Anais do Conic-Semesp. Volume 1, 2013 - Faculdade Anhanguera de Campinas - Unidade 3. ISSN 2357-8904 TÍTULO: ENVERNIZADORA DE PORTA CANETAS CATEGORIA: CONCLUÍDO ÁREA: ENGENHARIAS E TECNOLOGIAS SUBÁREA: ENGENHARIAS INSTITUIÇÃO: FACULDADE DE JAGUARIÚNA AUTOR(ES): FABIO HENRIQUE DE PAULA ORIENTADOR(ES): EDNERT RAFAEL ROZIN TUCCI
Envernizadora de Porta Canetas Fabio Henrique de Paula 10901312 RESUMO: É apresentado a proposta de uma máquina automática que, como parte de uma linha completa de produção, efetuará o processo de acabamento de um objeto de decoração e utilidade. Tal acabamento consiste na aplicação de uma fina camada de verniz para madeira. Esta máquina consiste de uma esteira acionada por um motor de corrente contínua, um pistola de aplicação de verniz e um manipulador pneumático, controlados através de um controlador lógico programável (CLP). O CLP enviará um sinal para um robô, que movimentará a peça para o próximo processo da linha. O feedback para o programa é feito através de sensores óticos e magnéticos, os quais enviam informações de posição do manipulador e do objeto a ser processado ao CLP, para que o mesmo possa tomar as ações pré-estabelecidas. INTRODUÇÃO Os processos automatizados de produção tornam-se imprescindíveis para um processo de produção eficaz e rentável. Isso faz com que cada vez mais sejam necessários processo automatizados. Com a produção manual, temos um processo não-linear, de fluxo incontínuo, inconstante e que pode causar diversos problemas para a produção e também para a saúde humano, acentuando os problemas por desgastes físicos. OBJETIVO GERAL Projetar e construir um processo automatizado para uma linha de produção utilizando de diversos conceitos específicos absorvidos durante o curso e ferramentas de gerenciamento de projeto. OBJETIVO ESPECÍFICO Conceber uma melhoria num processo de produção automático visando melhor performance, eficácia e confiabilidade e que efetue todos os processos propostos pelo desenvolvimento do projeto. Aplicar também um sistema de comunicação com um braço robótico que fará a integração da máquina em questão com o resto da linha de produção. 1
OBJETIVO INDIVIDUAL Estabeler em uma máquina um modelo de funcionamento confiável, que seja enxuto, capaz de ser inserido em uma linha robotizada para perfeito funcionamento de todo o processo de produção. DESCRIÇÃO DO FUNCIONAMENTO O funcionamento da máquina acontece à partir do acionamento do botão de cor verde no painel e depois desse instante ela passa a funcionar automaticamente. Após colocar a peça frente ao sensor 1, é ligada a esteira no sentindo de avanço. Ao passar no sensor 2, é acionada a pistola de verniz durante 4 segundos e a peça contínua em movimento até o sensor 3. Após acionar o sensor 3, é aciona a garra pneumática de giro. Após girar a peça, a esteira é acionada no sentido de retorno e após 5 segundos é acionado novamente a pistola de verniz, mantendo o movimento da esteira até a peça chegar novamente ao sensor 1. Após acionado o sensor 1 no final do ciclo, será enviado um sinal pelo CLP (Ver figura 1) ao módulo de entrada de sinais do robô (ver figura 2) para que seja retirada a peça e levada ao próximo processo, liberando assim a máquina para reinicio do ciclo. Para reiniciar o ciclo, deve-se remover a peça e colocar outra peça. Abaixo a Figura 3 demonstra o robô que será utilizado para a linha de produção. Figura 1: Saída de sinal para o robô acionada pelo CLP 2
Figura 2: módulo de entrada de sinais do robô Figura 3: robô utilizado na linha de produção. 3
Quadro 1: Fluxograma de programação do projeto. 4
Figura 2 da descrição do funcionamento: Figura 2: Ilustração visual do processo de funcionamento. METODOLOGIA Para que seja desenvolvido o melhor conceito possível, foram utilizadas diversas ferramentas de projeto e gerenciamento. Brainstorms, análise de necessidas, cronogramas, fluxogramas são algumas das ferramentes que utilizamos para alcançar o êxito na finalização do projeto. Para que o projeto possa ser concluído no prazo foi feito um planejamento, distribuindo funções para os integrantes do grupo entre estas funções foi desenvolvido os itens: 5
Desenho técnico. Cronograma. Lista de materiais. Diagrama elétrico do projeto. Nas figuras abaixo ilustra o desenvolvimento do projeto. Modelo matemático da máquina. Figura 2: Envernizadora. 6
tabela1: Cronograma de trabalho do projeto. 7
Tabela 2: Lista de materiais que compõem a máquina: 8
Quadro 2: Diagrama elétrico do projeto. 9
Quadro 3: Programa do CLP 10
1-) O Primeiro Sensor é um Sensor de Proximidade Fotoelétrico acoplado no suporte da esteira transportadora cuja função específica é detectar a presença da matéria-prima de madeira no formato de Porta-Canetas e que após a mesma ser colocada na esteira, esta é acionada através do sinal deste sensor transportando a peça até o dispositivo da pintura, para efetuar a pintura do Porta-Canetas conforme figura 3: Fig. 3 Detalha o Sensor Fotoelétrico acoplado na esteira transportadora. 2-) O Segundo Sensor, é um Sensor de Proximidade Fotoelétrico acoplado próximo ao Dispositivo a Pintura, cuja função no Projeto, é o acionamento automático desse Dispositivo para a pintura do Porta- Canetas, conforme Figura 4: Fig. 4 Detalha o Sensor Fotoelétrico acoplado ao Dispositivo da Pintura na parte inferior do dispositivo (detalhe próximo a mangueira pneumática e a faixa amarela da este 11
3-) O terceiro Sensor, também tipo Fotoelétrico, possui a função de detectar o Porta-Canetas após a Pintura acionando o dispositivo Garra-Mecânica para prender o Porta-Canetas para o retorno do mesmo até o início da esteira conforme a figura 5: Fig. 5 Detalha o Sensor Fotoelétrico próximo a mangueira pneumática acionando a Garra Mecânica conforme mostrada na figura. 4-) O quarto Sensor utilizado no Projeto é um Sensor de Proximidade do tipo Indutivo, cuja função é detectar que a peça está presa na Garra Mecânica acionando o Sistema de Rotação de Engrenagens para fazer o retorno do Porta-Canetas até o início da Esteira para o mesmo ser transportado para as outras etapas do Processo de Fabricação conforme mostra a Figura 6: Fig. 6 Detalhe visto de cima no qual o Sensor indutivo está acoplado sobre o Sistema de Engrenagens. 12
Especificações do Motor da esteira : 13
Fig. 7 Envernizadora Após finalizar o ciclo e enviar o sinal ao robô, o mesmo retira a peça da máquina com uma garra pneumática (ver figura 8), liberando para o próximo ciclo. Figura 8: Detalhe da garra pneumática do robô. 14
Resultado: Após algumas modificações, principalmente na programação, obtivemos um funcionamento com parâmetros aceitáveis para a linha de produção em questão. Foi necessário adicionar um módulo de saída ao CLP por o mesmo não tinha saídas suficientes para os propósitos do projeto. Conclusão: A integração funcionou perfeitamente e a produção fluiu de modo aceitável. O projeto foi importante para a aplicação dos conceitos de controle e automação do modo mais puro, exemplificando na prática todos os conceitos de automatização e integração de processos de produção ao controle. Referência bibliográfica Bosch do Brasil. Motoredutores elétricos. Disponível em http://www.bosch.com.br/br/autopecas/produtos/motores_eletricos/index.asp/. Acessado em 07/05/2013. Bolton, W. "Mecatrônica, uma abordagem multidisciplinar". Livro Didático, São Paulo, SP, Brasil, 2010. Hibbeler, R.C. Resistência dos Materiais. 5ª ed. São Paulo-SP. 2006. Sick, Solução em sensores. Disponível em http://www.sick.com/br/ptpt/home/pages/homepage1.aspx/. Acessado em 02/03/2013. 15