MANUFACTURA AVANZADA
AUTOR: HECTOR HINOSTROZA
Análisis de la Aplicación de un Robot
A continuación se hará un análisis
de la necesidad de instalación de un robot y los aspectos a considerar en su
factibilidad. Cuando la longitud total de la línea de un proceso es lo más
corta posible y los puntos de almacén son lo menos posible, el propósito de
instalación de un robot es la manipulación de piezas no muy disímiles entre sí.
Para considerar la factibilidad de su instalación debe
responderse a una serie de preguntas:
Producción Anual. Cuando se deben producir piezas variadas, estas deben ser de
características similares y la producción de cada lote como mínimo debe ocupar
un período de tiempo razonable.
ANALISIS DE UNA APLICACIÓN DE UN ROBOT
Almacenamiento Para la obtención de un flujo automático de material se debe almacenar piezas antes y después del grupo de máquinas que serán servidas por el robot. Las piezas pueden almacenarse en transportadores paso a paso, o en cajas de nivel regulable. Las plataformas inclinadas, alimentación y salida por gravedad, suelen emplearse en casos sencillos. El tamaño del almacén depende del volumen de producción. El operador que inspecciona las piezas que puede llenar y vaciar las cajas de almacenamiento.
Tiempo de Movimiento- El tiempo de maniobra requerido es determinado por la longitud total del camino y la máxima velocidad del robot. La mayoría de los Robots neumáticos, hidráulicos y eléctricos tienen velocidades máximas aproximadas a los 0.7 metros por segundo y desplazamientos angulares de 90º por segundo. Sin embargo cuando se trata de un robot neumático debe tenerse presente que la variación de velocidad con la carga es muy grande; y esto es particularmente importante cuando un Robot de este tipo está equipado con dos manos, ya que en el momento en que estas estén ocupadas la carga será el doble. El tiempo anual de uso puede ser calculado, cuando se compara el Robot con la labor total en igual período, pero no es posible hacerlo mediante la comparación con el tiempo de manipulación de una sola pieza.
Layout de Máquinas - Básicamente el layout puede ser circular o lineal. En una disposición circular un robot sirve a varias máquinas sin que las piezas se acumulen entre ellas. En un layout lineal cada robot sirve a una máquina en la línea y las piezas van siendo recolectadas en transportadores entre máquinas. Un transportador de almacenamiento debe ser capaz de tomar el total de la producción de una máquina durante el cambio de herramienta. En esta disposición (linear) la producción es mayor que en el sistema circular. Muchos Layouts requieren versiones especiales de robots con grados de libertad adicionales demandadas por el proceso.
Accesibilidad - La mano del robot está diseñada generalmente para un movimiento de entrada lateral, para lo cual es necesario disponer de espacios entre la herramienta y el punto de trabajo. El brazo del robot debe tener espacio para ingresar a la máquina en forma horizontal o vertical.
Dotación de Operación y Supervisión - La inspección visual de las piezas es manual en la mayoría de los casos. Las cajas de almacenamiento deben ser llenadas y vaciadas. 4 o 5 Robots que demanden estas tareas adicionales pueden ser supervisados por un solo hombre. La implementación de un Robot en un proceso productivo, tiene como objetivo fundamental disminuir los costos de producción mediante un mejor aprovechamiento de la capacidad productiva ya instalada.
Costo
de Implementación - El costo de esta Implementación está compuesto por los siguientes
elementos:
El Robot.
Las herramientas del efector final
Posible modificación de la máquina o
máquina-herramienta y herramientas.
Posible alteración del layout existente.
Equipos periféricos, transportadores, cajas
de almacenamiento.
Dispositivos de fijación y señalización.
Costo del trabajo de instalación.
Entrenamiento del personal para operación y
mantenimiento.
Puesta en marcha y puesta a punto.
EJEMPLO DE
APLICACIÓN DE UN ROBOT
Es cada vez más frecuente encontrar empresas, con un alto grado de automatización, que utilizan celdas de manufactura en sus procesos de fabricación. El uso de tales dispositivos les permite obtener altos grados de eficiencia en la producción, mantener estándares elevados de calidad y la capacidad de realizar, con rapidez, las modificaciones que requiere el proceso productivo, para adecuarse a nuevas necesidades del mercado. Aunque se pretende que una celda de manufactura permita adecuaciones eficientes; en la realidad, la reprogramación de una celda es una labor delicada y compleja. Adecuar una celda, para la fabricación de un nuevo producto, requiere de tiempo y de personal especializado; además, la celda debe detenerse durante el tiempo que dure la adecuación, interrumpiendo así el proceso productivo. Por razones similares, se dificulta el entrenamiento de personal en el manejo de celdas de manufactura y de robots en general, puesto que se requiere de equipo costoso y especializado dedicado a esta actividad. A las empresas les resulta imposible dedicarle, para el entrenamiento de su personal, el equipo que requieren para su producción. Por lo tanto, el personal es frecuentemente entrenado en condiciones deficientes y con elevados costos de operación.
Beneficios - Los beneficios que se obtienen al implementar un robot de este tipo son:
Reducción de la mano de obra.
Incremento de utilización de las máquinas.
Flexibilidad productiva.
Mejoramiento de la calidad.
Disminución de pasos en el proceso de
producción.
Mejoramiento de las condiciones de trabajo,
reducción de riesgos personales.
Mayor productividad.
Ahorro de materia prima y energía.
Flexibilidad total.
Seguridad: trabajos
peligrosos e insalubres.
Comodidad: trabajos repetitivos, monótonos y en posiciones forzadas.
Acumulación instantánea de experiencias.