¿Cómo se diseñan las líneas de producción flexibles?

La disposición general de una línea de fabricación flexible describe cómo se distribuyen y se conectan entre sí sus máquinas-herramienta, sus dispositivos auxiliares y los equipos de transferencia de piezas que los unen.

La disposición depende del tipo de producción, la estructura de la pieza, el método de transferencia, las condiciones de la planta, la secuencia del proceso y el programa de producción. Las diferencias en la geometría, el tamaño y la rigidez de las piezas requieren distintos métodos de transferencia, y el método de transferencia determina en gran medida la disposición final de la línea.

1. Transferencia directa

Los equipos de transferencia directa desplazan cada pieza de trabajo de forma secuencial entre las estaciones, utilizando una de las superficies de la pieza como punto de referencia para la transferencia. Las configuraciones pueden ser de flujo continuo o de transferencia lateral. Las configuraciones de flujo continuo incluyen formas rectas, en ángulo, con ramificaciones paralelas y en bucle rectangular.

1. Flujo directo. La cinta transportadora recorre toda la línea. Dos dispositivos de indexación la dividen en tres secciones, y las piezas entran por un extremo y salen por el otro. El traslado es sencillo y el espacio de la planta de producción se aprovecha de forma eficiente.

2. Flujo transversal en ángulo. Cuando una línea cuenta con muchas estaciones o es demasiado larga para una disposición recta del taller, puede girar en una o varias esquinas. En dos esquinas, la pieza de trabajo puede indexarse de forma natural en 90°, lo que elimina la necesidad de dispositivos de indexación horizontal independientes.
3. Ramas paralelas. Cuando una operación tarda mucho más que las demás, se pueden instalar varias máquinas idénticas en paralelo para equilibrar el ritmo de producción.
4. Bucle rectangular. Este modelo es adecuado para líneas que utilizan dispositivos móviles. Los dispositivos circulan de forma natural, lo que elimina la necesidad de un sistema de retorno independiente.
5. Transferencia lateral o sin flujo continuo. La cinta transportadora principal discurre junto a las máquinas. Una unidad de transferencia traslada cada pieza desde la cinta transportadora hasta la máquina o el dispositivo de sujeción y la devuelve una vez mecanizada. Esto permite el mecanizado multifacial y garantiza relaciones precisas entre las superficies, pero requiere un mecanismo de transferencia transversal y más espacio en el suelo.

2. Traslado de partidos fuera de casa

La pieza se monta en un portapiezas móvil que se desplaza por todas las estaciones. Los portapiezas pueden regresar en horizontal, directamente por encima o por debajo de la línea, o a lo largo de una trayectoria inclinada hacia arriba o hacia abajo. Un portapiezas móvil puede transportar una pieza a lo largo de la línea de modo que se mecanicen dos caras laterales y la cara superior en un solo recorrido.

1. Retorno horizontal. Las cintas transportadoras principal y de retorno forman un circuito cerrado en un mismo plano horizontal. Los elementos circulan de forma continua, pero la disposición ocupa una superficie considerable.

2. Rendimiento directo de los gastos generales. El dispositivo se eleva al final de la línea, se desplaza a lo largo de un carril de rodillos aéreo situado sobre la cinta transportadora principal y desciende al inicio. Esto permite ahorrar espacio en el suelo, y un carril inclinado puede aprovechar la gravedad para facilitar el retorno. Por lo general, no resulta adecuado en aquellos casos en los que las máquinas verticales obligarían a situar el carril a una altura excesiva para un mantenimiento cómodo.

Retorno directo por suelo radiante. El dispositivo de sujeción vuelve a pasar por debajo de las bases de la máquina, por debajo de la cinta transportadora principal. Esto permite ahorrar espacio, mantiene la línea libre para realizar ajustes y tareas de mantenimiento, y resulta adecuado para dispositivos de sujeción y piezas de trabajo de pequeño tamaño cuando el espacio en el taller es limitado.

3. Retorno superior o inferior en pendiente. Esta disposición se utiliza cuando el espacio disponible, la eliminación de virutas o las máquinas verticales impiden el retorno horizontal, por arriba o por debajo del suelo. En el caso de un retorno superior inclinado, un accionamiento por cadena eleva el dispositivo de sujeción hasta un carril aéreo situado detrás de máquinas verticales o inclinadas; es adecuado para piezas y dispositivos de sujeción de mayor tamaño. En el caso de un retorno inferior inclinado, el paso se sitúa detrás de máquinas horizontales y es adecuado para piezas y dispositivos de sujeción más pequeños.

3. Transferencia aérea

El sistema de transferencia aérea es adecuado para piezas de tipo eje y piezas de trabajo complejas que carecen de un punto de referencia de transferencia adecuado. Un pórtico situado sobre las máquinas soporta unos robots de manipulación distribuidos a intervalos regulares. Los robots transfieren las piezas entre las máquinas y se encargan de la carga y descarga. La estructura es sencilla y funciona bien en líneas con un takt relativamente largo, pero se limita a piezas de trabajo más pequeñas y de formas complejas.