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Created by gladys saavedra
about 4 years ago
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Diseño de Sistemas
de Manufactura
Unidad 2
- ¿QUÉ ES LA
MANUFACTURA?
Producto elaborado con
las manos o con ayuda de
máquinas, a partir de una
materia prima.
- Tecnológico: la manufactura es la
aplicación de procesos físicos y químicos
para alterar la geometría, propiedades o
apariencia de un material de inicio dado
para fabricar piezas o productos.
- Económico: la manufactura es
la transformación de los
materiales en artículos de valor
mayor por medio de uno o más
operaciones de procesamiento
o ensamblado.
- Económico: la manufactura es
la transformación de los
materiales en artículos de valor
mayor por medio de uno o más
operaciones de procesamiento
o ensamblado.
- La capacidad de manufactura:
se refiere a las limitaciones
técnicas y físicas de una
empresa de manufactura y cada
una de sus plantas.
- Tecnológico: la manufactura es la
aplicación de procesos físicos y químicos
para alterar la geometría, propiedades o
apariencia de un material de inicio dado
para fabricar piezas o productos.
- Los sistemas de producción:
consisten en personas, equipos y
procedimientos diseñados para
combinar materiales y procesos que
constituyen las operaciones de
manufactura de la compañía.
- Instalaciones de producción: se
refieren al equipo físico y su
arreglo dentro de la fábrica.
- Sistemas de apoyo a la manufactura: son
los procedimientos utilizados por la
compañía para administrar la producción
y resolver los problemas técnicos y
logísticos
- LAS INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN
Consisten en el equipo de producción y el de
manejo de materiales.
- DISTRIBUCIÓN DE POSICIONES FIJAS:
Consiste en que los trabajadores y el
equipo de procesamiento van al
producto, en vez de moverlo hacia el
equipo.
- DISTRIBUCIÓN DE POSICIONES FIJAS:
Consiste en que los trabajadores y el
equipo de procesamiento van al
producto, en vez de moverlo hacia el
equipo.
- LAS INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN
Consisten en el equipo de producción y el de
manejo de materiales.
- Sistemas de apoyo a la manufactura: son
los procedimientos utilizados por la
compañía para administrar la producción
y resolver los problemas técnicos y
logísticos
- Instalaciones de producción: se
refieren al equipo físico y su
arreglo dentro de la fábrica.
- DISTRIBUCIÓN POR PROCESOS:
Es notable por su flexibilidad;
puede albergar una gran
variedad de secuencias de
operaciones para
configuraciones distintas de las
piezas.
- PRODUCCIÓN DE
CANTIDAD MEDIA
Cuando la variedad del
producto es dura, el
enfoque principal es la
producción por lotes, en
la que se fabrica un lote
de un producto, después
de lo cual el sistema de
manufactura se cambia
para producir un lote de
otro producto, y así
sucesivamente.
- LA PRODUCCIÓN POR LÍNEA DE FLUJO
Incluye piezas múltiples de equipo o
estaciones de trabajo situadas en
secuencia, y las unidades de trabajo se
mueven físicamente a través de ella a fin
de que el producto se complete.
- LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE MODELO ÚNICO
Cada producto es idéntico
- LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE MODELOS MIXTOS
se aplica a aquellas situaciones en las que hay
variedad suave de productos que se fabrican
en la línea.
- LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE MODELOS MIXTOS
se aplica a aquellas situaciones en las que hay
variedad suave de productos que se fabrican
en la línea.
- LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE MODELO ÚNICO
Cada producto es idéntico
- LA PRODUCCIÓN POR LÍNEA DE FLUJO
Incluye piezas múltiples de equipo o
estaciones de trabajo situadas en
secuencia, y las unidades de trabajo se
mueven físicamente a través de ella a fin
de que el producto se complete.
- PRODUCCIÓN DE
CANTIDAD MEDIA
Cuando la variedad del
producto es dura, el
enfoque principal es la
producción por lotes, en
la que se fabrica un lote
de un producto, después
de lo cual el sistema de
manufactura se cambia
para producir un lote de
otro producto, y así
sucesivamente.
- ROBÓTICA INDUSTRIAL Un
robot industrial es una
máquina programable de
propósito general que posee
ciertas características
antropomórficas; más
evidente es un brazo
mecánico o manipulador
- ANATOMÍA DE UN ROBOT se relaciona
con el manipulador mecánico y su
construcción.
- ARTICULACIONES Y UNIONES para
manipulación Una articulación en un robot
es similar a la del cuerpo humano.
Proporciona un movimiento relativo entre
dos partes del cuerpo.
- El manipulador se construye
usando articulaciones de los
dos tipos básicos, cada
articulación separada de la
anterior mediante una
unión.
- Sistemas de control y programación de robots El
controlador de un robot está formado por el
hardware y el software electrónicos para controlar
las articulaciones durante la ejecución de un ciclo
de trabajo programado.
- Control limitado de secuencia:
Este sistema de control está
diseñado para ciclos de
movimiento simples
- Reproducción con control punto a punto (PTP):
Igual que en el control numérico, los sistemas de
movimiento de robot se dividen: de punto a punto
y trayectoria continua.
- El control de trayectoria continua: es similar al de punto a
punto, excepto que en la memoria se almacenan
trayectorias de movimiento en lugar de puntos
individuales
- Control inteligente: La inteligencia de los robots
se instrumenta mediante controladores con
microprocesadores poderosos y técnicas de
programación avanzadas.
- Control inteligente: La inteligencia de los robots
se instrumenta mediante controladores con
microprocesadores poderosos y técnicas de
programación avanzadas.
- El control de trayectoria continua: es similar al de punto a
punto, excepto que en la memoria se almacenan
trayectorias de movimiento en lugar de puntos
individuales
- Reproducción con control punto a punto (PTP):
Igual que en el control numérico, los sistemas de
movimiento de robot se dividen: de punto a punto
y trayectoria continua.
- Control limitado de secuencia:
Este sistema de control está
diseñado para ciclos de
movimiento simples
- Sistemas de control y programación de robots El
controlador de un robot está formado por el
hardware y el software electrónicos para controlar
las articulaciones durante la ejecución de un ciclo
de trabajo programado.
- El manipulador se construye
usando articulaciones de los
dos tipos básicos, cada
articulación separada de la
anterior mediante una
unión.
- Precisión en el
posicionamiento. Tres
medidas de precisión
críticas en el
posicionamiento son: la
resolución de control: se
refiere a la capacidad del
sistema para dividir el
rango total del
movimiento del eje en
puntos estrechamente
espaciados que pueden
ser distinguidos por la
unidad de control.
- la exactitud: es el máximo error posible
que puede ocurrir entre el punto objetivo
deseado y la posición real que toma el
sistema; expresado en forma de ecuación
- la capacidad de repetición: se refiere a la
capacidad que posee un sistema de
posicionamiento para regresar a un punto de
control determinado que se ha programado
antes.
- Programación de piezas por CN En las aplicaciones de las
máquinas herramienta, la tarea de programar el sistema se
denomina programación de piezas por control numérico,
debido a que el programa se prepara para una pieza
determinada.
- La programación manual de piezas usa datos numéricos
básicos y códigos alfanuméricos especiales para definir
los pasos en el proceso.
- La programación de piezas asistida por
computadora implica el uso de un
lenguaje de programación de alto nivel
- Programación de piezas asistida por sistemas
CAD/CAM Cuando se usa un sistema CAD/CAM, el
programador recibe una verificación visual inmediata
conforme introduce cada enunciado para determinar
si es correcto.
- Aplicaciones del control numérico En muchos
procesos industriales, debe controlarse la
posición de una cabeza de trabajo de acuerdo
con la pieza o producto en los que se trabaja. Las
aplicaciones se dividen en dos categorías:
- 1) aplicaciones de máquinas
herramienta: el control numérico se usa
ampliamente para operaciones de
maquinado, tales como el torneado, el
taladrado y el fresado.
- 2) aplicaciones que no son de máquinas
herramienta: máquinas de colocación de cinta y
máquinas de devanado de filamentos para
compuestos, máquinas para soldadura
- 2) aplicaciones que no son de máquinas
herramienta: máquinas de colocación de cinta y
máquinas de devanado de filamentos para
compuestos, máquinas para soldadura
- 1) aplicaciones de máquinas
herramienta: el control numérico se usa
ampliamente para operaciones de
maquinado, tales como el torneado, el
taladrado y el fresado.
- La tecnología de grupos: es un enfoque
para la producción de piezas en
cantidades medias
- Clasificación y codificación de
piezas es un grupo de piezas
que poseen similitudes en la
forma geométrica y el
tamaño, o en los pasos de
procesamiento que se usan
en su manufactura
- Clasificación y codificación de
piezas es un grupo de piezas
que poseen similitudes en la
forma geométrica y el
tamaño, o en los pasos de
procesamiento que se usan
en su manufactura
- Aplicaciones del control numérico En muchos
procesos industriales, debe controlarse la
posición de una cabeza de trabajo de acuerdo
con la pieza o producto en los que se trabaja. Las
aplicaciones se dividen en dos categorías:
- Programación de piezas asistida por sistemas
CAD/CAM Cuando se usa un sistema CAD/CAM, el
programador recibe una verificación visual inmediata
conforme introduce cada enunciado para determinar
si es correcto.
- La programación de piezas asistida por
computadora implica el uso de un
lenguaje de programación de alto nivel
- La programación manual de piezas usa datos numéricos
básicos y códigos alfanuméricos especiales para definir
los pasos en el proceso.
- Programación de piezas por CN En las aplicaciones de las
máquinas herramienta, la tarea de programar el sistema se
denomina programación de piezas por control numérico,
debido a que el programa se prepara para una pieza
determinada.
- la capacidad de repetición: se refiere a la
capacidad que posee un sistema de
posicionamiento para regresar a un punto de
control determinado que se ha programado
antes.
- la exactitud: es el máximo error posible
que puede ocurrir entre el punto objetivo
deseado y la posición real que toma el
sistema; expresado en forma de ecuación
- ARTICULACIONES Y UNIONES para
manipulación Una articulación en un robot
es similar a la del cuerpo humano.
Proporciona un movimiento relativo entre
dos partes del cuerpo.
- Aplicaciones de robots industriales
Algunos trabajos industriales se prestan
para las aplicaciones de robots
- El control numérico (CN) es una forma de
automatización programable en la cual un
programa que contiene datos alfanuméricos
codificados controla las acciones de una parte del
equipo.
- Tecnología del control
numérico Componentes de
un sistema de CN tiene tres
componentes básicos:
- Un programa de piezas: es el conjunto detallado
de comandos que va a seguir el equipo de
procesamiento
- Una unidad de
control de máquina:
es una
microcomputadora
que almacena el
programa y lo
ejecuta, convirtiendo
cada comando en
acciones mediante el
equipo de
procesamiento, un
comando a la vez.
- El equipo de procesamiento: realiza una secuencia de
pasos para transformar la pieza de trabajo inicial en una
pieza terminada, y funciona bajo el control de la unidad
de control de máquina de acuerdo con el conjunto de
instrucciones que contiene el programa de piezas.
- Los sistemas de control de movimiento basados en el CN se dividen en dos tipos:
- De punto a punto: También llamados
sistemas de posicionamiento mueven la
cabeza de trabajo (o la pieza de trabajo) a
una posición programada, sin considerar la
trayectoria que recorren para llegar a tal
lugar.
- De trayectoria continua: proporcionan un
dominio continuo y simultáneo de más de un
eje, por lo que controlan la trayectoria que sigue
la herramienta en relación con la pieza.
- De trayectoria continua: proporcionan un
dominio continuo y simultáneo de más de un
eje, por lo que controlan la trayectoria que sigue
la herramienta en relación con la pieza.
- De punto a punto: También llamados
sistemas de posicionamiento mueven la
cabeza de trabajo (o la pieza de trabajo) a
una posición programada, sin considerar la
trayectoria que recorren para llegar a tal
lugar.
- Los sistemas de control de movimiento basados en el CN se dividen en dos tipos:
- El equipo de procesamiento: realiza una secuencia de
pasos para transformar la pieza de trabajo inicial en una
pieza terminada, y funciona bajo el control de la unidad
de control de máquina de acuerdo con el conjunto de
instrucciones que contiene el programa de piezas.
- Una unidad de
control de máquina:
es una
microcomputadora
que almacena el
programa y lo
ejecuta, convirtiendo
cada comando en
acciones mediante el
equipo de
procesamiento, un
comando a la vez.
- Un programa de piezas: es el conjunto detallado
de comandos que va a seguir el equipo de
procesamiento
- Tecnología del control
numérico Componentes de
un sistema de CN tiene tres
componentes básicos:
- El control numérico (CN) es una forma de
automatización programable en la cual un
programa que contiene datos alfanuméricos
codificados controla las acciones de una parte del
equipo.
- Análisis de los sistemas de posicionamiento
para el CN - La función del sistema de
posicionamiento es convertir las
coordenadas que se especifican en el
programa de piezas del CN en posiciones
relativas entre la herramienta y la pieza de
trabajo durante el procesamiento.
- Tipos básicos de control de movimientos:
a ) de ciclo abierto: funciona sin verificar
la posición adecuada para la mesa de
trabajo.
- b ) de ciclo cerrado: usa una medición
retroalimentada para verificar que la
posición de la mesa de trabajo sea en
verdad la que está especificada en el
programa.
- b ) de ciclo cerrado: usa una medición
retroalimentada para verificar que la
posición de la mesa de trabajo sea en
verdad la que está especificada en el
programa.
- Tipos básicos de control de movimientos:
a ) de ciclo abierto: funciona sin verificar
la posición adecuada para la mesa de
trabajo.
- Manufactura celular Para explotar por completo las
similitudes entre las piezas de una familia, la producción
debe organizarse usando celdas de maquinado
diseñadas para especializarse en fabricar piezas
particulares
- Las celdas de maquinado se clasifican de acuerdo con la
cantidad de máquinas y nivel de automatización. Las
posibilidades son: - a ) máquina única - b ) varias
máquinas con manejo manual, - c ) varias máquinas con
manejo mecanizado - d ) celda flexible de manufactura - e
) sistema flexible de manufactura.
- Beneficios y problemas en la tecnología de
grupos promueve la estandarización en las
herramientas, en la instalación de soportes y
en las configuraciones Se requiere tiempo para
planear y realizar este reordenamiento y las
máquinas no producen durante el cambio
- Un sistema flexible de manufactura (FMS) es una celda de
maquinado con TG altamente automatizada que consiste en un
grupo de estaciones de procesamiento
- Flexibilidad y sistemas automatizados de manufactura Tanto las
celdas como los sistemas están muy auto- matizados y se
controlan por computadora.
- Integración de los componentes de un sistema
flexible de manufactura Un FMS consiste en un
hardware y un software que deben integrarse
en una unidad eficiente y confiable
- Aplicaciones de los sistemas flexibles de manufactura
Además de los sistemas de maquinado, se han implantado
otros tipos de sistemas flexibles de manufactura, aunque
el estado de la tecnología en estos procesos no ha
permitido su implementación como en el maquinado
- Aplicaciones de los sistemas flexibles de manufactura
Además de los sistemas de maquinado, se han implantado
otros tipos de sistemas flexibles de manufactura, aunque
el estado de la tecnología en estos procesos no ha
permitido su implementación como en el maquinado
- Beneficios y problemas en la tecnología de
grupos promueve la estandarización en las
herramientas, en la instalación de soportes y
en las configuraciones Se requiere tiempo para
planear y realizar este reordenamiento y las
máquinas no producen durante el cambio
- Las celdas de maquinado se clasifican de acuerdo con la
cantidad de máquinas y nivel de automatización. Las
posibilidades son: - a ) máquina única - b ) varias
máquinas con manejo manual, - c ) varias máquinas con
manejo mecanizado - d ) celda flexible de manufactura - e
) sistema flexible de manufactura.
- ANATOMÍA DE UN ROBOT se relaciona
con el manipulador mecánico y su
construcción.
- LÍNEAS DE PRODUCCIÓN son
una clase importante en los
sistemas de manufactura
cuando deben hacerse
grandes cantidades de
productos idénticos o
similares. se dividieron en dos
tipos básicos:
- líneas de ensamble manual: simplemente pasan entre las estaciones el producto a mano.
- líneas de producción automatizadas: La
transferencia del producto a lo largo de la
línea por lo general se realiza mediante un
dispositivo de transferencia mecánica o
sistema de transporte
- Variaciones de productos una variedad suave
de productos, Pueden distinguirse tres tipos de
líneas: 1) de modelo único: Una línea de
modelo único produce sólo un modelo y no
hay variaciones en él. 2) de modelo por lotes:
produce cada modelo en lotes. 3) de modelo
mixto: también produce varios modelos; sin
embargo, éstos se entremezclan en la misma
línea, en lugar de producirse por lotes.
- Métodos de transporte de trabajo Existen
distintas formas de mover las unidades de
trabajo de una estación a la siguiente. Las dos
categorías básicas son manuales: Éstos implican
pasar las unidades de trabajo entre las
estaciones en forma manual y se asocian con las
líneas de ensamble manual.
- Mecanizada: Por lo general, se usan sistemas
mecánicos de potencia para mover unidades de
trabajo a lo largo de una línea de producción.
- Los sistemas de transferencia continua: consisten en un
transportador que se mueve continuamente y opera a una
velocidad constante
- Determinación del número de
trabajadores requeridos Las líneas de
producción se usan para productos con
alta demanda. R=D/(50S H)
- donde R = la velocidad de producción
promedio real, unidades D = demanda
anual del producto, unidades/año; S =
número de turnos/semana; y H =
horas/turno.
- Las líneas de ensamble manual se basan
principalmente en dos principios de trabajo
fundamentales. El primero es la división del
trabajo El segundo principio es el de las
piezas intercambiables
- Otros factores en el diseño de una línea de ensamble El
número de estaciones de trabajo en una línea de
ensamble manual no es necesariamente igual a la
cantidad de trabajadores
- INGENIERÍA DE MANUFACTURA es una función que
realiza el personal técnico, y está relacionada con la
planeación de los procesos de manufactura para la
producción económica de productos de alta calidad.
- Planeación de procesos: Como lo
sugiere la definición, ésta es la
principal actividad de la ingeniería
de manufactura.
- Solución de problemas y mejora continua: proporciona
personal de apoyo a los departamentos operativos
- Diseño para la manufacturabilidad: En esta
función, que cronológicamente se encuentra
antes que las otras dos, los ingenieros en
manufactura sirven como consejeros de
manufacturabilidad para los diseñadores del
producto.
- La hoja de ruta: se llama así porque especifica la
secuencia de operaciones y el equipo que visitará la
pieza durante su producción.
- La planeación de procesos para el ensamble:
implica la preparación de las hojas de ensamble
que deben seguirse.
- Planeación de procesos
asistidos por computadora:
están diseñados con base en
uno de dos enfoques:
sistemas de recuperación o
sistemas generadores.
- SOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y MEJORA CONTINUA - 1) reducción de
costos, - 2) mejoramiento de la calidad, - 3) mejoramiento de la
productividad, - 4) reducción del tiempo de preparación, - 5) reducción
del tiempo de ciclo, - 6) reducción del tiempo de manufactura y - 7)
mejora del diseño del producto para aumentar el rendimiento y el
atractivo para el cliente.
- El diseño para manufactura y ensamble: es un enfoque para el diseño de productos que incluye
sistemáticamente consideraciones sobre la manufacturabilidad y la ensamblabilidad en el diseño
- La ingeniería concurrente: (también conocida como
ingeniería simultánea ), se refiere a un enfoque
para el diseño de productos en el cual las
compañías intentan reducir el tiempo que se
requiere
- - 1) diseño para manufactura
y ensamble, - 2) diseño para la
calidad, - 3) diseño para el
ciclo de vida y - 4) diseño para
el costo.
- - 1) diseño para manufactura
y ensamble, - 2) diseño para la
calidad, - 3) diseño para el
ciclo de vida y - 4) diseño para
el costo.
- La ingeniería concurrente: (también conocida como
ingeniería simultánea ), se refiere a un enfoque
para el diseño de productos en el cual las
compañías intentan reducir el tiempo que se
requiere
- El diseño para manufactura y ensamble: es un enfoque para el diseño de productos que incluye
sistemáticamente consideraciones sobre la manufacturabilidad y la ensamblabilidad en el diseño
- SOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y MEJORA CONTINUA - 1) reducción de
costos, - 2) mejoramiento de la calidad, - 3) mejoramiento de la
productividad, - 4) reducción del tiempo de preparación, - 5) reducción
del tiempo de ciclo, - 6) reducción del tiempo de manufactura y - 7)
mejora del diseño del producto para aumentar el rendimiento y el
atractivo para el cliente.
- Planeación de procesos
asistidos por computadora:
están diseñados con base en
uno de dos enfoques:
sistemas de recuperación o
sistemas generadores.
- La planeación de procesos para el ensamble:
implica la preparación de las hojas de ensamble
que deben seguirse.
- La hoja de ruta: se llama así porque especifica la
secuencia de operaciones y el equipo que visitará la
pieza durante su producción.
- Diseño para la manufacturabilidad: En esta
función, que cronológicamente se encuentra
antes que las otras dos, los ingenieros en
manufactura sirven como consejeros de
manufacturabilidad para los diseñadores del
producto.
- Solución de problemas y mejora continua: proporciona
personal de apoyo a los departamentos operativos
- La planeación de procesos implica
determinar los procesos de
manufactura más adecuados y el
orden en el cual deben realizarse
para producir una pieza o producto
determinado
- Planeación de procesos: Como lo
sugiere la definición, ésta es la
principal actividad de la ingeniería
de manufactura.
- INGENIERÍA DE MANUFACTURA es una función que
realiza el personal técnico, y está relacionada con la
planeación de los procesos de manufactura para la
producción económica de productos de alta calidad.
- Otros factores en el diseño de una línea de ensamble El
número de estaciones de trabajo en una línea de
ensamble manual no es necesariamente igual a la
cantidad de trabajadores
- Las líneas de ensamble manual se basan
principalmente en dos principios de trabajo
fundamentales. El primero es la división del
trabajo El segundo principio es el de las
piezas intercambiables
- donde R = la velocidad de producción
promedio real, unidades D = demanda
anual del producto, unidades/año; S =
número de turnos/semana; y H =
horas/turno.
- Determinación del número de
trabajadores requeridos Las líneas de
producción se usan para productos con
alta demanda. R=D/(50S H)
- Los sistemas de transferencia continua: consisten en un
transportador que se mueve continuamente y opera a una
velocidad constante
- Mecanizada: Por lo general, se usan sistemas
mecánicos de potencia para mover unidades de
trabajo a lo largo de una línea de producción.
- Métodos de transporte de trabajo Existen
distintas formas de mover las unidades de
trabajo de una estación a la siguiente. Las dos
categorías básicas son manuales: Éstos implican
pasar las unidades de trabajo entre las
estaciones en forma manual y se asocian con las
líneas de ensamble manual.
- Variaciones de productos una variedad suave
de productos, Pueden distinguirse tres tipos de
líneas: 1) de modelo único: Una línea de
modelo único produce sólo un modelo y no
hay variaciones en él. 2) de modelo por lotes:
produce cada modelo en lotes. 3) de modelo
mixto: también produce varios modelos; sin
embargo, éstos se entremezclan en la misma
línea, en lugar de producirse por lotes.
- líneas de producción automatizadas: La
transferencia del producto a lo largo de la
línea por lo general se realiza mediante un
dispositivo de transferencia mecánica o
sistema de transporte
- líneas de ensamble manual: simplemente pasan entre las estaciones el producto a mano.
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