iber) automatización de procesos industriales

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

SECRETARIA ACADEMICA DIRECCION DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERIA Y CIENCIAS FISICO MATEMATICAS

ESCUELA: UPIICSA CARRERA: INGENIERÍA INDUSTRIAL ESPECIALIDAD: COORDINACIÓN: ACADEMIA CIENCIAS BASÍCAS DE LA INGENIERÍA DEPARTAMENTO: CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER SEMESTRE: SEPTIMO CRÉDITOS: 8 VIGENTE: AGOSTO 2001 TIPO DE ASIGNATURA: TEÓRICA MODALIDAD: Escolarizada X Abierta _________

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

ASIGNATURAS ANTECEDENTES: Instrumentación y Control Industrial, Sistemas de Control, Control de Calidad, Sistemas Neumáticos e Hidráulicos, Plantas y Procesos Industriales. ASIGNATURAS COLATERALES: Manufactura Asistida por Computadora. ASIGNATURAS CONSECUENTES: Sistemas Integrados de Manufactura, Mantenimiento Industrial. Los sistemas de control, la automatización y la robótica que hoy vemos en las empresas pequeñas, medianas y grandes de nuestro país tiene como objetivo principal, aumentar la producción y mejorar la calidad, esto nos lleva a la imperiosa necesidad de que los ingenieros industriales adquieran los conocimientos básicos necesarios sobre dichos sistemas y sus aplicaciones dentro de cualquier tipo de industria.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno aplicará los conocimientos básicos sobre de los sistemas de control, la automatización y la robótica, capacitándolo para, adecuar, mejorar e innovar en su caso, máquinas, equipos y dispositivos que intervienen en los procesos productivos de la empresa Mexicana. TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: H/SEMESTRE: 72 H/SEMANA: 4 H/TEORÍA/SEMESTRE: 72 H/PRÁCTICA/SEMESTRE:

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: ACADEMIA DE: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES REVISADO: JEFATURA DE LA CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL. APROBADO POR: C.T.C.E. PRESIDENTE

ING. FRANCISCO BOJÓRQUEZ HERNÁNDEZ.

AUTORIZADO POR: COMISIÓN DE PLANES Y PROGRAMAS DE ESTUDIO DEL C.G.C DEL IPN



ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 2 DE 12 .

FUNDAMENTACIÓN METODOLOGÍA La interacción entre alumno y profesor será fundamental para el proceso enseñanza-aprendizaje, sobre todo en esta asignatura de tecnología avanzada; en la que la exposición del profesor deberá fomentar la participación del alumno y el desarrollo de ensayos que conlleven a la creatividad, asimismo la investigación documental es importante para la actualización del conocimiento en esta área.



ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 3 DE 12 . No. UNIDAD I NOMBRE INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Identificará los diferentes tipos de empresas y cómo están constituidas. • Describirá los aspectos de fabricación.

HORAS No.

TEMA T E M A S INSTRUMENTACIÓN

DIDÁCTICA

T

P

EC CLAVE

BIBLIOGRAFÍA 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

Introducción Tipos de empresas Organización Ingeniería de fabricación Organización del proceso Embalaje

• Exposición por el profesor • Intercambio de información con los alumnos

por grupos de trabajo. • Investigación por el alumno

APOYO DIDÁCTICO • Pizarrón y gis • Libros y apuntes

1.5 1.5 1.0 1.0 1.5 1.5

2

1C 2C 3C 8B 9B



ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 4 DE 12 . No. UNIDAD II NOMBRE CONTROL AUTOMÁTICO

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Identificará las ventajas y desventajas de los sistemas de control automático. • Aplicará sus conocimientos para el control de una variable. • Explicará los aspectos básicos referentes a las máquinas herramientas con C.N. (Control Numérico)

HORAS No.


DIDÁCTICA T

P

EC

CLAVE BIBLIOGRAFÍA

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

Generalidades Vantajas y desventajas Elementos de medida - Variable a controlar - Características dinámicas y estáticas. Transmisión de señal Máquinas herramientas con control numérico. - Principio de las M.H. con C.N. - Tipos de máquinas - Programación -Lenguaje

• Exposición por el profesor • Trabajos por los alumnos • Exposición por los alumnos. • Investigación por el alumno


1.5 1.5 1.5

1.5 1.0

1

5B 6B 7B

13C 14C

1



ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 5 DE 12 . No. UNIDAD III NOMBRE AUTOMATIZACIÓN

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Explicará los automatismos digitales y analógicos, cómo se componen, así como su funcionamiento.

HORAS

No. TEMA

T E M A S INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA

T

P

EC

CLAVE BIBLIOGRAFÍA

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8

Introducción Automatismos analógicos y digitales. - Componentes y modelos. Diseño de automatismo combinacionales Diseño de automatismos secuenciales. Gráfica funcional de control de etapas y transiciones (GAFCET) Diseño de automatismos con señales analógicas. El autómata programable - Arquitectura interna del autómata - Funcionamiento del autómata y control en tiempo real Configuración del autómata

• Exposición por el profesor • Análisis, planteamiento y solución de

problemas por el alumno. • Investigación por el alumno


1.0 1.0

1.0 1.0 1.0

1.0 1.0

1.0

1

9B 11C 15C 16B



ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 6 DE 12 . No. UNIDAD IV NOMBRE ROBÓTICA INDUSTRIAL

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Explicará los conceptos básicos de la robótica, clasificará los diversos tipos de robots, y de los efectores finales. HORAS

No. TEMA


T

P

EC

CLAVE BIBLIOGRAFÍA

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

Introducción La robótica como parte de la auto matización. El robot industrial - Anatomía - Volumen de trabajo - Sistemas de impulsión - Precisión de movimiento Tipos de efectores finales Herramientas como efectores finales. Consideraciones en la selección y diseño de los efectores finales.



APOYO DIDÁCTICO • Pizarrón y gis • Libros y apuntes • Proyección de videos.

1.0 1.0

1.5

1.5 1.0 1.0

2

13C 17B 11C 16B



ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 7 DE 12 . No. UNIDAD V NOMBRE TEROTECNOLOGÍA DEL ROBOT Y SUS PERIFERICOS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Describirá los conceptos sobre el uso y selección de los transductores, sensores y analizará un sistema robótico compuesto por ellos. HORAS

No. TEMA


T

P

EC

CLAVE BIBLIOGRAFÍA

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Transductores y sensores Uso de sensores en robótica - Táctiles - De proximidad - De enlace - Otros Sistemas basados en sensores Transductores. Visión de máquina - Detección y digitalización - Análisis y procesamiento de la imagen.

• Exposición por el profesor • Intercambio de información por grupos de

trabajo. • Análisis, planteamiento y solución de



2.0 2.0

1.5 1.5 1.0

1

11C 16B 17B



ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 8 DE 12 . No. UNIDAD VI NOMBRE APLICACIONES DEL ROBOT.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Aplicará los conocimientos sobre las diferentes operaciones industriales que un robot puede realizar en cualquier proceso industrial. • Determinará los aspectos más convenientes en un punto especial del proceso para poderlo robotizar.

HORAS No.


DIDÁCTICA T

P

EC

CLAVE BIBLIOGRAFÍA

6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

Introducción Diseño y control de la célula del robot. - Robots múltiples e interferencia de máquinas. - Enclavamientos - Detección y recuperación de errores Transferencia de materiales, carga y descarga Operaciones y procesamientos Montaje de piezas - Configuraciones del sistema de montaje - Diseño para montajes Sistemas de inspección - Automatización de la inspección


problemas por el alumno. • Intercambio de información por grupos de

trabajo.


1.5 1.5

1.5 1.5 1.0

1.0

1

16B 17B 14C



ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 9 DE 12 . No. UNIDAD VII NOMBRE METODOLOGÍA PARA IMPLANTAR UN SISTEMA ROBÓTICO.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Indentificará los conceptos necesarios para la implantación de un sistema robótico en cualquier tipo de empresa. • Seleccionará un robot, una vez hecho un análisis de los procesos en la elaboración de un bien o servicio.

HORAS No.


DIDÁCTICA T

P

EC

CLAVE BIBLIOGRAFÍA

7.1 7.2 7.3 7.4

Documentación sobre la tecnología robótica. Revisión de la planta con el fin de identificar aplicaciones potenciales. Selección de la mejor aplicación. Selección de los robtos. - Análisis económico - Ingeniería de instalación. - Pruebas.


problemas por el alumno. • Intercambio de información por grupos de

trabajo. • Investigación por el alumno

APOYO DIDÁCTICO • Pizarrón y gis • Libros y apuntes • Proyección de videos

2.5 2.5

1.5 1.5

1

4C 8B 9B

17B



ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 10 DE 12 . No. UNIDAD VIII NOMBRE SEGURIDAD, CAPACITACIÓN, ENTRENAMIENTO Y MANTENIMIENTO.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Explicará los riesgos que los robots ejercen a los operarios y a los robots mismos. • Seleccionará métodos de mantenimiento adecuado, tanto preventivo como de emergencia para cualquier sistema robótico.

HORAS No.


DIDÁCTICA T

P

EC

CLAVE BIBLIOGRAFÍA

8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6

Introducción. Seguridad. -Consideraciones de diseño del lugar de trabajo. -Sensores de seguridad y supervisión de seguridad Capacitación y entrenamiento sobre el conocimiento de la robótica. Mantenimiento en robótica. - Preventivo. - De emergencia. Productividad, mejora de calidad y formación de capital. Cuestiones sociales y de mano de obra.


problemas por el alumno. • Intercambio de información por grupos

de trabajo. • Investigación por el alumno


1.5 1.5

1.5

1.5

1.0

1.0

2

16B 17B



ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 11 DE 12 . No. UNIDAD IX NOMBRE TECNOLOGÍA ROBÓTICA DEL FUTURO

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad el alumno • Describirá las tecnologías robóticas del futuro y las, diferentes aplicaciones de fabricación, características que compondrán a dichos robots, así como

las diversas aplicaciones en las industrias de servicios y del hogar. HORAS

No. TEMA


T

P

EC

CLAVE BIBLIOGRAFÍA

9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9

Inteligencia artificial Capacidades sensoriales Caracteristicas del diseño mecánico. Movilidad, locomoción y navegación, integración y red del sistema. Integración y red del sistema. Características de las tareas del futuro. Aplicaciones de fabricaciónes futuras. Entornos de no fabricación arriesgados e Inaccesibles. Industrias de servicios y aplicaciones similares.

• Exposición por el profesor • Proyección de videos. • Intercambio de información por grupos

de trabajo. • Investigación por el alumno •


1.0 1.0 1.0 1.0

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

1

8b 16B 17B



ASIGNATURA: AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES CLAVE: IBER . HOJA: 12 DE 12 .

PERÍODO

UNIDADES TEMÁTICAS

PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN

1° DEPARTAMENTAL

2°

DEPARTAMENTAL

3° DEPARTAMENTAL

I, II, III

IV, V, VI

VII, VIII, IX

Examen escrito 70%, 30% participación en clase Examen escrito 70%, 30% participación en clase Examen escrito 70%, 30% participación en clase La calificación final será el promedio de las calificaciones parciales TOTAL 100%

CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

X X X X X X X X

X X X X X X X

Introducción a la Ingeniería Industrial. Richard C. Vaughn, Edit. REVERTE.p.p. 467 Materiales y Proceso de Fabricación. J. Temple Black, E. Paul Degarmo. Edit. REVERTE.p.p.971 Procesos de Manufactura, B.H. Amstead, Phillip F. Oswald, Edit. Continental.p.p. 811 Robotics, Control, Sensing, Visión and Intelligence; K.S.Fu, R.C. González p.p. 571 Técnicos de Automatización Industrial; José J. Horta Santos; Edit. LIMUSA p.p.298 Sistemas de Control Moderno. Grantham y Vincent; Edit. LIMUSA p.p.352 Introduction to Robotics, Phillip John Mckerrow; Edit. Addison –Wesley p.p.795 Robot Dinamics and Control. Mark W. Spong, M. Vidyasagar; John Wiley & Sons p.p.319 Sistemas Digitales, principios y aplicaciones; Ronald J. Tocci, Edit. Prentice Hall p.p.824 Robótica Práctica, Tecnología y Aplicaciones; José Ma. Angulo Usategui; Edit. Páramo 405 Robótica, Guía Fácil. J. Ma. Angulo, José No.; Edit. Paraninfo 134 Cómo y Cuándo Aplicar un Robot Industrial; Daniel Audi Piera; Edit. Marcombo 159 Robotics, Introduction, Programming, and Projets; James L Fuller, Edit. Prentice-Hall 485 Automátas Programables; Josep Balcells, José Luis Romoral; Edit. Alfaomega 439 Robótica Industrial, Tecnología, Programación y Aplicaciones; Mikell P. Groover, Mitchell Weiss,Edit. Mc Graw Hill 395

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