1.4.- a) SISTEMAS AVANZADOS DE MANUFACTURA. (Sistemas de produccin integrada por computadora) DISEO Y MANUFACTURA ASISTIDO POR MANUFACTURA. Introduccin al CNC 1. Introduccin 2. Introduccin al CAD/CAM 3. Procesos de manufactura por arranque de viruta 4. Introduccin al control numrico computarizado 5. Control numrico en la ingeniera industrial 6. Unidad de entrada salida de datos 7. Unidad de memoria interna e interpretacin de rdenes. 8. Programacin en el control numrico 9. Los famosos Blocks en CN 10. Introduccin a la programacin 11. Ciclos enlatados o repetitivos.12. Sinumerik 3t 13. Caractersticas tcnicas del CNC. 14. Software del paquete FAPUC 15. Tendencias de la automatizacin en la industria nacional. 16. Referencias

INTRODUCCIN: La mquina herramienta ha jugado un papel fundamental en el desarrollo tecnolgico del mundo hasta el punto que no es una exageracin decir que la tasa del desarrollo de mquinas herramientas gobierna directamente la tasa del desarrollo industrial. gracias a la utilizacin de la mquina herramienta se ha podido realizar de forma prctica, maquinaria de todo tipo que, aunque concebida y realizada, no poda ser comercializada por no existir medios adecuados para su construccin industrial. As, por ejemplo, si para la mecanizacin total de un nmero de piezas fuera necesario realizar las operaciones de fresado, mandrinado y perforado, es lgico que se alcanzara la mayor eficacia si este grupo de mquinas herramientas estuvieran agrupadas, pero se lograra una mayor eficacia an si todas estas operaciones se realizaran en una misma mquina. Esta necesidad, sumada a numerosos y nuevos requerimientos que da a da aparecieron forzarn la utilizacin de nuevas tcnicas que reemplazaran al operador humano. De esta forma se introdujo el control numrico en los procesos de fabricacin, impuesto por varias razones: Necesidad de fabricar productos que no se podan conseguir en cantidad y calidad suficientes sin recurrir a la automatizacin del proceso de fabricacin. Necesidad de obtener productos hasta entonces imposibles o muy difciles de fabricar, por ser 1

excesivamente complejos para ser controlados por un operador humano. Necesidad de fabricar productos a precios suficientemente bajos. Inicialmente, el factor predominante que condicion todo automatismo fue el aumento de productividad. Posteriormente, debido a las nuevas necesidades de la industria aparecieron otros factores no menos importantes como la precisin, la rapidez y la flexibilidad. Hacia 1942 surgi lo que se podra llamar el primer control numrico verdadero, debido a una necesidad impuesta por la industria aeronutica para la realizacin de hlices de helicpteros de diferentes configuraciones. INTRODUCCIN AL CAD/CAM CAD/CAM, proceso en el cual se utilizan los ordenadores o computadoras para mejorar la fabricacin, desarrollo y diseo de los productos. stos pueden fabricarse ms rpido, con mayor precisin o a menor precio, con la aplicacin adecuada de tecnologa informtica. Los sistemas de Diseo Asistido por Ordenador (CAD, acrnimo de Computer Aided Design) pueden utilizarse para generar modelos con muchas, si no todas, de las caractersticas de un determinado producto. Estas caractersticas podran ser el tamao, el contorno, la forma de cada componente almacenado como dibujos bi y/o tridimensionales. Una vez que estos datos dimensionales han sido introducidos y almacenados en el sistema informtico, el diseador puede manipularlos o modificar las ideas del diseo con mayor facilidad para avanzar en el desarrollo del producto. Adems, pueden compartirse e integrarse las ideas combinadas de varios diseadores, ya que es posible mover los datos dentro de redes informticas, con lo que los diseadores e ingenieros situados en lugares distantes entre s pueden trabajar como un equipo. Los sistemas CAD tambin permiten simular el funcionamiento de un producto. Hacen posible verificar si un circuito electrnico propuesto funcionar tal y como est previsto, si un puente ser capaz de soportar las cargas pronosticadas sin peligros e incluso si una salsa de tomate fluir adecuadamente desde un envase de nuevo diseo. Cuando los sistemas CAD se conectan a equipos de fabricacin tambin controlados por ordenador conforman un sistema integrado CAD/CAM (CAM, acrnimo de Computer Aided Manufacturing). La Fabricacin Asistida por Ordenador ofrece significativas ventajas con respecto a los mtodos ms tradicionales de controlar equipos de fabricacin con ordenadores en lugar de hacerlo con operadores humanos. Por lo general, los equipos CAM conllevan la eliminacin de los errores del operador y la reduccin de los costos de mano de obra. Sin embargo, la precisin constante y el uso ptimo previsto del equipo representan ventajas an mayores. Por ejemplo, las cuchillas y herramientas de corte se desgastarn ms lentamente y se estropearan con menos frecuencia, lo que reducira todava ms los costos de 2

fabricacin. Frente a este ahorro pueden aducirse los mayores costos de bienes de capital o las posibles implicaciones sociales de mantener la productividad con una reduccin de la fuerza de trabajo. Los equipos CAM se basan en una serie de cdigos numricos, almacenados en archivos informticos, para controlar las tareas de fabricacin. Este Control Numrico por Computadora (CNC) se obtiene describiendo las operaciones de la mquina en trminos de los cdigos especiales y de la geometra de formas de los componentes, creando archivos informticos especializados o programas de piezas. La creacin de estos programas de piezas es una tarea que, en gran medida, se realiza hoy da por software informtico especial que crea el vnculo entre los sistemas CAD y CAM. Las caractersticas de los sistemas CAD/CAM son aprovechadas por los diseadores, ingenieros y fabricantes para adaptarlas a las necesidades especficas de sus situaciones. Por ejemplo, un diseador puede utilizar el sistema para crear rpidamente un primer prototipo y analizar la viabilidad de un producto, mientras que un fabricante quiz emplee el sistema porque es el nico modo de poder fabricar con precisin un componente complejo. La gama de prestaciones que se ofrecen a los usuarios de CAD/CAM est en constante expansin. Los fabricantes de indumentaria pueden disear el patrn de una prenda en un sistema CAD, patrn que se sita de forma automtica sobre la tela para reducir al mximo el derroche de material al ser cortado con una sierra o un lser CNC. Adems de la informacin de CAD que describe el contorno de un componente de ingeniera, es posible elegir el material ms adecuado para su fabricacin en la base de datos informtica y emplear una variedad de mquinas CNC combinadas para producirlo. La Fabricacin Integrada por Computadora (CIM) aprovecha plenamente el potencial de esta tecnologa al combinar una amplia gama de actividades asistidas por ordenador, que pueden incluir el control de existencias, el clculo de costos de materiales y el control total de cada proceso de produccin. Esto ofrece una mayor flexibilidad al fabricante, permitiendo a la empresa responder con mayor agilidad a las demandas del mercado y al desarrollo de nuevos productos. La futura evolucin incluir la integracin an mayor de sistemas de realidad virtual, que permitir a los diseadores interactuar con los prototipos virtuales de los productos mediante la computadora, en lugar de tener que construir costosos modelos o simuladores para comprobar su viabilidad. Tambin el rea de prototipos rpidos es una evolucin de las tcnicas de CAD/CAM, en la que las imgenes informatizadas tridimensionales se convierten en modelos reales empleando equipos de fabricacin especializada, como por ejemplo un sistema de estereolitografa.

3

INGENIERIA DE MANUFACTURA.-Es la ciencia que estudia los procesos de conformado y fabricacin de componentes mecnicos con la adecuada precisin dimensional, as como de la maquinaria, herramientas y dems equipos necesarios para llevar a cabo la realizacin fsica de tales procesos, su automatizacin, planificacin y verificacin. La ingeniera de manufactura es una actividad que lleva a cabo el personal tcnico y esta relacionado con la planeacin de los procesos de manufactura para la produccin econmica de productos de alta calidad. Su funcin principal es preparar la transicin del producto desde las especificaciones de diseo hasta la manufactura de un producto fsico. El propsito general es optimizar la manufactura incluye muchas actividades y responsabilidades que dependen del tipo de operaciones de produccin realiza la organizacin particular; usualmente las actividades que realizan son: Planeacin de los procesos.- Implica determinar los procesos de manufactura mas adecuados y el orden en el cual deben realizarse para producir una parte componente o producto determinado, que se especifican en la ingeniera, segn las limitaciones impuestas por el equipo de procesamiento disponible y la capacidad productiva para la manufactura del diseo. Solucin de problemas y mejoramiento contino. Diseo para capacidad de manufactura.-Tradicionalmente, la planeacin de procesos la realizan los ingenieros en manufactura que conocen los procesos particulares que se usan en la fbrica y son capaces de leer dibujos de ingeniera con base en su conocimiento, capacidad y experiencia; desarrollan los pasos de procesamiento que se requieren en la secuencia ms lgica para hacer cada parte. A continuacin se mencionan algunos detalles y decisiones requeridas en la planeacin de procesos. Procesos y secuencias. Seleccin del equipo Herramientas, matrices, moldes, soporte y medidores. Herramientas de corte y condiciones de corte en las operaciones de Maquinado. Mtodos. La planeacin del mtodo de trabajo para la manufactura. Estndares de trabajo Estimacin de los costos de produccin. Estimacin de materiales Distribucin de planta y diseo de instalaciones. LA PLANEACIN DE PROCESOS PARA PARTES. Los procesos necesarios para manufactura de una parte especifica se determinan en Gran parte por el material con que se fabrica la parte.

4

El diseador del producto Selecciona el material con base en los requerimientos funcionales. Una vez seleccionado el material, la eleccin de los procesos posibles se delimita considerablemente. En el anlisis de los materiales para ingeniera se tienen guas para el procesamiento de cuatro grupos de materiales. Metales (A) B A Cermicos (C) Polmetros (B) Los materiales compuestos pueden ser: C 1.- (AB)=Metal con polmeros. 2.-(AC)=Metal con Cermicos. 3.- (BC)=Cermico con polmeros. Una tpica secuencia de procesamiento para fabricar una parte separada consiste en: Materia prima.- Es el inicio del proceso. Procesos bsicos.- La geometra inicial de la parte entre ellos estn el colocar los metales, el forjado y el laminado de chapas metlicas Procesos secundarios.Procesos para el mejoramiento de las propiedades.- Despus de las operaciones de formado se hacen operaciones para mejorar las propiedades, incluyen el tratamiento trmico en componentes metlicos y cristalera. Operaciones de acabado.- Las operaciones de acabado son las ultimas de la secuencia, por lo general proporciona un recubrimiento en la superficie de la parte de trabajo (o ensamble); entre estos procesos estn la electrodeposicin y la pintura. . DESARROLLO HISTORICO DE LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA. Eli Whitney se le acredita la maquina depepitadora de algodn como punto de partida de los procesos de manufactura y a los principios de fabricacin intercambiables a su mquina fresadora sucesos que aparecieron por los aos de 1880, tambin en esa poca aparecieron otro proceso industrial a consecuencia de la guerra civil en los estados unidos que proporciono un nuevo impulso al desarrollo de procesos de manufactura de aquel pas. Taylor un siglo despus publico trabajos sobre el labrado de metales aportando una base cientfica para hacerlo. Miron L. Begeman otro investigador logra nuevos avances en las tcnicas de fabricacin que se aprovecharon despus en la industria. El conocimiento de los principios y la aplicacin de los servomecanismos, levas, electricidad, electrnica y computadoras hoy en da permiten al hombre la produccin de las maquinas. Los procesos de manufactura convencionales agrupan las siguientes reas temticas: Procesos de conformacin sin eliminacin de material Por fundicin

5

Por deformacin Procesos de conformacin con eliminacin de material Por arranque de material en forma de viruta Por abrasin Por otros procedimientos Procesos de conformado de polmeros y derivados Plsticos Materiales compuestos Procesos de conformacin por unin de partes Por sinterizacin Por soldadura Procesos de medicin y verificacin dimensional Tolerancias y ajustes Medicin dimensional Automatizacin de los procesos de fabricacin y verificacin Control numrico Robots industriales

Las propiedades de manufactura y tecnolgicas son aquellas que definen el comportamiento de un material frente a diversos mtodos de trabajo y a determinadas aplicaciones. Existen varias propiedades que entran en esta categora destacndose la templabilidad la soldabilidad y la dureza entre otras. Las fabricas del futuro la naturaleza de la produccin considera los fundamentos de 2 sistemas bastantes complejos basados en computadora: el diseo asistido por computadora y la manufactura asistida por computadora (CAD/CAM), as como la manufactura integrada por computadora (CIM) CAD: Hace uso de computadoras para el dibujo interactivo de ingeniera y almacenamiento de lo diseos. Los programas completan la disposicin fsica, las transformaciones geomtricas, las proyecciones, los giros, las amplificaciones y las secciones transversales de una parte, as como su relacin con otros componentes. CAM: Usa las computadoras para programar, dirigir o controlar el equipo de produccin para la fabricacin de bienes manufacturados. CAD/CAM Es la fusin y la interaccin de ambos es el resultado importante es la automatizacin de la transicin entre el diseo entre el diseo del producto y su manufactura; donde al tener almacenados en una base de datos los diseos del producto a travs del CAM se pueden introducir los nuevos productos con mucha mayor rapidez y a menor costo, por lo que CAD/CAM ofrece gran flexibilidad en el producto, bajos costos y mejor calidad. Manufactura Integrada por Computadora CIM.-Es que todas las operaciones de una empresa relacionadas con la funcin productiva se incorpora a un sistema de computo

6

integrados para asistir, aumentar y/o automatizar las operaciones

MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA (CIM)

PLANEACIN Capacidad, Materiales, Procesos. Programacin de robtica N/C

COMPRAS

Contabili dad, Captura de pedidos, Nominas, Facturas, etc.

CONTROL Procesos, Piso de planta, Inspeccin.

En este sistema integrado de cmputo, el resultado de una actividad sirve de insumo para la siguiente a travs de la cadena de eventos y sucesos que se inician con el pedido de ventas y que culmina con el embarque del producto. CARACTERSTICAS DE LAS FBRICAS DEL FUTURO. 1. Elevada calidad del producto.- La automatizacin permitir una consistencia y elevada calidad del producto. 2. Alta flexibilidad. Se utilizara nueva tecnologa flexible en el diseo de los procesos de la produccin, produciendo muchos modelos de productos para que resulten atractivos mercados que demandan diversidad en el producto, se producirn pequeos lotes de muchos modelos de productos y en condiciones econmicas la operacin de los procesos de produccin.

7

3. Entrega rpida de los pedidos de los clientes.- Los pequeos lotes, operaciones que pueden rpidamente cambiarse a otros productos y altas velocidades de produccin; los pedidos de los clientes se producirn y embarcaran con prontitud. 4. Economa de la produccin diferente.- La fabricacin automatizada establece que la gran mayora de los costos sern fijos, los nicos costos variables significativos sern los materiales y los indirectos ( costos de oficina, y contabilidad, ingeniera, de equipo, de herramental de mantenimiento, de servicios pblicos y de software) 5. Sistema guiado e integrado por computadora.- Por medio de CAD/CAM se tiene la base para el diseo del producto y la planeacin de los procesos; CIM integrara todas las fases del negocio, partiendo de una base de datos comn. 6. Cambios en la estructura organizacional.- En una fbrica automatizada, el personal de lnea se parecer mas al personal de apoyo y el de apoyo se parecer al personal de lnea. El mantenimiento, la calidad del producto, la ingeniera, la administracin de los cambios tecnolgicos, el desarrollo y el mantenimiento de software, la robtica y proyectos de automatizacin sern las actividades de importancia de la organizacin. MTODOS AVANZADOS DE MANUFACTURA. a) INGENIERA CONCURRENTE: Se refiere aun enfoque para el diseo de producto en el cual las empresas intentan reducir el tiempo que se requiere para llevar acabo un nuevo producto al mercado. En una compaa que practica la ingeniera concurrente (o tambin conocida como ing. simultanea) la planeacin de manufactura empieza cuando el diseo de producto se esta desarrollando. El diseo para la manufactura y el ensamble es el aspecto ms importante de la ingeniera concurrente, debido a que tiene el mayor impacto en los costos de produccin y en el tiempo de desarrollo del producto. b) ELABORACIN RPIDA DE PROTOTIPOS. Se refiere a la capacidad para disear y producir productos de alta calidad en el tiempo Mnimo. Es una familia de procesos de fabricacin singulares, desarrollados para hacer prototipos de ingeniera en el menor tiempo posible. Mencionare tres tcnicas donde ellas dependen de datos de diseo generados en un sistema grafico computarizado. hablar de esto implica hablar de la gran precisin con que se realizan los trazos gracias modelo grafico computarizado de la geometra de partes. 1.- ESTEREOLITOGRAFA 2.-SINTERIZADO SELECTIVO CON LSER 3.-MODELADO POR DEPOSICIN FUNDIDA. 1.- ESTEREOLITOGRAFA: es un proceso para fabricar una parte plstica slida a partir de un archivo de datos. Generado a partir de un modelo slido mediante un sistema grafico computarizado de la geometra de partes controla un rayo lser. Cada capa tiene . 005 a 0.0020 pulg. el lser sirve para endurecer el polmetro foto sensible en donde el rayo toca el Liquido, formando una capa slida de plstico, que se adhiere a la plataforma. Cuando termina a la capa inicial, se baja la plataforma una distancia igual al grosor de la capa anterior y se forma una segunda as sucesivamente hasta terminar la pieza completa.

8

2.- SINTERIZADO SELECTIVO CON LSER.: este proceso es similar al anterior nada mas que en lugar de utilizar un polmetro lquido se utilizan polvos y se comprime por el rayo lser hasta formar las capas que van a formar la pieza. 3.- MODELADO POR DEPOSICIN FUNDIDA: este proceso se basa en irle dando forma con el rayo lser aun una pieza ya sea de un material similar al de la cera.

Los sistemas de manufactura hacen uso de componentes que pueden ser:1.- Componentes Elctricos Introduccin a los Sistemas Introduccin a la Electricidad Magnetismo Electromagnetismo Fuentes de Poder Instrumentacin - Usando un Multmetro Dispositivos de Salida - Lamparas, LEDs, Motores, Parlantes Dispositivos de Control - Interruptores, Relees, Potenciometros Circuitos Proteccin - "Circuit Breakers", Fusibles Acondicionadores Elctricos - Resistores, Capacitores, Diodos Acondicionadores Electrnicos - Transistores, Op-amps, Transformadores Laboratorios Aplicativos Circuitos Serie Circuitos Paralelo Control de Intensidad de Salida Secuencia de Operaciones de Salida Acondicionamiento de Salidas Elctricas Lgica de Compuertas Aplicaciones Avanzadas Smbolos Grficos Elctricos/Electrnicos Propiedades Fsicas Ley de Ohm Induccin Reactancia Capacitancia Fuerza, Trabajo y Potencia9

2.-Componentes Neumticos

Familiarizacin con el Trainer Introduccin a la Neumtica Medidores de Flujo Vlvulas Manuales Vlvulas Solenoide Vlvulas piloteadas por Aire Vlvulas de control de Flujo Cilindros de Simple y Doble Accin Sistemas de Lubricacin Contaminacin de Fluidos y Filtros de Aire Generadores de Vaci

Laboratorios de Aplicacin

Cilindros apareados en un Circuito Sistemas de Reglamentacin en Neumtica Aplicacin en Alimentador de Partes Aplicacin en Maquinado Introduccin a la Lgica del Aire Smbolos y Esquemas

Propiedades Fsicas*

Fuerza en Sistemas Neumticos Tasa de Flujo en sistemas Neumticos Trabajo Realizado con Sistemas Neumticos Potencia en Neumtica Resistencia de Flujo en Filtros de Aire Resistencia de Flujo en Tuberas Transformadores de Fuerza en Neumtica Aspiracin y Vacos

3.- Componentes Mecnicos

Familiarizacin con el Trainer Introduccin a los Sistemas Mecnicos Palancas de Primera Clase Palancas de Segunda Clase Palancas de Tercera Clase Planos Inclinados10

Tornillos Ruedas y Ejes Poleas Engranes

Laboratorios de Aplicacin

Tren de Engranajes Engranajes de Ruedas y Cadenas Poleas de Pasos y Fajas Bloques y Sistemas de Garruchas Alabes Uniones y Junturas

Propiedades Fsicas *

Fuerza en Mecanismos Trabajo en Mecanismos Potencia en Mecanismos Provecho Mecnico Friccin Energa Potencial y Cintica Tasas de Velocidad en Trenes de Ruedas Diseo de Alabes Unin de Movimiento

4.-De un Brazo Robtico MB501

Historia de la Robtica Tipos de Robots Familiarizacin con el Brazo Robtico Movimientos del Brazo Robtico Vlvulas de control Manual Rotacin de Base y Elevacin Alcance y Toma Rotacin de la Mueca Combinacin de Movimientos: Elevacin y Toma Combinacin de Movimientos: Elevacin y Rotacin de Base Combinacin de Movimientos: Rotacin, Elevacin y Toma Control de Velocidad de un Actuador Rotatorio Apndice

11

Curriculum del Software de Computadora

Introduccin al Control de Procesos Solenoides Controlados Neumticamente Instalacin del Hardware Instalacin del Software Configuracin del Puerto Serial Operacin en modo MANUAL Operacin en modo PROGRAMADO Cargar y Correr un Programa Existente Editar un Programa Existente Men de Ayuda Ejemplos de Programas de Aplicacin Apndice

Curriculum del Programador de Mano Instalacin del Hardware

Operacin en modo MANUAL Operacin en modo PROGRAMADO Cargar y Correr un Programa Existente Editar un Programa Existente Ejemplos de Programas de Aplicacin Apndice

5.-SENSORES INDUSTRIALES. Realiza la instruccin en switches de limite y fibras pticas, sensores infrarrojos y de proximidad. Cada seccin incluye una introduccin a los componentes, la aplicacin de principios para su uso y aplicaciones. El sistema modular de entrenamiento permite el estudio individual o en clase, incluye sensores de calidad industrial y una fuente de poder electrnica con terminales de entrada/salida, un tablero y todos los accesorios necesarios para realizar una variedad de experimentos. La familiarizacin con el Sistema de Sensores considera que estos pueden ser:1) Fibras Opticas:

Fibra Optica Difuso-Reflectivo y Rayo-Pasante

12

Ajuste de Sensibilidad de sensores Difuso-Reflectivo Operacin Normal e Invertida de sensores Difuso-Reflectivo Ajuste de retardo de sensores Difuso-Reflectivo Aplicacines de Sensores Difuso-Reflectivo Control de Sensibilidad de los sensores Rayo-Pasante Operacin Normal e Invertida de los sensores de Rayo-Pasante Control del Retardo en sensores de Rayo-Pasante Aplicacin de los sensores de Rayo-Pasante

2) Sesores Infrarrojo:

Hardware de los Sensores Infrarrojos Reflectivos Ajuste de la Sensibilidad para sensores Reflectivos Operacin Normal e Inversa de los sensores infrarrojos Reflectivos Contrl del retardo de los sensores Infrarrojos Reflectivos Aplicacines del sensado Infrarrojo Reflectivo 3) Sensores de Proximidad: o Hardware de los sensores Inductivos de Proximidad o Operacin Normal e Invertida de los sensores Inductivos de Proximidad o Ajuste del retardo en los sensores Inductivos de Proximidad o Aplicaciones del sensado de Proximidad

4) Switches Limite:

Operacin de los Switches Limite Caractersticas de Operacin de los switches de Limite Posicionamiento de un switch Limite Diseos

Introduccin a los Controladores Lgicos Programables (PLC)

Que es un PLC ? Operaciones internas del PLC Introduccin al Trainer MB650A Circuitos Serie Paralelo Sistemas Numricos lgebra Booleana Diagramas de la Lgica de la Escalera

13

Funciones Bsicas de los PLC y sus Aplicaciones

Introduccin a la Programacin de la Escalera Entradas y Salidas (Inputs y Outputs) (I/O) Relees Internos Circuitos "Y" y "OR" ("And" y "Or") Relees de "Lacheo" ("Latching") Edicin de Programas Monitoreo de Programas.

Funciones de Control de Salida y sus Aplicaciones

Temporizadores (Timers) Contadores (Counters) Temporizadores en Cascada (Cascading Timers) Programas Timer/Counters Relees Maestro de Control Sequenciamiento de Salida Registros de Corrimiento Introduccin a Funciones Especiales

La Automatizacin es la tecnologa en la cual un proceso con la asistencia humana, realiza la implementacin usando instrucciones de programacin combinadas con sistemas de Control industriales. El proceso de Control computarizado se puede realizar de diversas formas como por ejemplo: Monitoreando procesos computarizados, Control digital, Control numrico y Robtica. El control numrico es otra forma de control industrial computarizado, involucre el uso de la computadora para dirigir una mquina herramienta a travs de una secuencia, procesando etapas definidas con la instruccin de un programa que especifica los detalles de cada etapa a realizar.1) PROCESOS DE MANUFACTURA POR ARRANQUE DE VIRUTA La aplicacin del control numrico abarca gran variedad de procesos. Aqu se dividen las aplicaciones en dos categoras:

14

(1) aplicaciones con mquina herramienta, tales como el taladrado, laminado, torneado, fresado, cepillado, etc., y (2) aplicaciones sin mquina herramienta, tales como el ensamblaje, trazado e inspeccin. El principio de operacin comn de todas las aplicaciones del control numrico es el control del la posicin relativa de una herramienta o elemento de procesado con respecto al objeto a procesar. Proceso Torneado Definicin del Proceso Es un proceso de maquinado en el cual una herramienta de punta sencilla remueve material de la superficie de una pieza de trabajo cilndrica en rotacin Clasificacin del equipo Equipo El torneado se lleva a cabo tradicionalmente en una maquina llamada torno

Definicin del Equipo El torno es una maquina, la cual suministra la potencia para tornear la parte a una velocidad de rotacin determinada con avance de la herramienta y profundidad de corte especificado

Herramienta

Torno para herramientas Se usan herramientas de punta sencilla, para la operacin de roscado, se Torno de Velocidad ejecuta con un diseo con la forma de la cuerda a Torno Revlver producir. El torneado de formas se ejecuta con una Torno de Mandril de diseo especial llamada herramienta de Maquina de Barra forma. Automtica Tornos controlados Numricamente

Definir Herramienta Se usa una herramienta de corte con un borde cortante simple destinado a remover material de una pieza de trabajo giratoria para dar forma de cilindro.

Clasificacin de la Herramienta Cabezal Contrapunto Tortea

Operaciones Relacionadas con el Torneado Careado Torneado Ahusado o cnico Torneado de Contornos

Carro Transversal

15

Torneado de Formas Carro Principal Achaflanado Tronzado Roscado Perforado Taladrado Moleteado

Proceso Taladrado

Definicin del Proceso Es una operacin de maquinado que se usa para crear agujeros redondos en una parte de trabajo Clasificacin del equipo Taladro Vertical Taladro Banco

Equipo

Taladro Prensa

Definicin del Equipo El Taladro Prensa es la mquina estndar para taladrar.

Herramienta

Broca Taladro Radial Taladro Multiple Definir Herramienta Clasificacin de la Herramienta Operaciones Relacionadas con el Taladrado Escariado Roscado Interior Abocardado Avellanado Centrado Refrenteado

Hay disponibles varias herramientas de corte para hacer agujeros, pero la broca helicoidal es con mucho la ms comn. Sus dimetros fluctan desde 0.006 Broca Helicoidal pulg. Hasta brocas tan grandes como 3.0 pulg. Las brocas helicoidales se usan ampliamente en la industria para producir agujeros en forma rpida y econmica.

16

Proceso

Definicin del Proceso Proceso para producir superficies planas por medio de una herramienta de corte de un solo filo. Clasificacin del equipo

Equipo

Cepillado

Cepillo

Definicin del Equipo

Herramienta

La mquina herramienta para cepillado se llama cepillo. La velocidad de Cepillos de mesa abiertos lateralmente corte se logra por medio de una mes de trabajo oscilante que mueve la Cepillos de doble parte posterior de una columna herramienta de corte de punta sencilla Definir Herramienta Clasificacin de la Herramienta Carril transversal Proceso en el cual se pasa una cuchilla a travs de la pieza para ir eliminando material. Cabeza de la herramienta Mesa de trabajo Columna Base Proceso Aserrado Definicin del Proceso Es un proceso en el que corta una hendidura angosta dentro de la parte de trabajo por medio de una herramienta que tiene una serie de dientes estrechamente espaciados Clasificacin del equipo

La herramienta de corte usadas en el cepillado son herramientas de punta sencilla

Operaciones Relacionadas con el Cepillado

El cepillado se puede usar para maquinar otras superficies diferentes a las planas. La restriccin es que las superficies deben ser rectas.

Equipo

Segueta

Definicin del Equipo

Herramienta 17

El corte de segueta involucra un movimiento lineal de vaivn de la segueta contra el trabajo. El Aserrado con cinta implica un movimiento lineal continuo que utiliza una sierra de cinta hecha en forma de banda flexible sin fin con dientes en una de sus bordes. La sierra circular usa una sierra circular giratoria para suministrar el movimiento continuo de la herramienta frente al trabajo. Definir Herramienta

Segueta Sierra Banda Sierra Circular Hoja de la Sierra

Clasificacin de la Herramienta

Operaciones Relacionadas con el Aserrado Calado Ranurado Corte abrasivo Aserrado por Friccin

Las hojas de la sierra Forma de los dientes tienen ciertas caractersticas comunes que incluyen la forma de Espaciamiento entre los los dientes, su dientes espaciamiento y la disposicin de los Disposicin de los Dientes mismos

Proceso Rectificado

Definicin del Proceso

Equipo

Es un proceso abrasivo ejecutado por un Rectificadora conjunto de barras abrasivas pegadas Clasificacin del equipo Herramienta Conjunto de barras abrasivas pegadas

Definicin del Equipo El movimiento del equipo es una combinacin de rotacin y oscilacin lineal, regulada de tal

18

manera que un punto dado de la barra abrasiva, no repite la misma trayectoria Definir Herramienta Clasificacin de la Herramienta Operaciones Relacionadas con el Rectificado Lapeado o pulido Juntas Universales Se usan cuatro barras, pero su nmero depende del tamao del agujero Impulsor Superacabado Pulido Abrillantado

Proceso

Definicin del Proceso Es una operacin de maquinado en la cual se hace pasar una parte de trabajo enfrente de una herramienta cilndrica rotatoria con mltiples bordes o filos cortantes. Clasificacin del equipo Cortadores cilndricos o fresas planas Cortadores formadores o fresas formadoras Cortadores frontales o fresas frontales Cortadores para acabado o fresa terminal

Equipo

Fresado

Fresadora

Definicin del Equipo La clasificacin de los cortadores para fresadoras o fresas como se les conoce comnmente, est muy asociada con las operaciones de fresado que acabamos de describir.

Herramienta

Husillo rotatorio Mesa para sujetar

Definir Herramienta Las maquinas fresadoras deben tener

Clasificacin de la Herramienta Maquina fresadora Vertical

Operaciones Relacionadas con el Fresado Torneado

19

un husillo rotatorio para el cortador y una mesa para sujetar, poner en posicin y hacer avanzar la parte de trabajo.

Maquina fresadora Horizontal Rodilla y columna Tipo bancada Tipo Cepillo Fresas Trazadoras Maquinas fresadoras CNC

Taladrado Perfilado Cepillado Escariado Aserrado

INTRODUCCIN AL CONTROL NUMRICO COMPUTARIZADO (CNC) El CNC tuvo su origen a principios de los aos cincuenta en el Instituto de Tecnologa de Massachusetts (MIT), en donde se automatiz por primera vez una gran fresadora. En esta poca las computadoras estaban en sus inicios y eran tan grandes que el espacio ocupado por la computadora era mayor que el de la mquina. Hoy da las computadoras son cada vez ms pequeas y econmicas, con lo que el uso del CNC se ha extendido a todo tipo de maquinaria: tornos, rectificadoras, eletro-erosionadoras, mquinas de coser, etc.

20

CNC significa "control numrico computarizado". En una mquina CNC, a diferencia de una mquina convencional o manual, una computadora controla la posicin y velocidad de los motores que accionan los ejes de la mquina. Gracias a esto, puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como crculos, lneas diagonales y figuras complejas tridimensionales. Las mquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en los tres ejes para ejecutar trayectorias tridimensionales como las que se requieren para el maquinado de complejos moldes y troqueles como se muestra en la imagen. En una mquina CNC una computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y el husillo. Una vez programada la mquina, sta ejecuta todas las operaciones por s sola, sin necesidad de que el operador est manejndola. Esto permite aprovechar mejor el tiempo del personal para que sea ms productivo. El trmino "control numrico" se debe a que las rdenes dadas a la mquina son indicadas mediante cdigos numricos. Por ejemplo, para indicarle a la mquina que mueva la herramienta describiendo un cuadrado de 10 mm por lado se le daran los siguientes cdigos: G90 G71 G00 X0.0 Y0.0 G01 X10.0 G01 Y10.0 G01 X0.0 G01 Y0.0

21

Un conjunto de rdenes que siguen una secuencia lgica constituyen un programa de maquinado. Dndole las rdenes o instrucciones adecuadas a la mquina, sta es capaz de maquinar una simple ranura, una cavidad irregular, la cara de una persona en altorrelieve o bajorrelieve, un grabado artstico un molde de inyeccin de una cuchara o una botella... lo que se quiera.

Al principio hacer un programa de maquinado era muy difcil y tedioso, pues haba que planear e indicarle manualmente a la mquina cada uno de los movimientos que tena que hacer. Era un proceso que poda durar horas, das, semanas. An as era un ahorro de tiempo comparado con los mtodos convencionales. Actualmente muchas de las mquinas modernas trabajan con lo que se conoce como "lenguaje conversacional" en el que el programador escoge la operacin que desea y la mquina le pregunta los datos que se requieren. Cada instruccin de este lenguaje conversacional puede representar decenas de cdigos numricos. Por ejemplo, el maquinado de una cavidad completa se puede hacer con una sola instruccin que especifica el largo, alto, profundidad, posicin, radios de las esquinas, etc. Algunos controles incluso cuentan con graficacin en pantalla y funciones de ayuda geomtrica. Todo esto hace la programacin mucho ms rpida y sencilla. Tambin se emplean sistemas CAD/CAM que generan el programa de maquinado de forma automtica. En el sistema CAD (diseo asistido por computadora) la pieza que se desea maquinar se disea en la computadora con herramientas de dibujo y modelado slido. Posteriormente el sistema CAM (manufactura asistida por computadora) toma la informacin del diseo y genera la ruta de corte que tiene que seguir la herramienta para fabricar la pieza deseada; a partir de esta ruta de corte se crea automticamente el programa de maquinado, el cual puede ser introducido a la mquina mediante un disco o enviado electronicamente.

22

Hoy da los equipos CNC con la ayuda de los lenguajes conversacionales y los sistemas CAD/CAM, permiten a las empresas producir con mucha mayor rapidez y calidad sin necesidad de tener personal altamente especializado. 2) CONTROL NUMRICO EN LA INGENIERIA INDUSTRIAL Definicin general: Se considera control numrico a todo dispositivo capaz de dirigir posicionamientos de un rgano mecnico mvil, en el que las rdenes relativas a los desplazamientos del mvil son elaboradas en forma totalmente automtica a partir de informaciones numricas definidas, bien manualmente o por medio de un programa. MBITO DE APLICACIN DEL CONTROL NUMRICO: Como ya se mencion, las cuatro variables fundamentales que inciden en la bondad de un automatismo son: productividad, rapidez, precisin y velocidad. De acuerdo con estas variables, vamos a analizar qu tipo de automatismo es el ms conveniente de acuerdo al nmero de piezas a fabricar. Series de fabricacin: Grandes series: (mayor a 10.000 piezas) Esta Produccin est cubierta en la actualidad por las mquinas transfert, realizadas por varios automatismos trabajando simultneamente en forma sincronizada. Series medias: (entre 50 y 10.000) Existen varios automatismos que cubren esta gama, entre ellos los copiadores y los controles numricos. La utilizacin de estos automatismos depender de la precisin, flexibilidad y rapidez exigidas. El control numrico ser especialmente interesante cuando las fabricaciones se mantengan en series comprendidas entre 5 y 1.000 piezas que debers ser repetida varias veces durante el ao. Series pequeas: (menores a 5 piezas) Para estas series, la utilizacin del control numrico suele no ser rentable, a no ser que la pieza sea lo suficientemente compleja como para justificarse su Programacin con ayuda de una computadora. Pero en general, para producciones menores a cinco piezas, la mecanizacin en mquinas convencionales resulta ser ms econmica. A continuacin, podemos ver un grfico que ilustra de forma clara lo expresado anteriormente. VENTAJAS DEL CONTROL NUMRICO: Las ventajas, dentro de los parmetros de produccin explicados anteriormente son:

23

Posibilidad de fabricacin de piezas imposibles o muy difciles. Gracias al control numrico se han podido obtener piezas muy complicadas como las superficies tridimensionales necesarias en la fabricacin de aviones. Seguridad. El control numrico es especialmente recomendable para el trabajo con productos peligrosos. Precisin. Esto se debe a la mayor precisin de la mquina herramienta de control numrico respecto de las clsicas. Aumento de productividad de las mquinas. Esto se debe a la disminucin del tiempo total de mecanizacin, en virtud de la disminucin de los tiempos de desplazamiento en vaco y de la rapidez de los posicionamientos que suministran los sistemas electrnicos de control. Reduccin de controles y desechos. Esta reduccin es debida fundamentalmente a la gran fiabilidad y repetitividad de una mquina herramienta con control numrico. Esta reduccin de controles permite prcticamente eliminar toda operacin humana posterior, con la subsiguiente reduccin de Costos y tiempos de fabricacin. ROBOTICA.- En el que maquinas de tipo humano ejecutan tareas de produccin por medio de robot industriales como manipuladores reprogramables, multifuncional, diseado para mover materiales, piezas, herramientas dispositivos especializados a travs de movimientos variables programados para desempear diversas tareas. Es la ciencia aplicada donde se combina la tecnologa de las maquinas herramientas y de la informtica. La tecnologa de un robot tiene que definir diferentes caractersticas tcnicas para construirlo y trabaje por medio de herramientas, sensores, pinzas, etc. La programacin de un robot considera: a) La anatoma de un robot. b) Volumen de trabajo. c) Sistema de impulsin d) Sistema de control e) Precisin del movimiento. f) Efectos finales g) Sensores h) Programacin del robot. i) Aplicaciones. LAS LEYES DE LA ROBOTICA SON: 0.- Un robot no puede daar a la humanidad o en su inactividad permitir, que se dae a la Humanidad 1.- Ningn robot puede lesionar a un ser humano o en su inactividad permitir que un ser humano sufra daos 2.- Todo robot debe acatar las rdenes que los seres humanos le dan, salvo si esta en conflicto con la Primera ley 24

3.- Todo robot debe proteger su existencia siempre y cuando dicha proteccin no entre en conflicto con la primera o la segunda ley LOS GRADOS DE LIBERTAD DE LOS ROBOTS Los grados de libertad se definen por el nmero de articulaciones.= 4 grados de libertad

Otra definicin de los grados de libertad = Nmero de direcciones en una articulacin.

2+2+2= 6 grados de libertad.

25

EL VOLUMEN DE TRABAJO DE UN ROBOT

El reconocimiento de las imgenes por medio de un robot es fundamental para poder establecer la trayectoria de su trabajo, todo esto lo realiza por medio del sistema binario para codificarlo por medio del Control Numrico Computarizado (CNC) donde los sensores, las interfaces y el Control Lgico Programable (PLC) comunicas la tarea del robot.

26