Sistemas flexibles

Sistemas FlexiblesIng. Carlos Manuel González de la Rosa

Sistemas Flexibles de Manufactura Ing. Carlos Manuel González de la Rosa

Objetivo

El estudiante aplicará los métodos de manufactura flexible más utilizados en la industria, con el propósito de emplearlos adecuadamente.


Unidades

1. Introducción a los sistemas flexibles de manufactura.

2. Uso de software para máquinas MHCNC (Máquinas y Herramientas de Control Numérico.

3. Manufactura Asistida por computadora

4. Automatización hidroneumática para máquinas y herramientas


I. Introducción a los sistemas Flexibles de

Manufactura


I. Introducción a los Sistemas flexibles de

manufacturaObjetivo:

El estudiante identificará los distintos sistemas de manufactura flexible, para su aplicación e importancia en la industria así como sus antecedentes y su impacto económico.


¿Qué es un sistema flexible de manufactura?

La tecnología de Manufactura Flexible, es hoy en día una realidad como equipos de alta eficiencia para producción.

Esta tecnología puede dividirse en dos segmentos:o Flexible Manufacturing Systems (FMS, sistemas de

manufactura flexible)o Flexible Manufacturing Cells (FMC, celdas de

manufactura Flexible)


FMS¿Qué es un FMS? Un FMS tiene varias definiciones, debido a que la

gente trata de describirlo desde su propia perspectiva. A nivel superior, un FMS es una colección de FMC.

También puede ser un grupo de máquinas manufactureras dedicadas a un solo propósito, proveyendo flexibilidad debido tanto al flujo variable de material entre estaciones como a las diferentes combinaciones de usar estaciones de operaciones simples.

En ambos casos, el resultado final es la capacidad de manufacturar piezas o ensambles usando el mismo grupo de máquinas.


FMS Una línea de producción con uso y operación variable de las

estaciones puede funcionar como FMS. Es por esto que la manufactura flexible describe cualquier grupo de máquinas o centros con el objeto de mover material entre ellos.

El sistema completo está manejado por computadores, los cuales pueden manufacturar colectivamente diferentes partes y productos desde el inicio al final.

Las máquinas herramientas usadas en FMS usualmente son centros de mecanizado CNC, pero también pueden usarse otros equipos, como estaciones de inspección o de ensamblado, e incluso equipamiento para acabado superficial.

El concepto FMS de manufactura está caracterizado por la capacidad de integrar estaciones de trabajo, manejo automático de materiales y control computacional.


Objetivos del FMS1. Incremento de la utilización del equipo y capital.2. Reduce el inventario en proceso y el tiempo de preparación.3. Reduce substancialmente el tiempo de ciclo.4. Reducción de inventario y pequeños lotes.5. Reducción de fuerza de trabajo.6. Facilidad para adaptarse rapidamente a los cambios de diseño.7. Consistencia en la calidad.8. Reducción del riesgo como resultado del fracaso de un

producto. 9. Control gerencial conciso.10. Mejoramiento de la imagen en el mercado / credibilidad.11. Reduce el requerimiento de espacio en el piso de producción.


FMS


¿Qué es una Celula de Manufactura Flexible?

Un FMC es un gripo de máquinas que realizan un proceso particular o un paso de un proceso de manufactura más largo. Puede ser, por ejemplo, una parte de un FMS.

Una celda puede ser segregada debido a ruido, requerimientos químicos, requerimientos de materias primas, o tiempos de ciclos de manufactura.

El aspecto flexible de una celda de manufactura indica que la celda no está restringida a sólo un tipo de parte o proceso, mas puede acomodarse fácilmente a distintas partes y productos, usualmente dentro de familias de propiedades físicas y características dimensionales similares.


FMC Un FMC es un centro simple o un pequeño conjunto de

máquinas que unidas producen una parte, subensamble o producto. Una de las distinciones entre una celda y un sistema es la falta de grandes manipuladores de material (como AGVs) entre las máquinas de una celda.

Las máquinas en una celda están usualmente ubicadas de manera circular, muchas veces con un robot en el centro, el cual mueve las partes de máquina en máquina.

El conjunto de máquinas en una celda se complementa para efectuar una actividad básicamente relacionada, como mecanizado, taladrado, terminación superficial o inspección de una pieza.


FMC


FMC


¿Por qué flexible?1. Habilidad para identificar y distinguir entre las diferentes

partes o productos procesados por el sistema.2. Rápido cambio de las instrucciones de operación.3. Rápido cambio de la configuración física.

Flexibilidad: Es la habilidad de una entidad para desplegar y replegar sus recursos de forma eficaz y eficiente en respuesta a las condiciones cambiantes. Esta variabilidad del entorno puede adoptar las siguientes formas:o En la demandao En el suministroo En los productoso En los procesoso En el equipamiento y mano de obra


¿Cuándo es flexible?1. Prueba de variedad de partes. ¿Puede el sistema

procesar diferentes productos en un modo de no-lote?

2. Prueba de cambio de programación. ¿Puede el sistema aceptar cambios en la programación de la producción?

3. Prueba de recuperación de errores. ¿Puede el sistema recuperarse de fallas y daños, mientras la producción no es detenida por completo.

4. Prueba de nuevas partes. ¿Pueden nuevos diseños ser introduciodos a los existentes con relativa facilidad?


Clasificación de FMS1. Número de máquinas

o Celda de máquina sencilla (SMC -> 1)o Celda de manufactura flexible (FMC -> 4)o Sistema de manufactura flexible (FMS -> 4…)

2. Nivel de flexibilidad (FMC, FMS)o FMS dedicadoo FMS de orden aleatorio


Clasificación en base al número de máquinas

1. Celda de una sóla máquina (SMC). Consiste en una máquina de CN combinada con un sistema de almacenamiento de partes para operaciones sin atender.



2. Celda de manufactura Flexible (FMC). Consiste de dos o tres estaciones de trabajo además de una parte de sistema de manejo.



3. Sistema de manufactura flexible. Tiene cuatro o más estaciones de proceso conectadas mecánicamente por un mismo sistema de manejo y electrónicamente por sistema computacional distribuido.


Clasificación en base al nivel de flexibilidad

FMS dedicado. Diseñado para producir una variedad limitada de estilos de partes y la cantidad de piezas. También se le denomina sistema de manufactura especial o transferencia de línea flexible.

FMS de orden aleatorio. Es más apropiado cuando la familia es muy grande y hay variaciones substanciales en las configuraciones de partes. Habrá nuevos diseños de partes introducidos al sistema y cambios ingenieriles en las partes cuando se producen y la programación de la producción está sujete a cambios diarios.


Componentes de FMS1. Estaciones de trabajo2. Sistema de almacenamiento y manejo de

materiales3. Sistemas de control computarizado4. Recursos humanos


Descripción Visual de un FMS



Estaciones de Trabajo Estaciones Carga/Descarga. La carga y

descarga se puede llevar a cabo manualmente, con procesos automatizados o una combinación de ambas. Seguridad.

Estaciones de Maquinado. Utilizan máquina de control numérico. Se emplean para partes rotacionales y no rotacionales.

Otras estaciones de proceso. FMS se aplica a otras operaciones además del maquinado por ejemplo la fabricación de hojas de metal, que consiste en punching, shearing, bending, etc.


Estaciones de Trabajo Ensamblado. Algunos FMS son diseñados para

llevar a cabo operaciones de ensamble, generalmente son robots programados para realizar varias tareas en secuencia y movimientos para acomodar diferentes productos.

Otras estaciones y equipo. La inspección puede ser incorporada al FMS, así como limpieza de piezas, arreglo de tarimas, sistemas centrales de refrigeración, etc.


Sistema de Almacenamiento y Manejo de Materiales

Funciones del sistema de manejo:o Movimiento independiente de piezas entre estaciones o

máquinas.o Manejar una variedad de configuraciones de piezaso Almacenamiento temporalo Acceso conveniente para carga y descarga de piezaso Compatibilidad con el control computacional


Sistema de Almacenamiento y Manejo

de Materiales Equipo de manejo de

Materiales:o Sistema primario. Es el

responsable de mover las piezas o partes entre las estaciones del sistema

o Sistema Secundario. Consiste en dispositivos de transferencia, cambiadores de tarimas automáticos, y mecanismos similares localizados en las estaciones del FMS. (Imagen)


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