AUTOMATIZACION Y CONTROL AUTOMATIZACION Y CONTROL

05. 05. SISTEMAS DE MANUFACTURA SISTEMAS DE MANUFACTURA AUTOMATIZADOSAUTOMATIZADOS  

UNIVERSIDAD DE CALDASUNIVERSIDAD DE CALDASFACULTAD DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA

Julio César Caicedo Eraso

SISTEMAS DE MANUFACTURA AUTOMATIZADOS 

Son utilizados para la producción masiva de partes que requieren de varias operaciones Cada operación se realiza en una estación de trabajo Las estaciones están integradas por un sistema de transporte que comunica a cada estación de trabajo para formar una cadena de producción automatizada.

SISTEMAS DE MANUFACTURA AUTOMATIZADOS 

Los procesos comunes utilizados en estas cadenas de producción son:

•Perforar •Taladrar •Cortar •Ensamblar •Soldar •Inspeccionar •etc

SISTEMAS DE MANUFACTURA AUTOMATIZADOS 

• Requiere de una inversión de capital significativa • Condiciones para que el uso sea apropiado:

- Alta demanda del producto. Altas cantidades de la producción

- Diseño del producto estable. Los cambios frecuentes del diseño son difíciles de hacer frente encendido a una cadena de producción automatizada

- Vida del producto largo. Por lo menos varios años en la mayoría de los casos

- Operaciones múltiples. Se realizan en el producto durante su fabricación

LÍNEAS DE PRODUCCIÓN AUTOMATIZADAS

 • Varias estaciones de trabajo ligadas entre sí, por un sistema de trabajo el cual consiste en mover partes o piezas de una estación a otra. • Una pieza entra por un extremo de la línea, el proceso se va realizando secuencialmente conforme la pieza va pasando de una estación a otra.

LÍNEAS DE PRODUCCIÓN AUTOMATIZADAS 

• Una línea puede tener estaciones de inspección para revisar la calidad de la pieza. • Se puede poner una estación de trabajo manual para realizar ciertas operaciones que sean difíciles o poco económicas de automatizar.

CONFIGURACIÓN DE SISTEMAS DE MANUFACTURA

AUTOMATIZADA 

Existen tres tipos:

• En línea• En línea divida en Segmentos• Rotacional

CONFIGURACIÓN DE SISTEMAS DE MANUFACTURA AUTOMATIZADOS :  

EN LÍNEA  

• Arreglo de estaciones de trabajo en línea recta • Esta configuración es común para trabajar  objetos grandes, como motores y todos sus componentes, transmisiones, etc. • Estas piezas requieren una gran cantidad de operaciones, es por eso que una cadena de producción con muchas estaciones es necesaria.

CONFIGURACIÓN DE SISTEMAS DE MANUFACTURA AUTOMATIZADOS:  EN LÍNEA DIVIDA EN SEGMENTOS 

• Consiste en dos o mas secciones de configuraciones en línea para realizar la transferencia • Generalmente son perpendiculares los segmentos (en forma de L, U, cuadrada, etc.) • Razones para la utilización de este tipo de configuración:

- El espacio disponible puede limitar la longitud de la línea

- Permite que la reorientación del objeto presente diversas superficies para

trabajar la pieza

CONFIGURACIÓN DE SISTEMAS DE MANUFACTURA AUTOMATIZADOS:  

ROTACIONAL • Las estaciones de trabajo están colocadas en forma circular. • Las piezas que se van a procesar se coloca sobre la mesa, esta gira, haciendo que la pieza se coloque en la primera estación, la mesa vuelve girar, haciendo que la pieza llega hasta la segunda estación y así sucesivamente pasa de una a otra estación. • Estos sistemas se limitan comúnmente a piezas más pequeñas y a pocos sitios de trabajo;

• El sistema rotatorio implica generalmente menos costos de equipo y requiere menos espacio.

MECANISMOS DE TRANSFERENCIA  • Mueve las piezas entre las estaciones en la cadena de producción • La transferencia sincrónica ha sido la manera tradicional de mover piezas. Sin embargo, los usos de los sistemas de transferencia asincrónicos están aumentando porque han mostrado algunas ventajas sobre los sincrónicos.

- Mayor flexibilidad - Requieren menos tipos de pallets - Es más fáciles de cambiar o ampliar el sistema de producción.

MECANISMOS DE TRANSFERENCIA 

Existen dos tipos de Mecanismos de Transferencia: 

• MECANISMO LINEAL • MECANISMO ROTACIONAL

ALMACENES  • Es un lugar donde las piezas pueden ser recogidas y ser almacenadas temporalmente antes de proceder a la siguiente estación de trabajo. • Un parámetro muy importante de un almacén es su capacidad • Puede ser situado entre dos estaciones de trabajo adyacentes o en medio dos etapas de trabajo.

Razones por las que los almacenes se utilizan en las cadenas de producción automatizadas:

• En caso de que haya un fallo en una estación, que la otra pueda seguir trabajando, mientras se repara la estación. • Tener una reserva de pieza para que se pueda alimentar automáticamente a esa estación sin la necesidad de tener a una persona ahí supervisando la operación. • Para almacenar los productos terminados • Para permitir que la pieza se seque, se pegue, se cure o algún tipo de retraso que pueda presentar ésta.

CONTROL DE LA CADENA DE PRODUCCIÓN

 Controlar una cadena de producción automatizada es complejo debido al gran número de actividades secuénciales y simultáneas que se deben lograr durante la operación de la línea.

FUNCIONES DE CONTROL Tres funciones de control básico:

• CONTROL DE LA SECUENCIA: Requisito operacional. Para coordinar la secuencia de las acciones del sistema de transferencia y de los sitios de trabajo asociados • SUPERVISIÓN DE SEGURIDAD: Se asegura de que la cadena de producción no funcione en condiciones inseguras. Toma en cuenta a trabajadores y al equipo • CONTROL DE CALIDAD: Ciertas cualidades de las piezas se supervisan. Se detectan y se rechazan las unidades defectuosas

Existen dos funciones de control auxiliar:

• CONTROL INSTANTÁNEO: Este modo del control para la línea inmediatamente cuando se detecta un defecto o un malfuncionamiento. Esta reacción a un problema es la más simple, la más confiable, y la más fácil de poner en ejecución. • CONTROL DE LA MEMORIA:Se diseña para que la línea siga funcionando. Si existe una falla en cierta pieza, el programa manda una señal para que no se le haga ningún tipo de trabajo en las siguientes estaciones de trabajo, hasta que llegue al final de la línea

APLICACIONES DE LÍNEAS DE PRODUCCIÓN AUTOMATIZADAS

 • Aplicadas tanto en operación de procesos como en ensambles • El maquinado es una de las aplicaciones de procesos mas comunes • Otros procesos de líneas de producción automatizadas son el formado y cortado de metales, operación de molinos de rolado, soldadura de autopartes, entre otros

SISTEMAS DE MAQUINADO LÍNEAS DE TRANSFERENCIA:  

• Las estaciones de trabajo que hacen trabajo de maquinado pueden ser acomodadas en una configuración “en línea” o “en línea segmentada”. Las piezas de estas estaciones se mueven entre estaciones por mecanismos de transferencia, como un sistema de vigas caminadoras. (foto)  • Este sistema de líneas de transferencia es el mas automatizado y productivo en términos de el número de operaciones que pueden realizar. Es también el sistema mas caro.

LÍNEAS DE TRANSFERENCIA • Las líneas de transferencia pueden incluir varias estaciones de trabajo, pero la confiabilidad del sistema baja cuando el número de estaciones aumenta.  • En los últimos años, las líneas de transferencia han sido diseñadas para facilitar el cambio de producto y permitir que se produzcan diferentes partes en la misma línea.  • Las estaciones de trabajo en estas líneas consisten en una combinación de herramientas fijas y maquinas CNC, para que las diferencias en los productos puedan ser realizadas por las estaciones de CNC, mientras las operaciones comunes son realizadas por estaciones con herramientas fijas.

MÁQUINAS DE TRANSFERENCIA ROTATORIA Consiste en una mesa circular, donde se encuentran las partes que serán procesadas, y alrededor de la mesa se encuentran cabezas de trabajo estacionarias  MÁQUINA DE COLUMNA CENTRAL: es considerada como una máquina de alta producción que hace un eficiente uso de espacio.  MÁQUINA TRUNNION (O DE MUÑÓN): son adecuadas para la producción de piezas pequeñas