un

proceso para monitorear su

F-PSE-17-MA-52/R00





proceso. procesos secuencia de trabajoNOTA: Esta parte del formato será llenado en una sola ocasión o cuando exista la autorización para su modificación.

Sello y Firma de la Dirección

F-PSE-17-MA-52/R00



F-PSE-17-MA-52 AutomatizaciÃ³n y robÃ³tica (Mayo-Agosto 2015)

Documents

Transcript of F-PSE-17-MA-52 AutomatizaciÃ³n y robÃ³tica (Mayo-Agosto 2015)