Automatización en el Diseño de Procesos Industriales

La automatización se ha convertido en un pilar fundamental para la optimización de la producción de bienes y la prestación de servicios. A continuación, se detallan las principales aplicaciones de equipos automáticos:

Máquinas de Control Numérico (CNC)

Son dispositivos que dirigen el posicionamiento de órganos mecánicos móviles. Su funcionamiento se basa en órdenes automáticas generadas a partir de información numérica y simbólica definida en un programa.

Ventajas clave:

• Flexibilidad: Permiten cambiar rápidamente de la producción de un producto a otro.
• Precisión: Ofrecen una mayor exactitud en las operaciones.
• Calidad y Uniformidad: Garantizan una mayor calidad y consistencia en los productos.
• Control y Seguridad: Facilitan el control del proceso y mejoran la seguridad.

Robots Industriales

Son máquinas manipuladoras controladas automáticamente, reprogramables y de propósito general. Poseen tres o más ejes programables y, en algunos casos, presentan características antropomórficas.

Evolución de los Robots Industriales:

• Primera Generación: Robots reprogramables tipo brazo. Memorizan movimientos repetitivos con la ayuda de sensores internos.
• Segunda Generación: Incorporan sensores externos (tacto y visión) para obtener información del entorno. Son robots adaptativos con capacidad de decisión limitada.
• Tercera Generación: Emplean inteligencia artificial para realizar razonamientos lógicos y aprender.

Aunque su coste inicial puede ser elevado, ofrecen una alta productividad al poder operar 24/7 y en entornos peligrosos o inaccesibles para los humanos (oscuridad, calor, polvo, etc.).

Inspección Automática de Calidad

Sistemas que inspeccionan la calidad de los productos comparando sus características con estándares predefinidos por la organización.

Control Automático de Procesos

Utilizan sensores para medir el rendimiento de los procesos industriales. Estos datos se comparan con estándares almacenados. Si se detectan desviaciones, el sistema ajusta el proceso automáticamente.

Sistemas de Identificación Automática

Emplean tecnologías como códigos de barras, bandas magnéticas y reconocimiento óptico de caracteres (OCR) para introducir datos en sistemas informáticos.

Sistemas Automatizados de Almacenamiento y Recuperación (AS/RS)

Gestionan la recogida y entrega de materiales desde su ubicación de almacenamiento hasta el punto requerido. Componentes principales:

• Ordenador y Sistema de Información: Localiza cada material en el almacén.
• Sistemas Automáticos de Manejo y Entrega: Transportan los materiales.
• Sistemas de Almacenamiento y Recogida: Localizan y transportan el contenedor del material solicitado.

Beneficios:

• Mayor capacidad de almacenamiento.
• Reducción de tiempos de recogida y entrega.
• Disminución de costes laborales.

Sistemas de Fabricación Flexible (FMS)

Conjunto de máquinas interconectadas mediante un sistema automático de transporte y manejo de materiales. Un ordenador central dirige y coordina la secuencia de operaciones. Cada máquina recibe instrucciones sobre las operaciones y herramientas a utilizar.

Aunque la inversión inicial es alta, los costes unitarios se reducen significativamente. Además, se logra una alta calidad y flexibilidad.

Fabricación Asistida por Ordenador (CAM)

Transforma la información de los diseños CAD en instrucciones para máquinas CNC y robots. Facilita la planificación de operaciones, el establecimiento de rutas y el control del proceso de fabricación.

Fabricación Integrada por Ordenador (CIM)

Es una filosofía que busca la integración de tareas, funciones y sistemas automatizados. La tecnología CIM se estructura en cuatro niveles:

• Diseño del producto: Realizado por ordenador.
• Fabricación física: Implica un amplio número de tecnologías interrelacionadas. Los materiales, herramientas y componentes deben ser llevados a lugares específicos en determinados periodos de tiempo y las operaciones supervisadas automáticamente.
• Planificación y control del proceso.
• Tecnologías que integran los tres niveles anteriores: La informática es la tecnología que integra todas las otras tecnologías CIM, existiendo jerarquía de control en la que se distinguen 5 niveles:

Jerarquía de Control en CIM:

1. Nivel 1: Productos con microprocesadores que controlan máquinas individuales.
2. Nivel 2: Varias máquinas trabajando en conjunto, controladas por un ordenador central.
3. Nivel 3: Control de operaciones en un área específica de la planta.
4. Nivel 4: Ordenador de planta para funciones administrativas (con supervisión humana).
5. Nivel 5: Ordenador corporativo con bases de datos y programas financieros y administrativos.

Beneficios de CIM:

• Mayor flexibilidad para adaptarse a cambios en la demanda.
• Aumento de la calidad del producto.
• Reducción de tiempos muertos.
• Disminución de inventario en proceso y stock.
• Simplificación del proceso de control.
• Reducción de necesidades de espacio físico.