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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553 Apresentação

Disciplina de 34 horas aula. Início : 01/02/2010. Término : 21/05/2010. Professor: Amaro Nunes Formação superior em Engenharia Mecânica pela UFF. Pós graduação em Design de Produto. Engenheiro Senior da Ford Motor Company.

SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553

Planejamento de Curso – 34 horas aula

Ementa :

Conceitos de flexibilidade de produção. Partes componentes de um sistema

flexível de manufatura. Centro de usinagem. Torno CNC.

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Planejamento de Curso

Ementa :

Acessórios especiais para máquinas-ferramenta CNC.

Sistemas de armazenamento e transporte. Robótica. Manutenção de máquinas CNC. Produção.

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Planejamento de Curso

Objetivos a serem alcançados:

Fornecer aos alunos conhecimentos básicos de sistemas flexíveis de produção.

Fornecer aos alunos conhecimentos básicos dos processos de fabricação mecânica.

Ao final da disciplina os alunos devem estar aptos a identificar sistemas flexíveis de produção, dando apoio aos equipamentos envolvidos.

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Planejamento de Curso

Recursos utilizados:

Losa Eletrônica / CPU. Imagens dos processos de fabricação. Imagens das máquinas utilizadas. Vídeos de sistemas flexíveis robotizados.

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Planejamento de Curso

Sistema de avaliação:

Primeira avaliação : Valor ( 4,0 ) Segunda avaliação : Valor (6,0 ) Segunda Chamada : Terceira avaliação : Valor (4,0 ) Quarta avaliação : Valor (4,0 ) Segunda Chamada :

Entrega dos trabalhos : Valor ( 2,0 )

Métodos e Processos de Produção II – MPP 253Planejamento de Curso

Bibliografia recomendada :

Módulo de SIS da FBE. Automação – Telecurso 2000

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Conceito de sistema flexível de produção

Definição : Sistemas de produção altamente

automatizados, capacitados a produzir uma grande variedade de diferentes peças e produtos, usando o mesmo equipamento e o mesmo sistema de controle.

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Conceito de sistema flexível de produção

Um Sistema Flexível de Manufatura é um agrupamento de estações de trabalho semiindependentes controladas por computador, interligadas por um sistema automatizado de transporte (ou manuseio). Sua implantação é indicada quando se tem alta variedade de peças a produzir, em volumes de produção baixo e médio.

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Conceito de sistema flexível de produção

O que levou aos FMS ?

Economia globalizada.

Integração das economias mundiais que trocam entre si matérias primas, produtos e entre outras coisas produzidas internamente. E, com o advento de novas tecnologias e desenvolvimentos das tecnologias de comunicação e de transporte possibilitam a troca de informação e de mercadorias.

Produtos Globalizados

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Conceito de sistema flexível de produção

O que levou aos FMS ?

Concorrência acirrada. Desejo do cliente.

"A concorrência entre empresas promove o que há de pior entre os concorrentes e o que há de melhor, em benefícios aos clientes. A falta de concorrência promove o beneficio para os concorrentes e o que há de pior, em prejuízos para os clientes."

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Conceito de sistema flexível de produção

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Conceito de sistema flexível de produção

O que levou aos FMS ?

Produto Customizado.

¨Adequado às necessidades dos clientes ¨Adequado às necessidades dos clientes atuais.¨atuais.¨

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Conceito de sistema flexível de produção

Vantagens dos FMS

Maior competitividade. Menores prazos de entrega. Melhor controle da produção. Maior qualidade dos produtos. Cliente satisfeito.

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Componentes de um FMS - Subsistemas

Sistemas de armazenamento e processamento de material.

Sistema de processamento do produto. Sistema de controle computadorizado.

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Componentes de um FMS - Subsistemas

Atividades desenvolvidas numa fábrica.

Todas elas devem ser automatizadas

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Componentes de um FMS - Subsistemas

Operação É a atividade de adicionar um valor ao material

em processo. Etapas : Exemplo do torneiro mecânico. Antes : Responsável pela principal operação. Mediana : Carregar e descarregar peças,

inspecionando-as. Final : Relocação de função.

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Operação

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Operação

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Operação

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Componentes de um FMS - Subsistemas

Inspeção

Medir a característica que define a qualidade desejada e, em seguida, atuar no processo para corrigir os desvios verificados.

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Inspeção

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Inspeção

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Componentes de um FMS - Subsistemas

Transporte

Há vários tipos de máquinas, controladas por computador, destinadas a transportar materiais.

Entre elas, destacam-se os AGVs e os RGVs.

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Componentes de um FMS - Subsistemas

AGV = Automatically Guided Vehicle RGV = Rail Guided Vehicle

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Componentes de um FMS - Subsistemas

RGV

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Esteiras Transportadoras

Embora não sejam tão flexíveis como os AGVs e RGVs, as esteiras transportadoras, como a apresentada abaixo, são meios baratos de transportar materiais por trajetórias fixas.

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Esteiras Transportadoras

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Componentes de um FMS - Subsistemas

Armazenamento

A atividade de armazenamento também pode ser automatizada por meio de depósitos atendidos por RGVs.

O trabalho nas estações de carga é realizado pelo homem.

Métodos e Processos de Produção II – MPP 253Visão Geral de um FMS

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SISTEMA REAL FMS

O projeto FMS consiste em executar atividades visando a integração de equipamentos numa célula flexível de manufatura (FMC) e seu uso na fabricação local e remotas de peças. Estes equipamentos de manufatura, que consistem de uma fresadora CNC, um torno CNC, um robô industrial e um sistema automatizado de armazenamento e retirada de materiais.

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SISTEMA REAL FMS

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Carroceria soldada por robôs

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Carroceria soldada por robôs

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SISTEMA DE PRODUÇÃO ASSISTIDOS PELO COMPUTADOR

Sistema onde todas as etapas da fabricação de um componente é assistido pelo computador.

Desde o projeto ( CAE ), desenhos (CAD), processos ( CAPP ) e fabricação ( CAM ).

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C A E - Computer Aided Engineering

Ferramenta que analisa e processa cálculo de forma a minimizar esforços braçais do engenheiro, se preocupando menos com a parte operacional e mais com a questão estratégica.

Vantagens :

O tempo e custo despendidos no projeto são reduzidos. Os erros de projeto podem ser corrigidos e testados

mais rapidamente. A realização de cálculos complexos na fase de

engenharia por computador aumentam a produtividade

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C A P P - Computer Aided Planning Process Preparar instruções de operação detalhadas para

transformar um desenho de engenharia em produto final.

Consiste, basicamente, nas etapas:

Seqüenciação de operações, Determinação do maquinário e ferramentas aplicáveis,

definição das condições de processo, Respectivos tempos de fabricação.

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C A P P - Computer Aided Planning Process

Formas de planejamento :

Por variante ou por recuperação, Generativa, Automática.

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C A P P - Computer Aided Planning Process

Forma por recuperação

Formar grupos de peças baseado na semelhança geométrica ou de processo.

Cada peça da fábrica é agrupara em famílias.

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C A P P - Computer Aided Planning Process

SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553

C A P P - Computer Aided Planning Process

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C A P P - Computer Aided Planning Process

Neste tipo de sistema, para cada tipo de família de peças é armazenado um processo de fabricação padrão no computador

Amplia-se depois para peças da mesma família.

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C A P P - Computer Aided Planning Process

Forma Generativa

O plano é gerado sem intervenção do operador.

Ao receber o desenho da peça e as informações de material, o sistema seleciona a seqüência, as operações das máquinas, ferramentas e parâmetros de corte para fabricar a peça

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C A P P - Computer Aided Planning Process

Forma Automática

A forma automática gera um plano completo a partir de um modelo em CAD, sem necessidade de intervenção do operador.

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C A P P - Computer Aided Planning Process

Características :

É uma interface CAD inteiramente automatizada.

É um sistema planejador completo e inteligente.

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C A P P - Computer Aided Planning Process

Vantagens : Racionalização do processo. Maior produtividade. Maior legibilidade. Integração com outros softwares.

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CAM – Computer Assisted Manufacturing

Consiste no uso de sistemas computacionais para planejamento, gerenciamento e controle de operações de uma fábrica.

Os sistemas CAM trabalham tendo como base modelos matemáticos provenientes do sistema CAD.

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CAM – Computer Assisted Manufacturing

Alguns exemplos do CAM como suporte de manufatura são: programação CNC de peças por software; planejamento e programação da produção;

Planejamento de necessidades de material (MRP), de controle de chão de fábrica etc.

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CAM – Computer Assisted Manufacturing

Aplicação dos sistemas CAD/CAM.

Metalúrgica. Automobilística. Plásticos. Têxtil.

LEAN MANUFACTURING

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Sistemas Robotizados

I – Opção econômica.

II – Porquê robôs ?

III – Integração em sistemas de produção modernos.

IV – Exemplos.

V – Conclusões.

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Sistemas Robotizados – Opção econômica

Os robôs podem executar tarefas de forma quase humana.

São os equipamentos que apresentam o menor índice de custo de produção por unidade do produto.

Versatilidade – Produto definido pelo cliente. Multifuncional – Produtos com ciclo de vida

curtos.

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Sistemas Robotizados – Opção econômica

Exigência crescente de mais qualidade com mais baixo preço.

As empresas produzem por encomenda e não arriscam estoques.

Produtos densos e extremamente complexos.

Produção flexível e ágil.

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Sistemas Robotizados – Opção econômica

Organização. Padrões regulares de fabricação. Equipamentos programáveis. Sistemas de informação e apoio à

decisão.

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Sistemas Robotizados – Opção econômica

Automação programável. Robótica. Computação Industrial.

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Sistemas Robotizados – Porquê Robôs ?

Máquinas programáveis poderosas, com interface com vários equipamentos.

Equipamentos flexíveis por excelência. Resposta rápida a mudanças de mercado

e mudanças no produto.

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Integração em sistemas de produção modernos

Adaptabilidade com outros equipamentos. Interface segura de comunicação. Hardware e software confiáveis. Planejamento de tarefas e tempos das

operações anteriores e posteriores. Integração com o ser humano.

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Exemplos de sistemas robotizados

Pintura de automóveis

Soldagem de carroceria de automoveis

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Conclusões

A aplicação dos robôs uniformiza a qualidade da operação.

Reduz o custo da operação. Exige mão de obra qualificada para

implantação e manutenção. Retira o homem de operações insalubres.

SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553 MÁQUINAS CNC

CNC – COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO.

Desenvolvido pela necessidade da produção de lotes iguais de peças.

Também para flexibilizar a manufatura de peças diferentes.

SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553 MÁQUINAS CNC

Vantagens : Mudar rapidamente a sequência de

operações. Usinagem em altas velocidades. Excelente acabamento. Flexibilidade.

SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553 MÁQUINAS CNC

Componentes : Computador. Sensores de posição. Servomotor. Fusos com esferas recirculantes. Trocadores de ferramentas.

SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553

Centros de Usinagem

SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553

Centros de Usinagem

Os Centros de Usinagem representam hoje o que há de mais moderno, eficiente e produtivo em matéria de equipamento para a indústria de Serralheria, Moveleira, Metalúrgica ou outra que trabalhe com fabricação de componentes de média e alta complexidade.

SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553

Centros de Usinagem

Velocidade de corte muito alta, cerca de 18000 a 27000 rpm, possibilita um trabalho preciso e isento de rebarbas.

Ideal para execução de usinagens difíceis, tanto em formato, como em localização.

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Centros de Usinagem

Usinagem em até quatro eixos, com perfeita repetitividade dimensional.

Todas as operações podem ser executadas com um só posicionamento da peça, obtendo-se enormes ganhos de produtividade e qualidade.

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Centros de Usinagem

A tarefa do operador resume-se em carga e descarga do refil, evitando-se assim falhas humanas

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Multi Task Machining

Fusão de um torno CNC com um centro de usinagem equipado com trocador automático de ferramentas.

Contam com 7 ou mais eixos, além de sub-spindles, contra-pontos, lunetas e torres porta ferramentas.

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Multi Task Machining

SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553

Multi Task Machining

Torneamento interno e externo, Canais frontais e radiais, fresamento,

fresamento circular, Fresamento de cames Eixos excêntricos, Controle através de cabeçotes

apalpadores.

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Multi Task Machining - Vantagens

Alta flexibilidade; Em muitos casos, a usinagem de um produto

pode ser realizada em uma só máquina e em uma só fixação;

Maior qualidade devido ao menor número de fixações;

Menor espaço ocupado nochão de fábrica; Reduções drásticas nos tempos totais de

usinagem de certos produtos.

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Multi Task Machining

Devido ao grande número de eixos que podem se movimentar ao mesmo tempo, o risco de ocorrerem colisões é consideravelmente maior.

Programa de treinamento e capacitação

da mão-de-obra .

SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553

Multi Task Machining

Sistema que mais cresce atualmente. 8 a 10 mil novos equipamentos

produzidos a cada ano.