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Nosotros queremos presentarles una breve introducción a la automatización de los sistemas mecatronicos y asi entender un pico mas sobre el tema.
HISTORIA DE LA AUTOMATIZACIÓN
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.
LA HISTORIA DE LA AUTOMATIZACIÓN
La historia de la automatización industrial está caracterizada por períodos de constantes innovaciones tecnológicas. Esto se debe a que las técnicas de automatización están muy ligadas a los sucesos económicos mundiales.
El uso de robots industriales junto con los sistemas de diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de fabricación asistidos por computadora (CAM), son la última tendencia y luego se cargaban en el robot inicia en automatización de los procesos de fabricación. Estas tecnologías conducen a la automatización industrial a otra transición, de alcances aún desconocidos.
Aunque el crecimiento del mercado de la industria Robótica ha sido lento en comparación con los primeros años de la década de los 80´s, de acuerdo a algunas predicciones, la industria de la robótica está en su infancia. Ya sea que éstas predicciones se realicen completamente, o no, es claro que la industria robótica, en una forma o en otra, permanecerá.
En la actualidad el uso de los robots industriales está concentrado en operaciones muy simples, como tareas repetitivas que no requieren tanta precisión. Se refleja el hecho de que en los 80´s las tareas relativamente simples como las máquinas de inspección, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura son económicamente viables para ser robotizadas. Los análisis de mercado en cuanto a fabricación predicen que en ésta década y en las posteriores los robots industriales incrementaran su campo de aplicación, esto debido a los avances tecnológicos en sensoria, los cuales permitirán tareas mas sofisticadas como el ensamble de materiales.
Como se ha observado la automatización y la robótica son dos tecnologías estrechamente relacionadas. En un contexto industrial se puede definir la automatización como una tecnología que está relacionada con el empleo de sistemas mecánicos-eléctricos basados en computadoras para la operación y control de la producción. En consecuencia la robótica es una forma de automatización industrial.
Hay tres clases muy amplias de automatización industrial: automatización fija, automatización programable, y automatización flexible.
La automatización fija se utiliza cuando el volumen de producción es muy alto, y por tanto se puede justificar económicamente el alto costo del diseño de equipo especializado para procesar el producto, con un rendimiento alto y tasas de producción elevadas. Además de esto, otro inconveniente de la automatización fija es su ciclo de vida que va de acuerdo a la vigencia del producto en el mercado.
La automatización programable se emplea cuando el volumen de producción es relativamente bajo y hay una diversidad de producción a obtener. En este caso el equipo de producción es diseñado para adaptarse a la variaciones de configuración del producto; ésta adaptación se realiza por medio de un programa (Software).
Por su parte la automatización flexible es más adecuada para un rango de producción medio. Estos sistemas flexibles poseen características de la automatización fija y de la automatización programada.
Los sistemas flexibles suelen estar constituidos por una serie de estaciones de trabajo interconectadas entre si por sistemas de almacenamiento y manipulación de materiales, controlados en su conjunto por una computadora.
De los tres tipos de automatización, la robótica coincide más estrechamente con la automatización programable.
EQUIPOS PARA AUTOMATIZAR
EQUIPOS PARA AUTOMATIZAR
Sensores para posición de estado sólido, presión, corriente de aire, temperatura y corriente; sensores ópticos; switches de precisión electromecánica; sistemas de control basados en PC; controles manuales; sensores basados en microprocesadores inteligentes; componentes de fibra óptica; y productos de seguridad industrial.
Instrumentación de control de procesos; instrumentación analítica; instrumentación de campo; registradores; controladores de procesos; equipos de seguridad de llama; software de dirección de producción; controladores programables; sistemas de comunicaciones para el equipo de control industrial y sistemas.
COMPONENTES DE LA AUTOMATIZACIÓN
COMPONENTES DE LA AUTOMATIZACIÓN
COMPONENTES
Programa de instrucciones.
Unidad controladora. 
Máquina o proceso a controlarse.
CONTROL ADAPTIVO
Los parámetros de operación se adaptan a si mismos de acuerdo a los cambios en el ambiente.
ACARREO DE MATERIAL
Movimiento en la planta de la materia prima, el trabajo en progreso y el producto final.
Sensores
Sujetadores flexibles
Robots
Ensamblaje, desmontaje y servicio
ROBOTS
Componentes
| manipulador (brazo) |
| actuador en el extremo (mano) |
| fuente de potencia |
| eléctrica |
| neumática |
| hidráulica |
| sistema de control |
Clasificación de los robots
| cartesiano |
| cilíndrico |
| esférico |
| articulado |
Métodos de ensamblaje
| Manual |
| Automático |
| Programable o flexible |
Diseño para ensamblaje
| Su objetivo es que se diseñen productos que sean fáciles de ensamblar. |
| El concepto fue desarrollado por G. Boothroyd. |
Guías para diseño para ensamblaje
| Reducir la variedad y cantidad de piezas. |
| Utilizar piezas estándar. |
| Las piezas deben ser completamente simétricas o claramente asimétricas. |
| Las piezas deben ser fáciles de ubicar e insertar, preferiblemente auto-alienables y con acceso y visibilidad de inserción claros. |
MANUFACTURA
MANUFACTURA
INTEGRAR VARIOS ASPECTOS DE LAS OPERACIONES DE MANUFACTURA PARA:
· Mejorar la calidad y uniformidad del producto
· Minimizar el esfuerzo y los tiempos de producción.
· Mejorar la productividad reduciendo los costos de manufactura mediante un mejor control de la producción.
· Mejorar la calidad mediante procesos repetitivos.
· Reducir la intervención humana, el aburrimiento y posibilidad de error humano.
· Reducir el daño en las piezas que resultaría del manejo manual.
· Aumentar la seguridad para el personal.
· Ahorrar área en la planta haciendo más eficiente:
· El arreglo de las máquinas
· El flujo de material
PROCESOS INDUSTRIALES DE MANUFACTURA
650A-MPC SISTEMA DE CONTROL DE PROCESO INDUSTRIAL (MPC)
El MPC muestra de forma real el proceso de manipulación de material que encontramos en un sistema industrial de manufactura. El MPC enseña control de válvulas, actuadores, sensores industriales y fajas transportadoras. El proceso puede ser controlado manualmente usando switch pulsadores y la fuente de energía interna, o por programación de la lógica de la escalera usando los trainers de PLC de TII.
El curriculum consiste de 12 actividades, seis operando en modo individual, y seis trabajando con el trainer de PLC. Las actividades incluyen orientación y verificación de piezas, detección de piezas, revisión y aprobación de la pieza, etiquetado, direccionamiento de la pieza, y otras experiencias reales del manejo de piezas en forma industrial.
El equipo incluye: solenoides, dispensador de partes, cilindros neumáticos, switch de límite, sensores fotoeléctricos, fajas de transporte, interruptores, y luces.