Presentacin de PowerPoint

Sistemas Flexibles de Manufactura (FMS)

Sergio Andrs Corredor Garca Heiner Andrs HidalgoMarcos Antonio Balbuena buenoJuan Pablo Zuluaga Gmez

Programa de Ingeniera MecatrnicaUniversidad Autnoma del Caribe

Barranquilla, Septiembre 2014

Que es un sistema flexible de manufactura? (F.M.S)Un Sistema de Manufactura Flexible consiste de un grupo de estaciones de procesamiento (predominantemente maquinas herramientas CNC), interconectadas por medio de un sistema de manejo y recuperacin de material automtico.

Por que es flexible?El trmino Flexible viene de la capacidad de procesardiferentes estilos de partes simultneamente en variasestaciones de trabajo, y la mezcla de estilos y cantidades de produccin deben ajustarse en respuestaa la demanda.

Es flexible?Tener la habilidad para identificar y distinguir entre los diferentes estilos de partes o productos procesados en el sistema.Un cambio rpido de las instrucciones de operaciones.Un cambio rpido de las instalaciones fsicas de maquinado Nota: Flexibilidad aplica tanto a procesos manuales y automticos.

Pruebas de criterios de flexibilidad1. Prueba de Variedad de partes: Definir si el sistema puede operar diversidad de partes no en modo de lotes.2.Prueba de cambio de calendarizacin: Verificar si el sistema puede aceptar cambios en la calendarizacin de la produccin, ya sea por mezcla de partes o cantidades de produccin.

3. Prueba de recuperacin de Errores: El sistema se puede recuperar de fallas en el equipo y paros de la produccin, de manera que la produccin no se detenga Completamente. 4. Prueba de la parte nueva: Verificar que nuevas partes o diseos puedan ser introducidas en una mezcla de producto existente

TIPOS DE FLEXIBILIDAD

OTRO TIPO DE CLASIFICACION POR FLEXIBILIDADFMS dedicadosFMS de orden aleatorio

OBJETIVOSIncremento de la utilizacin del equipo y capital.Reduce al inventario en proceso y el tiempo de preparacin.Reduce substancialmente el tiempo de ciclo.Reduccin de inventario y pequeos lotes.Reduccin de fuerza de trabajo.Facilidad para adaptarse rpidamente a los cambios de diseo.Consistencia en la calidad.Reduccin del riesgo como resultado del fracaso de un productoControl gerencial conciso. Mejoramiento de la imagen en el mercado y la credibilidad. Reduce el requerimiento de espacio en el piso de produccin

10/09/201412Vdeo

Tipos de FMSTipos de operacin:Operaciones de procesamiento.Operaciones de ensamble

Otras:Numero de maquinas.Nivel de flexibilidad.

Nmero de maquinasCelda de una sola maquina. (Tipo I A).Celda de manufactura flexible. (Tipo II A).Sistema de manufactura (Tipo III A).

Celda de una sola maquinaConsiste de un centro de maquinado CNC combinado de un sistema de almacenamiento de partes para la operacin sin atender.

Celda flexible de manufacturaConsiste de dos a tres estaciones de procesamiento mas un sistema de manejo de materiales.

Sistema flexible de manufacturaTiene cuatro o mas estaciones de procesamiento conectadas por un sistema de manejo de partes y un sistema de computo distribuido.

Clasificacin por flexibilidadSe pueden distinguir dos categorasFMS dedicadosFMS de orden aleatorio

FMS DedicadoEst diseado para producir una variedad limitada de estilos de partes y el total de partes a fabricar se conoce con anticipacin por el sistema.

FMS de orden aleatorioEs mas apropiado cuando la familia de partes es grande, hay variaciones substanciales de la configuracin de partes dados a los cambios e inclusiones en la ingeniera de la nuevas partes.

FMS de orden aleatorio

Desarrollos tecnolgicos fundamentales en el FMSCADCAMCAD/CAMSMEDCNC

CADComputer aided desing o diseo asistido por computadora.

Software que permite el desarrollo de modelos, fciles de visualizar, fciles de rehacer y fciles de dimensionar.

CAMComputer aided manufacturing o manufactura asistida por computadora.

Permite la planeacin y programacin de mtodos de fabricacin.

CAD/CAMCon la implementacin de estas dos tecnologas todas las operaciones pueden ser monitoreadas en tiempo real y as mismo corregidas simultneamente.

SMEDSingle, Minute, exchange die o cambio rpido de herramienta o formato.

Sistema rotativo de portaherramientas de variadas formas y tamaos, que segn el diseo permite un acomodo instantneo.

CNCComputer numerical control o control numrico computarizado.

Un sistema de automatizacin de maquinas herramientas que son operadas mediante comandos programados en un medio de almacenamiento.

Componentes de un FMSEstaciones de Trabajo.Tipos de distribuciones de plantas.Manejo de materiales.Sistemas de control computarizados.Recursos humanos.

Estaciones de Trabajo Tipo de trabajo completado en el sistema:Estacin de carga y descargaEstacin de maquinadoEstacin de procesamiento adicionalEnsambleOtras estaciones de servicio

Estacin de carga y descargaInterface fsica.Entrada materia prima y salida producto.Puede ser automtico.Incluye y requiere:Unidad de entrada de datosManejo correcto los pallets o sujeciones usadasLa pieza debe estar central y limpia

Estaciones de maquinadoCentros de maquinado CNC:FlexiblesMltiples herramientasPaletizacinFlexibilidad de programacinComunicacin con todo el sistema de manufacturaTornos CNC:Usados para piezas rotacionalesFresadoras CNC:Piezas rectangulares

Estaciones de maquinado10/09/201432Vdeo

Estrategias de Control10/09/201433

Estrategias de control10/09/201434

Estrategias de control

Estaciones de procesamiento adicionalesAplicacin a otras operaciones:Procesos de laminado metlicoPrensaForjaProcesamientos termoqumicosCortadoras lser FotolitografaProcesos qumicos Procesos industria textil

EnsambleOperaciones de ensamble.Robots industriales en estaciones de trabajo:Ensamble de componentes electrnicos Ensamble de partes de automviles

EnsambleVdeo

Otras estaciones de equipoEstaciones de inspeccin:Maquinas coordinadas de posicinMaquinas de visinEstacin de medicin de parmetros especficos al proceso.Estacin para limpiezaEstacin de enfriamientoEstacin de remocin de rebabas

Otras estaciones de equipo10/09/201440Vdeo

Tipo de distribucin de plantaEspecificar:Nmero y diseo de las plataformas y tipos de accesorios del sistema.Crear y organizar:Planeacin Programacin Estrategias de control

En lneaEn cicloEn escaleraEn campo abiertoCentrada en un robot

LneaSistema de transferencia lineal.Limitado flujo de direccin.

CicloTransportador con estaciones ubicadas a su alrededor.

Se puede acceder a cualquier maquinas desde cualquier otra Diferentes secuencias de maquinado.

Ciclo

Ciclo

EscaleraDiferentes secuencias de procesamiento de las partes.

46

Campo abiertoEs mas compleja debido a la variedad de ciclos enlazados.Manejo de materiales por AVG.

47

Centrada en robotConsiste en un robot, cuyo volumen de trabajo incluye las estaciones de carga y descarga.

Centrada en robot

Manejo de materialesSistema eficiente que garantice movimiento con exactitud y a bajo costo.Mover partes entre las estaciones de trabajo.Capacidad limita para almacenar partes.Transporte por:RodillosCarros enganchado en el pisoVehculos guiados automticamente (AVG)Robots industrialesAlto requerimiento.

Sistemas de control computarizadoUn sistema de manufactura flexible incluye un sistema de distribucin computarizado que es la interface entre las estaciones de trabajo, manejo de materiales y otros componentes. Normalmente consisten de una computadora central y microcomputadoras que controlan las mquinas individuales.

Categoras de Sistema de Control Computarizado

Estaciones de control: las estaciones de proceso o ensamble generalmente operan bajo alguna forma de control computarizado.

Distribucin de las instrucciones de control en las estaciones de trabajo: es el centro de inteligencia que se encarga de coordinar las estaciones individuales.

Control de produccin: se encarga de disear la ruta del proceso y proveer las instrucciones de operacin.

Control de trafico: administra el manejo de los principales materiales entre las diversas estaciones.

Shuttle control: administra el manejo de los materiales secundarios entre las estaciones.

Categoras de sistema de control computarizado

Monitoreo de piezas: la computadora monitorea el status de cada carga de materiales o piezas.

Control de herramientas: administra la ubicacin de las herramientas, as como su mantenimiento y estado.

Monitoreo de desempeo: la computadora se programa para colectar datos de operacin y hacer reportes peridicos.

Recursos HumanosActividades tpicamente desarrolladas por humanos:Carga de materias primas al sistema.

Descarga de piezas terminadas.

Cambio y ajuste de herramientas.

Mantenimiento y reparacin de herramientas.

Programar los sistemas de maquinado y computadoras.

Administrar el sistema en general.

Cmo trabaja un FMS?Un FMS trabaja mediante la integracin de tres grandes grupos:La tecnologa de ManufacturaLa Manufactura Integrada por Computadora (CIM)RobotsDe la siguiente manera:

Cmo se comporta?A partir de la informacin del plan de produccin se cargan las partes y las herramientas en los porta piezas .El sistema de computo carga las maquinas con los programas de control numrico y ordena el transporte de las piezas a las maquinas. Las piezas se montan en la maquina y se realiza el cambio de herramientas. Una vez que la maquina termina el trabajo sobre un grupo de piezas, estas retornan a los porta piezas para transportarlos automticamente a otra seccin de trabajo. Las operaciones de control de calidad se realizan en cada estacin.

Otro tipo de clasificacinDe espectro reducido: Producen un numero limitado de partes con pequeas diferencias en geometra o diseo.De alto espectro: Producen familias de partes numerosas con variaciones sustanciales en la configuracin de las partes y en la secuencia de operaciones

Otro tipo de clasificacinVdeo

Ventajas competitivasUn sistema de Manufactura flexible permite fabricar un numero significativo de productos. Nos permite tener una mayor sensibilidad a los cambios del mercado.

Ventajas competitivasCada maquina es capaz de realizar muchas operaciones e intercambiar herramientas con rapidez.Cuenta con un sistema de computo muy poderoso

Ventajas competitivasUna empresa que utiliza un FMS tiene mayores oportunidades de seguir prosperando en el merado que las que no responden de manera rpida a los cambios.

Ejemplo verdicoSegn C&K Management Limited, Yamazaki Machinery Company, instal un sistema FMS para toda su planta que le cost 18 millones.

Beneficios o mejorasNumero de maquinas usadas se redujo de 68 a 18Numero de trabajadores de 215 a 12.Espacio en planta de 103.000 ft3 a 30.000 ft3Tiempo de proceso de 35 das a 1.5 das

Tasa de retorno del 10% cuando los ahorros de implementacin fueron de 7 millones y los ahorros pronosticados fueron de 1.5 millones por ao durante los prximos 20 aos.

Beneficios Incremento de la utilizacin de las maquinas.Menor cantidad de maquinas requeridas.Reduccin de espacio de rea de maquinas requerido.Gran respuesta ante los cambios.Reduccin de inventarios.Menores tiempos de entrega.Reduce la cantidad de gente en planta.Oportunidad de desatender la produccin.

Consideraciones para el diseoFamilia de partes.Requerimientos del proceso.Caractersticas de las piezas a trabajar.Volumen de la produccin.

Problemas a resolverProgramar la produccin.Cargar la maquina.Ruta de las partes.Agrupacin de partes.Administracin de las herramientas.Ubicacin de dispositivos de almacn.

VentajasReduce inventario, debido a la precisin en la planificacin.Reduce errores.Tiene la habilidad de aumentar o disminuir fcilmente la cantidad a producir. Mejora la calidad en produccin debido a que el proceso es automatizado. La flexibilidad logra ser la ventaja competitiva para la empresa.

DesventajasCosto, su inversin inicial es muy alta.Requiere una buena planificacin.Problemas de adaptacin con la tecnologa nueva.La maquinaria es limitada para crear diferentes mezclas de productos.

10/09/201469Vdeo

Bibliografa Fabricacin asistida por ordenador, Escuela Tcnica Superior de Ingeniera, Departamento de Ingeniera Mecnica Bilbao.Manufactura simple.II Sistema de manufactura flexible (FMS).Sesin 13, Manufactura flexible-conceptos y generalidades distribucin planta (layout).Sistema de fabricacin flexible: FMS, Ing. Carlos E. Flores R, simee_sa@yahoo.com.mx10/09/201470

Bibliografa de videosTodos los videos fueron tomados de YouTube:

CNC & FMS Flexible Manufacturing system Lab. Simulation.Centro de torneamento CNC NCY-32M-Turrettini Ltda.KUKA assembly assistant @ AUTOMATICA 2014Leica T Scan 3D, Laser Scanner for Robotic Inspection10/09/201471

MUCHAS GRACIAS!!10/09/201472