Come vengono progettate le linee di produzione flessibili?

La configurazione generale di una linea di produzione flessibile descrive la disposizione e il collegamento tra le macchine utensili, i dispositivi ausiliari e le attrezzature di trasferimento dei pezzi che li collegano.

La configurazione dipende dal tipo di produzione, dalla struttura del pezzo, dal metodo di trasferimento, dalle condizioni dell'impianto, dalla sequenza di lavorazione e dal programma di produzione. Le differenze nella geometria, nelle dimensioni e nella rigidità dei pezzi richiedono metodi di trasferimento diversi, e il metodo di trasferimento determina in larga misura la disposizione finale della linea.

1. Trasferimento diretto

Le attrezzature a trasferimento diretto spostano ciascun pezzo in sequenza tra le stazioni, utilizzando una delle superfici del pezzo come punto di riferimento per il trasferimento. Le configurazioni possono essere a flusso continuo o a trasferimento laterale. Le configurazioni a flusso continuo comprendono forme rettilinee, angolari, a rami paralleli e ad anello rettangolare.

1. Flusso diretto. Il nastro trasportatore attraversa l'intera linea. Due dispositivi di indicizzazione lo suddividono in tre sezioni; i pezzi entrano da un'estremità ed escono dall'altra. Il trasferimento è semplice e lo spazio di produzione viene sfruttato in modo efficiente.

2. Flusso angolare. Quando una linea presenta numerose stazioni o è troppo lunga per essere disposta in modo lineare, può svoltare in uno o più angoli. In presenza di due angoli, il pezzo può ruotare naturalmente di 90°, eliminando la necessità di dispositivi di rotazione orizzontale separati.
3. Rami paralleli. Quando un’operazione richiede molto più tempo rispetto alle altre, è possibile installare più macchine identiche in parallelo per bilanciare il ritmo di produzione.
4. Anello rettangolare. Questo modello è adatto alle linee che utilizzano dispositivi mobili. I dispositivi circolano in modo naturale, rendendo superfluo un sistema di ritorno separato.
5. Trasferimento laterale o senza flusso passante. Il trasportatore principale corre parallelamente alle macchine. Un’unità di trasferimento sposta ogni pezzo dal trasportatore alla macchina o alla maschera di fissaggio e lo riporta indietro una volta lavorata. Ciò consente la lavorazione su più facce e garantisce relazioni precise tra le superfici, ma richiede un meccanismo di trasferimento trasversale e uno spazio a pavimento maggiore.

2. Trasferimento delle attrezzature da viaggio

Il pezzo viene montato su un portapezzo mobile che si sposta attraverso tutte le stazioni. I portapezzi possono tornare in posizione orizzontale, direttamente sopra o sotto la linea, oppure lungo un percorso inclinato verso l'alto o verso il basso. Un portapezzo mobile può trasportare un pezzo lungo la linea in modo che due facce laterali e la faccia superiore vengano lavorate in un unico ciclo.

1. Ritorno orizzontale. Il trasportatore principale e quello di ritorno formano un circuito chiuso su un unico piano orizzontale. I pezzi circolano in modo continuo, ma la configurazione richiede una notevole superficie di ingombro.

2. Rendimento diretto delle spese generali. Il dispositivo sale alla fine della linea, scorre lungo una guida a rulli sospesa sopra il trasportatore principale e scende all'inizio. Ciò consente di risparmiare spazio a pavimento, mentre una guida inclinata può sfruttare la forza di gravità per semplificare il ritorno. In genere non è adatto nei casi in cui le macchine verticali costringerebbero la guida a un'altezza eccessiva, rendendo difficile la manutenzione.

Ritorno diretto dal pavimento. Il dispositivo di fissaggio ritorna attraverso le basi della macchina, al di sotto del trasportatore principale. Ciò consente di risparmiare spazio, mantiene la linea libera per le operazioni di regolazione e manutenzione ed è ideale per dispositivi di fissaggio e pezzi di piccole dimensioni, laddove lo spazio in officina è limitato.

3. Ritorno inclinato superiore o inferiore. Questa configurazione viene utilizzata quando lo spazio a pavimento, lo smaltimento dei trucioli o la presenza di macchine verticali impediscono il ritorno orizzontale, sopraelevato o sotto il pavimento. Nel caso di un ritorno superiore inclinato, una trasmissione a catena solleva il dispositivo di fissaggio su una guida aerea situata dietro macchine verticali o inclinate; questa soluzione è adatta a pezzi e dispositivi di fissaggio di grandi dimensioni. Nel caso di un ritorno inferiore inclinato, il passaggio è posizionato dietro macchine orizzontali ed è adatto a pezzi e dispositivi di fissaggio di dimensioni più ridotte.

3. Trasferimento dall'alto

Il trasferimento dall'alto è indicato per pezzi di tipo ad albero e pezzi complessi privi di un punto di riferimento adeguato per il trasferimento. Un portale posto sopra le macchine sostiene dei robot di movimentazione disposti a intervalli regolari. I robot trasferiscono i pezzi da una macchina all'altra ed eseguono le operazioni di carico e scarico. La struttura è semplice e funziona bene su linee con un takt relativamente lungo, ma è limitata a pezzi di piccole dimensioni e di forma complessa.