DOCUMENTAL AUTOMATIZACION Y CONTROL NUMERICO

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La automatización es un concepto evolutivo más que revolucionario. En las plantas de manufactura, se ha implementado sobre todo en las siguientes áreas básicas de actividad:

Procesos de manufactura: las operaciones de maquinado, forjado, extrusión en frío, fundición, metalurgia de polvos y rectificado son ejemplos principales de procesos que se han automatizado ampliamente.

Manejo y movimiento de materiales: los materiales y las partes en diversas etapas de terminación se movilizan a través de una planta mediante equipo controlado por computadora, con poca o ninguna guía humana.

Inspección: se inspeccionan automáticamente la precisión dimensional, el acabado superficial, la calidad y diversas características específicas de las partes mientras se fabrican (inspección en proceso).

Ensamble: las partes manufacturadas individualmente y los componentes se ensamblan de manera automática como subensambles y ensambles para formar un producto.

Empaque: los productos se empacan automáticamente para su envío.

Evolución de la Automatización

Algunos de los procesos de trabajo mecánico se desarrollaron desde el año 4000 a.C., sin embargo, no fue sino hasta el inicio de la Revolución Industrial, en la década de 1750 (también conocida como Primera Revolución Industrial), cuando se empezó a introducir la automatización en la producción de bienes. Las máquinas herramienta (como los tornos de torreta, las máquinas automáticas de tornillo y el equipo automático de fabricación de botellas) comenzaron a desarrollarse a finales del siglo XIX. Las técnicas de producción en masa y las máquinas de transferencia se desarrollaron en la década de 1920. Estas máquinas tenían mecanismos automáticos fijos y se diseñaron para fabricar productos específicos, bien representados por la industria automotriz, que producía vehículos de pasajeros a alta velocidad de producción y bajo costo.

La innovación más importante en la automatización se inició con el control numérico (NC) de las máquinas herramienta. A partir de este desarrollo histórico, ha habido un rápido avance en la automatización de la mayoría de los aspectos de manufactura. Estos desarrollos comprenden la introducción de computadoras en la automatización, control numérico computarizado (CNC), control adaptable (AC), robots industriales, diseño, ingeniería y manufactura asistidos por computadora (CAD/CAE/CAM) y sistemas de manufactura integrados por computadora (CIM).

La manufactura comprende diversos niveles de automatización, dependiendo de los procesos utilizados, el producto deseado y los volúmenes de producción. Los sistemas de manufactura, en orden creciente de automatización, incluyen las siguientes clasificaciones:

Trabajos de taller (Job shops): en estas instalaciones se utilizan máquinas de propósito general y centros de maquinado con altos niveles de participación de mano de obra.

Producción autónoma de NC: utiliza máquinas de control numérico, pero con una interacción significativa operador/máquina.

Celdas de manufactura: utilizan un conjunto diseñado de máquinas con control integrado por computadora y manejo flexible de materiales, a menudo con robots industriales.

Sistemas flexibles de manufactura: utilizan control por computadora de todos los aspectos de la manufactura, incorporación simultánea de varias celdas de manufactura y sistemas automatizados de manejo de materiales.

Líneas flexibles de manufactura: organizan la maquinaria controlada por computadora en líneas de producción en lugar de celdas. La transferencia de partes se efectúa mediante automatización rígida y el flujo de productos es más limitado que en los sistemas de manufactura flexibles, pero el rendimiento es mayor para cantidades de producción superiores.

Líneas de flujo y líneas de transferencia: constan de agrupamientos organizados de maquinaria con manejo automatizado de materiales entre las máquinas. La línea de manufactura está diseñada con flexibilidad limitada o sin ella, ya que el objetivo es producir una sola parte.

Implementación de la Automatización

La automatización tiene los siguientes objetivos principales:

- Integrar diversos aspectos de las operaciones de manufactura de manera que se mejoren la calidad y uniformidad de los productos, se minimicen los tiempos y esfuerzos de los ciclos y se reduzcan los costos de mano de obra.

- Mejorar la productividad reduciendo los costos de manufactura mediante un mejor control de la producción. Las partes se cargan, alimentan y descargan en las máquinas de modo más eficiente, las máquinas se utilizan de manera más efectiva y la producción se organiza en forma más eficaz.

- Mejorar la calidad utilizando procesos de mayor repetibilidad.

- Reducir la participación humana, el aburrimiento y de esta manera la posibilidad del error humano.

- Reducir el daño de las piezas de trabajo causado por el manejo manual de las partes.

- Elevar el nivel de seguridad del personal, sobre todo en condiciones de trabajo peligrosas.

- Economizar el espacio de piso en la planta arreglando las máquinas, el manejo y el movimiento de materiales y equipo auxiliar de manera más eficiente.

Aplicaciones de la Automatización

La automatización puede aplicarse a la manufactura de todo tipo de productos, desde materias primas hasta artículos terminados, y a la producción en general, desde talleres hasta grandes instalaciones de manufactura. La decisión de automatizar una instalación de producción nueva o existente requiere tomar en cuenta las siguientes consideraciones adicionales:

- Tipo de producto manufacturado.

- Cantidad y capacidad de producción requeridas.

- Fase particular de la operación de manufactura que se automatizará.

- Nivel de habilidad en la fuerza de trabajo disponible.

- Cualquier problema de confiabilidad y mantenimiento que pueda asociarse con los sistemas automatizados.

- Economía del proceso.

Debido a que la automatización generalmente comprende un alto costo inicial del equipo y requiere conocimiento sobre los principios