procesos3

Historia de la Automatización
Las primeras máquinas simples sustituían una forma de esfuerzo en otra forma que fueran manejadas por el ser humano, tal como levantar un peso pesado con sistema de poleas o con una palanca. Posteriormente las máquinas fueron capaces de sustituir formas naturales de energía renovable, tales como el viento, mareas, o un flujo de agua por energía humana.

http://es.wikipedia.org/wiki/Automatización

SISTEMAS DE PRODUCCION ARTESANALES ANTIGUOS

La producción artesanal puede estudiarse arqueológicamente identificando a los artesanos mismos y sus identidades; la casa y el ámbito familiar de la producción; el barrio y la concentración de medios de trabajo en sectores de un asentamiento, o bien, las comunidades especializadas en el nivel regional.
La forma predominante de la producción artesanal en Grecia era el pequeño taller. Tales talleres (ergasterios) existían en todas las ramas de la roducción artesanal.
http://www.arqueomex.com/S2N3nProduccion80.html


Revolución industrial

es un periodo histórico comprendido entre la segunda mitad del siglo XVIII y principios del XIX, en el que el Reino Unido en primer lugar, y el resto de la Europa continental después, sufren el mayor conjunto de transformaciones socioeconómicas, tecnológicas y culturales de la Historia de la humanidad, desde el Neolítico.
La economía basada en el trabajo manual fue reemplazada por otra dominada por la industria y la manufactura. La Revolución comenzó con la mecanización de las industrias textiles y el desarrollo de los procesos del hierro. La expansión del comercio fue favorecida por la mejora de las rutas de transportes y posteriormente por el nacimiento del ferrocarril. Las innovaciones tecnológicas más importantes fueron la máquina de vapor y la denominada Spinning Jenny,
una potente máquina relacionada con la industria textil. Estas nuevas máquinas favorecieron enormes incrementos en la capacidad de producción. La producción y desarrollo de nuevos modelos de maquinaria en las dos primeras décadas del siglo XIX facilitó la manufactura en otras industrias e incrementó también su producción.


http://es.wikipedia.org/wiki/Revolución_Industrial

SISTEMAS MODERNOS DE PRODUCCION


Los sistemas de producción son sistemas que están estructurados a través de un conjunto de actividades y procesos relacionados, necesarios para obtener bienes y servicios de alto valor añadido para el cliente, con el empleo de los medios adecuados y la utilización de los métodos más eficientes.
En las empresas, ya sean de servicio o de manufactura, estos sistemas representan las configuraciones productivas adoptadas en torno al proceso de conversión y/o transformación de unos inputs (materiales, humanos, financieros, informativos, energéticos, etc.) en unos outputs (bienes y servicios) para satisfacer unas necesidades, requerimientos y expectativas de los clientes, de la forma más racional y a la vez, más competitiva posible.
Woodward (1965), fue probablemente el primer autor en tipificar los sistemas productivos. Descubrió que las tecnologías de fabricación se podían encuadrar en tres grandes categorías: producción artesanal o por unidad (producción discreta no-repetitiva), producción mecanizada o masiva (producción discreta repetitiva), y la producción de proceso continuo. Cada categoría incluye un método distinto de obtener los productos, siendo las principales diferencias, el grado de estandarización y automatización, tipo de proceso y la repetitividad de la producción.

http://www.monografias.com/trabajos16/configuraciones-productivas/configuraciones-productivas.shtml

ESTRUCTURA Y COMPONENTES DE UN SISTEMA
AUTOMATIZADO


SISTEMAS DE CONTROL DE LAZO ABIERTO

Son aquellos en que la acción del controlador no se relaciona con el resultado final. Ésto significa que no hay retroalimentación hacia el controlador para que éste pueda ajustar la acción de control. Un ejemplo simple es el llenado de un tanque usando una manguera de jardín. Mientras que la llave siga abierta, el agua fluirá. La altura del agua en el tanque no puede hacer que la llave se cierre.


Estos sistemas se caracterizan por:
· Sencillos y de fácil conceptos
· Nada asegura su estabilidad ante una perturbación
· La salida no se compara con la entrada
· Es Afectado por las perturbaciones
· La precisión depende de la previa calibración del sistema.
http://www.lukor.com/ordenadores/05062902.htm

SISTEMAS DE CONTROL DE LAZO CERRADO

Son los sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de salida.
La acción de control se calcula en función del error medido entre la variable controlada y la consigna deseada. Las perturbaciones, aunque desconocidas son consideradas indirectamente mediante sus efectos sobre las variables de salida. Este tipo de estrategia de control puede aplicarse sea cual sea la variable controlada. La gran mayoría de los sistemas de control que se desarrollan en la actualidad son en lazo cerrado.

Sus características son:
· Complejos, pero amplios de parámetros
· La salida se compara con la entrada y la afecta para el control del
sistema.
· Estos sistemas se caracterizan por su propiedad de retroalimentación.
· Más estable a perturbaciones y variaciones internas
Cinta trasportadora.

Partes principales: La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos.
Un sistema automatizado consta de dos partes:
Parte de mando, Parte operativa
La Parte Operativa es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los accionadores de las máquinas como motores, cilindros, compresores ..y los captadores como fotodiodos, finales de carrera ...
La Parte de Mando suele ser un autómata programable (tecnología programada), aunque hasta hace bien poco se utilizaban relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos (tecnología cableada). En un sistema de fabricación automatizado el autómata programable esta en el centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes de sistema automatizado.

MODELO ESTRUCTURAL DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO

PARTE OPERATIVA

Detectores y Captadores


Como las personas necesitan de los sentidos para percibir, lo que ocurre en su entorno, los sistemas automatizados precisan de los transductores para adquirir información de:
La variación de ciertas magnitudes físicas del sistema.
El estado físico de sus componentes.


Los dispositivos encargados de convertir las magnitudes físicas en magnitudes eléctricas se denominan transductores.
Los transductores se pueden clasificar en función del tipo de señal que transmiten en:
Transductores todos o nada: Suministran uña señal binaria claramente diferenciada. Los finales de carrera son transductores de este tipo.
Transductores numéricos: Transmiten valores numéricos en forma de combinaciones binarias. Los encoders son transductores de este tipo.
Transductores analógicos: Suministran una señal continua que es fiel reflejo de la variación de la magnitud física medida.
Algunos de los transductores más utilizados son: Final de carrera, fotocélulas, pulsadores, encoders, etc.
http://pabloparra.blogspot.es/










Final de carrera Encoders

Accionadotes y Preaccionadotes


El accionador es el elemento final de control que, en respuesta a la señal de mando que recibe, actúa sobre la variable o elemento final del proceso.
Un accionador transforma la energía de salida del automatismo en otra útil para el entorno industrial de trabajo.


Los accionadores pueden ser clasificados en eléctricos, neumáticos e hidráulicos.
Los accionadores más utilizados en la industria son: Cilindros, motores de corriente alterna, motores de corriente continua, etc.
Los accionadores son gobernados por la parte de mando, sin embargo, pueden estar bajo el control directo de la misma o bien requerir algún preaccionamiento para amplificar la señal de mando. Esta preamplificación se traduce en establecer o interrumpir la circulación de energía desde la fuente al accionador.
http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/WebCQMH1/PAGINA%20PRINCIPAL/Automatizacion/Parte%20opertativa/Tecnologia%20de%20la%20parte%20operativa.htm











Cilindros neumáticos motor corriente alterna.

PARTE DE MANDO

Los preaccionadores disponen de:
Parte de mando o de control que se encarga de conmutar la conexión eléctrica, hidráulica o neumática entre los cables o conductores del circuito de potencia.
Tecnologías cableadas
Con este tipo de tecnología, el automatismo se realiza interconectando los distintos elementos que lo integran. Su funcionamiento es establecido por los elementos que lo componen y por la forma de conectarlos.
Esta fue la primera solución que se utilizo para crear autómatas industriales, pero presenta varios inconvenientes.
Los dispositivos que se utilizan en las tecnologías cableadas para la realización del automatismo son:

Reles electromagnéticos.
Módulos lógicos neumáticos.
Tarjetas electrónicas.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/WebCQMH1/PAGINA%20PRINCIPAL/Automatizacion/Parte%20opertativa/Tecnologia%20de%20la%20parte%20operativa.htm

Reles electromagnéticos Tarjetas electrónicas.

Tecnologías programadas
Los avances en el campo de los microprocesadores de los últimos años han favorecido la generalización de las tecnologías programadas. En la realización de automatismos. Los equipos realizados para este fin son:
Los ordenadores.
Los autómatas programables

Ordenadores.
El ordenador, como parte de mando de un automatismo presenta la ventaja de ser altamente flexible a modificaciones de proceso. Pero, al mismo tiempo, y debido a su diseño no específico para su entorno industrial, resulta un elemento frágil para trabajar en entornos de líneas de producción.
Un autómata programable industrial es un elemento robusto diseñado especialmente para trabajar en ambientes de talleres, con casi todos los elementos del ordenador.

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS PARA AUTOMATIZAR



Los dispositivos de entrada:

Sensores



Los sensores son dispositivos capaces de transformar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, en magnitudes eléctricas. Las variables de instrumentación dependen del tipo de sensor y pueden ser por ejemplo temperatura, intensidad luminosa, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc. Una magnitud eléctrica obtenida puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una tension eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como un fototransistor), etc.
Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable a medir o a controlar. Recordando que la señal que nos entrega el sensor no solo sirve para medir la variable, si no también para convertirla mediante circuitos electrónicos en una señal estándar (4 a 20 mA, o 1 a 5VDC) para tener una relación lineal con los cambios de la variable sensada dentro de un rango (span), para fines de control de dicha variable en un proceso.[cita requerida]
Puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra. Áreas de aplicación de los sensores: Industria automotriz, Industria aeroespacial, Medicina , Industria de manufactura, Robótica , etc.

Algunas magnitudes pueden calcularse mediante la medición y cálculo de otras, por ejemplo, la aceleración de un móvil puede calcularse a partir de la integración numérica de su velocidad. La masa de un objeto puede conocerse mediante la fuerza gravitatoria que se ejerce sobre él en comparación con la fuerza gravitatoria ejercida sobre un objeto de masa conocida (patrón).

Transmisores


Los transmisores en el área de comunicaciones es el origen de una sesión de comunicación.
Un transmisor es un equipo que emite una señal, código o mensaje a través de un medio.
Para lograr una sesión de comunicación se requiere: un transmisor, un medio y un receptor.
Transmisor de radio
El transmisor de radio es un caso particular de transmisor, en el cual el soporte fisico de la comunicación son ondas electromagnéticas.
El transmisor tiene como función codificar señales ópticas, mecánicas o eléctricas, amplificarlas, y emitirlas como ondas electromagnéticas a través de una antena. La codificación elegida se llama modulación. Ejemplos de modulación son: la amplitud modulada o la Modulación de frecuencia.
Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Transmisor"

Actuadores
Se denominan actuadores a aquellos elementos que pueden provocar un efecto sobre un proceso automatizado.
Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las válvulas.
Existen tres tipos de actuadores:
Hidráulicos
Neumáticos
Eléctricos

Los actuadores hidráulicos, neumáticos y eléctricos son usados para manejar aparatos mecatrónicos. Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidráulicos requieren demasiado equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento.
Los actuadores eléctricos también son muy utilizados en los aparatos mecatrónicos, como por ejemplo, en los robots. Los servomotores CA sin escobillas se utilizaran en el futuro como actuadores de posicionamiento preciso debido a la demanda de funcionamiento sin tantas horas de mantenimiento.
Actuadores hidráulicos
Los actuadores hidráulicos, que son los de mayor antigüedad, pueden ser clasificados de acuerdo con la forma de operación, funcionan en base a fluidos a presión. Existen tres grandes grupos:
cilindro hidráulico
motor hidráulico
motor hidráulico de oscilación
Cilindro hidráulico
De acuerdo con su función podemos clasificar a los cilindros hidráulicos en 2 tipos: de Efecto simple y de acción doble. En el primer tipo se utiliza fuerza hidráulica para empujar y una fuerza externa, diferente, para contraer. El segundo tipo se emplea la fuerza hidráulica para efectuar ambas acciones.
Motor hidráulico
En los motores hidráulicos el movimiento rotatorio es generado por la presión. Estos motores los podemos clasificar en dos grandes grupo: El primero es uno de tipo rotatorio en el que los engranes son accionados directamente por aceite a presión, y el segundo, de tipo oscilante, el movimiento rotatorio es generado por la acción oscilatoria de un pistón o percutor; este tipo tiene mayor demanda debido a su mayor eficiencia
Actuadores neumáticos
A los mecanismos que convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico se les denomina actuadores neumáticos. Aunque en esencia son idénticos a los actuadores hidráulicos, el rango de compresión es mayor en este caso, además de que hay una pequeña diferencia en cuanto al uso y en lo que se refiere a la estructura, debido a que estos tienen poca viscosidad.
En esta clasificación aparecen los fuelles y diafragmas, que utilizan aire comprimido y también los músculos artificiales de hule, que últimamente han recibido mucha atención.
De efecto simple
Cilindro neumático
Actuador neumático de efecto doble
Con engranaje
Motor neumático con veleta
Con pistón
Con una veleta a la vez
Multiveleta
Motor rotatorio con pistón
De ranura vertical
De émbolo
Fuelles, diafragma y músculo artificial
Actuadores eléctricos
La estructura de un actuador eléctrico es simple en comparación con la de los actuadores hidráulicos y neumáticos, ya que sólo se requieren de energía eléctrica como fuente de poder. Como se utilizan cables eléctricos para transmitir electricidad y las señales, es altamente versátil y prácticamente no hay restricciones respecto a la distancia entre la fuente de poder y el actuador.
Existe una gran cantidad de modelos y es fácil utilizarlos con motores eléctricos estandarizados según la aplicación. En la mayoría de los casos es necesario utilizar reductores, debido a que los motores son de operación continua.
Utilización de un pistón eléctrico para el accionamiento de una válvula pequeña.
La forma más sencilla para el accionamiento con un pistón, seria la instalación de una palanca solidaria a una bisagra adherida a una superficie paralela al eje del pistón de accionamiento y a las entradas roscadas.
Existen actuadores de estado solido, los cuales permiten realizar movimientos silenciosos sin motores. Es la tecnología más innovadora para robótica y automática, como así también para la implementación de pequeños actuadores.

Regulador.


Un regulador es un dispositivo electrónico creado para obtener un valor de salida deseado en base al nivel de entrada, ya sea mecánico o eléctrico.
Este consiste en fijar el valor de la tensión de salida, siendo esta típicamente de 9, 12, 15 o 18 V, en función de la entrada y las condiciones de la pista. Por lo general es un elemento de bajada y con una disipación de calor proporcional. Un ejemplo mecánico es una llave de agua donde se regula el flujo de agua que sale por ella.
Un regulador eléctrico puede pensarse en el alternador de un coche, para cargar la batería eléctrica, o en un cargador de un aparato donde la entrada es la línea eléctrica y un transformador, y obtenemos a la salida el voltaje requerido por el aparato.
Los reguladores son de dos tipos, fijos y ajustables, de esta forma se puede tener cualquier gama de tensiones con un bajo coste.
En sistemas de control se requieren valores fijos con precisión de los niveles milesimales en los cuales los reguladores desempeñan un papel muy importante.

Interfaz de potencia
Las interfaces de potencia son dispositivos intermedios entre nuestro microcontrolador y aparatos que requieran cantidades de corriente mayores a los que pueden manejar nuestro microcontrolador (por lo general estamos hablando de 20 miliamperios como máximo por pin), motores de paso, DC, servomotores, lamparas, reflectores, grupos de leds son ejemplos de dispositivos que podriamos a llegar a controlar desde el microcontrolador. Por ejemplo es un grave error tratar de conectar un motor directamente a los pines del microcontrolador. Nos valdremos de transistores, reles, puentes-H o interfaces eléctronicas de control, para construir nuestras interfaces de potencia.

DISPOSITIVOS INTERFAZ HOMBRE - MAQUINA:

Las interfaces Hombre-Máquina (HMI) o interfaces Hombre-Computadora (CHI), formalmente conocidas como interfaces Hombre-Máquina, son comúnmente empleadas para comunicarse con los PLCs y otras computadoras, para labores tales como introducir y monitorear temperaturas o presiones para controles automáticos o respuesta a mensajes de alarma. El personal de servicio que monitorea y controla estas interfaces son conocidos como ingenieros de estación. Otra forma de automatización que involucra computadoras es la prueba de automatización, donde las computadoras controlan un equipo de prueba automático que es programado para simular seres humanos que prueban manualmente una aplicación. Esto es acompañado por lo general de herramientas automáticas para generar instrucciones especiales (escritas como programas de computadora) que direccionan al equipo automático en prueba en la dirección exacta para terminar las pruebas.http://es.wikipedia.org/wiki/Automatización



PROCESOS INDUSTRIALES DE MANUFACTURA



PRODUCCION FLUJO CONTINUO
Con el Flujo Continuo se elimina o minimiza el trabajo sin valor agregado. El personal en línea se da cuenta pronto y debe encontrar la manera para rápidamente responder al mal funcionamiento y restaurar las operaciones.
La preparación utiliza menos de todo lo comparado con la producción masiva menos de la mitad: el esfuerzo humano, espacio, inversión en equipo, y mucho menos de la mitad del lugar para el inventario.



imagen producion de papel aluminio
La preparación de manufactura envuelve un principio de "mucho espacio no es bueno". La comunicación uno a uno (frente a frente) junto con los trabajadores, y sin lugar para almacenar inventario, es la regla. Un ahorro drástico en el costo refleja un proceso de producción mas enfocado y menos manejo de materiales. Este sistema acorta el tiempo entre el recibo de la orden y el envío del producto, y al mismo tiempo reduce desperdicio en el proceso.
Las metas son continuamente declinar el costo, cero defectos y la interminable variedad de producto.Con el Flujo Continuo se elimina o minimiza el trabajo sin valor agregado. El personal en línea se da cuenta pronto y debe encontrar la manera para rápidamente responder al mal funcionamiento y restaurar las operaciones.
La preparación utiliza menos de todo lo comparado con la producción masiva menos de la mitad: el esfuerzo humano, espacio, inversión en equipo, y mucho menos de la mitad del lugar para el inventario.
La preparación de manufactura envuelve un principio de "mucho espacio no es bueno". La comunicación uno a uno (frente a frente) junto con los trabajadores, y sin lugar para almacenar inventario, es la regla. Un ahorro drástico en el costo refleja un proceso de producción mas enfocado y menos manejo de materiales. Este sistema acorta el tiempo entre el recibo de la orden y el envío del producto, y al mismo tiempo reduce desperdicio en el proceso.
Las metas son continuamente declinar el costo, cero defectos y la interminable variedad de producto.

PRODUCCION JOB- SHOP
El sistema de producción Job-Shop fabrica muchos productos diferentes en volúmenes que varían entre la unidad y pocas unidades de cada producto. Consiste en una fabricación no en serie, de lotes pequeños, para pedidos únicos o de pequeñas cantidades. Por lo regular implica productos adaptados, diseñados a la medida del cliente y de naturaleza muy poco repetitiva. Se requieren operaciones poco especializadas, las cuales son realizadas por un mismo obrero o por un grupo pequeño de ellos, los cuales tienen la responsabilidad de terminar todo o casi todo el producto. Como se fabrican productos muy diferentes, los recursos son flexibles y versátiles. El flujo material es irregular, aleatorio y varía considerablemente de un pedido al siguiente. Se requiere que el fabricante interprete el diseño y las especificaciones del trabajo, así como que aplique capacidades del alto nivel en el proceso de conversión. En la producción Job-Shop lo que se trata es de obtener un "producto a medida" del cliente.




SISTEMA DE PRODUCCION CONTINUA

Este sistema es el empleado por las empresas que producen un determinado producto, sin cambies, por un largo período. El ritmo de producción es acelerado y las operaciones se ejecutan sin interrupción. Como el producto es el mismo, el proceso de producción no sufre cambios seguidos y puede ser perfeccionado continuamente.
Este tipo de producción es aquel donde el contenido de trabajo del producto aumenta en forma continua. Es aquella donde el procesamiento de material es contin
IMAGEN PRODUCCION CONTINUA DE EMPAQUES

Entonces la operación continua significa que al terminar el trabajo determinado en cada operación, la unidad se pasa a la siguiente etapa de trabajo sin esperar todo el trabajo en el lote. Para que el trabajo fluya libremente los tiempos de cada operación deberán de ser de igual longitud y no deben aparecer movimiento hacia fuera de la línea de producción. Por lo tanto la inspección deberá realizarse dentro de la línea de producción de proceso, no debiendo tomar un tiempo mayor que el de operación de la unidad. Además como el sistema esta balanceado cualquier falla afecta no solo a la etapa donde ocurre, sino también a las demás etapas de la línea de producción. Bajo esas circunstancias la línea se debe considerar en conjunto como una entidad aislada y no permitiéndose su descompostura en ningún punto.


http://www.mitecnologico.com/Main/SistemasDeProduccionContinua


PRODUCCIÓN POR LOTES

Es el sistema de producción que usan las empresas que producen una cantidad limitada de un producto cada vez, al aumentar las cantidades más allá de las pocas que se fabrican al iniciar la compañía, el trabajo puede realizarse de esta manera. Esa cantidad limitada se denomina lote de producción. Estos métodos requieren que el trabajo relacionado con cualquier producto se divida en partes u operaciones, y que cada operación quede terminada para el lote completo antes de emprender la siguiente operación. Esta técnica es tal ves el tipo de producción más común. Su aplicación permite cierto grado de especialización de la mano de obra, y la inversión de capital se mantiene baja, aunque es considerable la organización y la planeación que se requieren para librarse del tiempo de inactividad o pérdida de tiempo.

IMAGEN DE PRODUCCION DE PASTELES POR LOTES

Es en la producción por lotes donde el departamento de control de producción puede producir los mayores beneficios, pero es también en este tipo de producción donde se encuentran las mayores dificultades para organizar el funcionamiento efectivo del departamento de control de producción.
Al hacerse cierto número de productos el trabajo que requiere cada unidad se dividirá en varias operaciones, no necesariamente de igual contenido de trabajo, y los operarios también se dividirán en grupos de trabajo. De manera que al terminar el primer grupo una parte del proceso del producto pasa al siguiente grupo y así sucesivamente hasta terminar la manufactura, el lote no pasa a otro grupo hasta que este terminado todo el trabajo relacionado a esa operación: la transferencia de lotes parciales a menudo puede conducir a considerables dificultades organizativas.
Durante la manufactura por lotes existen siempre materiales en reposo mientras se termina de procesar el lote. Los periodos de reposo de cualquier unidad de un lote de `n' unidades suman (n-1) / n x 100 por ciento del tiempo total de producción por lotes. Esto es característico de la producción por lotes, donde el contenido de trabajo del material aumenta en forma irregular y da origen a una cantidad sustancial de trabajos en proceso.
Además del periodo de reposo antes indicado, las dificultades organizativas de la producción por lotes podrían generar otros tiempos de reposo. Cuando hay varios lotes pasando por las mismas etapas de producción y compitiendo por los recursos, es común transferir un lote de un operario o de una máquina o un almacén de `espera' o de `trabajos en proceso' , para esperar ahí la disponibilidad del siguiente operador o máquina. Esto es un gran problema para la administración, y no se puede evitar que exista siempre un periodo de reposo por cada unidad del lote, mientras se realiza el trabajo en los demás miembros del lote, y otro periodo de reposo mientras el lote entero está en el almacén de espera.


CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES DE MANUFACTURA

Procesos que cambian la forma de del material:
Metalurgia extractiva,Fundición, Formado en frío y caliente, Metalurgia de polvos, Moldeo de plástico
Procesos que provocan desprendimiento de viruta pormedio de máquinas:
Métodos de maquinado convencional,Maquinado con arranque de viruta convencional,Torno,Fresado,Cepillado
Procesos que cambian las superficies:
Con desprendimiento de viruta, Por pulido, Por recubrimiento.
Procesos para el ensamblado de materiales

Uniones permanentes, Uniones temporales
Procesos para cambiar las propiedades físicas:
Temple de piezas, Temple superficial, tratamientos termicos, tratamientos quimicos
Procesos que cambian la forma del material:
Metalurgia extractiva
Fundición
Formado en frío y caliente
Metalurgia de polvos
Moldeo de plástico
Procesos que provocan desprendimiento de viruta por medio de máquinas:
Métodos de maquinado convencional
Métodos de maquinado especial
Procesos que cambian las superficies
Con desprendimiento de viruta
Por pulido
Por recubrimiento
Procesos para el ensamblado de materiales
Uniones permanentes
Uniones temporales
Procesos para cambiar las propiedades físicas
Temple de piezas
Temple superficial

ETAPAS TIPICAS DE UN PROCESO DE
MANUFACTURA

ALMACENAMIENTO

Esta parte del proceso es de gran importancia ya que se conserva las propiedades del material o articulo esto se hace en un lugar apropiado y cercano al proceso. Existen diferentes formas de almacenamiento. Lo fundamental es ahorrar tiempo y espacio en la producción.
Los amortiguadores aumentan el tamaño del almacén de entrada y de salida
ALMACENES ENTRE ESTACIONES: son utilizados cuando el operador necesita manipular el artículo, este es retenido en el mismo transportador y luego devuelto ala línea.
ALMACENES DEBIDO AL DISEÑO DEL TRANSPORTADOR: en estos casos el almacén puede ser simplemente cajas, mesas etc. Se utiliza para transporte entre estaciones, el transportador puede ser un operario o algún vehículo
.
ALMACENES FUERA DE LÍNEA: son importantes cuando la línea de producción esta en reposo, la función es almacenar los artículos por un corto tiempo mientras se reanuda la producción, en algunos casos puede ser el mismo transportador.
TIPOS DE ALMACENAMIENTO DE PRODUCTO POR LARGO TIEMPO:
Almacenamiento al piso: el sistema menos eficiente pues consiste en almacenar aleatoriamente artículos en un solo nivel del piso.
Almacenamiento en anaqueles y estantería estáticos: muy utilizados por sus bajos costos y mantenimiento pero son adecuados para muy escasa actividad.
Cajones: es un anaquel que se mueve hacia dentro y hacia fuera, tiene cuatro paredes y esta encerrado pueden estar montados en estantes.

Maquinas de almacenamiento/despacho: en este caso se utiliza un vehículo recolector con el cual se hace mas fácil reunir los artículos y además almacenarlos por un buen lazo de tiempo



TRANSPORTE
Este se divide en dos partes
Despacho:
El despacho es el acto de enviar una determinada mercancía a un destino final, tiene inmersas una serie de actividades tales como: seleccionar el vehículo, embalajes, ubicación en muelle de carga, personal y equipos de cargue, ubicación de la mercancía, facturas y remisiones, documentos de viaje e instrucciones de ruta , sellos de seguridad y entrega al transportador.
Al despacho como tal no se le ha dado la importancia y peso que debiese, pero en realidad es la realización de la entrega planeada en una venta y la forma como nuestro producto sale de nuestro poder a ubicarse en las manos del cliente.
Mediante el despacho estamos contribuyendo a que el ciclo de nuestro producto sea ágil y mostrando esta presteza podemos dar certeza de la eficiencia de toda una organización.
Descargue:
El descargue es la actividad completamente opuesta al despacho, pero con los mismos factores de trabajo, básicamente es la recepción por lo general de materia prima ó productos terminados y que son vitales en nuestra operación.
Estas actividades generalmente son: Conocimiento previo de mercancía en tránsito (Inventario Rodante), Programación de cita de descargue, Ubicación dentro del CEDI, Programación de equipo y personal de descargue, Firma de documentos ( Remesa).
Mediante el descargue incorporamos físicamente las mercancías y materias primas que nuestra actividad demanda, es sumamente importante esta actividad pues desde el conocimiento de la mercancía en tránsito podemos avizorar los procesos sub-siguientes y programarlos y planificarlos de la manera que la operación sea óptima.

MECANIZADO

Son las divisiones que tiene un proceso en el cual se transforma la materia prima o semielaborada en un producto o parte del producto.
Cada fase consta de un mini proceso con sus respectivas maquinas, equipos, materiales y controladores.
1. Mecanizado Por Arranque De Viruta
El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final). Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.

2.Mecanizado por abrasión
Muela abrasiva.
La abrasión es la eliminación de material desgastando la pieza en pequeñas cantidades, desprendiendo partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este proceso se realiza por la acción de una herramienta característica, la muela abrasiva. En este caso, la herramienta (muela) está formada por partículas de material abrasivo muy duro unidas por un aglutinante. Esta forma de eliminar material rayando la superficie de la pieza, necesita menos fuerza para eliminar material apretando la herramienta contra la pieza, por lo que permite que se puedan dar pasadas de mucho menor espesor. La precisión que se puede obtener por abrasión y el acabado superficial puede ser muy buena pero los tiempos productivos son muy prolongados.

3. Movimientos de corte
En el proceso de mecanizado por arranque de material intervienen dos movimientos, el movimiento de corte, por el cual la herramienta corta el material, y el movimiento de avance, por el cual la herramienta encuentra nuevo material para cortar. Cada uno de estos dos movimientos lo puede tener la pieza o la herramienta según el tipo de mecanizado.

4 Mecanizado manual
Los manuales son los realizados por una persona con herramientas exclusivamente manuales, serrado, limado, cincelado, burilado; en estos casos un operario un ajustador, burilista o artesano mecaniza una pieza con las herramientas indicadas, y el esfuerzo manual.
4.1 Mecanizado con máquina herramienta
El mecanizado se hace mediante una máquina herramienta, manual, semiautomática o automática, pero el esfuerzo de mecanizado es realizado por un equipo mecánico, con los motores y mecanismos necesarios. Las máquinas herramientas de mecanizado clásicas son:
Taladro: La pieza es fijada sobre la mesa del taladro, la herramienta, llamada broca, realiza el movimiento de corte giratorio y de avance lineal, realizando el mecanizado de un agujero o taladro teoricamente del mismo diámetro que la broca y de la profundidad deseada.
Cepillo de carnero: esta máquina herramienta realiza el mecanizado con una cuchilla montada sobre el porta herramientas del carnero, que realiza un movimiento lineal de corte, sobre una pieza fijada la mesa del cepillo, que tiene el movimiento de avance perpendicular al movimiento de corte.
Cepilladora: de mayor tamaño que el cepillo de carnero, tiene una enorme mesa deslizante sobre la que se fija la pieza y que realiza el movimiento de corte deslizándose longitudinalmente, la cuchilla montada sobre un puente sobre la mesa se desplaza transversalmente en el movimiento de avance.
Torno: el torno es la máquina herramienta de mecanizado más difundida, estas son en la industria las de uso mas general, la pieza se fija en el plato del torno, que realiza el movimiento de corte girando sobre su eje, la cuchilla realiza el movimiento de avance eliminando el material en los sitios precisos.
Fresadora: en la fresadora el movimiento de corte lo tiene la herramienta; que se denomina fresa, girando sobre su eje, el movimiento de avance lo tiene la pieza, fijada sobre la mesa de la fresadora que realiza este movimiento.
ENSAMBLE

Todo producto esta constituido por partes o divisiones de este. En esta fase del proceso se trabaja sobre en unión de las partes para así al tener un artículo o producto final.










•Dos o más partes son unidas para formar una nueva identidad.
•Pueden estar conectadas de manera permanente o semipermanente.
–Soldadura
–Pegamento
–Conexiones
–Torn

Empaque:
es la etapa del proceso donde por medio del recurso humano o equipos automatizados se empacan o producen recipientes o envolturas para un producto. su objetivo primordial es proteger el producto. este proceso se puede realizar al comienzo, intermedio y al final
Pruebas en linea:
En esta parte se obtienen variables (contextura, moldeado, calidad etc) al comienzo, intermedio y al final de un proceso por medio de sistemas computarizados o de forma manual, con el fin realizar un óptimo control de calidad.


TIPOS DE LINEAS DE PRODUCCION

BALANCEO DE LÍNEAS (ANÁLISIS DE LA PRODUCCIÓN)


El problema de diseño para encontrar formas para igualar los tiempos de trabajo en todas las estaciones se denomina problema de balanceo de línea. Deben existir ciertas condiciones para que la producción en línea sea práctica


1) Cantidad. El volumen o cantidad de producción debe ser suficiente para cubrir el costo de la preparación de la línea. Esto depende del ritmo de producción y de la duración que tendrá la tarea

2) Equilibrio. Los tiempos necesarios para cada operación en línea deben ser aproximadamente iguales.

3) Continuidad. Deben tomarse precauciones para asegurar un aprovisionamiento continuo del material, piezas, subensambles, etc., y la prevención de fallas de equipo.Los casos típicos de balanceo de línea de producción son:

1) Conocidos los tiempos de las operaciones, determinar el número de operarios necesarios para cada operac

2) Conocido el tiempo de ciclo, minimizar el número de estaciones de trabajo3) Conocido el número de estaciones de trabajo, asignar elementos de trabajo a la misma.Para poder aplicar el balanceo de línea nos apoyaremos de las siguientes fórmulas:

Lineas con amortiguación:
Propósito de este modelo es balancear la linea y reducir las interrupciones. Los amortiguadores cambian el flujo del producto entre estaciones o desplazan a los operadores. El balance de linea por computadora no es suficiente; se tienen que hacer modificaciones. La productividad de la linea se puede mejorar mediante unas técnicas de operaci


lineas de produccion sin amortiguacion
es una linea en la cual se utilizan bodegas ,almacenes y otros lugares como estaciones de produ

Lineas de ensamble:
Las lineas de ensamble están dedicadas al trabajo manual y a la persona. En las líneas de ensamble se adicionan componentes en varias estaciones cuando se requiere
Ejemplos de procesos de manufactura:
Se observa a la manufactura como un mecanismo para la transformación de materiales en artículos útiles para la sociedad. También es considerada como la estructuración y organización de acciones que permiten a un sistema lograr una tarea deter


lineas desbalanceadas :

son aquellas en donde la produccion varia en cada estacion, produciendo diferentes cantidades de productos .

Linea de recolección de pedidos:

en esta linea unicamente se recolecta los productos en una estacion

EJEMPLOS DE PROCESOS INDUSTRIALES DE MANUFACTURA:

* PROCESO DEL JABON.
* PROCESO DEL CUERO.
* PROCESO DEL CAUCHO.
* PROCESO DEL HILO DE FIQUE.
* PROCESO DE FUNDICION.


NIVELES DE LA AUTOMATIZACION INDUSTRIAL


PIRAMIDE CIM




















Nivel de Acción / Sensado (nivel de célula):
También llamado nivel de instrumentación. Está formado por los elementos de medida (sensores) y mando (actuadores) distribuidos en una línea de producción. Son los elementos más directamente relacionados con el proceso productivo ya que los actuadores son los encargados de ejecutar las órdenes de los elementos de control para modificar el proceso productivo, y los sensores miden variables en el proceso de producción, como por ejemplo: nivel de líquidos, caudal, temperatura, presión, posición. Como ejemplo de actuadores se tienen los motores, válvulas, calentadores.
Nivel de Control (nivel de campo):

En este nivel se sitúan los elementos capaces de gestionar los actuadores y sensores del nivel anterior tales como autómatas programables o equipos de aplicación específica basados en microprocesador como robots, máquinas herramienta o controladores de motor. Estos dispositivos son programables y permiten que los actuadores y sensores funcionen de forma conjunta para ser capaces de realizar el proceso industrial deseado. Los dispositivos de este nivel de control junto con los del nivel inferior de acción/sensado poseen entidad suficiente como para realizar procesos productivos por sí mismos. Es importante que posean unas buenas características de interconexión para ser enlazados con el nivel superior (supervisión), generalmente a través de buses de campo.
Nivel de Supervisión (nivel de planta): En este nivel es posible visualizar cómo se están llevando a cabo los procesos de planta, y a través de entornos SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) poseer una “imagen virtual de la planta” de modo de que ésta se puede recorrer de manera detallada, o bien mediante pantallas de resumen ser capaces de disponer de un “panel virtual” donde se muestren las posibles alarmas, fallos o alteraciones en cualquiera de los procesos que se llevan a cabo.
Nivel de Gestión (nivel de fábrica): Este nivel se caracteriza por: Gestionar la producción completa de la empresa, Comunicar distintas plantas, Mantener las relaciones con los proveedores y clientes, Proporcionar las consignas básicas para el diseño y la producción de la empresa, en el se emplean PCs, estaciones de trabajo y servidores de distinta índole.
Un axioma básico de amplia aceptación es el siguiente: “El CIM ha de planificarse “top down” (“de arriba hacia abajo”), pero debe implantarse “botton up” (“de abajo hacia arriba”).

PROCESO AUTOMATIZADO DE PRODUCCION DE ACERO

*ESQUEMA DE CITUACION DEL PROCESO.































ESTRUCTURA DEL PROCESO:















EQUIPO Y HERRAMIENTAS:
1. HORNO ELECTRICO
2.HORNO CUCHARA.
3.HORNO DE AFINO.
4.ARTESA RECEPTORA.
5.MOLDE DE FONDO DESPLAZABLE.
6.DUCHAS DE AGUA.
7.SOPLETES DE CORTE.
8.TREN DE LAMINACION.
9.HORNO DE RECALENTAMIENTO.
Proceso de fabricación del acero.

El proceso de fabricación se divide básicamente en dos fases: la fase de fusión y la fase de afino.
Fase de fusión

Una vez introducida la chatarra en el horno y los agentes reactivos y escorificantes (principalmente cal) se desplaza la bóveda hasta cerrar el horno y se bajan los electrodos hasta la distancia apropiada, haciéndose saltar el arco hasta fundir completamente los materiales cargados. El proceso se repite hasta completar la capacidad del horno, constituyendo este acero una colada.
Fase de afino


El afino se lleva a cabo en dos etapas. La primera en el propio horno y la segunda en un horno cuchara.En el primer afino se analiza la composición del baño fundido y se procede a la eliminación de impurezas y elementos indeseables (silicio, manganeso, fósforo, etc.) y realizar un primer ajuste de la composición química por medio de la adición de ferroaleaciones que contienen los elementos necesarios (cromo, niquel, molibdeno, vanadio, titanio, etc.).El acero obtenido se vacía en una cuchara de colada, revestida de material refractario, que hace la función de cuba de un segundo horno de afino en el que termina de ajustarse la composición del acero y de dársele la temperatura adecuada para la siguiente fase en el proceso de fabricación




El control del proceso

Para obtener un acero de calidad el proceso debe controlarse en todas sus fases empezando, como ya se ha comentado, por un estricto control de las materias primas cargadas en el horno.Durante el proceso se toman varias muestras del baño y de las escorias para comprobar la marcha del afino y poder ir ajustando la composición del acero. Para ello se utilizan técnicas instrumentales de análisis (espectómetros) que permiten obtener resultados en un corto espacio de tiempo, haciendo posible un control a tiempo real y la adopción de las correcciones precisas de forma casi instantánea, lográndose así la composición química deseada.Los dos elementos que más pueden influir en las características y propiedades del acero obtenido, el carbono y el azufre, se controlan de forma adicional mediante un aparato de combustión LECO. Pero además de la composición del baño y de la escoria, se controla de forma rigurosa la temperatura del baño, pues es la que determina las condiciones y la velocidad a la que se producen las distintas reacciones químicas durante el afino.

La Colada Continua

Finalizado el afino la cuchara de colada se lleva hasta la artesa receptora de la colada continua donde vacía su contenido en una artesa receptora dispuesta al efecto.La colada continua es un procedimiento siderúrgico en el que el acero se vierte directamente en un molde de fondo desplazable, cuya sección transversal tiene la forma geométrica del semiproducto que se desea fabricar; en nuestro caso la palanquilla.La artesa receptora tiene un orificio de fondo, o buza, por el que distribuye el acero líquido en varias líneas de colada, cada una de las cuales dispone de su lingotera o molde, generalmente de cobre y paredes huecas para permitir su refrigeración con agua, que sirve para dar forma al producto. Durante el proceso la lingotera se mueve alternativamente hacia arriba y hacia abajo, con el fin de despegar la costra sólida que se va formando durante el enfriamiento.
Posteriormente se aplica un sistema de enfriamiento controlado por medio de duchas de agua fría primero, y al aire después, cortándose el semiproducto en las longitudes deseadas mediante sopletes que se desplazan durante el corte.En todo momento el semiproducto se encuentra en movimiento continuo gracias a los rodillos de arrastre dispuestos a los largo de todo el sistema.Finalmente, se identifican todas las palanquillas con el número de referencia de la colada a la que pertenecen, como parte del sistema implantado para determinar la trazabilidad del producto, vigilándose la cuadratura de su sección, la sanidad interna, la ausencia de defectos externos y la longitud obtenida.

La laminación

Las palanquillas no son utilizables directamente, debiendo transformarse en productos comerciales por medio de la laminación o forja en caliente.De forma simple, podríamos describir la laminación como un proceso en el que se hace pasar al semiproducto (palanquilla) entre dos rodillos o cilindros, que giran a la misma velocidad y en sentidos contrarios, reduciendo su sección transversal gracias a la presión ejercida por éstos. En este proceso se aprovecha la ductilidad del acero, es decir, su capacidad de deformarse, tanto mayor cuanto mayor es su temperatura. De ahí que la laminación en caliente se realice a temperaturas comprendidas entre 1.250 ºC, al inicio del proceso, y 800 ºC al final del mismo.La laminación sólo permite obtener productos de sección constante, como es el caso de las barras corrugadas.

El horno de recalentamiento


El proceso comienza elevando la temperatura de las palanquillas hasta un valor óptimo para ser introducidas en el tren de laminación. Generalmente estos hornos son de gas y en ellos se distingues tres zonas: de precalentamiento, de calentamiento y de homogeneización. El paso de las palanquillas de una zona a otra se realiza por medio de distintos dispositivos de avance. La atmósfera en el interior del horno es oxidante, con el fin de reducir al máximo la formación de cascarilla.
El tren de laminación


Alcanzada la temperatura deseada en toda la masa de la palanquilla, ésta es conducida a través de un camino de rodillos hasta el tren de laminación.El tren de laminación está formado, como se ha indicado, por parejas de cilindros que van reduciendo la sección de la palanquilla. Primero de la forma cuadrada a forma de óvalo, y después de forma de óvalo a forma redonda. A medida que disminuye la sección, aumenta la longitud del producto transformado y, por tanto, la velocidad de laminación. El tren se controla de forma automática, de forma que la velocidad de las distintas cajas que lo componen va aumentando en la misma proporción en la que se redujo la sección en la anterior.
El tren de laminación se divide en tres partes:
•
Tren de desbaste: donde la palanquilla sufre una primera pasada muy ligera para romper y eliminar la posible capa de cascarilla formada durante su permanencia en el horno.
•
Tren intermedio: formado por distintas cajas en las que se va conformando por medio de sucesivas pasadas la sección.
•
Tren acabador: donde el producto experimenta su última pasada y obtiene su geometría de corrugado.

Las barras ya laminadas se depositan en una gran placa o lecho de enfriamiento, de donde es trasladado a las líneas de corte a medida y empaquetado, de donde pasa a la zona de almacenamiento y expedición.En el caso de la laminación de rollos, éstos salen del tren acabador en forma de espira, siendo transportados por una cinta enfriadora, desde la que van siendo depositadas en un huso, donde se compacta y se ata para su expedición, o bien se lleva a una zona de encarretado, donde se forman bobinas en carrete.