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Definiciones de Fms – Informe n: 01

FMS

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO -SEDE LATACUNGA-

INGENIERÍA MECATRÓNICA SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA INFORME N: 01

 DATOS INFORMATIVOS

INTEGRANTES: Paúl Jerez Orlando Salazar NIVEL: VII “A” CARRERA: Ingeniería Mecatrónica MATERIA: Sistemas Flexibles de Manufactura FECHA: 25 de Septiembre del 2012

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Definiciones de Fms – Informe n: 01

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 TEMA “SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA”

 OBJETIVOS     

Definir el FMS/ CAD/ CAM/ CNC/ CIM/ CAE Identificar las ventajas y desventajas de FMS Describir las aplicaciones de FMS Clasificar los FMS Identificar los componentes de FMS

 MATERIALES Y EQUIPOS    

Videos de FMS Presentaciones de FMS Paper, folletos y libros de FMS Proyector y PC

 MARCO TEORICO o Definiciones de FMS Un sistema Flexible de Manufactura, o sistema de Manufactura Flexible (FMS en ingles) integra todos los elementos principales de la manufactura en forma de un sistema muy automatizado. Estos sistemas comenzaron a usarse a fines de la década de 1960, y consisten en varias celdas de manufactura, cada una con un robot industrial que da servicio a varias maquinas de control numérico computarizado, y en un sistema automatizado de manejo de materiales, todos ellos interrelacionados mediante una computadora central. Se pueden emitir distintas instrucciones desde la computadora, para el proceso de manufactura, sobre cada pieza consecutiva que pasa por la estación de trabajo. Este sistema es altamente automatizado y es capaz de optimizar cada paso de la operación total de manufactura. Estos pueden implicar uno o más procesos y operaciones (como maquinado, rectificado, corte, formado, metalurgia de polvos, tratamiento térmico y acabado) así como el manejo, inspección y ensamble de las materias primas. 1 ------------------------------------------------------------------------------------------------1 Manufactura Ingeniería y Tecnología Autor: Serope Kalpakjian, Steven R Schmid, Ulises Rev. Técnica Figueroa López

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Un sistema de fabricación flexible se puede concebir como una celda de maquinaria de tipo tecnología de grupo (GT, Group Technology) altamente automatizada, conectada por un sistema de transporte y almacenamiento de material y controlada por un sistema de computadores distribuido. Un FMS es llamado flexible debido a que es capaz realizar distintas piezas o productos diferentes de forma simultánea en sus estaciones de trabajo. Dependiendo de la demanda es capaz de variar entre diferentes tipos de productos y la tasa de producción de los mismos. Un sistema FMS es el más apto para producciones en las que deseamos un compromiso entre variedad de productos y volumen de producción. Ningún sistema de fabricación puede ser completamente flexible, siempre se podrá encontrar alguna restricción. Los productos que se produzcan serán de una familia parecida, variando tamaños, modelos y procesos, siempre dentro de unos límites. 2 Los sistemas flexibles de manufactura están formados por un grupo de máquinas y equipo auxiliar unidos mediante un sistema de control y transporte, que permiten fabricar piezas en forma automática. La ventaja de los SFM es su gran flexibilidad en términos de poco esfuerzo y corto tiempo requerido para manufacturar un nuevo producto. 3 Un sistema de fabricación flexible (FMS) es un sistema de fabricación en el que hay una cierta cantidad de flexibilidad que permite que el sistema reaccione en el caso de los cambios, ya sean previstos o imprevistos. Esta flexibilidad se considera en general se dividen en dos categorías, las cuales contienen numerosas subcategorías. La primera categoría, la flexibilidad de la máquina, cubre la capacidad del sistema para ser cambiada para producir nuevos tipos de productos, y la capacidad de cambiar el orden de operaciones que se ejecutan en una pieza. La segunda categoría se denomina flexibilidad de asignación, que consiste en la capacidad de utilizar varias máquinas para realizar la misma operación en una parte, así como la capacidad del sistema para absorber los cambios a gran escala, como en volumen, capacidad, o la capacidad. 4 Sistema de Manufactura Flexible. Es un sistema integrado por máquinas herramientas enlazadas mediante un sistema de manejo de materiales automatizado operados automáticamente con tecnología convencional o al menos por un CNC (control numérico por computador). Un FMS consta de varias máquinas herramientas controladas numéricamente por computador donde cada una de ellas es capaz de realizar muchas operaciones debido a la versatilidad de las máquinas herramientas y a la capacidad de intercambiar herramientas de corte con rapidez (en segundos), estos sistemas son relativamente flexibles respecto al número de tipos de piezas que pueden producir de manera simultánea y en lotes de tamaño reducido (a veces unitario). Estos sistemas pueden ser casi tan flexibles y de mayor complejidad que un taller de trabajo y al mismo tiempo tener la capacidad de alcanzar la eficacia de una línea de ensamble bien balanceada. Las herramientas pueden ser entregadas al FMS tanto en forma manual como automática. 2

Sistemas de Fabricación Flexible Grillo García http://html.rincondelvago.com/sistemas-flexibles-de-manufactura.html

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http://www.manufacturingterms.com/Spanish/Flexible-Manufacturing-System-(FMS).html

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Los FMS disponen de un sistema de manejo de materiales automatizado que transporta las piezas de una máquina a otra hacia dentro y fuera del sistema. El empleo de los FMS permite flexibilidad productiva, gestión en tiempo real y acelerado nivel de automatización general, así que una celda en línea es en resumen aceptar el ingreso de materia prima y sacar productos listos para ser ensamblados. Se ha recurrido a modelos matemáticos en la programación de un FMS para establecer la secuencia de entrada óptima de las piezas y una secuencia optima en cada máquina-herramienta dada la mezcla actual de piezas. Los temas de control de un FMS involucran el monitoreo en tiempo real, para asegurarse de que el sistema se desempeñe como uno piensa y que se ha logrado la producción esperada. 5 o Definiciones de CAD Computer Aided Design, o Diseño Asistido por Ordenador. Conjunto de programas informáticos que ofrecen la posibilidad de agilizar y facilitar extraordinariamente el diseño de las variables técnicas, los planos o prototipos, en diversos ámbitos, como la arquitectura, la escultura o la ingeniería mecánica e industrial. Los programas de C.A.D. gestionan los cálculos y plasman en papel los proyectos una vez se introducen las variables necesarias. 6 CAD (computer-aided design, diseño asistido por computador): Consiste en usar las computadoras para diseñar productos, permitiendo a los usuarios elaborar modelos tridimensionales “sólidos” con características físicas como peso, volumen y centro de gravedad. Estos modelos pueden rotarse y observarse desde cualquier ángulo. El computador puede evaluar el desempeño estructural de cualquier parte el modelo. El CAD tiende a ser económico, rápido y más preciso que las técnicas de diseño manuales; facilitar las alteraciones del diseño para cumplir con los objetivos del proyecto. 7 En un sentido amplio, podemos entender el Diseño Asistido por Computador (CAD) como la "aplicación de la informática al proceso de diseño". Puntualizando la definición, entenderemos por Sistema CAD, un sistema informático que automatiza el proceso de diseño de algún tipo de ente, para descartar, como sistemas CAD las aplicaciones que incidan tan solo en algún aspecto concreto del proceso de diseño. Los medios informáticos se pueden usar en la mayor parte de las tareas del proceso, siendo el dibujo el punto en el que más profundamente se ha utilizado. Una herramienta CAD es un sistema software que aborda la automatización global del proceso de diseño de un determinado tipo de ente. 5

Administración y dirección de operaciones, Chase Aquilano. Mc Graw Hill

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http://www.tengodeudas.com/definiciones/c-a-d

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http://www.emagister.com/curso-componentes-pc-s/definicion-cad-cam-cim

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PDF Diseño Asistido por Ordenador Dpto. Lenguajes y Sistemas Informáticos Universidad de Granada

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El éxito en la utilización de sistemas CAD radica en la reducción de tiempo invertido en los ciclos de exploración. Fundamentalmente por el uso de sistemas gráficos interactivos, que permiten realizar las modificaciones en el modelo y observar inmediatamente los cambios producidos en el diseño. El desarrollo de un sistema CAD se basa en la representación computacional del modelo. Esto permite realizar automáticamente el dibujo de detalle y la documentación del diseño, y posibilita la utilización de métodos numéricos para realizar simulaciones sobre el modelo, como una alternativa a la construcción de prototipos. 8 o Definiciones de CAM La ingeniería CAM hace referencia concretamente a aquellos sistemas informáticos que ayudan a generar los programas de Control Numérico necesarios para fabricar las piezas en máquinas con CNC. A partir de la información de la geometría de la pieza, del tipo de operación deseada, de la herramienta escogida y de las condiciones de corte definidas, el sistema calcula las trayectorias de la herramienta para conseguir el mecanizado correcto, y a través de un postprocesado genera los correspondientes programas de CN con la codificación especifica del CNC donde se ejecutarán. En general, la información geométrica de la pieza proviene de un sistema CAD, que puede estar o no integrado con el sistema CAM. Si no está integrado, dicha información geométrica se pasa a través de un formato común de intercambio gráfico. Como alternativa, algunos sistemas CAM disponen de herramientas CAD que permiten al usuario introducir directamente la geometría de la pieza, si bien en general no son tan ágiles como las herramientas de un sistema propiamente de CAD. Algunos sistemas CAM permiten introducir la información geométrica de la pieza partiendo de una nube de puntos correspondientes a la superficie de la pieza, obtenidos mediante un proceso de digitalizado previo. La calidad de las superficies mecanizadas depende de la densidad de puntos digitalizados. Si bien este método acorta el tiempo necesario para fabricar el prototipo, en principio no permite el rediseño de la pieza inicial. La utilización más inmediata del CAM en un proceso de ingeniería inversa es para obtener prototipos, los cuales se utilizan básicamente para verificar la bondad de las superficies creadas cuando éstas son críticas. Desde el punto de vista de la ingeniería concurrente es posible, por ejemplo, empezar el diseño y fabricación de parte del molde simultáneamente al diseño de la pieza que se quiere obtener con el molde, partiendo de la superficie externa de la pieza mientras aún se está diseñando la parte interna de la misma. 9 Para programar el proyecto se utiliza el CAM que es el acrónimo de “Computer Aided Manufacturing” o manufactura asistida por computador. El sistema CAM toma la información del diseño y genera la ruta de corte que tiene que seguir la herramienta para fabricar la pieza deseada. 10 o Definiciones de CAD CAM Ambas siglas provienen de su denominación en inglés. Para diseñar usaremos el C.A.D. (Computer Aided Design), mientras que para la fabricación se emplea el C.A.M. (Computer Aided Manufacturing). El diseño y fabricación con ayuda de computador, comúnmente llamado CAD/CAM, es una tecnología que podría descomponerse en numerosas disciplinas pero que normalmente, abarca el diseño gráfico, el manejo de bases de datos para el diseño y la

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fabricación, control numérico de máquinas herramientas, robótica y visión computarizada. Históricamente los CAD comenzaron como una ingeniería tecnológica computarizada, mientras los CAM eran una tecnología semiautomática para el control de máquinas de forma numérica. Pero estas dos disciplinas se han ido mezclando gradualmente hasta conseguir una tecnología suma de las dos, de tal forma que los sistemas CAD/CAM son considerados, hoy día, como una disciplina única identificable. 11 o Definiciones de CNC Esta es otra de aquellas famosas siglas que aparecen en innumerables tecnologías, y de la que no todo el mundo sabe de qué se trata, ni para qué sirve. El control numérico por computadora, de ahora en adelante CNC, es un sistema que permite controlar en todo momento la posición de un elemento físico, normalmente una herramienta que está montada en una máquina. Esto quiere decir que mediante un software y un conjunto de órdenes, controlaremos las coordenadas de posición de un punto (la herramienta) respecto a un origen (0,0,0 de máquina), o sea, una especie de GPS pero aplicado a la mecanización, y muchísimo más preciso. Si vemos el cubo de la Figura1, cada una de las aristas tiene unas coordenadas propias e únicas; así, si quisiéramos dirigir una punta de una herramienta, a tocar cada una de estas coordenadas, sólo tendríamos que introducir las órdenes pertinentes en el programa, y cargarlo en la máquina que se encargará de ejecutar los diferentes caminos. La primer cifra representa el desplazamiento sobre el eje X, la segunda sobre el eje Y, y la tercera sobre el Z.

Fig1. Ejemplo pieza a mecanizar por CNC

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Así pues, el CNC controla todos los movimientos de la herramienta cuando estamos fabricando, y no solo controla las coordenadas que hemos visto, sino también, la manera de desplazarse entre ellas, su velocidad, y algunos parámetros más. Un CNC es un equipo totalmente integrado dentro de máquinas-herramienta de todo tipo, de mecanizado, de corte, por láser, cortadoras, etc. 12

Una máquina CNC, a diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora controla la posición y velocidad de los motores que accionan los ejes de la máquina. Gracias a esto, puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como círculos, líneas diagonales y figuras complejas tridimensionales. Las máquinas 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 máquina CNC una computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y el husillo. Una vez programada la máquina, ésta ejecuta todas las operaciones por sí sola, sin necesidad de que el operador esté manejándola. Esto permite aprovechar mejor el tiempo del personal para que sea más productivo. El término "control numérico" se debe a que las órdenes dadas a la máquina son indicadas mediante códigos numéricos. Por ejemplo, para indicarle a la máquina que mueva la herramienta describiendo un cuadrado de 10 mm por lado se le darían los siguientes códigos: G90 G71 G00 X0.0 Y0.0 G01 X10.0 G01 Y10.0 G01 X0.0 G01 Y0.0

Fig2. Ejemplo programación para CNC

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Un conjunto de órdenes que siguen una secuencia lógica constituyen un programa de maquinado. Dándole las órdenes o instrucciones adecuadas a la máquina, ésta es capaz de maquinar una simple ranura, una cavidad irregular, la cara de una persona en altorrelieve o bajorrelieve, un grabado artístico un molde de inyección de una cuchara o una botella, lo que se quiera. 13

o Definiciones de CIM CIM (computer intergrated manufacturing, manufactura integrada por computador): Es la combinación de CAD y CAM 14 John W. Bernard lo define como "la integración de las computadoras digitales en todos los aspectos del proceso de manufactura'' Otra definición afirma que se trata de un sistema complejo, de múltiples capas diseñado con el propósito de minimizar los gastos y crear riqueza en todos los aspectos. También se menciona que tiene que ver con proporcionar asistencia computarizada, automatizar, controlar y elevar el nivel de integración en todos los niveles de la manufactura. Esta tecnología se centra en la computación y las telecomunicaciones, y busca la integración de todas las actividades del negocio por lo tanto la manufactura integrada por computadora es uno de tantos conceptos avanzados que abarcan tecnologías modernas de manufactura, así como otros conceptos de manufactura como Justo a tiempo, calidad total, teoría de restricciones, etc. 15

El concepto de CIM (Computer Integrated Manufacturing) se define como aquel planteamiento en la fabricación de un producto que utiliza la tecnología informática para maximizar el rendimiento de los sistemas productivos y minimizar los tiempos de diseño y fabricación. Se pretende, mediante la utilización de la tecnología informática, reducir el tiempo de diseño de un producto y, garantizar que el producto diseñado va a sufrir el mínimo número de cambios o modificaciones en la etapa posterior de fabricación. La definición de CIM tiene en cuenta cada una de las etapas del ciclo de vida de un producto, desde la recepción y verificación de la materia prima, al diseño, prototipaje, la producción el almacenamiento e incluso la distribución y a la retirada del producto. 16

Según la definición de Arthur Andersen es: La aplicación integrada de conceptos y técnicas de organización y gestión de la producción, junto con las nuevas tecnologías de diseño, fabricación e información, con el objeto de disenar, fabricar y distribuir un producto acorde a las necesidades de mercado, con una alta calidad, optimo nivel de servicio y los menores costes. 17 o Definiciones de CAE Es el acrónimo de Computer Aided Engineering o Ingenieria asistida por computador CAE es el conjunto de programas que permiten analizar y simular los diseños de ingeniería realizados con

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el ordenador, para valorar sus características, propiedades viabilidad y rentabilidad. Su finalidad es optimizar su desarrollo, costos de fabricación y reducir al máximo las pruebas para la obtención del producto deseado. La mayoría de ellas se presentan como modulos o extensiones de aplicaciones CAD. 18

Fig3. Ejemplo CAE

CAE (Computer Aided Engineering) Ingeniería asistida por ordenador como en el caso del CAD, el CAE permite a los ingenieros simular en el ordenador los modelos que se piensan poner en práctica con el objetivo de apreciar su validez sin incurrir en costes de fabricación.19 El CAE no es más que la ingeniería asistida por computador y es prácticamente el uso del computador destinado hacia el análisis mecánico y térmico de los diseños entre otras aplicaciones. Esto es una manera más sencilla y prácticamente libre de errores cuando se tiene la habilidad en el manejo del software. 20 o Ventajas y desventajas VENTAJAS Reducción de costos de producción. 21 Aumentar la competitividad de los productos 21 Servir a mercados grandes (expansión de mercados) 21 (En el caso de " ESTABLISHMENT OF FAIR FRIEND GROUP", se logró reducir los costos de producción, así como también, el incremento de competitividad y el servir a mercados en expansión mundial) 21  En 1993, Fair Friend, integraron con éxito, la implementación de un FMS, hubo una transformación grande en la mentalidad de su gente. Fair Friend, desarrolló el primer    

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sistema flexible de manufactura Taiwanes. Este sistema ha sido lanzado como :" Taiwanese automobile manufacturer" 21 Internacionalización productos 21 Mayor productividad en la mano de obra. Menos trabajadores requieren de educación especializada y destreza. 21 Mayor eficiencia en máquinas. Menos espacio de piso para el movimiento del operador, mejorando la calidad. Menos desperdicio sobre la línea, debido a que el indicador permite una retroalimentación inmediata, y una adaptación del proceso de manufactura. 21 Incremento en la confiabilidad del sistema. Un auto-diagnóstico que controla el tiempo requerido y los problemas de hardware. 21 Reduce inventarios. Una característica de un FMS es la habilidad para acomodar diferentes tamaños de lotes. Aún manejando una sola parte, mejora la calendarización, esto permite responder rápidamente a cambios en el diseño del producto o en la calendarización de la producción, la habilidad para desarrollar la calendarización de Justo a Tiempo y reducir tiempos de entrega. 21 Adaptabilidad a operaciones de CAD/CAM. Las especificaciones digitales21 desarrolladas por sistemas de Diseño Asistido por Computadora/ y Manufactura21 Asistida por Computadora pueden servir como entradas al proceso. 21 Precisión. En operaciones críticas, se necesita de la precisión con pocas tolerancias. 21 ITRI's Flexible Manufacturing System Benefits Local Machine 21 Las máquinas de nuestro sistema puede ascender al 80-90% 22 La posibilidad de tener un régimen de operación de 24 horas al día. 22 El cambio de herramientas automático en las máquinas. 22 Una programación dinámica de la producción que tiene en cuenta irregularidades en el régimen de operación normal. 22 Muy receptivo a los cambios: Un FMS mejora la capacidad de respuesta a cambios en el diseño, introducción de nuevos tipos de piezas, cambios en la cadena de producción, respuesta rápida ante averías en máquinas y herramientas. Los ajustes se pueden hacer en la cadena de producción de un día para otro para cubrir ciertas demandas y peticiones del cliente. 22 Tiempos de fabricación reducidos: Estrechamente relacionado con el WIP tenemos el tiempo agotado en el proceso por cada una de las piezas. Esto se traduce en una mayor rapidez en la entrega al cliente. 22

DESVENTAJAS     

Inversión inicial alta 23 Requiere una buena planificación 23 Problemas de adaptación con la tecnología buena 23 La maquinaria es limitada para crear diferentes mezclas de productos 23 Cuando se utilizan celdas de manufactura la relevancia de los costos crea una desventaja ya que al utilizar más maquinas herramienta aumenta el costo de manufactura teniendo en cuenta que el mantenimiento adecuado de las herramientas y de la maquinaria es esencial, al igual que la implementación de funcionamiento de las celdas en dos o tres turnos. 24

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 Fotografías de aplicaciones con su descripción

Fig4. Aplicación 1 Sistema de creación de autos desde tratar la materia prima hasta obtener el producto final que es el auto.

Fig5. Aplicación 2

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Sistema transportador para línea de procesos y manufactura para traslación y manipulación de mercadería.

Fig6. Aplicación 3

Manejo para bobinas de acero donde hay un medio de transporte para tratar el acero y se trata en cada estación de trabajo.

 Clasificación de FMS Un FMS puede distinguirse dependiendo del tipo de trabajo que realiza. Se definen dos tipos: Operaciones de fabricación Operaciones de montaje o ensamblaje Los FMS rara vez son diseñados para ambas tareas (necesitaríamos una superficie excesiva de fábrica, un gran número de empleados en la misma, mayores aparcamientos, etc.) Hay dos formas de clasificar los FMS según sea su número de máquinas y su nivel de flexibilidad. La asociación de los criterios de flexibilidad y los sistemas de fabricación se divide en el número de máquinas y el nivel de flexibilidad. 25 Número de máquinas. Establece un criterio cuantitativo y se refiere al número de máquinas que pertenecen al sistema de fabricación. Los tipos de maquinaria típica se describen a continuación: Celda de una única máquina (SMC). Está formada por un centro de mecanizado CNC combinado con un sistema de almacenamiento para operaciones que no necesitan atención. El funcionamiento es muy sencillo. Tomamos una pieza sin trabajar de la unidad de almacenamiento, la trabajamos y una vez realizado esto la

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pieza es descargada del sistema. Este tipo de celda nos presenta la posibilidad de fabricación por lotes, fabricación flexible o una combinación de las dos. 25

Fig7. Ejemplo de celda de una única maquina -------------------------------------------------------------------------------------------------------------9

http://html.rincondelvago.com/sistemas-cadcamcae.html

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http://www.slideshare.net/VinicioAcuna

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http://html.rincondelvago.com/sistemas-cadcamcae.html

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http://cadcamcae.wordpress.com/2007/06/14/el-control-numerico-por-computadora-el-cnc/

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http://www.monografias.com/trabajos14/manufaccomput/manufaccomput.shtml

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http://www.emagister.com/curso-componentes-pc-s/definicion-cad-cam-cim

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http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_industrial/cimmanufacturaintegradaporcomputadora/

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PDF Introducción CIM

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http://www.slideshare.net/luispedraza/cim-01-introduccin http://www.slideshare.net/VinicioAcuna

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http://www.mastermagazine.info/termino/4148.php

20

http://es.scribd.com/doc/12750150/CONCEPTOS-FUNDAMENTALES-CADCAMCAE

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http://www.chi.itesm.mx/cim/proyectos/sfm/ventajas.html

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Sistemas de Fabricación Flexible Grillo García

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http://www.authorstream.com/Presentation/zefirot-1226526-fmstulio/

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http://clubensayos.com/Tecnolog%C3%ADa/Celdas-Flexibles-De-Manufactura/47081.html

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Sistemas de Fabricación Flexible Grillo García

Celda de fabricación flexible (FMC). Consiste en dos o tres estaciones de procesos (normalmente maquinaria tipo CNC) y un sistema de transporte. El sistema de transporte está conectado a una estación de carga y descarga, cuenta con una capacidad de almacenamiento limitada. 25

Fig8. Ejemplo de celda de fabricación flexible Sistema de fabricación flexible (FMS). Este sistema está formado por cuatro o más estaciones de procesamiento conectadas mecánicamente mediante un sistema de transporte común y electrónicamente con un sistema computarizado distribuido. 25  Componentes y sus funciones Un FMS cuenta con ciertos componentes básicos: Estaciones de trabajo, sistema de transporte y almacenamiento de material (a veces definido como sistema de manejo de material), sistema de control computarizado y, aunque todo debería ser automático, también es necesaria una plantilla humana para llevar a cabo las gestiones necesarias en el sistema de operación. A continuación se explican detalladamente estos componentes. 25 ESTACIONES DE TRABAJO  Estación de carga y descarga. Esta estación es el nexo de unión entre el FMS y el resto de la fábrica. La materia prima entra en el proceso por este punto y sale transformada en un producto. Hoy en día el método de carga más habitual es el manual aunque también puede ser automático. El diseño de la estación debe ser de tal forma que permita el libre funcionamiento de toda su maquinaria. Si el material es de elevado peso hay sistemas auxiliares para los operarios como grúas mecánicas y otros tipos de dispositivos, los cuales, deben favorecer las tareas de limpieza, ya sean con agua o con aire. 25

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 Estación de mecanizado. La aplicación más común de un FMS es la de mecanizado. Entendemos como operación de mecanizado toda acción que se realiza sobre un material y éste sufre transformaciones. La maquinaria más utilizada en esta estación son los centros de mecanizado CNC. Esta maquinaria reúne las siguientes características: almacena las herramientas, las sustituye y realiza cargas/descargas de palés. Todas ellas se realizan de forma automática. Los centros de mecanizado normalmente se utilizan con piezas de tipo prismática. Para piezas rotativas, si lo necesitan, se usan los “centros con ángulo”, mientras que si necesitan varias herramientas rotativas se usan los centros “mill & turn” (fresadoras y taladros) 25 ----------------------------------------------------------------------------------------25 Sistemas de Fabricación Flexible Grillo García

 Otras estaciones de procesamiento. En los FMS la materia prima no tiene porque entrar preparada para trabajar directamente sobre ella. Un ejemplo puede ser el metal. Este material debe sufrir un proceso de transformación para obtener unas características iniciales (si se quieren producir tornillos no se necesita una barra de acero de dos metros sino trozos proporcionales). Existen estaciones de trabajo automáticas que realizan este tipo de trabajo. 25  Estación de ensamblaje. Existen FMS que son diseñados para realizar este tipo de operaciones. Estos diseños se realizan con el objetivo de suprimir la mano de obra humana en procesos de producción en serie. Los encargados de realizar el trabajo normalmente son brazos robots, los cuales, son capaces de adaptarse a los diferentes productos, son flexibles a cambios en la secuencia de producción y tienen un grado de precisión muy bueno. 25  Otros equipos y estaciones. Este lugar lo ocupan aquellas estaciones que únicamente realizan trabajos de inspección. Hay tres tipos básicos: máquinas de medición de coordenadas, inspección mediante sondas y sistemas de visión. A estos tres grupos básicos podemos añadir otro tipo de operaciones como limpieza y/o colocación de palés, sistemas de refrigeración, etc. 25 SISTEMA DE TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DEL MATERIAL El sistema de transporte y almacenamiento de un FMS puede variar mucho en componentes y configuración, dependiendo de las características del FMS y del material utilizado para la producción. Este sistema desempeña las siguientes funciones:  Permitir un movimiento libre y aleatorio de los productos entre las estaciones. Esto significa que en caso de que una máquina esté ocupada o estropeada, existen rutas alternativas en el proceso de fabricación que impiden que se pare la producción. 25  Permitir varias configuraciones de productos en el transporte. Para productos prismáticos se usan módulos de palés. La parte fija que está localizada en la cara superior del palé está diseñada para acomodar diferentes configuraciones de los productos más comunes. Para productos rotativos los que realizan el transporte suelen ser robots. 25

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 Almacenamiento temporal. Cada estación tiene una pequeña cola para aquellas partes que están esperando para ser procesadas. Este sistema incrementa el rendimiento de la máquina. 25  Facilitar los accesos para la carga y descarga. El sistema de transporte debe incluir zonas para estaciones de carga y descarga. 25  Compatibilidad con el sistema de control por computador. El sistema de transporte puede ser controlado por un sistema informatizado que guíe el proceso hacia varias estaciones, zonas de carga y descarga, y zonas de almacenamiento. 25 Los diferentes tipos de sistemas de transporte de material usados para el movimiento de productos o piezas entre estaciones están compuestos por un cierto equipamiento para el transporte, mecanismos de transmisión en línea y robots industriales. La tarea del sistema de transporte de material se divide en dos subsistemas, el sistema de transporte primario y el sistema de transporte secundario. 25 El sistema de transporte primario es el que establece la distribución básica del FMS y es el responsable de los movimientos de los productos entre estaciones. 25 El sistema de transporte secundario consiste en todos aquellos componentes necesarios para el transporte situados entre el primario y la posición de trabajo de la máquina en cuestión. Lo componen cambiadores automáticos de palés y mecanismos similares del FMS. La función del sistema secundario es llevar el material que se va a trabajar del sistema primario a la máquina o a otra estación para que se realicen las operaciones pertinentes. Este sistema tiene otras funciones como la reorientación del producto en el caso que no esté en la posición correcta y un buffer de almacenamiento para minimizar el tiempo de cambios y maximizar la utilización. En muchos casos, en las instalaciones del FMS, el posicionamiento y el registro de los requerimientos son realizados por el sistema primario. En estos casos el sistema secundario no es necesario. 25 El sistema de transporte y almacenamiento de material puede tener diferente configuraciones de su distribución. Las configuraciones básicas son las siguientes: Distribución en línea. Está basada en una única línea de transferencia alrededor de la cual se sitúan las estaciones de trabajo, que ejecutan los planes de proceso de cada tipo de pieza o producto. 25

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Fig9. Distribución en línea

Distribución en bucle. Está compuesta por un sistema de carga y descarga. Este introduce las piezas en el proceso unidireccional hasta que vuelven a salir. Contamos con un sistema secundario que evita que se obstaculice el bucle con total facilidad. 25

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------25 Sistemas de Fabricación Flexible Grillo García

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Fig10. Distribución en bucle Distribución escalada. Consiste en intercalar subbucles dentro de un bucle principal. Esta configuración facilita el traslado de las piezas de una máquina a otra, así como la reducción del tiempo necesario para realizar la operación. Se reduce la distancia recorrida por la pieza y minimiza la necesidad de un sistema anticongestión. 25 Distribución en campo abierto. Consiste en múltiples bucles y escalas. Este tipo de distribución es, generalmente, apropiada para procesar una familia numerosa de productos. La cantidad de tipos de máquinas diferentes se puede limitar, y se dirigen productos a aquellas estaciones que están libres. La figura 8 muestra un ejemplo de distribución de este tipo. 25

Fig11. Distribución en campo abierto. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------25 Sistemas de Fabricación Flexible Grillo García Celda centrada en brazo robot. Consiste en una celda que usa un brazo robot como sistema de transporte. Se suelen utilizar al trabajar con partes cilíndricas o discos. 25 SISTEMA DE CONTROL POR COMPUTADOR El FMS incluye un sistema informático distribuido conectado a las estaciones de trabajo, al sistema de transporte de material y a otros componentes hardware. El sistema posee un ordenador central y microcomputadores en las máquinas junto con el resto de componentes. La misión del ordenador central es la de coordinar las actividades de los diferentes componentes para lograr un funcionamiento global estable del sistema. 25

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Las funciones de un sistema de control por computador se pueden agrupar en las siguientes categorías:  Control de la estación de trabajo. Tanto las estaciones de procesamiento como las de ensamblaje trabajan bajo algún tipo de control computarizado. En los sistemas de mecanizado se utilizan controles numéricos para controlar las máquinas. 25  Distribución de las instrucciones de control a las estaciones de trabajo. En un FMS de mecanizado, los programas deben ser descargados a las máquinas, para lo que se usan los25  CNC. 25  Control de producción. Se basa en gestionar, dependiendo de las necesidades, la variedad de productos con el nivel de producción. La introducción de los datos necesarios para llevar a cabo esta función incluye la producción de las tasas diarias deseadas por producto, el número de piezas disponibles sin trabajar y el número de diferentes tipos de palés disponibles25  Control del tráfico. Hace referencia a la gestión del sistema de transporte primario que mueve las piezas entre estaciones. El control se logra mediante la instalación de sensores en diferentes puntos del recorrido, cada uno de estos dará una señal dependiendo de la fluidez transporte interpretada como activación de interruptores.  Control de lanzadera. Esta función hace referencia al transporte secundario y concretamente al control de las lanzaderas con las que cuenta el sistema. Cada lanzadera debe ser coordinada con el sistema de transporte primario y sincronizado con las herramientas de operación de la máquina. 25  Monitorización de piezas. El computador debe controlar el estado del carro y el palé en los sistemas de manejo primarios y secundarios, así como el resultado de cada uno de los distintos tipos de piezas elaboradas. 25  Control de las herramientas. Tendremos conocimiento en todo momento de las herramientas disponibles en nuestro sistema. En caso de que en un punto concreto no se disponga de la herramienta necesaria para realizar una determinada operación hay dos alternativas:  Determinar si una estación de trabajo alternativa tiene la herramienta y está disponible en ese momento. Si es así, la pieza se redireccionará hacia dicha estación.  Notificar al operador responsable de utillaje que introduzca en la unidad de almacenamiento de herramientas la demandada. 25  Control de la vida útil de las herramientas. Se debe informar al ordenador de la vida útil de cada herramienta. Se genera un historial del tiempo de uso de cada herramienta y se notifica al operario cuándo debe ser sustituida. 25 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------25 Sistemas de Fabricación Flexible Grillo García  Informe y control del rendimiento. El sistema de control está programado para guardar las operaciones realizadas y el rendimiento del FMS. Estos datos se resumen periódicamente y se preparan informes para gestionar el rendimiento. 25  Diagnósticos. Su función es la de indicar el origen de un cierto problema. Se puede utilizar para realizar un mantenimiento preventivo e indicar posibles fallos inminentes. El

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diagnóstico nos conduce a la reducción de averías, del tiempo de inactividad y, como consecuencia de ambas, al tan deseado aumento de la productividad. 25

Fig12. Flujo de datos entre el sistema de control y la planta

RECURSOS HUMANOS Aunque todo el proceso esté completamente automatizado siempre es necesaria la mano del hombre en la gestión de las operaciones del FMS. Las funciones típicas desempeñadas por el hombre en el FMS son las siguientes:  Cargar materia prima en el sistema. 25  Descargar productos finalizados del sistema. 25  Cambio y ajuste de herramientas. 25  Mantenimiento y reparación del equipo. 25  Programar las CNC. 25  Programar el sistema informático25  Gestión global del sistema. 25

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PROCEDIMIENTO  Para realizar esta práctica en primer lugar se asistió a las clases de Sistemas Flexibles de Manufactura para obtener los conceptos y nociones básicas sobre lo que va a ser este curso y de que se trata cada uno de los temas estudiados.

 Para poder entender los conceptos se tuvo que recurrir a presentaciones en power point facilitadas en el curso de Sistemas Flexibles de Manufactura, además se observo videos de aplicaciones en la Industria.

 Se procedió a bajar de internet videos, folletos, libros de FMS, con cada una de estos materiales se entendió al observar los videos y leer toda la información que se pudo encontrar de todos los temas relacionados a esta práctica.

 Posteriormente se discutió sobre los temas implicados y cada una de sus definiciones como es de FMS CAD CAM CNC CIM CAE.

 Se analizo las ventajas y desventajas que se tiene al implementar un Sistema Flexible de Manufactura igual ayudándonos de toda la información que pudimos encontrar, después de una discusión se logro entender que hay más ventajas que desventajas en implementar un FMS.

 Para poder saber las aplicaciones de un FMS se observo videos en la red, además de leer documentos encontrados y analizar cada una de estas aplicaciones.

 Además con todos los materiales encontrados se pudo determinar los componentes de un FMS y qué función cumplen cada uno dentro de este

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 Después de leer y observar todo el material disponible se discutió sobre todo lo aprendido, se procedió a elaborar el informe con toda la información encontrada, y poner en conocimiento las bases solidas que se adquirió al realizar todo este proceso de aprendizaje muy fructífero.

 ANALISIS DE RESULTADOS Después de mucho tiempo de trabajo y de poder utilizar en nuestro beneficio todo el material encontrado, de discutir basándonos en el conocimiento adquirido sobre los temas propuestos nuestro grupo llego a poder dar un concepto sobre cada uno de los temas: FMS Es un sistema compuesto de maquinas herramientas donde hay algunas estaciones de trabajo que estas conforman un equipo (cada una de estas importantes) para que cumplan una tarea dentro de un proceso para al final obtener un producto de optima calidad. CAD Es un paquete informático que nos ayuda al proceso de diseño de alguna pieza mecánica, en la actualidad es una herramienta indispensable al permitirnos modelar, simular y la facilidad para cambiar cualquier modelo en poco tiempo y observar los cambios en el diseño. CAM Es la programación que al ayudarse del CAD nos puede dar un logaritmo ayudándose de el control numérico para darnos la ruta que debe seguir la herramienta al mecanizar lo deseado. CIM Es la unión del CAD y del CAM nos da una herramienta informática para la fabricación de un producto con la finalidad de mejorar el rendimiento de los sistemas productivos manufactureros al minimizar los tiempos de diseño y fabricación. CNC Es el control numérico por computadora nos ayuda a controlar los movimientos de una máquina herramienta, es un GPS aplicado a la mecanización ya que podemos controlar en todo momento la posición de la herramienta. CAE

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Es el conjunto de paquetes informáticos que nos permite simular los modelos que pensamos crear para apreciar su validez sin entrar en costos de fabricación es una manera para poder corregir errores antes de fabricar.

o IDENTIFICAR LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS

VENTAJAS       

Reducción de tiempo de fabricación Capacidad de satisfacer al cliente Obligar a una capacitación y autosuperación permanente Producto de buena calidad Optimizar recursos Aumentar la competitividad de la empresa Menos desperdicio de materia prima

DESVENTAJAS  Costos para implementar el sistema  Buena planificación  Mantenimiento de la maquinaria

o DESCRIBIR LAS APLICACIONES  Ciudad Protón.- Nos llamo mucha la atención la aplicación que utilizaba en esta llamada ciudad protón que tenían un FMS completo donde se elaboraban autos desde la materia prima hasta obtener el auto  Industria Textilera.- Se ayudaban del FMS para cortar y ordenar la tela en tiempos muy cortos  Coca Cola.- La gran empresa Coca Cola también tenía un FMS completo desde la elaboración de la cola hasta el embotellamiento y almacenamiento, todo conectado por un sistema de transporte  Industria Manufacturera.- Ayudándose del FMS se hacía pieza complejas en pocos minutos con la ventaja que el sistema podía cambiar de herramientas muy facilmente

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o REALIZAR UNA CLASIFICACION DE FMS Se clasifica según el tipo de trabajo que realiza. Se definen dos tipos:  Operaciones de fabricación  Operaciones de montaje o ensamblaje Los FMS casi nunca son tienen ambas tareas en una sola. Además se clasifica los FMS según sea su número de máquinas y su nivel de flexibilidad. Número de máquinas. Según el número de máquinas que pertenecen al sistema de fabricación. Celda de una única máquina Tiene un centro de mecanizado CNC con un sistema de almacenamiento para operaciones que no necesitan atención.

Sistema de manufactura flexible de alto espectro: Producen familias de partes numerosas con variaciones sustanciales en la configuración de las partes y en la secuencia de operaciones Modulo de manufactura flexible: Unidad compuesta por una sola maquina con capacidad para cambio de herramientas equipo para manejo de materiales y almacenamiento temporal de partes Celda de manufactura flexible: grupo de modos que comparten el mismo sistema de materiales. Sistema de manufactura flexible de maquinas múltiples: conjunto de módulos conectados por medio de un sistema de manejo de materiales capaz de visitar dos o más maquinas al mismo tiempo.

o IDENTIFICAR LOS COMPONENTES DE FMS Y DESCRIBIR CADA UNO DE ELLOS En un sistema de manufactura flexible existen cuatro componentes principales: ESTACIONES DE TRABAJO Estación de carga y descarga. Es unión entre el FMS y el resto de la fábrica. Estación de mecanizado. La aplicación más común de un FMS es la de mecanizado que es toda acción que se realiza sobre un material y que sufra transformaciones.

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Otras estaciones de procesamiento. La materia prima no siempre entra preparada para trabajar directamente sobre ella como por ejemplo el metal ya que debe sufrir un proceso de transformación para obtener unas características deseadas Estación de ensamblaje. En esta estación es para ensamblar supliendo la mano del hombre para una producción en serie Otros equipos y estaciones. Aquí únicamente realizan trabajos de inspección que pueden ser como máquinas de medición de coordenadas, inspección mediante sondas y sistemas de visión. SISTEMA DE TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DEL MATERIAL Siempre debe haber un sistemas por donde haya comunicación entre cada estación de trabajo y a esto ayuda el de transporte que es indispensable dentro de un FMS y hay algunos como el sistema de transporte primario y secundario. El sistema de transporte primario es el encargado de los movimientos de los productos entre estaciones. El sistema de transporte secundario es el encargado de llevar el material que se va a trabajar del sistema primario a la máquina para que se realicen las operaciones pertinentes. El sistema de transporte y almacenamiento de material puede tener diferente configuraciones de su distribución como: Distribución en línea. Tiene una única línea de transferencia alrededor de la cual se sitúan las estaciones de trabajo Distribución en bucle. Tiene un sistema de carga y descarga. Distribución escalada. Intercala subbucles dentro de un bucle principal esto facilita el traslado de las piezas Distribución en campo abierto. Tiene múltiples bucles y escalas, este tipo de distribución es apropiado cuando se tiene una familia numerosa de productos. Celda centrada en brazo robot. Se usa un brazo robot como sistema de transporte Sistema de Control por computador Constituidos por computadores, los controladores programables, los sensores y la red de comunicaciones correspondiente en las estaciones de trabajo se encuentran diferente equipos de acuerdo con cada sistema en particular a saber: centro de mecanizado, sistema de cabezales fijos, permanentes o de intercambios son usados enfrenado torneado ensamble e inspección forja fundición etc.

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Recursos Humanos Siempre será necesaria la mano del hombre como para tareas de Cargar materia prima en el sistema, descargar productos finalizados del sistema, cambio y ajuste de herramientas, mantenimiento y reparación del equipo, programar las CNC, programar el sistema informático

 CONCLUSIONES  Después de realizar todo el procedimiento de esta práctica al observar videos, leer folletos, documentos de la red se pudo entender y tener un concepto común de cada uno de los temas estudiados.  Se pudo discutir y analizar las ventajas y desventajas que lleva al implementar un FMS entendiendo que hay más ventajas que desventajas.  Al observar videos se pudo entender las diversas aplicaciones que hay en la Industria siendo estas numerosas  Se pudo clasificar los FMS además de reconocer sus componentes y poder describir cada uno de ellas entendiendo que cada componente es indispensable para que sea considerado un FMS

 RECOMENDACIONES  Leer mucha información y de varios autores para poder entender con claridad los conceptos  Hacer el informe de la practica con anticipación para poder tener tiempo de aclarar cualquier duda en el proceso  Observar muchos videos de la red, ya que es una herramienta muy útil al entender muchos conceptos  Trabajar en equipo para poder discutir sobre los temas y llegar a un concepto en común que las dos partes estén de acuerdo

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