José Luis Pardo Alonso - Montaje y puesta en marcha de sistemas robóticos y sistemas de visión, en bienes de equipo y maquinaria industrial. FMEE0208

Plano del metro de Madrid, ejemplo de información topológica

Definición

Topología

Es una rama de las matemáticas que trata la continuidad y otros conceptos más generales originados a partir de ella, como las propiedades de las figuras con independencia de su tamaño o forma.

Por tanto, la topología dentro del campo de las líneas automáticas viene referida a dos facetas fundamentales: por un lado nos define la disposición e interrelación entre elementos que componen el proceso automático de producción de un bien; y por otro a la topología de redes que intercomunican dichos equipos automáticos que se encargan de la producción.

Como topología de producción podemos intuir que un sistema básico de producción puede ser representado por una caja negra, donde el material en bruto se convierte en un producto final o elaborado. Por lo tanto tendremos una serie de entradas (material, energía, trabajo y tecnología) y una serie de salidas (producto, desechos y basura), relacionadas por el propio sistema de fabricación e influidas por una serie de decisiones y perturbaciones.

Pero internamente los sistemas productivos son muy complejos y diversos. Las conexiones que existen dentro de un sistema de producción automatizado, entre distintas celdas de fabricación o entre elementos dentro de la misma celda de fabricación, hacen de la topología complejos sistemas difícilmente clasificables.

A la hora de automatizar un proceso industrial hay que tener muy en cuenta el tipo de producto que se fabrica. Este puede pertenecer a:

Un proceso continuo: el producto está continuamente entrando por un extremo y saliendo por el otro. No se puede discretizar.

Un proceso discontinuo o por lotes: se recibe un número determinado de piezas de entrada para ejecutar el proceso que genere el producto acabado.

Un proceso discreto: el producto de salida se obtiene tras una serie de operaciones. Se trata de una pieza independiente.

Con el paso de un sistema de producción tradicional y artesanal a líneas de producción automatizadas se pretende la fabricación masiva y estandarizada de bienes que requieren varias operaciones. Así pues, cada operación se realizará en una estación de trabajo.

Importante

Las líneas de producción automatizadas surgen para lograr una fabricación masiva y estandarizada de bienes que requieren varias operaciones.

Estas estaciones de trabajo están integradas dentro de un sistema de transporte que comunica cada estación de trabajo para formar una cadena de producción automatizada (ejemplos típicos de interconexión serán cintas transportadoras, tornillos sin fin, bandas, etc.). La disposición y ubicación e interconexión es lo que entenderemos como topología de líneas de producción automatizadas.

Por lo tanto podemos decir que una línea de producción automática es el conjunto armonizado de diversos subsistemas como son: neumáticos, hidráulicos, mecánicos, electrónicos, software, etc. Todos estos con una finalidad en común: transformar o integrar materia prima en otros productos.

Para una buena conformación de líneas de producción automáticas estas deben de formar parte del proceso de producción industrial propiamente dicho:

Recepción de materias primas.

Intervención de los procesos automatizados y de la mano de obra requerida para la transformación de la materia prima en bienes manufacturados.

Etapa de inspección, pruebas y control de calidad.

Almacenamiento.

Transporte y distribución.

Los equipos y procesos automatizados pueden presentarse en cualquiera de estos eslabones. El que una empresa emplee o haga uso en mayor o menor medida de procesos automatizados dependerá de muchos factores, pero de lo que no hay duda es de su importancia en nuestros actuales sistemas de producción.

Línea de producción que transforma una barra de aluminio extruido en un marco de forma completamente automática

Normalmente las líneas automatizadas consisten en varias estaciones de trabajo ligadas entre sí por un sistema de transporte o desplazamiento, que se encarga de mover partes o piezas de una estación a otra.

Cada una de las piezas a procesar entra por un extremo de la línea y sale por el otro extremo, y el proceso se va realizando secuencialmente conforme la pieza va pasando de una estación a otra. Una línea puede tener estaciones de inspección para revisar la calidad de las piezas y también se puede poner una estación de trabajo manual para realizar ciertas operaciones que sean difíciles o poco económicas de automatizar.

Importante

Aunque en una línea de producción se utilicen estaciones de trabajo automatizadas también se pueden usar manuales para operaciones difíciles o poco económicas de automatizar.

Topología de producción con sistemas automatizados

La disposición en planta nos muestra el reordenamiento de los dispositivos, maquinaria e instalaciones de producción. Se pueden distinguir tres tipos de disposiciones en planta asociados con sistemas de producción automatizados:

En línea.

En línea divida en segmentos.

Rotacional o circular.

Disposición en línea (permite giros de 90º)

Consiste en disponer las estaciones que componen la línea de producción en línea recta, situando una estación a continuación de otra. Esta configuración o topología es ideal para el trabajo con objetos grandes, tales como vehículos, grandes motores, electrodomésticos, etc. El procesado de estos objetos requiere normalmente de gran número de operaciones, por lo que suelen estar compuestas por gran número de estaciones.