LINEAS
TRANSFER
Automatización de Fabricación
Avanzada
Introducción

Las líneas transfer se emplean para producir altas
cantidades de piezas que requieren múltiples
operaciones ...
Tipos de partes

Operaciones típicas de fresadora, tales como barrenado,
fresado y similares operaciones hechas por cortad...
Limitaciones

Una línea transfer se diseña para una sola parte e
involucra un diseño especial, mucha automatización y
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Condiciones necesarias para invertir en una
línea transfer

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Beneficios de las líneas transfer

‡ Bajo contenido de mano de obra.
‡ Bajo costo del producto, porque el costo fijo del
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FUNDAMENTOS DE LINEAS TRANSFER
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Fundamentos de líneas transfer
‡ El número de piezas en la línea puede ser igual al número de estaciones.
‡ Si hay almacén...
Tarimas
Dependiendo de la geometría de una parte, la línea de
transferencia puede necesitar un dispositivo con
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Precisión de las tarimas

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precisión pues las piezas que en ellas se transpor...
Características de los dispositivos para
líneas transfer

Las partes a procesar deberán tener al menos una cara
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Línea transfer libre

Así se les llama a las líneas transfer que no usan
tarimas. En su lugar , en cada estación son posic...
Configuraciones de líneas transfer

Puede haber tres tipos :
1. Línea transfer en línea. Como Fig 18.1 para partes
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Línea transfer rotatoria

Las partes de trabajo son sujetadas a los dispositivos que
están alrededor de la mesa circular, ...
Ejemplos típicos de líneas transfer

Enseguida se pueden ver dos líneas transfer y sus
características en la Fig 18.3
Mecanismos de transferencia de las partes
de trabajo
Los mecanismos que mueven las partes entre estaciones
de trabajo, nor...
Líneas transfer asíncronas

También tienen ciertas ventajas :
1. Mayor flexibilidad.
2. Se necesitan menos dispositivos en...
Tipos de mecanismos de transferencia
Hay dos tipos :
1. Sistemas de transporte lineal.
2. Mecanismos divisores rotatorios ...
Sistemas de transporte en líneas transfer

La Fig 18.5 muestra un transportador de cadena con
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Sistemas transfer de viga móvil

En la Fig 18.6 se muestra este sistema que consiste de
dos vigas. Una es fija y la otra (...
Mecanismos de división rotatoria

Existen varios mecanismos para lograr el movimiento
rotacional indexado en una mesa redo...
Mecanismo Ginebra ( Geneva ) o Cruz de Malta
Mecanismo de leva de tambor y seguidor.
Mecanismo divisor de leva de tambor y seguidor
Amortiguador de almacenamiento

Las líneas de producción automáticas, pueden ser
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Control de la Línea de Producción

El control de una máquina automatizada es complejo
debido a el gran número de actividad...
Control de las funciones

En la operación de una línea transfer se tienen tres
funciones básicas de control :
1. Control d...
Control de secuencia

Como mínimo, se debe liberar la parte de su última estación
de trabajo, transportarse, localizar, su...
Monitoreo de seguridad
Esta función asegura que el equipo no trabaje bajo
condiciones inseguras.
Cuida del trabajador y de...
Control de Calidad
Algunas características de calidad se monitorean con esta
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Control Instantáneo

Este control detiene inmediatamente al detectar un defecto
o mal funcionamiento. Para evitar sea muy ...
Control de Memoria

Este control es para mantener la línea operando. Se
emplea cuando se trata de errores al azar y poco
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Controladores de línea transfer

Hasta antes de 1970, los controles fueron a base de
relevadores electromecánicos, pero al...
Ventajas de controles computarizados
1. Se puede agregar software mejorado con funciones
no existentes al hacer el primer ...
Aplicaciones de las líneas automatizadas de
producción

Se emplean para ensamble y para operaciones de proceso.
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Líneas transfer de maquinado

Las primeras líneas transfer se hicieron para
maquinar partes automotrices y sigue siendo la...
Líneas transfer de maquinado
Son los equipos más automatizados y que pueden
efectuar el mayor número de operaciones y para...
Actualización de líneas transfer
Las necesidades impuestas por los mercados
globalizados han hecho que los diseños de las ...
Maquinas transfer rotatorias
Estas máquinas pueden tener básicamente dos
configuraciones :
1. La máquina de columna centra...
Sistemas de diseño y desarrollo de Máquinas
Transfer
Hay dos alternativas para construir una línea transfer:
1. Convocar a...
Líneas Transfer hechas con equipo regular

Cuando una empresa tiene equipo en planta que puede
usar en la nueva línea y el...
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PRESENTACION
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  1. 1. LINEAS TRANSFER Automatización de Fabricación Avanzada
  2. 2. Introducción Las líneas transfer se emplean para producir altas cantidades de piezas que requieren múltiples operaciones en su proceso. Cada operación de proceso se hace en una estación de trabajo y todas las estaciones de trabajo están integradas físicamente por medio de un sistema de transporte mecanizado que forma una línea automatizada de producción.
  3. 3. Tipos de partes Operaciones típicas de fresadora, tales como barrenado, fresado y similares operaciones hechas por cortadores rotatorios, son las comunes en partes hechas en líneas transfer. Las líneas transfer también se denominan máquinas transfer.
  4. 4. Limitaciones Una línea transfer se diseña para una sola parte e involucra un diseño especial, mucha automatización y cuando se termina la demanda de esa parte, es casi imposible que se pueda reacondicionar para otro uso. Es muy común su empleo en la industria de partes automotrices.
  5. 5. Condiciones necesarias para invertir en una línea transfer Esta líneas automatizadas de producción requieren de alta inversión de capital. Por ello es apropiada la inversión solo cuando: ‡ Existe una alta demanda del producto. ‡ El diseño del producto es estable ( no es flexible a cambios ). ‡ La vida del producto es larga. ‡ Hay operaciones múltiples para manufacturar el producto.
  6. 6. Beneficios de las líneas transfer ‡ Bajo contenido de mano de obra. ‡ Bajo costo del producto, porque el costo fijo del ducto se divide entre una enorme cantidad de unidades. ‡ Alta velocidad de producción. ‡ Tiempo de entrega de producción y trabajo en proceso se minimizan. ‡ El espacio de piso se minimiza.
  7. 7. FUNDAMENTOS DE LINEAS TRANSFER En la Fig 18.1 se muestra la configuración general de una línea transfer. Se observa lo siguiente : ‡ La materia prima entra en un extremo. ‡ Los procesos se hacen sucesivamente. ‡ La línea incluye estaciones de inspección, para efectuar verificaciones de calidad intermedias. ‡ También hay estaciones manuales que no conviene automatizar. ‡ Cada estación realiza una operación diferente de tal forma que la suma de las operaciones completa una unidad de trabajo. ‡ Simultáneamente se procesa una pieza en cada estación.
  8. 8. Fundamentos de líneas transfer ‡ El número de piezas en la línea puede ser igual al número de estaciones. ‡ Si hay almacén temporal de partes en cada estación, entonces, el número de partes en la línea será mayor que el número de estaciones. ‡ La línea transfer opera en ciclos. Cada ciclo de proceso consiste de tiempo de proceso más tiempo de para transferir la parte a la siguiente estación. ‡ La estación más lenta establece la velocidad de la línea, igual que en una línea de ensamble.
  9. 9. Tarimas Dependiendo de la geometría de una parte, la línea de transferencia puede necesitar un dispositivo con forma de tarima que la sujete y ayude a trasladarla. El dispositivo con tarima esta diseñado para : ‡ Localizar con precisión la parte con relación a la base de la tarima ‡ Que se pueda mover, localizar y sujetar con precisión en las estaciones sucesivas de la línea. ‡ Si la parte está localizada y sujetada con precisión respecto a la base, y ésta tiene un registro preciso en la estación, entonces la parte está perfectamente localizada para la operación de cada estación.
  10. 10. Precisión de las tarimas De hecho las tarimas son dispositivos de gran precisión pues las piezas que en ellas se transportan y también son procesadas, tienen características con tolerancias de milésimas de pulgadas o centésimas de milímetro. Las líneas que usan tarimas se denominan líneas transfer con tarimas.
  11. 11. Características de los dispositivos para líneas transfer Las partes a procesar deberán tener al menos una cara plana maquinada y uno o dos barrenos maquinados para localización correcta. La sujeción es en base a dispositivos que son activados por pistones hidráulicos o neumáticos. Para desmontar las piezas se usan los mismos elementos actuadores.
  12. 12. Línea transfer libre Así se les llama a las líneas transfer que no usan tarimas. En su lugar , en cada estación son posicionadas . Sin embargo la geometría de algunas partes hacen obligatorio el uso de dispositivos en tarima. Cuando termina una parte el ciclo completo de la línea transfer, se debe tener algún medio para regresar el dispositivo y su tarima al principio del ciclo.0
  13. 13. Configuraciones de líneas transfer Puede haber tres tipos : 1. Línea transfer en línea. Como Fig 18.1 para partes grandes. 2. Líneas segmentadas, como en Fig 18.2 3. Línea transfer rotatoria. Ver Figura 18.4
  14. 14. Línea transfer rotatoria Las partes de trabajo son sujetadas a los dispositivos que están alrededor de la mesa circular, mientras esta mesa gira en movimientos angulares fijos, para presentar las piezas a la estación de trabajo y sean procesadas. Este equipo a veces se le llama máquina indexadora . Aunque no se le puede llamar línea de producción, su operación es muy similar. Generalmente es para piezas pequeñas y pocas estaciones de trabajo.
  15. 15. Ejemplos típicos de líneas transfer Enseguida se pueden ver dos líneas transfer y sus características en la Fig 18.3
  16. 16. Mecanismos de transferencia de las partes de trabajo Los mecanismos que mueven las partes entre estaciones de trabajo, normalmente son síncronas, donde todas las unidades de trabajo se mueven simultáneamente entre estaciones con un movimiento rápido y discontinuo y luego posicionan las piezas en su estación respectiva. Este sistema es ideal para líneas automatizadas. También hay sistemas de transporte asíncronos, pero son escasos. La pieza abandona una estación al terminar, pero al llegar a la siguiente puede haber otras piezas en espera. No se puede controlar el rendimiento de la mano de obra.
  17. 17. Líneas transfer asíncronas También tienen ciertas ventajas : 1. Mayor flexibilidad. 2. Se necesitan menos dispositivos en tarima. 3. Son más fácil de reconfigurar o hacer expansiones
  18. 18. Tipos de mecanismos de transferencia Hay dos tipos : 1. Sistemas de transporte lineal. 2. Mecanismos divisores rotatorios para sistemas de mesa índex. Sistemas transfer lineales Son transportadores de rodillos, transportadores de banda, transportadores jalados por cadena o transportadores con carros, todos motorizados.
  19. 19. Sistemas de transporte en líneas transfer La Fig 18.5 muestra un transportador de cadena con carros montados, cuyo movimiento puede ser contínuo o intermitente . También pueden tener banda que permite deslizamiento de las piezas para uso intermitente mediante mecanismos de paro o pistones verticales con precisión de ± 0.005´ o (±0.12 mm)
  20. 20. Sistemas transfer de viga móvil En la Fig 18.6 se muestra este sistema que consiste de dos vigas. Una es fija y la otra (interna) tiene un movimiento hacia arriba, hacia adelante , hacia abajo y luego hacia atrás. De esta forma las partes avanzan el mismo espacio de manera sincronizada hacia la siguiente estación de trabajo.
  21. 21. Mecanismos de división rotatoria Existen varios mecanismos para lograr el movimiento rotacional indexado en una mesa redonda. Ejemplos de ellos son la cruz de Malta o mecanismo Ginebra y también el mecanismo de leva y seguidor. Existen otros mecanismos también. Enseguida están dibujos y fotos de ellos.
  22. 22. Mecanismo Ginebra ( Geneva ) o Cruz de Malta
  23. 23. Mecanismo de leva de tambor y seguidor.
  24. 24. Mecanismo divisor de leva de tambor y seguidor
  25. 25. Amortiguador de almacenamiento Las líneas de producción automáticas, pueden ser diseñadas con amortiguadores de almacenamiento, los cuales pueden detener temporalmente partes, que se pasan a la línea para seguir el proceso cuando se necesite. Pueden ser manuales o automáticos. Ver Fig 18.9
  26. 26. Control de la Línea de Producción El control de una máquina automatizada es complejo debido a el gran número de actividades secuenciales y simultáneas que se deben hacer durante la operación de la línea. Enseguida se verán las funciones básicas que se necesitan para que la línea funcione y las características de los controladores usados.
  27. 27. Control de las funciones En la operación de una línea transfer se tienen tres funciones básicas de control : 1. Control de secuencia. 2. Monitoreo de seguridad. 3. Control de Calidad.
  28. 28. Control de secuencia Como mínimo, se debe liberar la parte de su última estación de trabajo, transportarse, localizar, sujetar en su posición, luego los cabezales de trabajo hacen su rutina programada y lo mismo para las siguientes estaciones. El control de secuencia es básico en una línea transfer de producción.
  29. 29. Monitoreo de seguridad Esta función asegura que el equipo no trabaje bajo condiciones inseguras. Cuida del trabajador y de la máquina. Además de los sensores para la secuencia, debe tener sensores (interlocks) que sirvan de candado para evitar la máquina opere cuando se hace mantenimiento; detectores de baja presión en los cilindros de sujeción; detección de incorrecta posición de la parte de trabajo; detectores de calor o humo; sistemas de detección de intrusos en áreas no permitidas; etc.
  30. 30. Control de Calidad Algunas características de calidad se monitorean con esta función de control de calidad. El objetivo es rechazar partes mal hechas en ese proceso. Algunas veces se incorpora el control en la estación de trabajo. Otras veces hay estaciones separadas de inspección. La pregunta es : ¿ detener la línea o continuar produciendo piezas malas ? La respuesta es control instantáneo y control de memoria
  31. 31. Control Instantáneo Este control detiene inmediatamente al detectar un defecto o mal funcionamiento. Para evitar sea muy costoso el detener la línea ( usar el tiempo mínimo ), se debe agregar elementos de diagnóstico que nos indiquen de manera inmediata la localización y causa. Se recomienda este control para problemas serios de seguridad y para evitar problemas que se repetirían en cada ciclo.
  32. 32. Control de Memoria Este control es para mantener la línea operando. Se emplea cuando se trata de errores al azar y poco frecuentes, de tal forma que la parte continúa en la línea, pero ya no se agregan procesos y al final se separa por el control de memoria que maneja la estación de clasificación. Para evitar producir todo mal desde la falla inicial, se debe incluir un contador de errores que decidirá donde se programe que es un problema contínuo y para la línea.
  33. 33. Controladores de línea transfer Hasta antes de 1970, los controles fueron a base de relevadores electromecánicos, pero al aparecer los PLC (controladores lógicos programables ), éstos se han encargado de las nuevas instalaciones. Más recientemente, se han usado PC (computadoras personales ) para obtener estas funciones de control de las líneas automatizadas.
  34. 34. Ventajas de controles computarizados 1. Se puede agregar software mejorado con funciones no existentes al hacer el primer diseño. 2. Se puede registrar resultados de rendimiento, confiabilidad del equipo y calidad del producto para fines de análisis posterior. Algunas veces se tienen que conservar para fines legales. 3. Diagnósticos rutinarios mejoran el mantenimiento y reducen los tiempos de reparación al anticipar fallas. 4. Generación automática de programas de mantenimiento preventivo. 5. Mejora la interfase humano-máquina.
  35. 35. Aplicaciones de las líneas automatizadas de producción Se emplean para ensamble y para operaciones de proceso. La más empleada es en procesos de maquinado. También es frecuente en corte y formado de metal, operaciones de rolado, soldadura de puntos de carrocerías automotrices, operaciones de pintura y cromado.
  36. 36. Líneas transfer de maquinado Las primeras líneas transfer se hicieron para maquinar partes automotrices y sigue siendo la más empleada. Las operaciones más comunes son : fresado, barrenado, rimado, machuelado, rectificado y otras operaciones de herramienta rotatoria. También hay líneas para torneado y calibrado, pero son mínimas.
  37. 37. Líneas transfer de maquinado Son los equipos más automatizados y que pueden efectuar el mayor número de operaciones y para acomodarse a diversas configuraciones geométricas obteniendo velocidades muy altas de producción. A mayor número de operaciones, la confiabilidad del sistema decrece. ‡ El transporte puede ser sincrónico o asincrónico. ‡ Las partes se pueden transportar con o sin tarimas, dependiendo de la geometría y facilidad de manejo. ‡ Las características de monitoreo y control pueden ser las necesarias para el mejor manejo de la línea.
  38. 38. Actualización de líneas transfer Las necesidades impuestas por los mercados globalizados han hecho que los diseños de las líneas transfer sean para un cambio fácil y rápido para poder fabricar diferentes partes en la misma línea. Se han convertido en una combinación de herramental fijo y máquinas de CNC, de tal forma que las diferencias en los productos se puedan acomodar en las estaciones CNC, mientras que las operaciones comunes se hacen en las estaciones de herramental fijo. La tendencia es, ir hacia los sistemas flexibles de manufactura (FMS).
  39. 39. Maquinas transfer rotatorias Estas máquinas pueden tener básicamente dos configuraciones : 1. La máquina de columna central, con cabezales en la columna central. Además tiene cabezales en las estaciones de la periferia, que pueden ser horizontales o angulares. Ver Fig 18.11. La mesa de trabajo es horizontal. 2. Las máquinas de mesa vertical (trunnion) , brindan la oportunidad de hacer operaciones por ambos lados de la mesa. Se pueden colocar cabezales en la periferia. En ambos casos, se pueden hacer solo partes pequeñas.
  40. 40. Sistemas de diseño y desarrollo de Máquinas Transfer Hay dos alternativas para construir una línea transfer: 1. Convocar a varios integradores a que presenten una propuesta a concurso y elegir la mejor técnicamente y en costo. 2. Usar equipo regular y unirlo en una línea transfer. Los integradores disponen de equipo ya fabricado o ellos lo hacen tales como bases de alimentación estándar cabezales, husillos, motores, mecanismos de transferencia, que se acoplan para las necesidades. La fig 18.12 y 18.13 muestra estos elementos.
  41. 41. Líneas Transfer hechas con equipo regular Cuando una empresa tiene equipo en planta que puede usar en la nueva línea y el personal capacitado para el diseño y puesta en marcha, entonces decide este camino. No va a depender de ingenieros externos, avanzarán más rápido por tener equipo disponible y además cuando terminen con este proyecto de producción, tendrán máquinas para poder usar individualmente.
  42. 42. FIN DE PRESENTACION

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