PROCESOS DE MANUFACTURA INDUSTRIAL

El sector de manufactura industrial provee los equipos y bienes de capital encontrados en las plantas de producción alrededor del mundo. Sus productos ayudan a las empresas manufactureras de todo tamaño a hacer más con menos. Más poder con menos huella. Más control con menos mano de obra. Más producción con menos costo.El sector de manufactura industrial es amplio y diverso, pero muchos jugadores enfrentan retos similares. Costos incrementales por petróleo, gas natural, acero y cobre están apretando los márgenes, a menos que sean contrarestados con incrementos en cargos y precios. Clientes reacios a invertir en nuevos equipos ha intensificado la importancia del servicio post-venta. Para resaltar las líneas de producto críticas o expandir el cubrimiento geográfico, algunos jugadores están buscando candidatos de adquisición, mientras otros están buscando desinvertir en unidades de bajo rendimiento. Impuestos locales y nacionales, generalmente administrados a través de múltiples territorios, están bajo revisión y constante cambio. Un llamado de responsabilidad corporativa ha motivado regulación alrededor de controles internos y certificaciones de la gerencia. Un tema compartido en el sector es la necesidad de obtener mas de las inversiones en Tecnología y Personas
La manufactura se ha convertido en una porción inmensa de la economía del mundo moderno. Según algunos economistas, la fabricación es un sector que produce riqueza en una economía, mientras que el sector servicios tiende a ser el consumo de la riqueza
La fabricación moderna incluye todos los procesos intermedios requeridos para la producción y la integración de los componentes de un producto. El sector industrial está estrechamente relacionado con la ingeniería y el diseño industrial.El proceso puede ser manual (origen del término) o con la utilización de máquinas. Para obtener mayor volumen de producción es aplicada la técnica de la división del trabajo, donde cada trabajador ejecuta sólo una pequeña porción de la tarea. Así, se especializa y economiza movimientos, lo que va a repercutir en una mayor velocidad de producción.

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS PARA LA AUTOMATIZACION

MECANICA: -HERRAMIENTAS
-MECANISMOS
-MAQUINAS
-MECANISMOS DE TRANSPORTE
ELECTRICAA : UTOMATISMOS ELECTRICOS
-MOTORES ELECTRICOS DE AC Y DC
-CABLEADO DE FUERZA Y MANDO
-APARILLAJES ELECTRICOS EN GENERAL
ELECTRONICA: -CONTROLADORES ANALOGICOS
-SENSORES TRASDUCTORES
-PREACCIONADORES
-DRIVERS DE ACCIONMIENTO
-COMUNICACIONES
-TELEMANDO Y TELEMETRIA
-SISTEMAS DECOMUNICACION INALAMBICA
NEUMATICA Y ELECTRONEUMATICA
-CILINDROS NEUMATICOS
-VALVULAS NEUMATICAS Y ELECTRONEUMATICAS
-AUTOMATISMOS NEUMATICOS
HIDRAULICA ELECTRO-HIDRAULICA
-CILINDROS HIDRAULICOS
-VALVULAS HIDRAULICAS
-AUTOMATISMOS ELECTOHIDRAULICOS
APLICACIONES DE CONTROL E INFORMATICA INDUSTRIAL
-CONTROLADORES DE PROCESOS
-CONTROL POR COMPUTADOR
-AUTOMATAS PROGRAMABLES
-VISION ARTIFICIAL
-ROBOTICA
-MECATRONICA
-CELULAS DE MECANIZADO
-CONTROL NUMERICO
-SISTEMA CAD-CAM
-SISTEMA CIM
-REDES Y BUSES DE COMUNICACION

ESTRUCTURA Y COMPONENTES DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO

• MAQUINAS: Son los equipos mecánicos que realizan los procesos, traslados, transformaciones, etc. de los productos o materia prima.
• ACCIONADORES: Son equipos acoplados a las máquinas, y que permiten realizar movimientos, calentamiento, ensamblaje, embalaje. Pueden ser:
• Accionadores eléctricos: Usan la energía eléctrica, son por ejemplo, electro válvulas, motores, resistencias, cabezas de soldadura, etc.
• Accionadores neumáticos: Usan la energía del aire comprimido, son por ejemplo, cilindros, válvulas, etc.
• Accionadores hidráulicos: Usan la energía de la presión del agua, se usan para controlar velocidades lentas pero precisas.
).
Se obtiene un conocimiento más detallado del proceso, mediante la recopilación de información y datos estadísticos del proceso.
Se obtiene un mejor conocimiento del funcionamiento y performance de los equipos y máquinas que intervienen en el proceso.
Factibilidad técnica en procesos y en operación de equipos.
Factibilidad para la implementación de funciones de análisis, optimización y autodiagnóstico.
Aumento en el rendimiento de los equipos y facilidad para incorporar nuevos equipos y sistemas de información.
Disminución de la contaminación y daño ambiental.
Racionalización y uso eficiente de la energía y la materia prima.
Aumento en la seguridad de las instalaciones y la protección a los trabajadores.
• PRE ACCIONADORES: Se usan para comandar y activar los accionadores. Por ejemplo, contactores, switchs, variadores de velocidad, distribuidores neumáticos, etc.
• CAPTADORES: Son los sensores y transmisores, encargados de captar las señales necesarias para conocer el estados del proceso, y luego enviarlas a la unidad de control.
• INTERFAZ HOMBRE-MÁQUINA: Permite la comunicación entre el operario y el proceso, puede ser una interfaz gráfica de computadora, pulsadores, teclados, visualizadores, etc.
• ELEMENTOS DE MANDO: Son los elementos de cálculo y control que gobiernan el proceso, se denominan autómata, y conforman la unidad de control.
Los sistemas automatizados se conforman de dos partes: parte de mando y parte operativa.
• PARTE DE MANDO: Es la estación central de control o autómata. Es el elemento principal del sistema, encargado de la supervisión, manejo, corrección de errores, comunicación, etc.
• PARTE OPERATIVA: Es la parte que actúa directamente sobre la máquina, son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice las acciones. Son por ejemplo, los motores, cilindros, compresoras, bombas, relés, etc.

HISTORIA DE LA AUTOMATIZACION

Historia de la automatización
El origen se remonta a los años 1750, cuando surge la revolución industrial.
1745: Máquinas de tejido controladas por tarjetas perforadas.
1817-1870: Máquinas especiales para corte de metal.
1863: Primer piano automático, inventado por M. Fourneaux.
1856-1890: Sir Joseph Whitworth enfatiza la necesidad de piezas intercambiables.
1870: Primer torno automático, inventado por Christopher Spencer.
1940: Surgen los controles hidráulicos, neumáticos y electrónicos para máquinas de corte automáticas.
1945-1948: John Parsons comienza investigación sobre control numérico.
1960-1972: Se desarrollan técnicas de control numérico directo y manufactura computadorizada.
Las primeras máquinas simples que 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.
Los botes a vela sustituyeron a los botes de remos. Todavía después, algunas formas de automatización fueron controlados por mecanismos de relojería o dispositivos similares utilizando algunas formas de fuentes de poder artificiales -algún resorte, un flujo canalizado de agua o vapor para producir acciones simples y repetitivas, tal como figuras en movimiento, creación de música, o juegos. Dichos dispositivos caracterizaban a figuras humanas, fueron conocidos como autómatas y datan posiblemente desde 300 AC.
En 1801, la patente de un telar automático utilizando tarjetas perforadas fue dada a Joseph Marie Jacquard, quien revolucionó la industria del textil.
La parte más visible de la automatización actual puede ser la robótica industrial. Algunas ventajas son repetitividad, control de calidad más estrecho, mayor eficiencia, integración con sistemas empresariales, incremento de productividad y reducción de trabajo. Algunas desventajas son requerimientos de un gran capital, decremento severo en la flexibilidad, y un incremento en la dependencia del mantenimiento y reparación. Por ejemplo, Japón ha tenido necesidad de retirar muchos de sus robots industriales cuando encontraron que eran incapaces de adaptarse a los cambios dramáticos de los requerimientos de producción y no eran capaces de justificar sus altos costos iniciales.
Para mediados del siglo 20, la automatización había existido por muchos años en una escala pequeña, utilizando mecanismos simples para automatizar tareas sencillas de manufactura. Sin embargo el concepto solamente llego a ser realmente práctico con la adición (y evolución) de las computadoras digitales, cuya flexibilidad permitió manejar cualquier clase de tarea. Las computadoras digitales con la combinación requerida de velocidad, poder de computo, precio y tamaño empezaron a aparecer en la década de 1960s. Antes de ese tiempo, las computadoras industriales era exclusivamente computadoras analógicas y computadoras híbridas. Desde entonces las computadoras digitales tomaron el control de la mayoría de las tareas simples, repetitivas, tareas semiespecializadas y especializadas, con algunas excepciones notables en la producción e inspección de alimentos. Como un famoso dicho anonimo dice, "para muchas y muy cambiantes tareas, es difícil remplazar al ser humano, quienes son fácilmente vueltos a entrenar dentro de un amplio rango de tareas, más aún, son producidos a bajo costo por personal sin entrenamiento."
Existen muchos trabajos donde no existe riesgo inmediato de la automatización. Ningún dispositivo ha sido inventado que pueda competir contra el ojo humano para la precisión y certeza en muchas tareas; tampoco el oído humano. El más inútil de los seres humanos puede identificar y distinguir mayor cantidad de escencias que cualquier dispositivo automático. Las habilidades para el patrón de reconocimiento humano, reconocimiento de lenguaje y producción de lenguaje se encuentran más allá de cualquier expectativa de los ingenieros de automatización.
Las computadoras especializadas, referidas como Controlador lógico programable, son utilizadas frecuentemente para sincronizar el flujo de entradas de sensores y eventos con el flujo de salidas a los actuadores y eventos. Esto conduce para controlar acciones precisas que permitan un control estrecho de cualquier proceso industrial. (Se temía que estos dispositivos fueran vulnerables al error del año 2000, con consecuencias catastróficas, ya que son tan comunes dentro del mundo de la industria).
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.