MANUFATURA CELULAR E SISTEMAS FLEXÍVEIS

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1 MANUFATURA CELULAR E SISTEMAS FLEXÍVEIS Aula 08 - SISTEMAS DE PRODUÇÃO AUTOMATIZADOS Outubro de 2016

2 SISTEMAS DE PRODUÇÃO AUTOMATIZADOS

3 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.

4 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.

5 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.

6 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.

7 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.

8 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.

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10 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.

11 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).

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13 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.

14 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.

15 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.

16 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 emprocessamento e produtos terminados. Computadores controlam estes dispositivos de armazenamento automatizados.

17 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.

18 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.

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21 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.

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24 DISPOSITIVOS DE CONTROLE

25 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.

26 DISPOSITIVOS DE REALIMENTAÇÃO

27 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.

28 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.

29 Os sensores digitais simples são os mais comuns. Incluem fotosensores, 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).

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31 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.

32 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.

33 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.

34 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.

35 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.

36 Sugestões para aula prática!