manufatura celular e sistemas flexÍveis · prof. kairo de barros guimarães um automóvel, para o...

Prof. Kairo de Barros Guimarães

MANUFATURA CELULAR E SISTEMAS FLEXÍVEIS

Aula 08 - SISTEMAS DE PRODUÇÃO AUTOMATIZADOS

Outubro de 2016


SISTEMAS DE PRODUÇÃO AUTOMATIZADOS


O que é um sistema automatizado?

É uma coleção de dispositivos que trabalham junto para realizar

tarefas ou produzir um produto ou uma família dos produtos.


Um automóvel, para o exemplo, é um sistema automatizado. O

automóvel tem um cérebro eletrônico para receber entradas dos

vários sensores e para controlar as saídas que regulam a operação

do motor e outras funções tais como o sistema antibloqueio do

freio.

Um sistema de alarme residencial é um outro sistema

automatizado. Seu controle recebe a entrada dos sensores e dos

interruptores situados em portas e as janelas da casa. Se este

controle receber um sinal que uma porta ou uma janela estiveram

abertas, soa o alarme e a polícia é acionada.


Os sistemas automatizados industriais podem ser uma máquina ou

um grupo das máquinas chamadas de célula.

Os dispositivos incluem aqueles que produzem realmente o produto

e que fornecem suporte, controle, e realimentação do sistema. Os

quatro tipos básicos de dispositivos em uma célula são produção,

suporte, controle e retroalimentação.


Dispositivos de produção

Os dispositivos da produção podem incluir robôs, máquinas

do controle numérico computadorizado (CNCs), dispositivos

pesados de automação, e assim por diante. Os dispositivos

da produção agregam valor ao produto. Executam processos

de manufatura tais como usinagem, montagem, solda,

pintura, e outros processos para dar forma a uma peça

completa.


ROBÔS

Os robôs são usados para muitas funções em uma célula incluindo

tarefas repetitivas tais como mover e posicionar as peças entre

dispositivos e tarefas da produção tais como soldagem.

São rápidos e precisos. Cada um dos diversos tipos de robô -

elétrico, pneumático e hidráulico - tem suas próprias vantagens.

Os robôs pneumáticos são bons para tarefas simples como

posicionamento de partes entre dispositivos. Os robôs pneumáticos

são baratos, rápidos e precisos, mas possuem algumas limitações.


Não são bons para tarefas complexas e são muito limitados no número das

posições que podem se mover.

Robôs elétricos, que são muito versáteis, são usados posicionando, soldando e

em muitas outras tarefas. Os robôs elétricos são rápidos e precisos, mas são

muito mais caros do que robôs pneumáticos.

Os robôs hidráulicos são bons para a pintura e aplicações pesadas. São rápidos

e podem mover-se suavemente, tornando-os eficazes para aplicações de

pintura.

São também bons para as aplicações perigosas em que uma faísca elétrica

poderia causar uma explosão.


Integração do robô

Os robôs são relativamente fáceis de programar e integrar em células.

Muitos robôs são movidos simplesmente para cada posição e uma

chave é usada ensinar cada posição.

Outros robôs são programados usando linguagens especializadas para

robótica. Os robôs têm entradas digitais (on/off) e saídas digitais (I/0).

Estas entradas e saídas são conectadas facilmente aos dispositivos do

controle, tais como PLCs, computadores ou outros dispositivos.


A maioria de células robotizadas esperam uma entrada para dizer

ao robô o que fazer. Ele então executa uma tarefa e emite uma

saída a um controlador da célula para dizer ao dispositivo de

controle que terminou a tarefa e está esperando outras instruções.

Esta troca das entradas e das saídas entre dispositivos é chamada

“handshaking” (aperto de mão).


Computer Numerical Control Equipment(CNC)

As máquinas do CNC são as máquinas cujos movimentos e as

ações são controladas por um computador.

Podem ser processos de manufatura, tornos e fresas; máquinas

para perfurar o metal; máquinas de descarga elétrica (EDMs), as

quais usam um fio ou um eletrodo e faíscas elétricas para cortar

metais; máquinas de fabricar molas; e máquinas a laser ou plasma

corte de metais.


As máquinas de CNC são programadas com códigos e números

simples.

Os códigos dizem à máquina que tipo de função a executar, e os

números dizem-no quão distante mover-se.


Dispositivos Pesados Automatizados para Produção

Um dispositivo pesado automatizado é projetado geralmente para

uma finalidade específica e em consequência, tem pouca

flexibilidade.

Os dispositivos pesados automatizados podem ser projetados para

serem usados como dispositivos de produção ou como dispositivos

de suporte ou apoio.


EQUIPAMENTOS DE SUPORTE OU APOIO

Equipamentos de apoio podem incluir sistemas de armazenamento

automatizado/fornecimento automatizados (AS/RS),

transportadores, dispositivos pesados automatizados e assim por

diante.

Equipamentos de suporte ou apoio são usados para o

armazenamento e o fornecimento de material bruto, produtos em-

processamento e produtos terminados. Computadores controlam

estes dispositivos de armazenamento automatizados.


O uso do computador assegura também que o produto mais velho

no armazenam seja usado primeiramente.

Um típico sistema AS/RS tem três eixos de movimento: um eixo-x

que se move ao longo do assoalho, um eixo-y para movimento

sobe/desce, e um eixo-z para movimentar para dentro e para fora

habilitando-o a pôr o produto na área de armazenamento.


Transportadores

Os transportadores são usados para mover o produto entre células

e processos e classificar o produto. Isto significa que usando

sensores ou leitores simples do tipo código de barra, um

transportador pode ser usado para enviar o produto ao lugar certo,

detectando que tipo de produto está presente.


Paleteiras

Paleteiras são usadas para pegar caixas de uma célula e embalá-las

em um pallet que contem muitas caixas. A Paleteira também

envolve as caixas com plástico para prendê-las juntas e para

protegê-las para o transporte.

Uma paleteira pode ser considerado um dispositivo pesado

automatizado porque é geralmente usada para um trabalho

específico.


DISPOSITIVOS DE CONTROLE


Programmable Logic Controllers (PLCs)

Um PLC é o tipo o mais comum de controlador de célula; coordena

todos os dispositivos restantes.

O PLC é como o cérebro da célula. É um computador projetado

para ser facilmente utilizado por eletricistas e técnicos.

É programado em uma linguagem chamada lógica ladder, que

lembra os diagramas que eletricistas e técnicos compreendem. Um

PLC é também útil para integrar e controlar outros dispositivos.


DISPOSITIVOS DE REALIMENTAÇÃO


Sensores

Os sensores estão disponíveis para quase todo tipo de aplicação.

Os sensores são como os olhos, orelhas e o tato de uma célula.

Fornecem realimentação ao dispositivo de controle para lhe

informar o que está acontecendo na célula.

Os sensores podem ser do tipo digitais simples (on/off) ou do tipo

analógico mais complexo, que fornece uma saída que seja

proporcional à entrada.


Um exemplo é um sensor usado medir a temperatura. Um sensor

analógico solta uma corrente diferente para cada temperatura e

fornece mais informação do que um do tipo digital, mas é mais

caro.


Os sensores digitais simples são os mais comuns. Incluem foto-

sensores, sensores indutivos para detecção de objetos de metal,

sensores capacitivos usados para detecção de qualquer objeto,

sensores ultra-sônicos para detectar objetos ou a distância ao

objeto usando o som e interruptores de alcance simples.

Sensores que encostam no produto são chamados sensores de

contato. Sensores que não tocam no produto, como foto-sensores,

são chamados no-contact, ou de proximidade. Os sensores

eletrônicos (no-contact) são sensores de maior confiabilidade e

velocidade de resposta do que os mecânicos (sensores de contato).


Sistemas de Visão

Os sistemas de visão são usados para inspecionar a qualidade de

um produto. A inspeção pode ser usada para verificar e assegurar

que todos os componentes estão presentes em uma placa de

circuito impressa, para medir o tamanho do produto ou para ler

etiquetas e assegurar que estão completas e precisas.

Os sistemas da visão estão tendo seu uso e importância

aumentados na indústria. São muito mais precisos do que seres

humanos para executar tarefas repetitivas da inspeção.


Operação do Sistema de Visão

Os sistemas de visão baseiam-se no contraste para tomar decisões.

Uma imagem feita com uma câmera é analisada pelo computador.

A iluminação do objeto é muito importante porque a maioria de

sistemas da visão podem perceber somente através do contraste.

A placa de processamento de imagens verifica cada pixel para

determinar seu nível de brilho, chamado de “nível de cinza”.


Código de Barra

O código de barra é usado extensivamente no negócio e na

indústria; virtualmente cada produto em quase cada loja é

codificado.

Muitos esquemas de código de barra estão em uso. Um é o código

de produto universal (UPC), usado tipicamente para produtos nas

lojas.

Um código de barra pode conter números do produto, informação

de data e ou especificações.


OPORTUNIDADES NA AUTOMAÇÃO

A mudança rápida na manufatura criou uma riqueza de

oportunidades de novas carreiras.

Técnicos e engenheiros capacitados em trabalhar com estas novas

tecnologias são muito procurados pelo mercado.

A automação criou uma demanda para projetistas que sabem

utilizar sistemas CAD/CAM para projetar e construir sistemas de

automação.


Há demanda também para aqueles que compreendem como

programar e integrar os dispositivos. Há uma necessidade para

engenheiros de campo e pessoal de manutenção, e oportunidades

tremendas estão disponíveis para os engenheiros que

compreendem essas novas tecnologias e como aplica-las.


Sugestões para aula prática!

manufatura celular e sistemas flexÍveis · prof. kairo de barros guimarães um automóvel, para o...

Documents