Sistema de fabricación flexible (FMS) para máquinas herramienta automatizadas
Un sistema de fabricación flexible (FMS) permite automatizar la producción mediante máquinas herramienta, y de este modo hace posible la producción automatizada. Además, aumenta la capacidad de producción, así como el índice de utilización de las máquinas herramienta. Con un FMS puede fabricar distintos tipos de piezas simultáneamente y ajustar las fechas de vencimiento sobre la marcha. Esto permite tiempos de producción reducidos y tamaños de lotes pequeños, a la vez que se conservan los beneficios de la producción en serie.
Capital libre inmovilizado, recorte de gastos de personal y calidad mejorada al mismo tiempo
Una gestión y logística de materiales eficaz junto con características avanzadas de planificación de la producción hacen posible que sólo sea necesaria una pequeña preconfiguración y menos operadores, mejorando al mismo tiempo la calidad debido a un menor número de factores humanos afectando la producción. El sistema ahorra espacio en la fábrica, materiales y dispositivos de fijación. Los palets son almacenados en el sistema FMS.
Principio de funcionamiento del FMS
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Los ciclos de mecanizado se basan en secuencias de trabajo asignadas a un palet de mecanizado. Una secuencia de trabajo define los trabajos de carga, los trabajos de mecanizado y los trabajos de descarga de un ciclo de mecanizado, así como el orden en que se realizan los trabajos. En la secuencia de trabajo también se especifica el dispositivo de fijación a utilizar y el ID de pieza después del ciclo de mecanizado. El operador puede crear y editar secuencias de trabajo y guardarlas como datos maestros. Las secuencias de trabajo de una pieza incluyen su propio plan de trabajo. Las órdenes de fabricación se crean conforme a planes de trabajo registrados. La fabricación se programa según la fecha de vencimiento indicada en la orden de fabricación y la disponibilidad de la materia prima y las fijaciones definidas en el plan de trabajo. Haga clic aquí para acceder a una descripción más exacta del flujo de trabajo del FMS. |
 El flujo de trabajo del sistema de fabricación flexible (FMS). |
Control total de la producción
El sistema de control avanzado del FMS permite un control total de la producción, ya que la información sobre las órdenes de producción, el mecanizado en espera y los recursos (materias primas, programas de CN, herramientas preconfiguradas) se encuentra en el mismo sistema. El sistema de control del FMS tiene interfaces a los sistemas ERP (Enterprise Resource Planning), así como a los sistemas CAD/CAM, lo que permite intercambiar datos de la producción y de los artículos entre el FMS y otros sistemas. Los sistemas FMS avanzados pueden incluir un sistema para almacenar herramientas y un software para gestionar de forma centralizada las herramientas y preconfigurar los datos de las máquinas herramienta conectadas al sistema.
Una opción de inversión atractiva para empresas de distintos tamaños
Las numerosas opciones de configuración y la flexibilidad de un FMS lo convierten en una opción de inversión atractiva para empresas de distintos tipos: desde pequeñas empresas subcontratadas hasta grandes empresas. Los sistemas FMS más pequeños son un sustituto para los almacenes de palets, mientras que los sistemas grandes podrían considerarse fábricas dentro de fábricas. Fastems fabrica sistemas FMS que van desde sistemas pequeños de una máquina herramienta hasta sistemas grandes para toda la fábrica. El FMS más pequeño se llama contenedor flexible de palets (FPC). El sistema mediano se llama depósito flexible de palets (FPM), y el más grande sistema multi-nivel (MLS).
Las tres partes principales de un sistema de fabricación flexible
Normalmente, un sistema de fabricación flexible se compone de tres partes principales: las máquinas herramienta, un sistema de transporte automático con almacén, y un sistema de control responsable del control global del proceso. Las máquinas herramienta son generalmente centros de mecanizado horizontales que proveen la máxima flexibilidad de mecanizado, pero también pueden ser centros de mecanizado verticales. Un centro de mecanizado puede usar una gran variedad de herramientas para mecanizar las piezas. Un centro de mecanizado horizontal también puede realizar operaciones de torneado. Este tipo de máquina herramienta puede mecanizar una gran variedad de piezas. Sin embargo, lo más importante es el hecho de que un centro de mecanizado tiene una interfaz mecánica común para todas las piezas. El palet de mecanizado es una cadena de tareas que puede llevar a cabo una o más tareas de mecanizado conteniendo diferentes piezas hasta la máquina herramienta sin necesidad de ninguna configuración. Esta característica permite el procesamiento de una gran variedad de tareas. Esto se denomina a veces producción caótica.
El sistema de transporte más común es un vehículo guiado por raíles (RGV) que puede transportar palets de mecanizado. También pueden usarse otros sistemas de transporte, como por ejemplo los sistemas AGV (vehículos guiados automáticamente) o transportadores. Los robots industriales estándar también están ganando popularidad. Fastems usa grúas guiadas por raíles en los sistemas FPC, FPM y MLS y robots industriales Fanuc en las células robóticas (RPC).
El papel del sistema de control es mantener la producción automática funcionando basándose en algoritmos implementados, parámetros y órdenes de producción. El sistema de control del FMS es el controlador maestro y los controladores de la máquina son los esclavos. El sistema de control del FMS permite también una producción sin operarios que va desde unas horas hasta varios días.
Funcionamiento
En un sistema FMS, el operador de la estación de carga sujeta piezas a los dispositivos de fijación en los palets de mecanizado. Dependiendo de las piezas que vayan a ser fabricadas, este trabajo manual puede ser automatizado usando, por ejemplo, un robot industrial y dispositivos de fijación para el mecanizado accionados hidráulicamente.
La forma correcta de programar
El sistema de control del FMS debe decidir qué trabajos envía cada vez que una máquina herramienta o una estación de carga está en espera. Esta toma de decisiones constituye la función clave del sistema de control. No existe ninguna solución ideal de cómo hacer esto. El método correcto depende de muchos elementos, como los estados de la cola de tareas, las órdenes de producción y sus prioridades, la disponibilidad de los recursos de mecanizado (piezas, herramientas), la disponibilidad del operador, la preferencia de supervisión, y el perfil de producción global.
El problema es que al favorecer un objetivo (por ejemplo, el uso de la máquina) se desatiende fácilmente otro (por ejemplo, mantener prioridades en las piezas). En algunos casos, la simulación puede usarse para encontrar el grado óptimo global para un periodo de tiempo (por ejemplo, 8 horas), y luego aplicar los resultados como programa estático. Sin embargo, este método requiere que no ocurran imprevistos (rotura de herramientas, rotura de la máquina, etc.). Normalmente, esto no puede garantizarse, y por tanto, la forma habitual de programación está basada en un principio reactivo, esto es, la decisión sobre la siguiente acción se toma en el último momento posible.
Cuándo hablar de un sistema de fabricación flexible
En las comunicaciones diarias de empresa, el término FMS se usa fácilmente cuando una máquina es automatizada utilizando, por ejemplo, un robot industrial. Esto es positivo, suponiendo que el sistema tenga realmente la propiedad principal de flexibilidad: la posibilidad de producir de forma paralela sin necesidad de programación manual. Sin embargo, este no suele ser el caso, ya que las células robóticas operan produciendo lotes uno tras otro. Uno podría pensar que esto no tiene nada que ver con prácticas industriales y que es simplemente un asunto polémico y académico. Obviamente, una ortodoxia firme no lleva a ninguna parte y también podríamos usar el término FMS para un sistema robótico capaz de cambiar de programación automática entre lotes de producción. No obstante, la forma correcta de usar el término FMS ayuda al cliente a entender qué puede y qué no puede hacer el sistema.
