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CIM 07 - Producción (procesos)

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CIM 07 - Producción (procesos)

  1. 1. EQUIPOS  Y  PROCESOS  DE   Luis Pedraza. Automática (09/10)PRODUCCIÓN  Ingeniería  de  Producción  
  2. 2. Procesos,  máquinas  y  sistemas  de  producción  •  La  descripción  de  las  máquinas  y  sistemas  de  producción  comienza   con  los  procesos  básicos  empleados  para  transformar  las  materias   primas  en  partes  y  productos  terminados  •  Eficiencia  de  la  producción  •  Ejemplo:  mecanizado  de  piezas   Luis Pedraza. Automática (09/10) •  5%  del  @empo  en  la  máquina   •  1%  mecanizado:  valor  añadido   •  4%  carga,  descarga,  calibración,  etc.:  coste  añadido   •  95%  del  @empo  en  movimientos,  esperas  y  preparación:  coste  añadido   95%  movimiento,  espera,  setup…   1%          4%  carga,  descarga…  
  3. 3. INGENIERÍA  DE  PRODUCCIÓN  •  Ing.  de  Producción.  Elementos:   •  Planificación  de  el/los  proceso/s   •  Programación  de  las  máquinas  de  producción   •  Diseño  de  los  anclajes,  herramientas,  u@llajes,  etc.   Luis Pedraza. Automática (09/10) •  Estándares  de  trabajo  y  producción   •  Ingeniería  de  planta   •  Análisis  para  fabricación  y  ensamblado   •  Es@mación  de  costes  de  fabricación  
  4. 4. INGENIERÍA  DE  PRODUCCIÓN  •  Planificación  del  proceso   •  También  se  conoce  como  planificación  de  la  fabricación,   procesado  de  materiales,  o  secuencia  de  fabricación   •  Es  el  procedimiento  empleado  para  desarrollar  una  lista   detallada  de  las  operaciones  de  fabricación  para  la  producción   Luis Pedraza. Automática (09/10) de  una  parte  o  de  un  producto  en  concreto   •  Lista  detallada  de  productos   •  Programación  dinámica  del  uso  de  recursos  compar@dos  
  5. 5. INGENIERÍA  DE  PRODUCCIÓN  •  Secuencia  de  planificación  del  proceso   Documentación  (Ingeniería  de   Diseño)   -­‐ Dibujos   -­‐ BOM   -­‐ Números  de  parte   -­‐ Can@dades   Comienzo   Luis Pedraza. Automática (09/10) comprar   Fabricar   o   Comprar   PlaniGicación   del  (1) Secuencia  de  operaciones  o   Proceso   fabricar   procesos  de  fabricación   Recursos   -­‐ Procesos  y  operaciones  de  (2) Descripción  detallada  de  las   ensamblado   Hojas  de  ruta  (1)   operaciones  de  la  hoja  de  ruta   -­‐ Estándares   -­‐ Libros  de  referencia   • Herramientas   -­‐ Gráficos   • Guías   Hojas  de  operaciones  (2)   • Sujeciones   • Ajustes  de  máquinas   • Capacidades  del  operador   Paquetes  de  trabajo  (PAC)   • Etc.  
  6. 6. INGENIERÍA  DE  PRODUCCIÓN  •  Hojas  de  ruta   Número  de  pieza:  252601  Tamaño  de  lote:  100   Descripción  de  la  pieza:  Eje  –  acero  inoxidable   Centro  de   Operación   Operación   T.  Setup  (min)   T.  Operación  (min)   trabajo   Nº   Descripción   10   01   Corte  barra  acero  inox.  ¾  pulg.   10.0   0.47   Luis Pedraza. Automática (09/10) 30   02   Desbastado   5.0   0.25   20   03   Tornear  extremos   30.0   1.17   20   04   Tornear  centro   10.0   0.74   30   05   Desbastado   5.0   0.15   40   06   Rec@ficado   25.0   0.37   50   07   Desengrasar,  limpiar   5.0   0.20   60   08   Inspección   10.0   0.10  
  7. 7. INGENIERÍA  DE  PRODUCCIÓN   •  Programación  de  las  máquinas   •  Consecuencia  de  la  automa@zación  (NC,  CNC):  CAM   •  Especificación  y  Diseño  de  anclajes,  herramientas,  u@llajes…   •  En  ingeniería  concurrente,  el  diseño  del  producto  y  de  las  herramientas  de  apoyo  se   realiza  en  paralelo   •  Encajan  “como  un  guante”   Luis Pedraza. Automática (09/10)•  Estándares  de  trabajo  y  producción   •  Determinación  del  Mempo  requerido  para  la  fabricación  de  cada  parte   •  Medida  directa  del  @empo  (operaciones  manuales)   •  Tiempos  estándar  •  Ingeniería  de  planta.  Diseño  de  instalaciones  produc@vas  (nuevas  o   modificaciones)  •  Análisis  para  fabricación  y  ensamblado.  Asegura  que  el  diseño  final   es  óp@mo  para  las  técnicas  de  fabricación  y  ensamblado   •  Parte  de  la  Ingeniería  Concurrente  •  Es@mación  de  costes  de  fabricación  
  8. 8. INGENIERÍA  DE  PRODUCCIÓN  •  Operaciones  de  procesado   •  Operaciones  primarias   •  Operaciones  secundarias   •  Operaciones  de  cambio  de  propiedades  Osicas   Luis Pedraza. Automática (09/10) •  Operaciones  de  acabado  
  9. 9. Luis Pedraza. Automática (09/10)OPERACIONES  PRIMARIAS  DE  PROCESADO  
  10. 10. OPERACIONES  PRIMARIAS  •  Operaciones  primarias   •  Convierten  materias  primas  a  la  geometría  básica  del  producto   final   •  Operaciones  primarias  jpicas:   1.  Fundición   Luis Pedraza. Automática (09/10) 2.  Conformado   3.  Corte  con  arco  o  con  oxifuel   4.  Serrado  
  11. 11. OPERACIONES  PRIMARIAS  •  Fundición   •  Es  un  proceso  de  fabricación  que  u@liza  metal  fundido  y   moldes  para  producir  partes  con  una  forma  muy   parecida  a  la  del  producto  terminado   Luis Pedraza. Automática (09/10) •  El  metal  fundido  rellena  una  cavidad,  formando  la  parte  
  12. 12. OPERACIONES  PRIMARIAS  •  Fundición:   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  13. 13. OPERACIONES  PRIMARIAS  •  Conformado:   •  En  el  proceso  de  conformado  la  forma  del  material  se  modifica   mediante  la  aplicación  de  una  fuerza   •  Procesos  de  conformado:   •  Forja  (en  frío  y  en  caliente)   Luis Pedraza. Automática (09/10) •  Laminación   •  Extrusión   •  Es@rado   •  Conformado  de  chapa   •  Calandrado   •  Estampado  
  14. 14. OPERACIONES  PRIMARIAS  •  Laminación   •  hkp://www.youtube.com/watch?v=TulekDb1zBc   •  hkp://www.youtube.com/watch?v=6xnKmt_gsLs   •  hkp://www.youtube.com/watch?v=zbMbEo-­‐zWtg   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  15. 15. OPERACIONES  PRIMARIAS  •  Conformado:   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  16. 16. OPERACIONES  PRIMARIAS  •  Conformado  de  filamentos  e  hilos:   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  17. 17. OPERACIONES  PRIMARIAS   Luis Pedraza. Automática (09/10)http://www.youtube.com/watch?v=Gm6HgSGT6DMhttp://www.youtube.com/watch?v=al7_djt4E28
  18. 18. OPERACIONES  PRIMARIAS   Luis Pedraza. Automática (09/10)http://www.youtube.com/watch?v=H7I-br5M2mw
  19. 19. OPERACIONES  PRIMARIAS  •  Calandrado   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  20. 20. OPERACIONES  PRIMARIAS  —  Corte  con  oxifuel  y  corte  por  arco   ¡  El  corte  por  gas  oxifuel  está  formado  por  un  grupo  de  cuatro  procesos   de  corte,  dependiendo  del  gas  empleado:   ÷ Oxiace@leno   ÷ Oxihidrógeno   ÷ Gas  a  presión   Luis Pedraza. Automática (09/10) ÷ Arco  de  plasma   ¡ La  materia  prima  (un  metal)  se  calienta  a  una  temperatura  elevada   y  luego  cortado  por  la  reacción  química  entre  el  oxígeno  y  el  metal   base   ¡ El  corte  por  arco  de  plasma  u@liza  la  diferencia  de  voltaje  entre  el   electrodo  de  corte  y  el  material  para  realizar  el  corte   ¡ Otros  métodos  de  corte:   ÷ Arco  de  oxígeno   ÷ Arco  gas  metal   ÷ Arco  gas  tungsteno  
  21. 21. OPERACIONES  PRIMARIAS  •  Corte  con  oxifuel   •  Oxiace@leno   •  Oxihidrógeno   •  Gas  a  presión   •  Arco  de  plasma   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  22. 22. OPERACIONES  PRIMARIAS  •  Serrado:   •  En  este  proceso  se  u@lizan  hojas  de  diferentes  formas  para  cortar   el  material  dándole  la  forma  deseada,  y  como  paso  previo  a  las   operaciones  secundarias   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  23. 23. Luis Pedraza. Automática (09/10)OPERACIONES  SECUNDARIAS  DE  PROCESADO  
  24. 24. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Operaciones  secundarias   •  Se  realizan  para  dotar  al  material  de  su  forma  final   •  A  menudo  siguen  en  el  @empo  a  las  operaciones  primarias,  y   llevan  al  material  a  la  geometría  final  requerida  para  su  uso   Luis Pedraza. Automática (09/10) •  Conformado   •  Taladrado   •  Corte   •  Desbarbado   •  Desbastado   •  Escariado,  amolado,  esmerilado   •  Torneados   •  RecMficado   •  Mandrinado   •  Brochado     •  Etc.  
  25. 25. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Torneado:   •  Se  realiza  en  una  máquina  llamada  torno  (lathe)  y   puede  ser  manual,  o  completamente  automa@zado   mediante  control  numérico  (NC)  o  control  numérico   Luis Pedraza. Automática (09/10) por  computador  (CNC,  lo  más  habitual)   •  El  material  se  sujeta  a  un  eje  y  se  le  hace  rotar   mientras  una  herramienta  de  corte  elimina  material   de  su  periferia   •  Mecanizado  de  piezas  cilíndricas  
  26. 26. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Torneado.   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  27. 27. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Torneado.   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  28. 28. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Torneado.   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  29. 29. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Torneado   •  Árbol  de  levas   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  30. 30. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Tipos  de  herramientas   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  31. 31. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Cabezales  de  torneado   Luis Pedraza. Automática (09/10) Plato con garras giratorias Plato con garras retráctiles y divisorias Plato con punto excéntrico, uñas para el torneado regulable completo de ejes Platos para sujeción de Plato con gran orificio pasante piezas entre puntos y garras Plato de centrajes fijos y y garras con retroacción flotantes apriete axial
  32. 32. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Fresado:   •  Es  un  proceso  de  mecanizado  que  produce  superficies  internas   de  revolución  precisas,  empleando  métodos  manuales  o  NC/CNC   •  En  las  máquinas  de  fresado,  la  herramienta  de  corte  con  varias   cuchillas  rota,  eliminando  material  de  la  pieza  que  permanece   Luis Pedraza. Automática (09/10) está@ca  
  33. 33. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Fresado.   Luis Pedraza. Automática (09/10) http://www.youtube.com/watch?v=Uxo2AL1udIY (manual) http://www.youtube.com/watch?v=bAB0-yq91AI (CNC) http://www.youtube.com/watch?v=j0mFOVbZhc4 (5 ejes)
  34. 34. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Fresado.   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  35. 35. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Mandrinado:   •  Torneado  interior  de  diámetros  elevados  con  altos   índices  de  tolerancia  (IT)   •  También  ú@les  en  operaciones  de  cote  ditciles   Luis Pedraza. Automática (09/10) •  Dos  categorías:   •  Horizontal   •  Ver@cal   Donde  la  orientación  iden@fica  la  dirección  del  eje  de  la  herramienta   rotatoria  
  36. 36. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Mandrinado.   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  37. 37. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Taladrado   •  Proceso  que  realiza  o  agranda  el  agujero  en   una  pieza,  con  índices  de  tolerancia  altos.   Tres  métodos:   ¡  Conven@onal.   Luis Pedraza. Automática (09/10) ¡  Deep-­‐hole.   ¡  Small-­‐hole.       •  La  herramienta  empleada  se  denomina   broca   •  Se  puede  realizar  con  taladradoras  o  en   un  torno  
  38. 38. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Taladrado:   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  39. 39. OPERACIONES  SECUNDARIAS  • Escariado:   •  El  proceso  de  taladrado  no  es  considerado  como   un  proceso  de  precisión.  Sin  embargo  es  rápido  y   económico.  Si  se  necesita  mayor  precisión  al   Luis Pedraza. Automática (09/10) taladrado  le  sigue  un  proceso  de  escariado.   •  Se  usa  para  alargar,  o  corregir  el  tamaño  de   agujeros  que  se  han  prac@cado  previamente  con   brocas  
  40. 40. OPERACIONES  SECUNDARIAS  • RecMficado:   •  Es  un  proceso  de  abrasión  que  elimina  material   por  medio  de  un  grano  abrasivo   •  U@lizan  muelas  o  discos  abrasivos,  de  los  cuales   hay  miles  de  @pos   Luis Pedraza. Automática (09/10) •  Además  de  las  diferentes  formas,  las  muelas   abrasivas  se  dis@nguen  por  5  elementos  básicos:   1.  Tipo  de  agente  abrasivo   2.  Tamaño  de  grano   3.  Tipo  de  material  al  que  vienen  pegados  los  granos  (soporte)   4.  Dureza  o  fortaleza  del  disco   5.  Estructura,  o  número  y  configuración  de  los  granos  sobre  el  disco  
  41. 41. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Rec@ficado.   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  42. 42. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Operaciones  secundarias.   •  Máquinas  transfer   •  Permiten  el  procesado  de  forma  con@nua.   •  Según  el  recorrido  por  la  pieza:   •  Máquinas  de  puesto  fijo   •  Máquinas  circulares   Luis Pedraza. Automática (09/10) •  Máquinas  lineales  
  43. 43. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Operaciones  secundarias.   •  Máquinas  transfer   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  44. 44. OPERACIONES  SECUNDARIAS  •  Centros  de  mecanizado   •  Usados  para  procesos  en  los  que  el  cambio  de   herramienta  es  frecuente   Luis Pedraza. Automática (09/10) •  Poseen  un  sistema  de  almacenamiento  de  herramientas   •  Permite  obtener  las  piezas  terminadas  pasando  solo  por   una  máquina  
  45. 45. CENTRO  DE  MECANIZADO  Luis Pedraza. Automática (09/10)
  46. 46. CONTROL  NUMERICO  —  Definición:     ¡ Disposi@vo  capaz  de  dirigir  y  controlar  los  posicionamientos  y   acciones  de  un  órgano  mecánico  móvil.  —  Acciones  que  controla:   ¡ Movimientos  de  los  carros  y  cabezal   Luis Pedraza. Automática (09/10) ¡ Valor  y  sen@do  de  las  magnitudes  de  corte  y  de  avance   ¡ Cambios  de  herramientas   ¡ Condiciones  de  funcionamiento  de  la  maquina  —  Elementos  básicos:   ¡ El  programa.   ¡ Traductor  del  programa  que  convierta  las  instrucciones  en  señales  que   acciones  los  disposi@vos   ¡ La  máquina  que  ejecuta  las  acciones  
  47. 47. TIPOS  DE  CONTROL  NUMERICO  •  Control  numérico  (CN)   •  Trabaja  sin  memoria   •  Trabaja  de  forma  secuencial  •  Control  numérico  computerizado  (CNC)   •  Basado  en  uno  o  varios  microprocesadores   Luis Pedraza. Automática (09/10) •  Poseen  memoria  interna   •  Posibilidad  de  almacenamiento  del  programa,  de  los  datos  de  la   pieza  y  de  las  compensaciones  de  la  herramienta  •  Control  numérico  adaptaMvo  (CNA)   •  El  controlador  detecta  las  caracterís@cas  del  mecanizado  y  en   función  de  ellas  op@miza  las  velocidades  de  corte  y  avance   •  Usa  sistemas  sensoriales  de  fuerza  y  deformación  
  48. 48. Características  del  CN  —  Ventajas   ¡  Reducción  de  los  @empos  de  fabricación  y  de  los  @empos  muertos   ¡  Reducción  de  los  @empos  de  reglajes   ¡  Reducción  de  los  @empos  de  control  y  comprobación   ¡  Aumento  en  la  flexibilidad  de  la  producción   ¡  Mejor  aprovechamiento  de  las  máquinas   Luis Pedraza. Automática (09/10) ¡  Ahorro  de  u@llajes   ¡  Disminución  del  número  de  operarios  —  Desventajas:   ¡  Elevado  coste  horario   ¡  Necesidad  de  personal  especializado  en  la  programación  y  mantenimiento   ¡  Elevado  precio  del  servicio  post-­‐venta   ¡  Necesidad  de  @empo  de  adaptación   ¡  Elevado  coste  de  la  de  inversión  de  la  compra  de  las  máquinas  
  49. 49. INGENIERÍA  DE  PRODUCCIÓN  •  Nuevos  métodos.   •  Corte  por  chorro  de  agua.   •  Procesado  electrolí@co.   •  Procesado  electroquímico.   •  Procesado  térmico.   Luis Pedraza. Automática (09/10)
  50. 50. Luis Pedraza. Automática (09/10)OPERACIONES  DE  CAMBIO  DE  LAS  PROPIEDADES  FÍSICAS,  Y  DE  ACABADO  
  51. 51. OTRAS  OPERACIONES  •  Cambio  de  propiedades  Osicas.   •  Aumento  de  las  dureza,  resistencia,  o  endurecimiento  de  la   superficie  de  metales.   •  Procesos  que  disminuyen  la  dureza  y  aumentan  la  capacidad  de   deformación,  mecanizado  o  la  homogeneidad  de  la  pieza.   Luis Pedraza. Automática (09/10)•  Operaciones  de  acabado.   •  No  cambian  las  propiedades  tsicas.   •  En  algunos  casos  se  añade  una  fina  capa  para  incrementar  el   @empo  de  vida  y  facilitar  el  mantenimiento  del  producto.   •  Prevenir  la  oxidación.  
  52. 52. OTRAS  OPERACIONES  •  Tratamiento  térmico:   •  Equipamiento  con  control  digital  para  la  ejecución  de  tratamientos   térmicos  y  destensionados  en  soldaduras   •  La  gesMón  remota  permite  la  visualización  de  las  condiciones  de  alarma   y  permite  operar  a  distancia  a  través  del  teléfono  móvil  ó  con  un   Luis Pedraza. Automática (09/10) ordenador  remoto,  verificar  el  progreso  del  trabajo  del  ciclo  y  transferir   el  diagrama  del  ciclo  al  exterior.  

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