TECNOLOGIA DE GRUPOS Y SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA.pdf

ING301 MANUFACTURA INTEGRADA

POR COMPUTADORA

Prof. Walter Tupia A. 1

TECNOLOGIA DE GRUPOS

Y SISTEMAS FLEXIBLES

DE MANUFACTURA

MANUFACTURA INTEGRADA

POR COMPUTADORA

Tecnologa de Grupos

Enfoque para manufactura en el cual se identifican

y agrupan partes similares para aprovechar sus

similitudes en el diseo y la fabricacin.

Dicha clasificacin permite agruparlas en familias

de piezas.

2 Mag. Ing. Walter M. Tupia A.


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Familia de Partes


Familia de partes: piezas con geometra, tamao

similar y/o pasos de procesamiento similares.

Optimizacin: organizando las instalaciones en

celdas de manufactura.

Celda de manufactura: pequea fbrica dentro de la fabrica. Optimizada para la familia (o familias) de partes.

Tecnologa de Grupos



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Celda de Manufactura

Incluye:

Equipo(s) de fabricacin y procesamiento

Herramientas optimizadas para la fabricacin

Dispositivos especiales para optimizar la produccin de la familia de partes.


Identificacin de la Familia de

Partes

Inspeccin visual + juicio: Para agruparlas por

formas y geometras similares.

Anlisis de flujo de produccin: Basado en las

hojas de ruta de los productos, agrupa a aquellos

con similares pasos y procedimientos.



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Clasificacin y Codificacin de

Partes

Identificacin de similitudes y diferencias entre las

partes para relacionarlas mediante un esquema de

codificacin comn.

Pueden ser:

Sistemas basados en atributos del diseo.

Sistemas basados en atributos de

manufactura.

Sistemas basados en ambos atributos.


Atributos de diseo de partes

Dimensiones principales Tipo de material

Forma bsica externa Funcin de la parte

Forma bsica interna Tolerancias

Relacin longitud/dimetro Acabado superficial

Atributos de manufactura de partes

Proceso principal Dimensiones principales

Secuencia de operacin Forma bsica externa

Tamao de lote Relacin longitud/dimetro

Produccin manual Tipo de material

Mquinas herramienta Tolerancias

Herramientas de corte Acabado superficial

Atributos de Diseo y Manufactura que

se incluyen comnmente en un Sistema

de Clasificacin y Codificacin de Partes



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Modelo de Opitz

Dgito Descripcin

1 Forma principal general: rotacional contra no rotatoria. Las partes

rotacionales se clasifican mediante la relacin longitud a dimetro. Las

partes no rotacionales por longitud, ancho y espesor

2 Caractersticas de forma externa; se distinguen diversos tipos

3 Caractersticas de forma interna (por ejemplo: orificios y roscas) en partes

rotatorias y caractersticas generales de forma rotacional para partes no

rotacionales

4 Superficies maquinadas en plano (por ejemplo: planos y ranuras)

5 Orificios auxiliares, dientes de engranes y otras caractersticas

6 Dimensiones; tamao general

7 Material de trabajo (por ejemplo: acero, hierro fundido o aluminio)

8 Forma original de la materia prima

9 Requerimientos exactitud 9 Mag. Ing. Walter M. Tupia A.

Beneficios de un Sistema de

Clasificacin y Codificacin

1. Facilita la formacin de familias.

2. Mejora la administracin de diseos de partes.

3. Evita la duplicacin del diseo.

4. Promueve la normalizacin del diseo.

5. Mejora la estimacin y la cuantificacin de costos.

6. Facilita la programacin de CNC.

7. Permite la optimizacin en el diseo de

herramientas y accesorios.

8. Hace posible el planeamiento de procesos asistido

por computadora (CAPP). 10 Mag. Ing. Walter M. Tupia A.

Lis Villanueva BlasResaltado





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MANUFACTURA

CELULAR

Diseo de celdas por Tecnologa

de Grupos

Para el diseo se usa el concepto de partes

compuestas.

Parte compuesta (de una familia de partes

determinada) es el componente hipottico que

incluye TODOS los atributos de diseo y

manufactura de la familia. La celda debe incluir

todo el equipo, accesorios y herramental para la

fabricacin de dicho componente.



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Todas las operaciones necesarias para la

fabricacin de la parte compuesta deben poder

llevarse a cabo en la celda a disear.

Los equipos y herramientas deben ser

proyectados en funcin a la parte compuesta de

tal manera que se garantice la fabricacin de

cualquier componente que forme parte de la

familia de partes a la cual representa.

La Parte Compuesta y el Diseo

de la Celda


Diseo de Celdas

Una vez que la parte compuesta est definida, se procede a listar TODOS los procesos requeridos para

su fabricacin.

Luego, en funcin a cada componente a fabricar,

se definen herramientas para ejecutar los procesos

de manera satisfactoria.

Finalmente, se seleccionan las mquinas para

llevar a cabo dichos procesos.



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Posibilidad de operaciones simultneas: Implica

no solo combinar operaciones sino realizarlas

simultneamente.

Integracin de operaciones: Ocurre cuando

varias estaciones de trabajo se unen en un

solo equipo y en donde varias piezas o

productos pueden producirse.

Ejemplos: Centro de torneado y centro de

mecanizado

Seleccin de mquinas (tomar en cuenta)


Flexible Manufacturing Cell

FMC

Se llama Celda de Manufactura Flexible (FMC) al

conjunto de una o varias mquinas

automatizadas trabajando de manera integrada y

coordinada en la fabricacin de una familia de

partes.

Con la celda de manufactura automatizada se

busca alcanzar nuevos niveles de flexibilidad en la

fabricacin.



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Integracin de Tecnologas

Es importante la comunicacin -intercambio de

informacin- entre equipos que conforman las

celdas automatizadas para poder coordinar labores

y tareas. Lo que se busca es una integracin de

tecnologas que a pesar de provenir de diferentes

fabricantes puedan intercambiar datos e

informacin, y es posible gracias a la

normalizacin de protocolos.


PC para acceso al

controlador del

Robot

Controlador

del robot

Puerto serial (RS-232)

USB

Robot

Mquina CNC

entradas

y salidas

I / O

Celda de Manufactura bsica



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Beneficios de la Manufactura

Celular Promueve la estandarizacin en la habilitacin de

herramientas, accesorios, dispositivos, etc.

Reduce el manejo de material, porque ahora las partes se mueven solo dentro de la celda.

Son posibles calendarios de produccin ms sencillos.

Reduce el tiempo de produccin.

Reduce el trabajo en proceso.

Simplifica el planeamiento de procesos.

Mayor satisfaccin en los trabajadores (especialistas).

Trabajo de calidad ms consistente. 19 Mag. Ing. Walter M. Tupia A.

Tareas Iniciales a la creacin de

FMC

Identificacin de la familia de partes.

Planeamiento y reordenamiento de las mquinas

para manufactura celular.



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SISTEMAS DE

MANUFACTURA

FLEXIBLE

Flexible Manufacturing System

FMS

Es un conjunto de celdas de fabricacin con TG

altamente automatizada, configuradas como

estaciones de procesamiento (generalmente con

equipos CNC) interconectadas mediante un

sistema automatizado de almacenamiento y

manejo de materiales, y controladas mediante

un sistema integrado de computadoras.

El FMS, al estar estructurado sobre las FMCs, se

basa tambin en los principios de tecnologa de

grupos.



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Flexible Manufacturing System

FMS

Est diseado para fabricar productos dentro de un

rango de estilos, tamaos y procesos variados.

Puede producir una familia de partes nica o un

rango limitado de familia de partes.

Vara en trminos de nmero de mquinas y

nivel de flexibilidad.


Diferencias entre FMC y FMS

La cantidad de funciones que, de manera

automatizada, puede llevar a cabo una FMS

(superior al de una FMC).

El nmero de operaciones de procesamiento y

control de un FMS es superior al de una FMC.

El grado de flexibilidad es mayor en una FMS.



POR COMPUTADORA


Pruebas de Flexibilidad Ms

Importantes

Capacidad de procesar diferentes estilos de

partes (pero no necesariamente por lotes inclusive produccin unitaria!!).

Aceptar cambios en el programa de produccin

sobre la marcha.


Pruebas de Flexibilidad

Respuesta rpida ante averas y errores del

equipo en el sistema.

Aceptar la introduccin de nuevos diseos de

partes sobre la marcha.



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Hardware

Estaciones de trabajo (mquinas de

procesamiento)

Sistema de manejo de materiales

automatizado

Computadora de control (gerenciadora)


Estaciones de Trabajo

Mquinas CNC (programables) para diferentes

procesos (ms variedad de procesos que en un

FMC)

Mquinas de Inspeccin (programables)

Mquinas de limpieza de partes, etc.



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Sistema de Manejo de Material

Para transporte y almacenamiento limitado.

Transportadores de rodillo

Transportadores de cadenas

Carros en rieles

Vehculos controlados

Robots industriales.


Distribucin del FMS

El sistema de manejo de materiales define la

distribucin bsica del FMS.

a) En lnea

b) En ciclo

c) En escalera

d) A campo abierto

e) Celda centrada en robot



POR COMPUTADORA


En lnea

En escalera

A campo abierto


En ciclo

Centrada en robot



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Computadora Principal

El FMS tambin cuenta con una computadora

central que hace interfaz con otros componentes

del hardware. Su funcin es coordinar las

actividades de los componentes (equipos,

robots, sistemas de transporte de materiales)

para obtener una operacin general fluida del

sistema. Esto se logra con ayuda del software de

aplicacin y redes LAN/WAN.


Software y Funciones de Control

Mdulos (de software) asociados con las diversas

funciones que ejecuta el sistema de manufactura.

Sus funciones son:

Intercambio de datos con las PCs de cada celda.

Cargar programas de CNC.

Control de flujo de material.

Administracin de herramientas.



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Mano de Obra Humana

1. Cargar y descargar partes del sistema

2. Cambiar y preparar las herramientas de corte

3. Dar mantenimiento y preparar el equipo

4. Programacin de partes con CNC

5. Programacin del sistema de computadoras

6. Administracin del sistema 36 Mag. Ing. Walter M. Tupia A.


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Formas de Produccin


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