Automatización Industrial

1.
Introducción
2. Marco
Teórico
3. Definición De
Robot
4. Aplicaciones
5.
Bibliografía

1.
Introducción

El trabajo que a continuación vamos a presentar
es acerca de un tema de mucha importancia para nosotros mismos y
en especial para toda empresa
industrial, el cual lleva el nombre de automatización.

Así mismo conoceremos de sus actividades la cual
está realiza en una empresa
industrial, su perfil ocupacional, su fuente de trabajo y un sin
numero de cosas que nos ayudara mas a entender este
tema

El tema de automatización nos dará una
visión muchísimo más amplia de lo que puede
ayudar esto a una empresa ya que se
va a dar en la misma un proceso de
mecanización de las actividades industriales para reducir
la mano de obra, simplificar el trabajo
para que así se de propiedad a
algunas maquinas de
realizar las operaciones de
manera automática; por lo que indica que se va dar un
proceso
más rápido y eficiente.

Como dijimos anteriormente al darse una mayor eficiencia en el
sector de maquinaria, lograra que la empresa
industrial disminuya la producción de piezas defectuosas, y por lo
tanto aumente una mayor calidad en los
productos que
se logran mediante la exactitud de las maquinas automatizadas;
todo esto ayudara a que la empresa
industrial mediante la utilización de inversiones
tecnológicas aumente toda su competitividad
en un porcentaje considerable con respecto a toda su competencia, y si
no se hace, la empresa puede sufrir el riesgo de
quedarse rezagado.

Así mismo mostraremos un ejemplo de un cuadro muy
interesante donde reflejara todo’ lo mencionado
anteriormente y en donde esperamos quede de una manera mucho
más clara para entender.

Esperamos que con todo esto y más podamos cumplir
con todas las expectativas propuestas antes de investigar este
tema y logremos alcanzar el objetivo que
es aprender acerca de la automatización.

2. Marco
Teórico

Actividades

El área de automatización desarrolla
actividades educativas de investigación y desarrollo y
de extensión, en el área de sistemas
dinámicos y sus aplicaciones al control
automático, teoría
de señales, identificación, modelamiento e Instrumentación.

Dentro de las actividades educativas, el área de
Automatización desarrolla cursos de
pregrado involucrados dentro de los programas
académicos de la Facultad de Ingeniería, y un curso de postgrado
Itinerante.

En el área de Investigación y desarrollo,
del Programe ofrece asesoría y soporte en el desarrollo e
implementación de nuevas técnicas
en el área de instrumentación,
identificación, tratamiento de señales, ajuste y
diseño
de controladores.

La apertura ha mostrado que, a pesar de existir en el
país, un elevado número de industrias en
todos los campos de la producción, la gran mayoría no
está en capacidad de competir en los Mercados
Internacionales, tanto en cantidad como en calidad. La
explicación salta a la vista cuando se observa y analiza
el parque de máquina y equipo empleados. Este está
formado por una amplia gama de tecnologías, la
mayoría de ellas con una alta participación
manual en sus
procesos. Como
resultado, su rendimiento es mínimo y no hay homogeneidad
en los bienes
producidos. El pretender reponer el parque industrial por aquel
do alta tecnología do punta,
os una tarea que raya en lo imposible para la casi totalidad de
las empresas debido a
los altos costos que ello
representa. Se puede contar con los dedos de las manos las
actuales empresas
nacionales que podrían hacerlo. Sin embargo, lo anterior
no debe ser una razón para permanecer en el actual
estado do
atraso. Existen soluciones
viables para que cada uno de los grupos o niveles
tecnológicos y aprovechando sus propias máquinas y
equipos, Implanten una automatización acorde a sus
condiciones. Para formar el recurso humano capaz de
diseñar y dirigir esta labor, se ha estructurado el
programa
académico a nivel de Pregrado de Ingeniería en Automatización
Industrial.

Grado de automatización,
Según la importancia de la automatización, se
distinguen los siguientes grados:
Aplicaciones en pequeña escala como
mejorar el funcionamiento de una maquina en orden a:
Mayor utilización de una máquina, mejorando del
sistema de
alimentación.
Posibilidad de que un hombre trabaje
con más de una máquina.
Coordinar o controlar una serie de operaciones y una
serie de magnitudes simultáneamente.
Realizar procesos
totalmente continuos por medio de secuencias programadas.
Procesos automáticos en cadena errada con posibilidad de
autocontrol y autocorrecclón de desviaciones.
Perfil Ocupacional

1. Diseñar, desarrollarar implementar procesos de
   Automatización en Industrias y
   Agroindustrias, tanto elementales como complejas.
2. Analizar, adaptar y crear tecnología en el campo de la
   Automatización Industrial y Agroindustrial.
3. Prestar asesoría a le Industria en
   estudios de factibilidad
   tendientes a su modernización.
4. Prestar asesoría al Estado en la
   definición de los planes de fomento y
   modernización de la Industria y
   la Agroindustrial.

Fuentes De Trabajo

Debido a que la formación recibida durante su
etapa de estudios no está limitada a una determinada
línea de maquinas y equipos, sino que se consientiza en
que la función de
Automatización tienen una cuente los principios de
funcionamiento, el egresado encuentra como fuente de trabajo a
todo tipo de empresas dedicada a la producción de bienes o de
transformación de materias primas, empleando procesos
industriales o agroindustriales, como son textiles,
metalmecánica, productos
derivados del cuero, productos químicos, alimentos,
debidas, etc.

Objetivos Generales

1. Formar recursos
   humanos que contribuyan al proceso de modernización
   de la Industria y la Agroindustrial Colombiana, con cubrimiento
   de las más elementales hasta las más complejas,
   tanto en máquinas y equipos como en capital
   disponible.
2. Formar recursos
   humanos con visión integral en cuento a los
   requerimientos del medio y su ubicación en el contexto
   mundial.
3. Formar un profesional capaz de aprovechar los
   desarrollos tecnológicos existentes en el campo de la
   automatización, con el propósito de adecuarlos al
   medio y de generar innovaciones que mejoren los
   existentes.
4. Formar un profesional con permanentes inquietudes
   investigativa, tendientes a desarrollar ciencia y
   tecnología, de acuerdo a las oportunidades que le
   brinda el medio.
5. Formar un profesional con conocimiento
   e Identificación del país y de su estructura
   social y su gobierno.

Area De Estudio
Base Ingenieril y Fundamentación Teórica
Tecnología Específica (Columna Vertebral)
B1. NEUMÁTICA
B2. OLEOHIDRAULICA
B3. INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
B4. SISTEMAS Y
COMPUTACIÓN
Electricidad y
Electrónica

1. Industrial
2. Soporte Teórico para la
   investigación
3. Complementación
4. Proyecto de Grado

Para la automatización de procesos, se
desarrollaron máquinas operadas con Controles Programables
(PLC),
actualmente de gran ampliación en industrias como la
textil y la alimentación.

Para la información de las etapas de diseño
y control de la
producción se desarrollaron programes de computación para eI dibujo (CAD),
para el diseño (CADICAE), para la manufactura
CAM, para el manejo de proyectos, para
la planeación
de requerimientos, para la programación de la producción, para
el control de
calidad, etc.

La inserción de tecnologías de la información producción industrial de
los países desarrollados ha conocido un ritmo de
crecimiento cada vez más elevado en los últimos
años. Por ejemplo, le Información amplia
enormemente la capacidad de controlar la producción con
máquinas de control computarizado y permite avanzar hacia
mayores y más complejos sistemas de automatización,
unas de cuyas expresiones más sofisticadas y más
ahorradoras de trabajo humano directo son los robots, los
sistemas flexibles do producción y los sistemas de
automatización integrada de la producción (computer
integrad manufacturing CIM).

Aunque es evidente que la automatización
sustituye a un alto porcentaje de la fuerza
laboral no
calificada, reduciendo la participación de los salarios en total
de costos de
producción, las principales razones para automatizar
no incluye necesa5lemente la reducción dei costo del
trabajo. Por otra parte, la automatización
electromecánica tradicional ya ha reducido
significativamente la participación de este costo en los
costos de
producción. Actualmente en Estados Unidos la
participación típica el trabajó directo en
el costo de le producción Industriales de 10 % o 15 % y en
algunos productos de 5 %. por otra parte, existen
otros costos, cuya reducción es lo que provee verdadera
competitividad
a la empresa. Entre estos costos está trabajo indirecto,
administración control de
calidad compras de
insumos, flujos de información, demoras de proveedores,
tiempos muertos por falta de flexibilidad y adaptabilidad etc.
Estos son los costos que pueden ser reducidos por las nuevas
tecnologías de automatización al permitir mayor
continuidad, Intensidad y control Integrado del proceso de
producción, mejor calidad del producto y
reducción significativa de errores y rechazos, y a la
mayor flexibilidad y adaptabilidad de la producción a
medida y en pequeños lotes o pequeñas escalas de
producción.

La mayor calidad en los productos so logra mediante
exactitud de las máquinas automatizadas y por la
eliminación de los errores propios del ser humano; lo que
a su vez repercuten grandes ahorros de tiempo y materia al
eliminarse la producción de piezas defectuosas.

La flexibilidad de las máquinas permite su
fácil adaptación tanto a una producción
individualizadas y diferenciada en le misma linee de
producción, como mi cambio total
de la producción. Esto posibilite una adecuación
flexible a las diversas demandas del mercado.

Por estas razones, la inversión en tecnología de
automatización no puede ser considerada como cualquier
otra Inversión, sino como una necesaria estrategia de
competitividad, no Invertir en esta tecnología. Implica un
riesgo alto de
rápido desplazamiento por la competencia.
Reconociendo esta nueva realidad del mercado, las
inversiones en
estas tecnologías se multiplican en Estados Unidos en
la presente década, como se observa.

Inversiones En Tecnologías De
Automatización, 1980-1990 En EEUU

(en millones de dólares)

La introducción de las computadoras y
de la microelectrónica extiende el campo de la
automatización industrial ya que permite a través
del manejo de la información (alimentación,
procesamiento, salida) transformar ¡os instrumentos de
producción y aún la totalidad de los procesos
productivos de algunas industrias.

Se continúa y extiende así el proceso de
automatización electromecánica que se Inicia a
principios del
siglo. La nueva era de la automatización se basa en la
fusión
de la electrónica con los antiguos mecanismos
automáticos que funcionaban utilizando diferentes medios
mecánicos neumáticos, etc. dando origen a los
robot., a las máquinas herramientas
computarizadas, a los sistemas flexibles de producción,
etc.

La automatización en los procesos Industriales,
se basa en ¡a capacidad para controlar la
información necesaria en el proceso productivo, mediante
la ex ancle de mecanismos de medición y evaluación
de las normas de
producción. A través de diversos instrumentos
controlados por la información suministrada por el
computadora,
se regula el funcionamiento de las máquinas u otros
elementos que operan el proceso productivo.

En concreto, este
sistema funciona
básicamente de la siguiente manera: mediante la
utilización de captadores o sensores (que son
esencialmente instrumentos de
medición, como termómetros o
barómetros), se recibe la información sobra el
funcionamiento de las variables que
deben ser controladas (temperatura,
presión, velocidad,
espesor o cualquier otra que pueda cuantificarse), esta
información se convierte en una señal, que es
comparada por medio de la computadora
con la norma, consigna, o valor deseado
para determinada variable. Si esta señal no concuerda con
la norma de Inmediato se genere una señal de control (que
es esencialmente una nueva Instrucción), por la que so
acciona un actuador o ejecutante (que generalmente son válvulas y
motores), el que
convierte la señal de control en una acción sobre
el proceso de producción capaz de alterar la señal
original imprimiéndole el valor o la
dirección deseada.

En la práctica, la automatización de la
industria alcanza diferentes niveles y grados ya que la
posibilidad concrete de su implementación en los procesos
de fabricación industrial varia considerablemente
según se trate de procesos de producción continua o
en serie. En efecto, en el primer caso, el primer caso, el
conducto es el resultado de una serie de operaciones
secuenciales, predeterminadas en su orden, poco numerosas, y que
requieren su Integración en un flujo continuo de
producción. Los principales aportes de la
microelectrónica a este tipo de automatización son
los mecanismos de control de las diversas fases o etapas
productivas y la creciente capacidad de control integrado de todo
el proceso productivo. Por su parte, la producción en
serle está formada por diversas operaciones productivas,
generalmente paralelas entre si o realizadas en diferentes
períodos de tiempos o sitios de trabajo, lo que ha
dificultado la integración de líneas de
producción automatización. Desde mediados de los
años setenta las posibilidades de automatización
integrada han aumentado rápidamente gracias a lo adelantos
en la robótica,
en las máquinas herramienta de control numérico, en
los sistemas flexibles de producción, y en el
diseño y manufactura asistidos por computadora
(CAD/CAM).

Los Robots
Las nuevas tecnologías de automatización
Industrial:
Sistemas CAD-CAM
Máquinas herramientas
automatizadas.

Sistemas de fabricación flexible, son de
flexibilidad limitada, la que sólo puede aumentarse a
través de nuevos mecanismos de interfaces,
articulación o interacción, como los provistos por
los diferentes tipos de robots: manipuladores manuales, robot.
de secuencia fija o variables,
robots reprogramables, etc.

El principal papel de los
robot. es articular diferentes máquinas y funciones
productivas; transporte,
manejo de
materiales, maquinado, carga y descarga, etc. mediante su
capacidad para desempeñar diversas tareas u operaciones.
El robot industrial ha sido descrito como el elemento más
visible de la fabricación asistida por computador y como
la base técnica para la mayor automatización de la
producción.

El desarrollo de los robots está estrechamente
relacionado con el de las otras tecnologías do
automatización comprendidas por el concepto de CAM.
Sin embargo,. Los robots tienen menos importancia en la
automatización de procesos de producción continua
que en los de producción discontinuo o discreta y de lotes
variados y de poco volumen.

El desarrollo de los robots se deriva de los continuos
avances en máquinas herramientas y en manipuladores
manuales, y se
Inscribe dentro del proceso mayo de introducción de la
microelectrónica a la producción de bienes de
capital.

3. Definición De
Robot

Una de las definiciones más completas y
más comúnmente utilizados e la propuesta por
la
organización Internacional para la
Estandarización (ISO):

"EI robot industrial es un manipulador multifuncional,
reprogramable, de posiciones o movimientos automáticamente
controlados, con varios ejes, capaz de manejar materiales,
partes, herramientas o instrumentos especializados a
través de movimientos variables programados para la
ejecución de varias tareas. Con frecuencia tienen la
apariencia de uno o varios brazos que terminan en una
muñeca; su unidad de control utiliza un sistema de
memoria y
algunas veces puede valerse de instrumentos sensores y
adaptadores que responden a estímulos del medio ambiente
y sus circunstancias, así como las adaptaciones
realizadas. Estas máquinas multifuncionales son
generalmente diseñadas para realizar funciones
repetitivas y pueden se adaptados a otras funciones sin
alteraciones permanentes en el equipo".

Un robot está conformado por dos grandes
subsistemas.

1. La estructura
   mecánica, hidráulica y
   eléctrica, que comprenden las funciones de movimiento y
   manipulación.
2. La estructura electrónica e informática o subsistema de comando, que
   provee la memoria
   programable del robot y permite su sincronización con
   otras máquinas. Este subsistema es la "inteligencia" del robot, de la que depende su
   flexibilidad y versatilidad, o capacidad para ejecutar diversas
   tareas y sincronizarse con otras máquinas.

La capacidad de movimiento y
manipulación de un robot, o esfera de influencia, depende
en gran parte de la geometría
de su brazo, muñeca y mano (o actuador). Los grados de
libertad de
cada uno (o número de movimientos diferentes posibles)
determinan la destreza y capacidad del robot, así mismo su
costo y su complejidad. El ejecutor o actuador o herramienta
final varia en función de las tareas requeridas, puede ser
por ejemplo, una pinza o pistola de soldadura de
pintura,
etc.

Los primeros robots empezaron producirse a comienzos de
la década del 60 y estaban diseñados principalmente
para trabajos difíciles y peligrosos. Los trabajos
tediosos, laborioso y repetitivos en la industria manufacturera
como la carga y descarga de hornos de fundición, fueron
les áreas donde los robots fueron aplicados hasta
finalizar el decenio de 1960.

Con los rápidos y continuos avances en
microelectrónica e informática a partir de 1970, fueron
desarrollados los robots programabas para manipulaciones
complejas. Se comenzaron a utilizar como auxiliares de la
producción en serie muy grandes, tanto en las
líneas de ensamble en la industria mecánica como en la industria automotriz.
En esta última aparecieron los robots de pintura y los
de soldadura.

En la actual generación de robot., la estructura
mecánica representa la mayor parte del costo total del
robot, pero disminuirá rápidamente en las futuras
generaciones de robot a favor de la estructura lógica,
de control.

El objetivo de la
próxima generación es imitar los sentidos
humanos o desarrollar la capacidad de percepción
sensorial; visión, tacto, voz, con le ayuda de los nuevos
avances en inteligencia
artificial. Estos nuevos robots tendrán una mayor
capacidad de aprendIzaje y de
interacción dinámica con el medio ambiente.

4.
Aplicaciones

La introducción de los robots ha sido facilitada
por la técnica de organización y división del trabajo,
sobre todo en la producción en masa, basadas en la mayor
especialización, simplificación y repetividad de
las tareas productivas, lo que ha facilitado el diseño y
programación de los robots.

Entre las principales aplicaciones no industriales de
los robot. es necesario mencionar su utilización en
plantas de
energía
nuclear, en le exploración submarina, la minería,
construcciones, agricultura,
medicina
etc.

Las principales aplicaciones industriales son las
siguientes:

1. Fundición en molde (die-casting). Esta fue la
   primera aplicación industrial.
2. Soldadura de Punto. Actualmente es la principal
   área la presente generación de robot. Ampliamente
   utilizada en la industria automotriz. En promedio, este tipo de
   robot. reduce a la mitad la fuerza
   laboral
   necesaria.
3. Soldaduras de Arco. No requiere de modificaciones
   sustanciales en el equipo de soldadura y aumenta la
   flexibilidad y la velocidad.
4. Moldeado por Extrusión. De gran Importancia
   por creciente demanda de
   partes especializadas de gran complejidad y
   precisión.
5. Forjado (Forglng). La principal aplicación es
   la manipulación de partes metálicas
   calientes.
6. Aplicaciones de Prensado (press work). Partes y,
   panales de vehículos y estructuras
   de aviones, electrodomésticos y otros productos
   metalmecánicos. Esta es un área de rápido
   desarrollo de nuevos tipos de robot.
7. Pinturas y Tratamiento de Superficies. El
   mejoramiento de las condiciones de trabajo y la flexibilidad
   han sido las principales razones para el desarrollo de estas
   aplicaciones.
8. Moldeado Plástico. Descarga de máquinas de
   inyección de moldes, carga de moldes,
   paletización y empaque de
   moldes, etc. Alta contribución al mejoramiento de las
   condiciones de trabajo, al ahorro de
   mano obra, a la reducción del tiempo de
   producción, y al aumento de la productividad.
9. Aplicaciones en la Fundición. Carga y descarga
   de máquinas, manejo de
   materiales calientes, manejo de moldes, etc. Las
   difíciles condiciones de trabajo hacen necesarios los
   robot., aunque ha sido muy difícil su diseño y
   eficacia.
10. Carga y Descarga de Máquina Herramientas. Los
    robots aumentan la flexibilidad y versatilidad de las
    máquinas herramientas y permiten su articulación
    entre si. Contribuyen ala reducción de stocks, minimizan
    costos del trabajo directo e indirecto, aumentan la calidad de
    la producción y maximizar la utilización del
    equipo.
11. En aparatos y maquinaria eléctrica y
    electrónica, juguetes, ingeniería
    mecánica, industrial automotriz, etc.

Estas diversas aplicaciones industriales implican la
clasificación de los robots en cuatro tipos de operaciones
efectuadas:

1. Robots de manejo de materiales:
   carga y descarga de máquinas herramienta, moldeado de
   plástico.
2. Robot. de tratamiento de superficie: pintura, Ia
   pieza,
3. Robots de en ensamblaje y transferencia.
4. Robot. de soldadura, y
5. Robots de procesamiento por calor;
   moldeado, prensado, etc.

5.
Bibliografía

Websites:
www.peocitíes.com/automatizacion industrial
www.mamma.com (automatización)

Autor:

Miguel Jiménez
Miguel García