Sistemas Flexíveis De Manufatura

O que é sua origem.

O Sistema Flexível de Manufatura (flexible manufacturing systems – FMS) é um sistema de fabricação altamente automatizada controlada por computador. Apresenta um alto grau de flexibilidade, pois é capaz de processar uma variedade de tipos de peças diferentes simultaneamente nas diversas estações de trabalho, e a mistura de tipos de peças e as quantidades de produção podem ser ajustadas em resposta às mudanças de demanda com intervenção mínima de operadores. Um FMS é composto de robôs, controlados por computador, máquinas numéricas, máquinas CNC, dispositivos de instrumentação, sensores e sistemas de suporte.

O conceito de sistema flexível de manufatura teve origem na Grã-Bretanha, no início da década de 1960, o conceito foi creditado a David Williamson, e as primeiras instalações de FMS nos EUA ocorreram por volta de 1967. Os sistemas flexíveis de manufatura também foram instalados em outros países, na Alemanha em 1969, na URSS em 1972, em Moscou. O primeiro FMS japonês foi instalado na mesma época. Por volta de 1985, o número de instalações em todo o mundo havia aumentado para aproximadamente 300.

Nenhum sistema de manufatura pode ser completamente flexível. Existem limites para a gama de peças ou produtos que podem ser feitos em um FMS. Assim, ele é projetado para produzi dentro de uma faixa definida de tipos, tamanhos e processos. São identificados três recursos que um sistema de manufatura deve possuir para ser flexível: a capacidade de identificar e distinguir os diferentes tipos de peças ou produtos processados pelo sistema, a rápida troca das instruções operacionais e da configuração física.

Tipos de Sistemas Flexíveis de Manufatura

Cada Sistema Flexível de Manufatura é projetado para uma aplicação específica, ou seja, uma família de peças e processos específicos. Portanto, cada FMS possui seu projeto personalizado e é único.

Os sistemas flexíveis de manufatura podem ser distinguidos de acordo com os tipos de operações que realizam: operações de processamento ou operações de montagem. Um FMS é projetado para executar uma ou outra, raramente ambas. Duas outras maneiras de classificar os sistemas flexíveis de manufatura são: pelo número de máquinas e pelo nível de flexibilidade.

Componentes do Sistema Flexível de Manufatura

Existem vários componentes básicos de um sistema flexível de manufatura: (1) estações de trabalho, (2) sistema de manuseio e armazenamento de material e (3) sistema de controle computadorizado. Além disso, embora um FMS seja altamente automatizado, (4) pessoas são necessárias para gerenciar e operar o sistema.

(1) Estações de trabalho: Normalmente há vários tipos de estações de trabalho em um FMS.

Estações de carga/descarga: é a interface física entre o FMS e o resto da fábrica. É onde as peças de trabalho brutas entram e por onde as acabadas saem do sistema. A carga e a descarga podem ser realizadas manualmente ou por meio de sistemas de manuseio automatizados. A carga/descarga da estação inclui uma unidade de entrada de dados e um monitor para comunicação entre o operador e o sistema de computador. Por meio desse sistema, o operador recebe instruções sobre qual peça carregar no próximo palete a fim de cumprir o programa de produção. Isso tudo exige uma comunicação entre o computador e o operador na estação de carga e descarga.

Estações de usinagem: as aplicações mais comuns dos FMS são as operações de usinagem. Portanto, as estações de trabalho utilizadas nesses sistemas são predominantemente máquinas-ferramenta CNC. Os centros de usinagem CNC possuem características que os tornam compatíveis com o FMS, incluindo a troca e o armazenamento automáticos de ferramentas, o uso de peças de trabalho em palhetes, CNC e capacidade para o controle numérico direto.

Outras estações de processamento: o conceito do FMS tem sido aplicado a outras operações, e uma dessas aplicações é a fabricação que usa chapas metálicas. Consistem em operações de prensagem, como furação, corte e certos processos de dobra e conformação.

Montagem: os sistemas flexíveis de montagem automatizados estão gradualmente substituindo o trabalho manual na montagem de produtos feita em lotes. Robôs industriais muitas vezes são usados como estações de trabalho automatizadas nesses sistemas flexíveis de montagem. Eles podem ser programados para executar tarefas com variações no padrão de sequência e no movimento para acomodar os diferentes tipos de produtos montados no sistema.

(2) Sistema de manuseio e armazenamento de material: É segundo componente importante de um FMS.

Funções do sistema de manuseio: veremos as funções do sistema de manuseio, os equipamentos de manuseio de material normalmente utilizado em um FMS e os tipos de layout de FMS.

• Possibilitar o deslocamento aleatório e independente de peças de trabalho entre as estações. As peças precisam ser capazes de se mover de qualquer máquina no sistema para qualquer outra máquina.

• Permitir o manuseio de várias configurações de peça de trabalho. É feito usando dispositivos de fixação em palhete. O dispositivo é localizado na face superior do palhete e é projetado para acomodar diferentes configurações da peça por meio de componentes comuns, recursos de troca rápida e outros dispositivos.

• Fornecer armazenamento temporário. O número de peças no FMS normalmente excede o de peças efetivamente sendo processadas em qualquer dado momento. Assim, cada estação possui uma pequena fila de peças esperando para ser processada, o que ajuda a manter a alta utilização das máquinas.

• Fornecer acesso conveniente para carregar e descarregar peças de trabalho. O sistema de manuseio precisa incluir locais para estações de carga/descarga.

• Criar compatibilidade com o controle computadorizado. O sistema de manuseio deve estar sob controle direto do sistema de computador, que o direciona para as diversas estações de trabalho, estações de carga/descarga e áreas de armazenamento.

Equipamento de manuseio de material: Incluem vários equipamentos convencionais de transferência de linha e robôs industriais. A função de manuseio de material em um FMS é compartilhada entre dois sistemas: (1) um sistema primário de manuseio e (2) um sistema secundário de manuseio. O sistema primário de manuseio estabelece o layout básico do FMS e é responsável pela movimentação das peças entre as estações do sistema.

O sistema secundário de manuseio é constituído de dispositivos de transferência,