lineas transfer

1. LINEAS
TRANSFER
Automatización de Fabricación
Avanzada

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. 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. 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. 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. 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. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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

14. 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

18. 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.

19. Ejemplos típicos de líneas transfer
Enseguida se pueden ver dos líneas transfer y sus
características en la Fig 18.3

21. 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.

22. 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

23. 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.

24. 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)

27. 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.

29. 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.

30. Mecanismo Ginebra ( Geneva ) o Cruz de Malta

32. Mecanismo de leva de tambor y seguidor.

33. Mecanismo divisor de leva de tambor y seguidor

34. 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

36. 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.

37. 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.

38. 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.

39. 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.

40. 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

41. 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.

42. 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.

43. 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.

44. 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.

45. 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.

46. 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.

47. 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.

48. 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).

49. 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.

51. 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.

54. 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.

55. FIN DE
PRESENTACION