CIM 07 - Producción (FMS, Robótica, AGVs, ASRS)

Luis Pedraza. Automática (09/10)
SISTEMAS
DE
FABRICACIÓN
FLEXIBLE

INGENIERÍA
DE
PRODUCCIÓN

• Sistemas
de
fabricación
ﬂexible.

•  Un
sistema
de
fabricación
ﬂexible
(FMS)
es
un
grupo
de

máquinas
herramienta
con
control
numérico
que
permiten

procesar
un
conjunto
de
piezas,
con
un
sistema
automá4co
de

manejo
de
materiales,
y
un
control
central
para
gesBonar
el
uso

de
recursos,
de
forma
que
el
sistema
se
adapte

automá4camente
a
cambios
del
producto
a
fabricar
y
a
los

niveles
de
producción.

INGENIERÍA
DE
PRODUCCIÓN

•  Sistema
de
fabricación
ﬂexible.

Moxa C320

NPort Server Pro (especificaciones pdf)

INGENIERÍA
DE
PRODUCCIÓN

•  Sistema
de
fabricación
ﬂexible.

Shuttleworth conveyor

INGENIERÍA
DE
PRODUCCIÓN

•  Sistema
de
fabricación
ﬂexible.

•  Niveles.

•  Nivel
de
empresa.

•  Nivel
de
sistema.

•  Nivel
de
célula.

•  Nivel
de
máquina.

•  Nivel
de
disposi4vo.

INGENIERÍA
DE
PRODUCCIÓN

•  Sistema
de
fabricación
ﬂexible.

•  Nivel
de
empresa.

•  Preparación
de
los
programas
de
computador.

•  Código
para
los
sistemas
de
producción
y
máquinas.

•  Ordenes
de
compra
de
materias
primas.

•  Documentos
de
embarque
para
los
productos
terminados.

•  GesBón
de
la
producción
en
la
célula.

INGENIERÍA
DE
PRODUCCIÓN

•  Sistema
de
fabricación
ﬂexible.

•  Nivel
de
sistema.

•  Carga
y
descarga
del
soLware
de
producción
en
las
máquinas.

•  Sincronización
de
operaciones
en
la
célula.

•  Calibración
y
establecimiento
de
herramientas.

•  Inventario
de
materias
primas,
productos
acabados
y
herramientas

uBlizadas.

INGENIERÍA
DE
PRODUCCIÓN

•  Sistema
de
fabricación
ﬂexible.

•  Nivel
de
célula.

•  Células
de
mecanizado.

•  Calibración
central
de
la
célula.

•  Carga
y
descarga
de
material
en
las
estaciones.

•  Control
de
calidad
de
la
célula.

INGENIERÍA
DE
PRODUCCIÓN

•  Célula
ﬂexible.


INGENIERÍA
DE
PRODUCCIÓN

•  Célula
ﬂexible

•  SMC
InternaBonal
Training:
FMS200

•  PrácBca
uniovi
(pdf)

•  Vídeo

1.  Estación 1: Colocación de bases
2.  Estación 2: Inserción de
rodamientos
3.  Estación 3: Prensa hidráulica
4.  Estación 4: Inserción de ejes
5.  Estación 5: Inserción de tornillos
6.  Estación 6: Atornillado
robotizado
7.  Estación 8: Almacén

INGENIERÍA
DE
PRODUCCIÓN

•  Sistema
de
fabricación
ﬂexible.

•  Nivel
de
máquina.

•  Centros
de
mecanizado.
(CNC).

•  Operaciones
manuales.

•  Control
de
calidad
de
las
máquinas.

•  Calibración
de
la
máquina.

•  Compensación
de
desgaste
de
herramientas.

INGENIERÍA
DE
PRODUCCIÓN

•  Sistema
de
fabricación
ﬂexible.

•  Nivel
de
disposi4vo.

•  Sensores.

•  Actuadores

•  Eléctricos

•  NeumáBcos
e
hidráulicos.

•  Componentes
hidráulicos
y
neumáBcos.

•  Componentes
eléctricos.

•  Conectores.

Célula Flexible de Fabricación – implica a una o más máquinas que, de forma
automática, producen familias de piezas de características similares. Típicamente
integran la manipulación de la pieza y de la herramienta.


Centro de
mecanizado

Centro de
mecanizado
flexible

Sistema de
Variedad

fabricación flexible

Línea transfer

Línea de flujo
continuo

Productividad

Nota:

—  El
gráfico
anterior
es
únicamente
indica4vo
pues
cada
vez

es
más
frecuente

encontrar
soluciones
innovadoras
que

combinan
varias
de
las
configuraciones
comentadas.

—  Es
habitual
encontrar
células
localizadas
de
soldadura
o

pintura
integradas
dentro
de
las
líneas
transfer
comunes

en
automoción
o
células
de
ensamblado
en
líneas
de

producción
de
disposiBvos
electrónicos.

—  El
gran
crecimiento
que
la
variedad
de
la
demanda
está

experimentando
en
los
úlBmos
años
da
lugar
a
soluciones

cada
vez
más
variadas
y
con
mayores
prestaciones
en

cuanto
a
flexibilidad.

Flexibilidad
y
ReconAigurabilidad

— Se
pueden
observar
diferentes
formas
de
flexibilidad
en
la
producción:

¡ Flexibilidad
de
la
configuración:
por
la
que
se
pueden
añadir
o
quitar
disposiBvos
con

facilidad.

en
las
operaciones
de
máquina:
facilidad
para
cambiar
las
operaciones

realizadas
y
su
orden.

en
la
manipulación
de
partes
y
material:
facilidad
para
realizar
tareas
sobre

materiales
y
partes
diferentes.

en
el
control:
capacidad
para
cambiar
secuencias
y
organización.

de
operaciones
manuales:
capacidad
de
incorporar
nuevas
tareas
(ej.:

accesibilidad).

(Cada
una
de
estas
formas
de
flexibilidad
requiere
un
coste
y
reporta
unos
beneficios.
A
la
hora
del

diseño
es
necesario
establecer
ese
balance
coste-‐beneficios
que
se
adapte
a
la
producción
prevista.)

— Flexibilidad
ó
Reconfigurabilidad

¡ Flexibilidad:
ligada
a
las
operaciones
que
pueden
ser
realizadas
en
el
sistema
actual

¡ Reconfigurabilidad:
ligada
a
las
operaciones
que
se
pueden
realizar
en
un
futuro
en

caso
que
sea
necesario;
aunque
ello
requiera
de
una
reestructuración
del
sistema.

ROBOTS
INDUSTRIALES


DeAinición

•  Por
Robot
Industrial
se
enBende
a
una
máquina

de
manipulación
automá4ca,
reprogramable
y

mul4funcional
con
tres
o
más
ejes
que
pueden

posicionar
y
orientar
materiales,
piezas,

herramientas
o
disposiBvos
especiales
para
la

ejecución
de
trabajos
diversos
en
las
diferentes

etapas
de
producción
industrial,
ya
sea
en
una

posición
ﬁja
o
en
movimiento.

(Interna(onal
Federa(on
of
Robo(cs,
informe
técnico
ISO/TR
83737)

Apuntes
UNED

Antecedentes

—  1948:
En
el
Argonne
Na(onal
Lab.
se
crea
el
primer

telemanipulador
mecánico
para
manipular
elementos
radiacBvos

—  1954:
Primer
telemanipulador
servocontrolado

—  1956:
G.
Devol
y
J.
Engelberger
crean
Unima4on
(Universal
AutomaBon)

—  1960:
Unimate:
Primer
robot
industrial
instalado
en
la
factoría
de

General
Motors
de
Trenton,
Nueva
Jersey
(fundición
por
inyección)

—  1973:
La
ﬁrma
sueca
ASEA
(ABB)
desarrolla
el
primer
robot
totalmente

eléctrico
(procesador
Intel)

—  1982:
El
Prof.
Makino
de
Japón
crea
el
concepto
de
robot
SCARA

(Selec(ve
Compliance
Assembly
Robot
Arm)

—  198x:
La
compañía
canadiense
SPAR
Aerospace

desarrolla
el

manipulador
del
transbordador
espacial

Antecedentes

Telemanipulador mecánico. Goertz, Argonne National Laboratory (1948)

Unimate, primer robot industrial ASEA (ABB) IRB6 (1973)

Antecedentes

SCARA de Hiroshi Makino (1982). Número reducido en grados de libertad, coste limitado y

configuración orientada al ensamblado de piezas. Video

Vídeo Robot Laparoscópico Da Vinci (no para
Brazo de Spar Aerospace Ltd., “Canadarm” gente sensible)

Situación
Actual

•  Densidad
de
robots
en
2004


Situación
Actual

•  Parque
mundial
de
robots
instalados
(Hasta
el
2000
Japón
incluye
todo

Bpo
de
robots)

600000

500000

400000

300000

200000

100000

0 96 97 98 99 2000 2001 2002 2003 2004
Resto del mundo 245500 272000 292100 321400 360300 395266 419936 452038 491281
Japon 399629 412961 411812 402212 389442 361232 350169 348734 356483

Situación
Actual

•  Parque
mundial
de
robots
en
2004

Africa
430

Asia-Australia 86710

América 125235

Europa 278906

Japón 356483

0,00 50000,00 100000,00 150000,00 200000,00 250000,00 300000,00 350000,00 400000,00

Situación
Actual

•  Parque
mundial
de
robots
en
2004
(sin
Japón)

URSS 5000
Singapur 5443
Suecia 7341
8749

Benelux
11881
Taiwan
14176
Reino Unido
21893
España
28133
Francia
51302
Corea
53244
Italia
115283
EEUU
120544
Alemania

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000

Situación
Actual

•  Robots
en
España
por
aplicaciones
(2004)

Ensamblado
2% Otros
Procesado
4% 1%

Proyección Soldadura
4% 53%

Manipulación y
atención maquinaria
36%

Situación
Actual

•  2006:
alrededor
de
1
millón
de
robots
industriales

•  2011:
1.2
millones

•  (IEEE
Spectrum,
“The
Rise
of
the
Machines”)

Célula
Robotizada

Robot en el centro de la célula Robot en línea

vídeo

Esquema
de
Célula
Robotizada

PLCs Sensores
Célula Flexible Célula Flexible

Central externa:
Controlador Interface
- Hidráulica
Célula Flexible Célula Flexible
- Neumática

Terminal Controlador Brazo mecánico
LAN Robot Robot Robot
Factoría

PLCs Memoria de Herramienta
Operación programa Robot
Robot Robot

•  Células robotizadas en DirectIndustry.es

Esquema
del
Robot

Sistema
sensorial
Sistema de
accionamiento

Sistema de
transmisión

Sistema
mecánico

Sistema
de control
ABB 2400

Estructura
mecánica:
Robot
Articulado

Muñeca

Brida acoplamiento Articulación:
elemento terminal - Rotación
- Traslación
Eslabón

Base

Robot
articulado


Elemento
Terminal

Cables conexión KUKA KR 125
de la pinza Brida acoplamiento Muñeca del robot
elemento terminal

Elemento terminal
(pinza soldadura)

•  Dispositivo
que
se
une
a
la
muñeca
del
brazo

robótico
para
la
realización
de
una
tarea
especí-ica.

•  Podemos
dividirlos
en
dos
grandes
categorías:

pinzas
y
herramientas.

•  Se
denomina
Punto
de
Centro
de
Herramienta
(TCP,

Tool
Center
Point)
al
punto
focal
de
la
pinza
o

herramienta.

•  Ej.:
el
TCP
podría
estar
en
la
punta
de
una
antorcha

de
la
soldadura.

Elementos
Terminales
(o

actuadores
Ainales)

•  Elementos
de
sujeción

•  Pinzas:
Piezas
sobre
las
que
no
importa
presionar

•  Todo-‐nada
ó
servocontroladas

•  Apertura
paralela,
circular,
etc.

•  2,
3,
...
Dedos

•  Ventosas:
Cuerpos
con
superﬁcie
lisa
poco
porosa

•  Electroimanes:
Piezas
ferromagnéBcas

•  Ganchos
o
pinzas
de
enganche:
Piezas
de
grandes
dimensiones,
o
sobre
las

que
no
se
puede
ejercer
presión

•  Herramientas:

•  Pinzas
de
soldadura:
Dos
electrodos
que
se
cierran
sobre
la
pieza
a
soldar

•  Pistolas
de
soldadura

•  Láser
de
corte

•  Atornillado,
fresa,
lijadora,
pistola
de
pintura,
cañón
de
corte
por
agua
…

Pinzas:
Diseños

Libro: “Robot Grippers”

Aplicación:
Instalación
de
lunas
en
un
coche

Vídeo manipulación de cristal
Vídeo Kuka KR1000 Titan (1000 kg payload)
Vídeo montaje de lunas

Pinzas
de
soldadura

•  Intercambiador

•  Vídeo.
Ensamblaje
del
BMW
5
sedán

•  Vídeo.
Intercambio
de
herramienta

•  Vídeo.
Intercambio
de
herramienta


Pistolas
de
soldadura

Vídeo robot soldadura ABB
Vídeo robot soldadura Motoman
Vídeo soldadura Kawasaki Robotics en astillero (incluye pórtico)

Láser
de
corte

Vídeo ABB
Vídeo Grabado de madera

Campo
de
acción
(I)

Dada la estructura y número de las articulaciones, el brazo del robot puede llegar a
alcanzar ciertos puntos del espacio, pero nunca todos. Al conjunto de los puntos del
espacio que el robot puede alcanzar con su herramienta se le denomina campo de
acción (o espacio de trabajo, workspace), y es una característica propia de cada robot.

Campo
de
acción
(II)

Campo Asimétrico
FANUC ARC Mate 100i


Campo
de
acción
(III)

Campo Simétrico
Stäubli RX 90
Vídeo inspección obleas de silicio
Vídeo inspección de carrocería
Vídeo bailando


Campo
de
acción
(IV)

•  Área
de
trabajo
de
un
Unimate
2000


Campo
de
acción
(V)

ROBOT SCARA


Articulaciones
y

conAiguraciones
básicas


Tipos
de
Robots.
ClasiAicación
por
la
geometría
del

espacio
de
trabajo.

•  Cartesiano/Pór4co:

UBlizado
en
“pick
and
place”,
sellado,
ensamblado,
y

soldado.
El
brazo
Bene
3
arBculaciones
prismáBcas,
cuyos
ejes
coinciden
con
los
de

coordenadas
cartesianas

•  Robot
Cilíndrico:
Sus
ejes
forman
un
sistema
de
coordenadas
cilíndricas

•  Robot
esférico
o
polar:
Sus
ejes
forman
un
sistema
de
coordenadas

polares

•  Robot
SCARA:
Posee
dos
arBculaciones
de
rotación
en
paralelo
que
permiten

su
movimiento
en
un
plano,
y
una
tercera
prismáBca
en
dirección
perpendicular
a

dicho
plano

•  Robot
ar4culado:
Posee
al
menos
tres
arBculaciones
de
rotación

•  Robor
paralelo:
Empleado
en
plataformas
de
simulación
de
vuelo
y

manipulación(vídeo)
ensamblaje
de
alta
precisión/velocidad
(vídeo).
Cadena

cinemáBca
cerrada.

Robot
Cartesiano

• Vídeo de robot cartesiano neumático
• Vídeo de robot cartesiano eléctrico


Robot
Cartesiano
tipo
PÓRTICO


Robot
Cilíndrico

-‐

Robot
Esférico


ROBOTS:
Articulado,
Scara,
Paralelo


Espacios
de
trabajo


Programación
por
Guiado

•  Guiado
pasivo
Directo Maniquí

•  Guiado
ac4vo,
empleando
el
propio

sistema
de
accionamiento
del
robot,

controlado
desde
una
botonera
o

joysBck
(teach
pendant)

Aspectos
a
considerar
en
el
diseño
de
una
célula

de
fabricación
Alexible:

•  Lay-‐out:
esquema
de
implantación
de
equipos,

máquinas
y
otros
elementos
de
la
planta

•  Arquitectura
de
control:
tanto
hardware
como

soLware

•  Elección
de
la
maquinaria
:
en
especial
el
ROBOT

•  Seguridad:
tratada
de
forma
especial
al
aparecer

maquinas
con
funcionamiento
automáBco

•  Jus4ﬁcación
económica
de
la
implantación

Diseño
y
control
de
una
célula

robotizada

•  Deﬁnición
de
la
disposición
psica:
Lay-‐out

•  En
un
proceso
de
ajuste
itera4vo
siguiendo
las
fases
indicadas

anteriormente

•  UBlizando
herramientas
CAD
genéricas

•  Simuladores
de
células
roboBzadas

•  Simuladores
de
sistemas
de
fabricación
ﬂexible

•  Nota:
los
fabricantes
pueden
proporcionar
modelos
CAD
de
sus

productos

Vídeo 3DCreate
Vídeo Simulación de soldadura

Simuladores
de
células
robotizadas


Simulación

•  Simuladores
de
sistemas
de
fabricación
ﬂexible

•  Dimensionar
la
célula

•  ProducBvidad
y
rendimiento

•  Comportamiento
ante
cambios

•  Demanda

•  Averías

•  Cambios
de
producto

•  Ensayo
de
estrategias

•  Detección
de
cuellos
de
botella
y
puntos
muertos

Características
para
seleccionar
de

un
robot

•  Geométricas:

•  Área
de
trabajo
(puntos
singulares):
uso
de
simuladores

•  Grados
de
libertad
(DOF)

•  Errores
en
el
seguimiento
de
trayectorias

•  Errores
de
posicionamiento

•  Resolución:
Mínimo
incremento
que
acepta
la
unidad
de
control.

•  Limitado
por
la
electrónica
de
sensores
(captadores
de
posición),
converBdores
A/D
y
D/A,

etc.

•  Precisión:
distancia
entre
el
punto
programado
y
el
valor
medio
de
los
puntos

realmente
alcanzados.

•  Errores
de
calibración,
deformación,
modelado,
etc.

•  Repe4bilidad:
radio
de
la
esfera
que
abarca
los
puntos
alcanzados
por
el
robot

tras
muchos
movimientos

•  Debido
al
sistema
mecánico:
rozamientos,
histéresis,
zonas
muertas,
etc.

Resolución,
precisión
y

repetibilidad


Características
de
selección
de
un
robot

—  CinemáBcas:

¡  Velocidad
nominal
y
máxima,
aceleración,
deceleración,
etc.

—  Dinámicas:

¡  Fuerza,
capacidad
de
carga
(payload),
frecuencia
de
resonancia

—  Tipo
de
movimientos:

¡  ArBculares,
línea
recta,
etc.

—  Modo
de
programación:

¡  Guiado,
textual,
o
ambos.

—  Tipos
de
accionamiento:

¡  Eléctrico,
neumáBco,
hidráulico,
etc.

—  Comunicaciones:

¡  E/S
digitales,
línea
serie,
redes,
etc.

—  Servicio
del
proveedor:

¡  Mantenimiento,
asistencia
técnica,
cursos
de
formación,
etc.

—  Coste

AGVs

Almacenamiento
e
idenBﬁcación

MÁQUINAS
Y
SISTEMAS
DE
APOYO
A

LA
PRODUCCIÓN

AGVS


INGENIERÍA
DE
PRODUCCIÓN

•  Diagrama
de
ﬂujo
del
proceso

•  Eliminación
de
transporte
y
colas
existentes
en
el
proceso
que

sean
innecesarias

•  Fases
de
transporte
juegan
2
papeles:

•  Mover
piezas
de
manera
“ópBma”
entre
máquinas

•  Orientar
y
posicionar
la
pieza
con
precisión
suﬁciente
para
que
se

gane
en
producBvidad
y
calidad

Almacenaje Manipulación Almacenaje
Proveedores

Cliente
Final
Transporte Transporte Transporte

INGENIERIA
DE
PRODUCCION

•  Manejo
de
materiales.

•  Transferencia
con4nua.
Las
partes
se
mueven
conBnuamente
a

velocidad
constante.
Ej.:
embotelladora.

intermitente
(o
sincronizada).
El
movimiento
es

disconBnuo.
Ej.:
ensamblajes.

•  Estaciones
en
puntos
ﬁjos.

•  Movimientos
intermitentes.

•  Sincronización
del
movimiento
de
todas
las
piezas.

asíncrona
(no
sincronizada).
Cada
pieza
es

transportada
a
la
siguiente
estación
cuando
su
procesamiento

actual
ha
terminado,
independientemente
de
las
otras
partes.

•  Movimientos
independientes.

AGVs:
DeAinición

•  AGV.
Deﬁnición
de
Material
Handling
Industry:

•  Los
AGV
son
vehículos
equipados
con
sistemas
de

guiado
automá4co,
ópBcos
o
electromagnéBcos.

•  Son
capaces
de
seguir
rutas
predeterminadas
y

pueden
tener
capacidad
de
programación,
selección

de
paradas,
bloqueos,
y
cualquier
otra
caracterísBca

requerida
por
el
sistema.

AGVs:
Características

—  Los
AGVs
empezaron
a
uBlizarse
en
los
años
50.

—  Generalmente
son
vehículos
eléctricos
equipados
con
baterías.


AGVs:
Tipos

—  Vehículos
de
remolque.
vídeo.
—  Vehículos
de
baja
capacidad
de
carga.

—  Unidades
de
carga.
vídeo.
vídeo
(0:49)

—  Remolque
de
palets.
vídeo.
—  Estaciones
de
ensamblado
móviles.

—  Tipo
carreBlla
elevadora.
vídeo.

Vídeo de almacén “inteligente”


AGVs:
Tipos

•  Vehículos
de
remolque.
Remolcan
materiales,
generalmente
muy

voluminosos
hacia
dentro
y
hacia
fuera
de
las
áreas
de
almacén.

•  Unidades
de
carga.
Con
una
plataforma
para
soportar
palets
o

materiales,
y
algún
mecanismo
especial
para
transferir
la
carga.

•  Remolque
de
palets.
Emulan
la
operación
de
los
remolques

manuales
de
palets,
con
cierta
capacidad
de
elevación.

•  Tipo
carreBlla
elevadora.
Similares
a
los
anteriores,
con
menores

capacidades
de
carga
y
mayor
capacidad
de
elevación
en
general.

•  Vehículos
de
baja
capacidad.
Para
mover
pequeñas
canBdades
de

material
en
áreas
de
espacio
reducido.

•  Estaciones
de
ensamblado
móviles.
Desplazan
subensamblajes
a
lo

largo
de
las
diferentes
unidades
de
montaje,
hasta
que
el

ensamblaje
es
completado.

AGVs:
Tipos
Más ejemplos
… y más

Unidad de carga Estac. Ensamblado móvil

Elevador
Unidad de carga

Remolque

AGVs:
Tipos

Robot autónomo KAMRO
•  Universidad de Karlsruhe
•  Recibe tareas de ensamblado del
controlador de célula

•  Busca las piezas necesarias con un
sistema de visión artificial y realiza el
ensamblado de manera autónoma

AGVs:
Tipos

•  Kiva
Systems

•  vídeo


AGVs:
funciones

•  Funciones
de
un
AGV.

1.  Guiado.

2.  Elección
de
ruta.

3.  Control
de
tráﬁco.

4.  Transferencia
de
la
carga.

5.  GesBón
del
sistema.

AGVs:
funciones

•  Guiado:

•  El
AGV
sigue
una
trayectoria

predeterminada,
opBmizada
para

el
ﬂujo
de
material

•  Trayectoria
pintada

•  Cables
enterrados

•  Triangulación
por
ultrasonidos,

guiado
láser,
balizas…

•  Ejemplos

AGVs:
funciones

•  Elección
de
rutas

•  El
AGV
es
capaz
de
modificar
su
ruta
en
función
de
las
condiciones
y

necesidades
de
fabricación

•  Sencillo
de
implementar
en
el
caso
de
emplear
cables
enterrados

•  Control
de
tráfico

•  Maximizar
flujo
de
material
/
minimizar
interferencias
y
colisiones

•  Control
por
zonas.
Cada
AGV
uBliza
una
única
zona.

•  Detección
de
otros
AGVs.
Precisa
sensores
especiales.

•  Control
combinado.
Emplea
los
dos
anteriores.

de
la
carga

•  Manual.

•  Carga
y
descarga
automáBca.

•  Rodillos
y
cadenas.

•  Elevadores.

•  Empujadores.

AGVs:
funciones

•  Ges4ón
del
sistema.

•  Técnicas
de
asignación
de
vehículos.

•  A
bordo.
Panel
de
interfase
con
el
operador
en
el
AGV.

•  Fuera
del
AGV.
La
interfase
con
el
operador
está
fuera
del
AGV.

•  Terminal
remoto.
Extensión
del
anterior
con
monitor
o
localizador

•  Computador
central.
Controla
el
movimiento
de
todos
los
AGVs

•  Combinación
de
las
anteriores.

•  Monitorización.
Seguimiento
visual
del
estado
de
los
AGVs
y
su

entorno

AGVs:
aplicaciones

—  Cuando
los
materiales
llegan
tarde
a
los
centros
de
trabajo
más
del
5%
del
Bempo

con
un
sistema
manual.

—  Cuando
hay
más
de
10
puntos
de
carga
y
descarga
en
el
sistema.

—  Cuando
los
movimientos
de
materiales
están
entre
35
y
200
cargas
por
hora.

—  Cuando
se
necesitan
tres
o
cuatro
carreBllas
en
mínimo
de
dos
turnos.

—  Cuando
se
están
usando
más
de
300
pies
de
rodillos
o
cintas
transportadoras.

—  Cuando
el
soLware
de
control
de
la
producción
requiere
conocer
en
4empo
real

la
situación
de
los
materiales.

—  Cuando
el
nivel
de
inventario
debido
a
piezas
en
proceso
hace
dipcil
subir
la

producBvidad.

—  Cuando
la
automa4zación
de
los
centros
de
trabajo
requiere
una
mayor

automaBzación
de
los
sistemas
de
transporte.

—  Cuando
existe
gran
canBdad
de
productos
dañados
con
los
sistemas
de
transporte

convencional.

ALMACENAMIENTO
E
IDENTIFICACIÓN

DE
PRODUCTOS

Tipos
de
stocks:
Según
su
grado
de
transformación

•  Materias
primas.
Materiales
uBlizados
para
hacer
los
componentes
del
producto

terminado.

•  Componentes.
Partes
o
subensamblajes
que
se
incorporan
al
producto
final.

•  Productos
en
curso
de
fabricación.
Materiales
y
componentes
que
están

experimentando
transformaciones
o
que
están
en
la
planta
entre
dos
operaciones
consecuBvas.

•  Productos
semi-‐terminados.
Han
sufrido
ya
parte
de
las
operaciones
de

producción
y
cuya
venta
no
tendrá
lugar
hasta
que
no
se
complete
dicho
proceso
producBvo.

•  Productos
terminados.
Artculos
finales
desBnados
a
su
venta.

•  Subproductos
y
material
de
desecho.
De
carácter
accesorio
y

secundario
a
la
fabricación
principal.

•  Materiales
para
consumo
y
reposición

•  CombusBbles,
repuestos,
material
de
oficina…

•  Embalajes
y
envases.
Necesarios
para
el
transporte
en
condiciones
adecuadas.

Tipos
de
stock:
Por
su
categoría

funcional
(I)

•  Inventarios
de
Ciclo:
en
la
mayoría
de
las
ocasiones
no
Bene
senBdo
comprar
o
producir

artculos
a
medida
que
van
siendo
demandados,
sino
que
lo
habitual
es
mandar
ordenes

de
pedido
de
un
tamaño
superior
a
las
necesidades
del
momento,
dando
lugar
así
a
un

inventario
que
es
consumido
a
lo
largo
del
Bempo.

•  Stock
de
Seguridad:
son
aquellos
consBtuidos
como
protección
frente
a
la
incerBdumbre

de
la
demanda
y
del
plazo
de
entrega
del
pedido,
tratando
de
evitar
la
inexistencia
de

inventarios
en
un
momento
dado
y
la
consiguiente
parada
en
el
proceso
producBvo
o

insaBsfacción
de
la
demanda
del
cliente.

•  Inventarios
Estacionales:
su
objeBvo
es
hacer
frente
a
un
aumento
esperado
de
las

ventas,
como
por
ejemplo
los
helados
en
verano.
Suavizan
niveles
de
producción.

•  Inventarios
en
Tránsito:
artculos
que
van
circulando
entre
las
diferentes
fases
de

producción
y
distribución
como
por
ejemplo
entre
el
almacén
de
productos
terminados
y

el
almacén
regional
de
distribución

•  Nota
1:
En
la
mayoría
de
ocasiones
un
mismo
artculo
presenta
situaciones
de
inventarios
que

corresponde
a
varias
de
estas
caracterísBcas
funcionales,
puesto
que
un
inventario
cíclico
puede
serlo
a

la
vez
estacional
y
de
seguridad.

•  Nota
2:
En
cualquier
caso
actúan
como
reguladores
entre
los
ritmos
de
entrada
y
las
cadencias
de

salida

Tipos
de
stock:
Por
su
categoría
funcional
(II)

Tipo Función Ventajas
Inventarios de ciclo •  Desacoplar operaciones del sistema •  Descuentos por cantidad
productivo y el consumidor del •  Reducción de costes de
suministrador preparación, manejo de
materiales, trabajos
administrativos, etc.
Stocks de seguridad •  Variaciones en el plazo de entrega •  Aumento de las ventas.
de pedido. •  Reducción de costes de
•  Variaciones no previstas de la transporte, sustitución de
demanda. productos de alto valor, fallos en

los servicios a los clientes, horas
extras, etc.
Inventarios estacionales •  Laminar y distribuir en el tiempo la •  Reducción de costes de
producción para hacer frente a las contratación, seguros sociales,
ventas estacionales o promociones. etc.
•  Protección frente a incrementos de •  Reducción de costes de
precios de materias primas. materiales.
•  Prevención de interrupciones en el
suministro.

Inventarios en tránsito •  “Llenar” el sistema de distribución •  Reducción de costes de
física para hacer posible su transportes.
funcionamiento.

Almacenamiento
tradicional
Rack systems
Portable racks
Bulk storage (almacenamiento de bulto) Drive-through racks (estantes portátiles)
(sistemas de estante)

Cantilever racks (estantes voladizos)

Flow-through racks
Estanterías
y arcas

Cajones
Más ejemplos…

Almacenes
Automatizados

(AS/RS)

•  AS/RS:
Automated
Storage/Retrieval
Systems

•  Deﬁnición
(Material
Handling
Industry):
AS/RS
es

una
combinación
de
equipos
y
controladores
que

manejan,
almacenan
y
recuperan
materiales
con

precisión,
seguridad
y
velocidad
bajo
un

determinado
grado
de
automaBzación.

•  Componentes:

•  Estructura
de
almacenamiento

•  Mecanismo
de
almacenamiento
y
recuperación

•  Módulos
unitarios

•  Estaciones
de
transferencia
(P&D,
pick
and
deposit)

Almacenes
Automatizados

(AS/RS)

•  AS/RS:
Componentes

•  Estructura
de
almacenamiento

•  Soportar
y
contener
el
material

•  Mecanismo
de
almacenamiento
y

recuperación

•  Máquina
S/R
ó
grúa

•  Movimientos
dentro
de
la
estructura
hasta

los
comparBmentos

•  Mecanismo
para
transferir
la
carga
entre

comparBmentos
y
máquina
S/R

•  Módulos
unitarios

•  Estandarización

•  Palets,
cestas,
cajones…

•  Estaciones
de
transferencia

•  Estaciones
P&D
(pickup
and
deposit)

•  (Sistema
de
control)

La
Gestión
Física
de
los
Almacenes:

Magnitudes
estáticas
que
inAluyen
en
la
conformación
del
almacén

•  Palets

•  El
palet
europeo
es
el
acondicionamiento
colecBvo
de
mayor
uso,
en
sus
medidas,

radica
el
éxito
de
su
uBlización:
800
×
1.200
mm

•  Su
longitud,
1,2
metros
corresponden
a
un
poco
menos
de
la
mitad
del
ancho

máximo
de
los
camiones,
reglamentado
por
el
código
de
carretera
(2,5
metros)
lo

cual
racionaliza
las
tasas
de
llenado
de
los
vehículos.

•  La
medida
y
estructura
de
los
palets,
se
adecua
a
las
siguientes
normaBvas

nacionales
e
internacionales:

•  Normas
AENOR,
DIN
e
ISO

•  La
ﬁcha
435.2.0
de
la
Unión
Internacional
de
Ferrocarriles.

•  Robots
paleBzadores
(paleBzado/despaleBzado,
video)
como
susBtución
de
las

operaciones
manuales.

•  Célula
robo4zada
de
pale4zación

•  Más
ejemplos

Almacenes
Automatizados

(AS/RS)

•  Tecnologías:

•  Carrusel
horizontal

•  Carrusel
verBcal

•  Módulos
de
elevación
verBcal
(VLM),
transelevadores


Almacenes
Automatizados

(AS/RS)

•  Sistemas
de
almacenamiento
carrusel

•  Consisten
en
una
pista
transportadora
ovalada
de
cadena
de
la

cual
se
suspenden
una
serie
de
arcas
o
cestas.

Horizontal Vertical

Almacenes
Automatizados

(AS/RS)

• Carrusel
•  Vídeo carrusel vertical
•  Vídeo carrusel horizontal
•  Simulación carrusel horizontal


Almacenes
Automatizados

(AS/RS)

•  Transelevadores
•  Vídeo ejemplo (portugués)
•  Más ejemplos

VLM
(Vertical
Lift
Module)

•  Vídeo ejemplo
•  Simulación

IdentiAicación
de
Productos

•  Es
importante
realizar
el
seguimiento
de
las
partes
y
los

productos

•  Técnicas:

•  Visión

•  OCR

•  Códigos
de
barras

•  Soportes
magnéBcos

•  Chips
RFID

IdentiAicación
de
Productos
(I)

•  Visión

•  Reconocimiento
ÓpBco
de

Caracteres
(OCR)

•  El
sistema
reconoce
y
procesa
Bpos

especiales
de
caracteres
legibles,

compara
esos
patrones
con
aquellos

que
están
almacenados
en
la

memoria
del
computador.

•  El
disposiBvo
lector
idenBfica
la

serie
de
detalles
de
líneas,
curvas
y

bordes
que
definen
a
cada
carácter

en
un
conjunto
de
caracteres

definidos.

•  Código
de
barras

•  Una
serie
de
técnicas
de
mediante

las
cuales
se
codifica
datos
en
una

imagen
formada
por
combinaciones

de
barras
y
espacios.

IdentiAicación
de
Productos
(II)

•  Códigos
de
barras

•  En
su
forma
más
habitual
es
un
símbolo
compuesto
por
barras
y

espacios
alternos
de
anchuras
variables.

•  Representan
combinaciones
de
letras
y
números,
que
suelen

acompañar
al
símbolo

•  CaracterísBcas:

•  Robustez,
simplicidad,
buenas
tolerancias
para
impresión
y
lectura,

lata
densidad
de
información

•  Los
más
empleados
en
industria:
Interleaved
2
of
5

(sólo

números,
en
pares)
y
el
Code
39
(alfanumérico)

•  Lectores.
Tres
componentes:

•  Fuente
luminosa

•  Fotodetector

•  Microprocesador.
convierte
la
salida
del
fotodetector
en
una
serie
de

letras
y
números

IdentiAicación
de
Productos
(III)

•  Bandas
o
Soportes
Magné4cos

•  UBliza
de
señales
electromagnéBcas
de
alta
o
baja
energía
para
registrar
y

codificar
información
en
una
banda
que
puede
ser
leída
por
una
máquina
para

idenBficación
instantánea.

•  La
aplicación
mas
difundida
quizás
es
las
tarjetas
de
crédito
(idenBficación
de

personas)

•  La
codificación
de
bandas
magnéBcas,
de
acuerdo
a
las
normas
ISO
se
hace
en

hasta
en
tres
pistas
o
tracks
contenidas
en
la
banda
magnéBca.

•  Enlaces:

•  Monograpas.com

•  Estándar
ISO

IdentiAicación
de
Productos
(IV)

•  IdenBficación
por
Radio
Frecuencia
(RFID)

•  RFID
o
la
tecnología
de
idenBficación
por
radio
frecuencia
es
un

método
electrónico
de
asignar
un
código
de
información
a
un

producto,
proceso
o
persona
y
usar
esta
información
para
idenBficar
o

acceder
a

información
adicional
al
respecto

•  Los
sistemas
de
idenBficación
por
radio
frecuencia
consisten

generalmente
de
dos
componentes:

•  El
transpondedor
(transponder)
que
está
de
alguna
manera
unido
al
elemento
a
ser

idenBficado

•  El
lector
o
transceptor
que
detecta
la
idenBdad
del
transponder

•  Enlaces:

•  Funcionamiento
de
RFID

•  Algunas
aplicaciones
en
producción

IdentiAicación
de
Productos
(V)

Hitachi: nuevos chips RFIS de 0.05x0.05 mm2
(2007) µ-Chip de 0.4x0.4 mm2 (2003)


CIM 07 - Producción (FMS, Robótica, AGVs, ASRS)

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