En la producció automatitzada, la disposició dels equips afecta directament l'eficiència de la producció, l'espai, el cost d'inversió, la dificultat de manteniment i la capacitat d'expansió futura. Dues solucions d'automatització habituals són l'automatització de taules rotatives i l'automatització lineal.
L'automatització de taules rotatives sol utilitzar una taula d'indexació circular o un mecanisme d'indexació rotativa. Al voltant de la taula es disposen diverses estacions i la peça gira d'una estació a l'altra per completar la càrrega, processament, inspecció i descàrrega. L'automatització lineal normalment utilitza transportadors, transportadors de cadena, línies de palets o sistemes de transferència robòtica per moure peces al llarg d'un flux de producció recte.
No hi ha una "millor" opció absoluta entre ambdues. L'elecció correcta depèn de l'estructura del producte, el nombre de processos, el temps del cicle de producció, l'espai de la fàbrica i les necessitats d'expansió futures. Aquest article compara l'automatització de taules rotatives i l'automatització lineal des dels aspectes del principi de funcionament, escenaris d'aplicació, eficiència, precisió, espai, cost i manteniment.
1. Què és l'automatització de taules rotatives?
L'automatització de la taula rotativa utilitza una taula d'indexació rotativa com a nucli. Al voltant de la taula es disposen múltiples estacions de processament o muntatge. La peça de treball es fixa en un accessori i, cada vegada que la taula s'indexa, la peça de treball es mou a la següent estació per completar el procés corresponent.
Les estacions comunes inclouen:
Càrrega automàtica
Col·locació de la peça
Perforació
Tocant
En expansió
Reduint
Encaix a premsa
Soldadura
Inspecció
Descàrrega
L'automatització de la taula giratòria és compacta, estable en el temps de cicle i capaç d'una alta precisió de posicionament repetida. És adequat per al processament per lots i el muntatge de peces petites i mitjanes-. Per a escenaris de producció amb processos fixos, estructures de producte estables i requisits de temps de cicle elevats, els equips de taules rotatives solen tenir grans avantatges d'eficiència.
2. Què és l'automatització lineal?
L'automatització lineal significa que les peces es mouen al llarg d'un flux de producció recte i passen per diferents estacions en seqüència per completar el processament, el muntatge, la inspecció i l'embalatge. Les peces de treball es poden transferir mitjançant transportadors, palets, braços robòtics, robots de pòrtic o robots industrials.
L'estructura de l'automatització lineal sol ser més oberta. Les estacions es poden organitzar segons el flux del procés, la qual cosa la fa adequada per a processos més llargs, operacions múltiples, productes més grans o línies de producció que necessiten connectar-se amb equips aigües amunt i aigües avall.
Les aplicacions habituals inclouen:
Línies de muntatge automàtiques
Línies d'inspecció
Línies d'embalatge
Línies de producció d'electrònica
Línies de muntatge de components d'automoció
Línies de producció de canonades d'aire condicionat i refrigeració
Línies de producció d'intercanviadors de calor
El principal avantatge de l'automatització lineal és una forta expansió. Té un flux de procés clar i pot connectar més equips, cosa que el fa adequat per a línies de producció complexes i per a la fabricació de diversos-productes.
3. Comparació de l'eficiència de la producció
L'avantatge de l'automatització de taules rotatives és que totes les estacions poden funcionar al mateix temps. Cada vegada que la taula indexa, diverses estacions realitzen diferents operacions simultàniament. Per tant, el temps global del cicle sol estar determinat per l'estació més lenta. Si el nombre de processos és adequat i cada estació té un temps de cicle similar, els equips de taula rotativa poden aconseguir una eficiència de producció molt alta.
Per exemple, una màquina de taula giratòria de vuit-estacions pot completar la càrrega, el posicionament, el processament, la inspecció i la descàrrega alhora. Després de cada rotació, totes les peces de treball es mouen a la següent estació, creant un ritme de producció molt estable.
L'automatització lineal també pot aconseguir una alta eficiència, però depèn més del sistema de transport, l'equilibri de l'estació i la concordança del procés. Si una estació és més lenta que les altres, pot provocar espera, acumulació o colls d'ampolla. Per a línies de producció llargues, l'automatització lineal requereix una millor planificació del cicle i un disseny de buffer.
En general, quan el procés del producte és fix, el temps de cicle és curt i la mida del producte és petita, l'automatització de la taula giratòria sol tenir una eficiència més alta. Quan el procés és més llarg, el producte és més gran o es requereixen diverses etapes de processament i muntatge, sovint l'automatització lineal és més adequada.
4. Comparació d'espais
L'automatització de la taula giratòria sol requerir menys espai. Com que diverses estacions estan disposades al voltant d'una taula circular, l'estructura general de l'equip és compacta. Les peces de treball poden completar múltiples processos dins d'una àrea limitada sense necessitat d'una llarga distància de transferència.
Per als clients amb un espai limitat a la fàbrica, l'equip de taules rotatives és una solució atractiva. És especialment adequat per a peces metàl·liques petites, accessoris de tubs de coure, peces de vàlvules, peces de maquinari i components de muntatge petits. L'ús de l'automatització de la taula giratòria pot estalviar significativament l'espai del taller.
L'automatització lineal sol requerir una disposició més llarga perquè les estacions estan disposades en línia recta. Els productes s'han de moure entre diferents estacions i, si hi ha molts processos, la longitud de la línia de producció augmentarà significativament. Tanmateix, el disseny lineal també és més intuïtiu i és més fàcil d'observar, mantenir i ampliar per als operadors.
Si l'espai del taller és limitat i la mida del producte és petita, l'automatització de la taula giratòria té més avantatges. Si hi ha prou espai i el procés de producció és relativament llarg, l'automatització lineal és més fàcil d'organitzar.
5. Precisió de posicionament i comparació d'estabilitat
L'automatització de la taula giratòria sol proporcionar una bona precisió de posicionament repetida. La peça de treball està muntada en un suport fix i es mou d'estació a estació mitjançant la indexació. No hi ha necessitat de re-maneig freqüent ni de posicionament secundari, la qual cosa redueix els errors manuals i els errors de transferència.
Per a processos com ara la perforació, el roscat, l'ajust de premsa, la soldadura forta i la inspecció, on la precisió de posicionament és important, l'automatització de taules rotatives ofereix clars avantatges d'estabilitat. Sempre que la precisió de la taula giratòria, la precisió de l'aparell i l'ajust de l'estació estiguin ben controlats, la consistència del lot pot ser forta.
La precisió de posicionament de l'automatització lineal depèn del mètode de transferència i del mecanisme de posicionament. Si s'utilitza un transportador estàndard, la peça normalment s'ha de reposicionar a cada estació. Si s'utilitzen línies de palets, agulles de localització de precisió, sistemes de transferència servo o robots, també es pot aconseguir una gran precisió, però l'estructura i el sistema de control es tornen més complexos.
Per tant, per al processament de peces petites d'alta{0}}precisió en múltiples-estació, l'automatització de taules rotatives sol ser més estable. Per a productes grans o conjunts complexos, l'automatització lineal pot complir els requisits de precisió mitjançant sistemes de posicionament dedicats.
6. Comparació de flexibilitat
L'automatització lineal sol tenir més avantatges en flexibilitat. Com que les estacions estan disposades en un flux recte, afegir, eliminar o ajustar estacions més tard és relativament més fàcil. Si hi ha molts tipus de productes o canvis de procés futurs, l'automatització lineal és més adequada per a les actualitzacions modulars.
El nombre d'estacions i l'espai disponible en l'automatització de taules rotatives són relativament fixos. Per exemple, una taula giratòria de vuit-estacions normalment permet fins a vuit estacions principals. Si més endavant s'ha d'afegir un procés nou, és possible que estigui limitat per l'espai i l'estructura. En canviar de producte, és possible que s'hagin de substituir els accessoris, ajustar les estacions i tornar a verificar el temps de cicle-.
Tanmateix, si l'estructura del producte és estable i el volum de producció és elevat, la flexibilitat limitada de l'automatització de la taula rotativa no és necessàriament un desavantatge. Al contrari, una estructura fixa pot proporcionar una millor estabilitat del cicle i una menor complexitat de funcionament.
Per tant, si el producte és estable durant molt de temps, l'automatització de la taula giratòria sovint és més econòmica i eficient. Si hi ha molts tipus de productes i canvis freqüents, l'automatització lineal sol ser més adequada.
7. Comparació de costos
L'automatització de taules rotatives té un alt nivell d'integració d'una-màquina i una estructura compacta. Normalment pot completar diversos processos dins d'una màquina. Per a projectes amb un nombre moderat de processos i una mida de producte petita, l'automatització de taules rotatives sovint té un cost global competitiu.
Pot reduir la necessitat de transportadors, mecanismes de transferència i espai, alhora que redueix el nombre d'operadors. Si es dissenyen correctament, els equips de taules rotatives poden proporcionar un menor cost per unitat de capacitat de producció.
El rang de costos de l'automatització lineal és més ampli. Pot ser que una simple línia de transport no sigui cara, però si es requereixen diversos robots, sistemes de visió, mecanismes d'amortiment, sistemes de posicionament de precisió i sistemes de control complexos, la inversió total pot ser molt més gran.
Tanmateix, l'automatització lineal té un avantatge en l'expansió futura. Si el client té previst augmentar gradualment la capacitat o afegir més processos, és possible que un disseny lineal admeti millor la planificació-a llarg termini.
Per tant, per a projectes de-procés curt, cicle alt-, peces petites-, l'automatització de taules rotatives sol tenir un avantatge de cost. Per a projectes llargs de-procés, equips múltiples,-grans-productes, l'automatització lineal pot requerir una inversió més gran, però la seva adaptabilitat global és millor.
8. Comparació de manteniment i funcionament
L'automatització de la taula giratòria té una estructura concentrada, amb totes les estacions disposades al voltant de la taula. Els operadors poden realitzar el manteniment i l'ajust en una àrea relativament compacta. L'equip és compacte i còmode per al funcionament i el seguiment diaris.
Tanmateix, l'automatització de la taula giratòria també té una característica: l'estructura interna està relativament concentrada. Si una estació necessita manteniment, pot afectar el funcionament de tota la màquina. La taula giratòria, l'indexador, els accessoris i les estacions estan estretament connectats, de manera que el muntatge i el manteniment requereixen una bona precisió.
L'automatització lineal sol oferir més espai de manteniment obert i cada estació és relativament independent. Si una estació té un problema, el manteniment local o les solucions de derivació poden ser més fàcils. Per a grans línies de producció, la disposició lineal permet un accés més fàcil i un manteniment segmentat.
Tanmateix, l'automatització lineal sovint inclou més transportadors, unitats de posicionament, mecanismes de transferència i sensors, de manera que el nombre total de punts de manteniment també pot augmentar.
9. Comparació de productes adequats
L'automatització de la taula giratòria és més adequada per a:
Petites peces metàl·liques
Accessoris per a tubs de coure
Parts de la vàlvula
Components de maquinari
Peces petites{0}}ajustades
Petits conjunts soldats
Productes estables per a la producció en massa
Productes que requereixen un processament simultani de diverses-estació
L'automatització lineal és més adequada per a:
Productes grans
Muntatges de procés llarg-
Producció multi-producte
Línies de producció que requereixen una ampliació futura
Sistemes connectats amb equips aigües amunt i avall
Línies d'embalatge, inspecció i transport
Línies de muntatge de components d'automoció i electrodomèstics
A les indústries d'aire condicionat, refrigeració i HVAC, els petits conjunts de tubs de coure, les peces de vàlvules i els productes de muntatge són més adequats per a l'automatització de taules rotatives. El muntatge complet d'unitats, el processament de canonades llargues, el muntatge d'intercanviadors de calor i les línies d'inspecció en diverses-etapes són més adequades per a l'automatització lineal.
10. Com triar la solució d'automatització adequada
L'elecció entre l'automatització de taules rotatives i l'automatització lineal no s'ha de basar només en l'aspecte de l'equip o en el preu d'una-màquina. S'ha de jutjar segons els requisits de producció reals.
Si el producte és petit, l'estructura és estable, el nombre de processos és moderat, el requisit de temps de cicle és elevat i l'espai de fàbrica és limitat, l'automatització de la taula rotativa sol ser la millor opció. Pot completar la producció de diversos-procés en una àrea més petita alhora que manté l'eficiència del lot estable.
Si el producte és gran, el flux del procés és llarg, hi ha molts tipus de productes, es requereix una expansió futura o l'equip ha de formar una línia de producció completa amb altres màquines, l'automatització lineal sol ser més adequada. La seva disposició és més oberta i ofereix més marge d'ajust i d'expansió.
En projectes reals, també es pot utilitzar una solució híbrida. Per exemple, l'equip de taula rotativa es pot utilitzar a l'extrem frontal per al processament de peces petites o la soldadura forta, mentre que una línia transportadora lineal es pot utilitzar a la part posterior per a la inspecció, el muntatge i l'embalatge. Aquest enfocament combina els avantatges dels dos sistemes i millora l'eficiència i la flexibilitat generals de la línia.
Conclusió
L'automatització de taules rotatives i l'automatització lineal són solucions habituals en la fabricació moderna. L'automatització de la taula giratòria ofereix avantatges com ara una estructura compacta, un temps de cicle estable, una alta precisió de posicionament repetida i un espai reduït. És adequat per a peces petites, processament multi-estació i producció en massa. L'automatització lineal ofereix avantatges com ara un disseny obert, una gran capacitat d'expansió i adequació per a processos llargs i producció de diversos productes-, especialment per a productes grans i línies de muntatge complexes.
En seleccionar una solució d'automatització, els fabricants haurien de tenir en compte la mida del producte, el nombre de processos, el temps del cicle de producció, els requisits de precisió, l'espai del taller, el pressupost d'inversió i les necessitats d'expansió futures. Cap solució única és adequada per a cada producte. La millor solució s'ha de dissenyar d'acord amb el procés real del producte i els objectius de producció.
Per als fabricants d'aire condicionat i refrigeració, HVAC, components d'automoció, equips elèctrics i fabricació industrial, escollir la solució d'automatització de taules rotatives o d'automatització lineal adequada pot millorar l'eficiència de la producció, estabilitzar la qualitat del producte, reduir els costos laborals i donar suport a futures actualitzacions de fabricació intel·ligent.
