O que é uma linha de produção flexível?

Composição básica de uma linha de produção flexível

Quando uma peça mecânica requer muitas operações, os fabricantes costumam organizar os equipamentos de processamento em sequência e conectá-los por meio de dispositivos de transferência e auxiliares. A linha de produção de usinagem resultante realiza um processo definido para um ou mais produtos semelhantes. Seus equipamentos são selecionados e dispostos em torno do percurso do processo e das operações utilizadas pela maioria ou por todos esses produtos. Essa organização exige uma estabilidade razoável no projeto do produto e no processo e pode ser utilizada para produção em lote ou em massa.

As linhas de produção incluem linhas de fluxo ritmado e linhas automatizadas. Uma linha automatizada conta com um sistema de controle que gerencia automaticamente a transferência, o indexamento, o posicionamento, a fixação das peças e as ações dos dispositivos auxiliares, de acordo com um programa predefinido.

A estrutura e a complexidade de uma linha de produção dependem da peça, dos requisitos do processo, da sequência do processo, da taxa de produção e do nível de automação. Independentemente da complexidade, uma linha de produção normalmente contém cinco elementos básicos: equipamentos de processamento, ferramentas e dispositivos de fixação, um sistema de transferência de materiais, sistemas auxiliares e um sistema de controle.

Tipos de linhas de produção flexíveis

1. Classificação por forma e movimento da peça
   1. Linhas de peças rotativas. Essas linhas usinam eixos, discos e anéis enquanto a peça gira. As operações típicas incluem torneamento ou retificação de diâmetros internos e externos, ranhuras, roscas e faces finais.
   2. Linhas de produção com peças não rotativas. Essas linhas usinam carcaças de máquinas e peças diversas que normalmente permanecem fixas. As operações típicas incluem perfuração, escareamento, mandrilamento, alargamento, fresagem de face e fresagem de ranhura.
2. Classificação por variedade de produto
   1. Linhas de produtos únicos. Máquinas de uso específico altamente produtivas, ferramentas, equipamentos de transferência e equipamentos auxiliares são dispostos ao longo de um percurso fixo do processo. As peças passam de uma estação para a seguinte para usinagem, inspeção e limpeza. A qualidade e a eficiência são elevadas, mas o investimento e a especialização também são altos, o que dificulta a conversão. Essas linhas são adequadas para a produção em massa.
   2. Linhas de produtos agrupadas ajustáveis. Os equipamentos especiais ajustáveis são projetados com base na tecnologia do grupo e organizados em torno de um processo do grupo. Essas linhas oferecem alta eficiência e automação para famílias de produtos estrutural e tecnologicamente semelhantes. Elas são adequadas para a produção em lotes e podem ser reformuladas ou reorganizadas quando há mudança nos produtos.
3. Classificação por equipamento de processo
   1. Linhas de máquinas-ferramentas de uso geral. Essas linhas apresentam tempos de produção curtos e baixo custo, sendo frequentemente utilizadas para peças rotativas de pequeno e médio porte, como discos, eixos, mangas e engrenagens.
   2. Linhas modulares de máquinas-ferramentas. As máquinas modulares conectadas oferecem ciclos de projeto e fabricação relativamente curtos, operação confiável e bom desempenho econômico na produção em massa.
   3. Linhas de máquinas-ferramentas para fins específicos. Essas máquinas apresentam ciclos longos de projeto e fabricação, além de exigirem um alto investimento. Elas são adequadas para peças com estruturas incomuns ou complexas e para produtos estáveis produzidos em grande volume.
   4. Linhas de produção flexíveis. As máquinas multifuncionais CNC e os centros de usinagem são integrados a sistemas de manuseio de materiais e controle computadorizado. Mesas rotativas e trocadores automáticos de ferramentas permitem que cada máquina realize usinagem em múltiplas faces e operações com menos ajustes, reduzindo o erro de posicionamento. Essas linhas são adequadas para peças complexas e de alta precisão em lotes pequenos e médios e podem responder rapidamente às mudanças do mercado, mas exigem alto investimento e capacidade técnica.
      
4. Classificação por conexão do equipamento
   1. Linhas rígidas. Sem armazenamento intermediário, cada peça passa diretamente de uma estação para a seguinte. A usinagem e a transferência devem seguir um takt rigoroso, e uma falha em qualquer máquina interrompe toda a linha. Por isso, as máquinas e os dispositivos auxiliares exigem alta estabilidade e confiabilidade.
   2. Tubos flexíveis com revestimento de proteção. O estoque pode ser posicionado entre máquinas adjacentes ou grupos de máquinas. Se uma máquina parar, as outras podem continuar operando por um tempo limitado. Os buffers também podem equilibrar estações com tempos de ciclo diferentes.
5. Classificação por transferência de peça
   1. Linhas de transferência direta. O dispositivo de transferência atua diretamente sobre a superfície da peça. As peças entram no início da linha e saem no final, após o processamento.
   2. Linhas de montagem de paletes. Cada peça é fixada em um dispositivo móvel que se desloca pelas estações do transportador principal. Após a usinagem, um transportador de retorno leva o dispositivo de volta ao ponto de partida.

Princípios de Design

1. Cumprir o programa de produção, permitindo ao mesmo tempo o crescimento; a análise técnica e econômica deve, normalmente, comprovar a recuperação do investimento na linha de produção em um prazo de cinco anos.
2. Certifique-se de que todos os requisitos dos desenhos dos produtos sejam atendidos.
3. Ofereça flexibilidade adequada para o tamanho do lote e a duração prevista da produção.
4. Utilize processos e equipamentos estáveis e confiáveis, com baixos custos iniciais, operacionais e de manutenção.
5. Reduzir a intensidade do trabalho e melhorar as condições de trabalho.
6. Minimizar o espaço ocupado, preservando ao mesmo tempo a segurança e a conveniência na operação, observação e manutenção.
7. Apoiar a conservação dos recursos, a proteção ambiental e a produção limpa.

Conteúdo e sequência do projeto

1. Definir o plano de processo da linha de produção e preparar os diagramas de operações e usinagem.
2. Selecionar equipamentos de uso geral e projetar quaisquer máquinas para fins específicos.
3. Definir o método logístico e projetar dispositivos de transferência.
4. Selecionar e projetar dispositivos auxiliares.
5. Projete o layout geral da linha.
6. Elabore o desenho de conexão com as dimensões gerais.
7. Projete o sistema de controle da linha.
8. Elabore instruções de operação e precauções de manutenção.