Sistemas De Producción Automatizados

SISTEMAS DE PRODUCCIÓN AUTOMATIZADOS

Al irse haciendo más compleja la tecnología de la automatización, se ha desplazado el enfoque de las máquinas individuales hacia una idea más amplia. Hoy son cada vez más comunes sistemas completos de máquinas automatizadas vinculadas entre sí para propósitos más amplios. Analizaremos cuatro categorías generales de estos sistemas: líneas de flujo automatizadas, sistemas de ensamble automatizados, sistemas flexibles de manufactura (FMS) y sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (ASRS).

LÍNEAS DE FLUJO AUTOMATIZADAS

Una línea de flujo automatizada incluye varias máquinas automatizadas, vinculadas entre sí mediante máquinas automatizadas de transferencia y manejo de piezas. Las máquinas individuales en la línea utilizan alimentadores automatizados de materias primas y efectúan sus operaciones automáticamente, sin necesidad de atención humana. Conforme cada una de las máquinas termina su operación, se transfieren de forma automática piezas parcialmente terminadas a la siguiente máquina sobre la línea, siguiendo una secuencia fija, hasta que el trabajo en línea termina. Estos sistemas normalmente se utilizan para producir un componente principal completo. Por ejemplo, son comunes en la industria automotriz las carcazas de eje trasero para los camiones.

Estos sistemas se conocen como automatización fija o automatización dura, que significa que la línea de flujo está diseñada para producir un solo tipo de componente o producto. Debido a la elevada inversión inicial que se requiere y a la dificultad de cambiar a otros productos, estos sistemas se utilizan cuando la demanda del producto es alta, estable y con buenos pronósticos. Si se cumplen estas condiciones, el costo unitario de producción es muy bajo. Sin embargo, debido a los cada vez más cortos ciclos de vida de los productos y los desplazamientos en la tecnología de la producción, la popularidad de la automatización fija pudiera estar declinado. Cada vez más, los sistemas de producción están favoreciendo equipo de producción que aporte mayor flexibilidad en la producción. Posteriormente analizaremos esta tendencia, al estudiar los sistemas flexibles de manufactura.

SISTEMAS DE ENSAMBLE AUTOMATIZADOS

El sistema de ensamble automatizado es un sistema de máquinas de ensamble automatizadas vinculadas entre sí mediante equipo automatizado de manejo de materiales. Los materiales se alimentan automáticamente a cada una de las máquinas, por lo general algún tipo de robot, como un soldador robótico o una unidad de inserción de componentes, que une uno o más materiales, piezas o ensambles. Entonces, el trabajo parcialmente terminado se transfiere automáticamente a la siguiente máquina de ensamble. Este proceso se repite hasta que termina el ensamble total. El propósito de estos sistemas es producir grandes ensambles o, incluso, productos terminados.

Para que un sistema de ensamble automatizado tenga éxito, es necesario efectuar modificaciones sustanciales al diseño de producto. El diseño del producto apropiado para ensamble por manos humanas no puede aplicarse directamente a un sistema de ensamble automatizado, ya que las capacidades de los seres humanos no pueden ser duplicadas por los robots. Por ejemplo, para sujetar dos piezas entre sí, un trabajador puede utilizar tornillo, arandela y tuerca, pero en el ensamble automatizado serán necesarios nuevos procedimientos de sujeción y modificaciones en el diseño del producto.

Al rediseñar productos para ensamble automatizado se aplican principios como los que siguen:

1. Reducir la cantidad de ensamble requerida. Por ejemplo, utilice una pieza moldeada en plástico, en lugar de dos piezas de lámina de metal sujetas entre sí.

2. Reducir el número de sujetadores requeridos. Por ejemplo, diseñe piezas que se enganchen entre sí o que se puedan soldar, en lugar de que se sujeten mediante tornillos, tuercas y pernos.

3. Diseñar componentes que se puedan alimentar y posicionar automáticamente. Esto significa diseñar piezas de tal forma que puedan ser alimentadas y orientadas para su entrega en tolvas, canales ranurados, tazones vibratorios, y otros mecanismos continuos de alimentación de piezas.

4. Diseñar productos para ensamble en capas y para inserción vertical de las piezas. Los productos en general deberán ensamblarse desde una base hacia arriba, en capas, hacia la parte superior del producto. Las piezas deberán diseñarse de forma que puedan insertarse verticalmente en el ensamble.

5. Diseñar las piezas de manera que se autoalineen. Las piezas deben tener características como hombros o resaltos, o proyecciones que se deslicen en formas coincidentes sobre piezas adyacentes, que las posicionen y alineen automáticamente conforme se insertan en los ensambles.

6. Diseñar productos en módulos principales para su producción. Un sistema de ensamble automatizado se utilizaría para ensamblar cada uno de los módulos. Al desglosar el ensamble del producto completo, en varios módulos de ensamble, se reduce el tiempo de detención del sistema.

7. Incrementar la calidad de los componentes. Los componentes de elevada calidad evitan que haya obstrucciones en los mecanismos de alimentación y ensamble.

Los sistemas de ensamble automatizados pueden proporcionar a los fabricantes costos bajos de producción por unidad, mejor calidad y mayor flexibilidad de producto. Dado que algunas de las máquinas de estos sistemas tienden a ser robots estándar disponibles de varios proveedores, la inversión inicial en equipo no resulta tan elevada como pudiéramos imaginar. Por lo tanto, estos sistemas no están restringidos a productos con demanda muy elevada y cada día estos robots pueden programarse para otros productos y operaciones, reduciendo así la necesidad de que la demanda del producto sea estable y que dure mucho tiempo.

SISTEMAS FLEXIBLES DE MANUFACTURA

Los sistemas flexibles de manufactura (FMS, por sus siglas en inglés) son grupos de máquinas de producción organizadas en secuencia y conectadas mediante máquinas de manejo y transferencia

...