1. DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Sistemas de Manufactura Integrados por Computadora Carrera: Ingeniería Industrial Clave de la asignatura: PCJ - 1204 (Créditos)SATCA¹ 4 - 2 - 6 2. PRESENTACION Caracterización de la asignatura. La importancia de esta asignatura a la formación del Ingeniero Industrial radica en la capacidad del alumno de poder programar sistemas de manufactura mediante controles numéricos. Actualmente en la industria y campo laboral, los sistemas utilizados están automatizados, y mas los sistemas de aquellas empresas de clase mundial, de aquellas que se encuentran a la vanguardia, ahí es en donde radica lo importante del curso como parte de un modulo integral de manufactura y esquema importante en la formación del Ingeniero Industrial. Intención didáctica. La organización del temario esta desarrollado de tal manera en donde el alumno va pasando por las diferentes etapas que han sido conformados los sistemas de manufactura, su evolución y desarrollo posterior de sus elementos. Así en la primera unidad se hace una análisis de las diferentes etapas por las que ha pasado la industria manufacturera, desde sus inicios hasta lo que actualmente es conocido, teniendo en cuenta la manera en que dicha industria ha ido evolucionando y conociendo las bases y razones de dichos cambios tecnológicos. Ya teniendo un panorama mas enfocado en lo que es la manufactura, en la segunda unidad se comienzan por analizar sistemas de producción, así como elementos importantes que lo integran, uno de estos elementos son los llamados grupos de tecnológicos, en donde se da su definición, utilización y acomodo en una industria, este entendimiento es de vital importancia, ya que esto es algo que actualmente las industrias usan de manera importante en su campo laboral. En la tercera unidad se explica de manera clara el modo en como las maquinas CNC han sido un factor importante en el desarrollo tecnológico e innovación de las empresas, además de dar la historia de dichas maquinas, su evolución y desarrollo, así como la aplicación que han ido teniendo con el pasar de los años. El alumno deberá de identificar las diferencias entre diferentes tipos de maquinas CNC. 1 Sistema de Asignación y Transferencia de Créditos Académicos En la unidad numero cuatro se enseña al alumno el método de programación de dichas maquinas, ya que es importante que el alumno sepa reconocer, programar y utilizar dichas maquinas, ya que actualmente los sistemas están siendo automatizados en su gran mayoría. El alumno comprenderá de manera clara las diferentes metodologías en las cuales basarse para poder desarrollar diseños a programas que mas adelante pondrá en práctica directamente en la operación de una maquina CNC. Teniendo en cuenta que el alumno ha entendido y comprendido de manera clara la definición, utilización y aplicación de los grupos tecnológicos y de maquinarias CNC, es momento que en la quina unidad se le enseñe al alumno la utilización de un Sistema de Manufactura Integrado por computadora, ara esto se le dará a conocer al alumno el total de los equipos integrantes del CIM, por sus siglas en ingles, de esta manera el alumno entenderá el funcionamiento de cada uno de los equipos, y además de entenderlo sabrá ponerlos en operación, así como su funcionamiento básico, para de este modo después llegar a hacer una integración de dichos equipos mediante una solo computadora central, para esto el alumno deberá de comprender ciertos códigos y reglas de operación y funcionamiento. Finalmente en la sexta unidad el alumno será capaz de comprender la utilización y funcionamiento básico de la robótica, el cual es un aspecto importante en los sistemas automatizados, ya que actualmente la mano del ser humano esta siendo remplazada con brazos robóticos, de este modo el alumno deberá de comprender cuando es el momento adecuado de integrar uno de estos elementos en un sistema, el cual le ayude a la operación misma del sistema de manera integral. 3. COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias especificas Competencias genéricas Conocimiento, identificación y Competencias instrumentales operación de maquinarias CNC Capacidad de organizar y planificar para su aplicación posterior en la operaciones que puedan sintetizar y industria. minimizar los tiempos de operación así como los trabajos innecesarios. Conocimiento de un sistema integrado, así como de los Conocimientos generales de elementos que lo conforman y maquinarias de control numérico utilizar con precisión cada uno (CNC), así como el funcionamiento de de ellos así como su las mismas y sus elementos. programación para cada una de Conocimientos básicos de dibujo las necesidades productivas del industrial para la interpretación de campo laboral. planos, así como de coordenadas en Creación y diseño de prototipos un plano cartesiano para su de piezas o herramientas aplicación en diseño de prototipos. desarrolladas en maquinas CNC Habilidades en utilización de la que minimicen el tiempo de computadora en la programación y fabricación y optimicen recursos realización de diseños de acuerdo a en la industria. la maquinaria a utilizar. Saber seleccionar y utilizar los Conocimiento básico de física de los materiales correctos de acuerdo materiales, conociendo las a cada tipo de maquinado a propiedades de los mismos, asi como utilizar conforme a las el comportamiento de dichos propiedades físicas de estos materiales acorde con diferentes tipos materiales. de condiciones de trabajo a las que puedan ser sometidos. Actuar profesionalmente en la integración de un sistema de Capacidad analítica de toma de manufactura siempre con decisiones cuando se presenten respecto al ser humano y al contingencias de trabajo, paro de ambiente, entrando en maquinas, reparación de las mismas interacción con so propio o falta de equipo necesario para la entorno. realización de trabajos en especifico. Competencias interpersonales Capacidad de comunicarse con profesionales de otras áreas para poder comunicar problemas que se encuentran fuera del alcance de conocimiento de uno mismo. Habilidad para trabajar en un ambiente laboral en donde muy probablemente sea la única persona interactuando con las maquinarias descritas. Compromiso ético en la realización de diseños específicos, trabajos especiales, entrega de proyectos o análisis de planos e interpretación de los mismos. Competencias sistemáticas Capacidad de aplicar los conocimientos aprendidos en los simuladores directamente en el campo profesional y en la utilización de los diseños realizados. Habilidad de investigación de nuevas tendencias tecnológicas que sean en beneficio de la manufactura, así como de nuevas formas o procedimientos de diseño que minimicen el tiempo de realización. Capacidad de adaptarse a nuevas situaciones en las cueles se tengan que tomar decisiones importantes en la industria acorde con prototipos, maquinarias o integración de sistemas. Capacidad de liderazgo para llevar a cabo integración de sistemas o automatización de los mismos con un grupo de trabajo a cargo. Habilidad para poder trabajar, diseñar o maquinar en forma autónoma las maquinarias CNC en la industria, no depender de lo que hacen los demás para poder llevar a cabo nuestro trabajo. Capacidad de proponer, diseñar y gestionar proyectos de integración, automatización y realización de sistemas o incluso de presentación de prototipos propios que ayuden a la industria manufacturera a realizar un trabajo más profesional. Búsqueda del logro muy a pesar de no contra con los medios necesarios en la industria, siempre teniendo en cuenta un compromiso ético y de responsabilidad profesional con la profesión, el medio ambiente y las personas en donde laboramos. 4. HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Participantes Instituto Tecnológico de Veracruz, del 18 de Agosto del 2009. MG.C. Oscar López Aguirre e Ing. Antonio Huerta Estévez Observaciones (cambios y justificación) Reunión de Diseño curricular de la carrera de Ingeniería industrial del sistema nacional de Educación Superior Tecnológica. 5. OBJETIVOS GENERAL(ES) DEL CURSO (competencias específicas) Preparar al alumno en el conocimiento del desarrollo de la industria manufacturera, sus aplicaciones, usos y ventajas que producen en un medio profesional, así como el saber la utilización de cada uno de los elementos que conforman dicha industria en una empresa, el conocer su funcionamiento y operación para poder tomar decisiones con los mismos. Capacitar al alumno en e conocimiento y funcionamiento de maquinaria CNC desde su identificación hasta su programación y operación de las mismas, conociendo los lenguajes de programación utilizados en la elaboración de prototipos, así como la forma en como se puede lograr una integración de un sistema de manufactura de manera autónoma logrando siempre el respeto al medio ambiente y los trabajadores. 6. COMPETENCIAS PREVIAS Conocimiento de matemáticas vectoriales para la utilización de coordenadas en la programación de prototipos en maquinarias CNC. Conocimientos básicos de la propiedad de los materiales para conocer sus capacidades físicas y el modo de respuesta ante ciertas circunstancias de maquinado en la industria. Conocimiento de diseño de instalaciones para el reacomodo de los sistemas automatizados para la mejor ubicación de las maquinarias. 7. TEMARIO Unidad 1 Temas Etapas de la manufacturera. Subtemas industria 1.1. Industrialización. 1.2. Mecanización. 1.3. Automatización (Computación). 1.4. Integración (Unión). 2 Grupos Tecnológicos (GT) 2.1. Definición, Sistemas de producción. 2.2. Impacto de GT en el desempeño de sistemas de producción así como en otras áreas funcionales. 2.3. Ventajas y desventajas de Gt. 2.4. Requerimientos para aplicar GT. 2.5. Metodología para la información de GT. 2.6. Distribución de planta para GT. Control Numérico 3 Programación numérico de 3.1. Operaciones y maquinas para el maquinado de superficies. 3.2. Formación estándares de materiales. 3.3. Maquinas – herramientas controladas numéricamente. 3.4. Criterio para usar maquinas – herramientas con control numérico. 3.5. Control numérico. 3.6. Evolución de control computarizado en manufactura. 3.7. Evolución de los sistemas de manufactura basados en CN. 3.8. Beneficios de las maquinas de control numérico. 3.9. Control numérico computarizado (CNC). 3.10. Control numérico: métodos de posicionamiento. control . 4.1. Palabras usadas en control numérico. 4.2. Palabras de función preparatoria. 4.3. Palabras de función misceláneas. 4.4. Palabras de funciones preparatorias para torno TM02. 4.5. Palabras de función misceláneas para torno TM02. 4.6. Ejemplos de aplicación. 4 Introducción y generalidades del CIM 5.1. Conceptos básicos de la manufactura integrada por computadora. 5.2. Ventajas y desventajas de los sistemas CIM. 5.3. Panorama histórico de los sistemas CIM 5.4. Elementos del CIM. Robótica. 6.1. Alcances, ventajas, desventajas y limitaciones del uso de los robots industriales. 6.2. Funciones e instrucciones para la programación de los robots industriales. 6.3. Necesidades de uso de los robots industriales en un ambiente de manufactura. 6.4. Necesidad de incorporación de los robots dentro de un sistema de manufactura integrada por computadora. 5 6 8. SUGERENCIAS DIDACTICAS (desarrollo de competencias genéricas) El profesor debe: Ser conocedor de la disciplina que está bajo su responsabilidad, conocer su origen y desarrollo histórico para considerar este conocimiento al abordar los temas. Saber todos y cada uno de los elementos que conforman a un sistema, asi como la integración y programación de cada uno de los elementos que lo conforman. Desarrollar la capacidad de investigación del alumno que propicie un mejor y mayor entendimiento de cada uno de los temas a desarrollar Propiciar la capacidad de innovación de los alumnos que propicie el desarrollo de prototipos y diseños aplicables en el campo profesional. Demostrar el conocimiento mediante la elaboración de diferentes modelos de manufactura mediante la integración de equipos que conforme sistemas automatizados. Propiciar el trabajo en equipo para el desarrollo de proyectos. 9. SUGERENCIAS DE EVALUACION Reportes escritos de investigaciones a desarrollar. Exámenes rápidos de respuestas abiertas Exámenes de ejemplos de sistemas Presentación de proyectos Presentación de prácticas. 10. UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Etapas de la industria manufacturera. Competencias especificas a Actividades de aprendizaje desarrollar Entenderá de manera clara el desarrollo de la industria a través de los años, así como las innovaciones que esta ha sufrido en beneficio de la humanidad, identificando sus ventajas y desventajas para el ámbito ambiental y humanístico de los trabajadores. Desarrollo de investigación de las diferentes etapas de la industria, así como el desarrollo de la misma. Identificación de las diferencias entre cada una de dichas etapas para su aplicación. Conocimiento de las diferentes aplicaciones, ventajas y desventajas de dichas etapas, así como los momentos sociopolíticos presentados en esos momentos. Unidad 2: Grupos Tecnológicos (GT) Competencias especificas a desarrollar Identificación de los grupos tecnológicos, así como su funcionamiento para la aplicación de estos en la industria manufacturera. Conocer exactamente los diferentes tipos de GT existentes y saber cual es el más adecuado de acuerdo al tipo de labor a desarrollar en la industria. Conocer las ventajas y desventajas de los GT para poder realizar su correcta aplicación de los mismos en la industria. Actividades de aprendizaje Conocer la metodología a desarrollar para la creación de grupos tecnológicos en una empresa. Saber utilizar las ventajas de dichos grupos tecnológicos para su correcta aplicación en la industria. Identificar las diferencias operacionales de los diferentes tipos de grupos tecnológicos Acomodar dichos grupos tecnológicos acorde al flujo de producción minimizando tiempo de viaje o traslado. Unidad 3: Control Numérico Competencias especificas a desarrollar Actividades de aprendizaje Identificar y reconocer maquinarias de control numérico para su funcionamiento. Conocer el funcionamiento de dichas maquinarias para lograr una operación optima de las mismas. Conocer cada uno de los elementos que integran dichas maquinas para poder dar solución a problemas que se presente en su operación y funcionamiento. Conocer del desarrollo tecnológico de dichas maquinarias para así poder comprender el uso y aplicación de estas maquinarias en la actualidad en el campo laboral. Identificar los elementos que integran una maquina CNC Elaboración de reportes de los diferentes tipos de CNC existentes en la industria. Identificación correcta mediante diagramas la operación de estas maquinas. Investigación escrita acerca de la evolución de maquinas convencionales a maquinas CNC Unidad 4: Programación de control numérico Competencias especificas a desarrollar Conocer el lenguaje de programación de maquinas CNC. Identificar cada uno de los operandos y códigos a utilizar en la programación. Entender en la práctica el funcionamiento de dichos comandos. Conocer e identificar las diferencias existentes entre cada uno de los comando al momento de maquinar prototipos en maquinas CNC. Actividades de aprendizaje Unidad 5: Introducción y generalidades del CIM Investigación de los diferentes lenguajes utilizados en la programación de maquinaria CNC Identificación de dichos lenguaje sy coordenadas de acuerdo con el tipo de maquinaria a utilizar. Presentación de diseños elaborados en clase y diseños propios. Entrega de reporte de diseños utilizando todos y cada uno de los comando vistos en clase. Competencias especificas a desarrollar Comprensión de la evolución de los sistemas acorde con la integración de sus propios elementos mediante la automatización. Conocer cada uno de los elementos que integran a n CIM, así como el funcionamiento de los mismos Actividades de aprendizaje Saber utilizar de modo independiente cada uno de los elementos que integran a un CIM. Llevar a cabo la programación de cada uno de esos elementos. Lograr la integración de estos elementos así como la automatización del CIM de modo global. Unidad 6: Robótica. Competencias especificas a Actividades de aprendizaje desarrollar Conocer perfectamente el desarrollo Investigación acerca de la tecnológico de la robótica en beneficio evolución de la tecnología en de la industria. beneficio de la robótica y las Identificar cada uno de los elementos empresas. que integran a un robot o brazo robótico Investigación de la aplicación y para lograr su programación y usos de la robótica en las funcionamiento acorde con las empresas. necesidades de la empresa en el Identificación mediante campo laboral. diagramas los elementos que integran a un robot así como su funcionamiento. 11. FUENTES DE INFORMACION 1. ARTHUR GILL. CNC TECHNOLOGY AND PROGRAMMING. EDIT. McGRAW HILL. 2. YOORAM KORE COMPUTER CONTROL OF MANUFACTUSTEMS EDIT. McGRAW HILL. 3. MICHELL P. CAD-CAM SYSTEMS EDIT. McGRAW HILL. 4.JOHN POWERS COMPUTER MANUFACTURING EDIT. McGRAW HILL. 12. PRACTICAS PROPUESTAS PRACTICA 1. ELABORACION DE UN GRUPO TECNOLOGICO. Se deberá de identificar un sistema en el campo laboral en donde se puede llevar a cabo la aplicación de un grupo tecnológico y realizarlo mediante el logro de un objetivo. PRACTICA 2. ELABORACION DE DISEÑOS EN CNC. Elaborar un diseño de prototipo para su posterior maquinado en maquinas CNC, dicho diseño deberá ser realizado en el simulador. PRACTICA 3. PROGRAMACION DE MAQUINAS CNC. Se deberá de llevar a cabo en la realidad el maquinado del prototipo diseñado. PRACTICA 4. INTEGRACION DE UN CIM. Se llevara a cabo la programación de todos y cada uno de os elementos que integran a un CIM así como su funcionamiento total.