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AUTOMATIZAÇÃO DE FURADEIRA PARA LINHA DE PRODUÇÃO
Lucas Barreto Rampazzo1
Profº. Dr. José Antônio Poletto Filho2
Resumo - Na sociedade atual, é crescente a necessidade de realizar tarefas com
eficácia, segurança e precisão. Existem tarefas que se tornam repetitivas e por sua vez trazem prejuízos, tanto para produtividade quanto para saúde do trabalhador, pois este geralmente encontra se em um ambiente propício a acidentes. Ao realizar tarefas repetitivas, o colaborador pode desenvolver doenças como estresse e lesões por esforço repetitivo (LER). Assim, o trabalho de pesquisa objetiva desenvolver um projeto e a construção de uma estação de trabalho, cuja finalidade é realizar a furação automática de peças em madeira para uma linha de produção, sem que ocorra a intervenção humana. O equipamento faz uso de controlador lógico programável (CLP), atuadores eletropneumático e sensores. As questões colocadas refletem a relevância do tema escolhido para a pesquisa, pois contribui socialmente para amenizar as condições de risco no trabalho do colaborador, minimizando a possibilidade de desenvolver LER, aumentando a segurança, otimização da produtividade, e acadêmica, por agregar conhecimento. O trabalho está fundamentado teoricamente nas leituras das fontes disponíveis e como metodologia o desenvolvimento de um protótipo. Palavras-chave: Estação de Trabalho. Furação. CLP. Segurança. Abstract - In today's society, there is a growing need to perform tasks effectively, safely and accurately. There are tasks that become repetitive and in turn bring losses for both productivity and for workers' health, as it usually is in an environment conducive to accidents. When you perform repetitive tasks, the employee can develop diseases like stress and repetitive strain injury (RSI). Thus, the objective research work to develop a design and construction of a workstation whose purpose is automating the drilling of parts in wood for a production line, though without human intervention. The equipment makes use of programmable logic controller (PLC), electro-pneumatic actuators and sensors. The questions reflect the relevance of the theme chosen for the research because it contributes to mitigate social risk conditions on the developer's work, minimizing the possibility of developing RSI, increasing safety, optimize productivity, and academic, for aggregate knowledge. The work is based on theoretical readings of the available sources and methodology as the development of a prototype.
Keywords: Workstation. Hurricane. CLP . Safety.
1Aluno da Fatec 2 Docente da Fatec
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1 INTRODUÇÃO
Rosário (2009, p. 15) explica que desde o principio o homem constrói
ferramentas para facilitar a realização de tarefas no seu dia a dia. A sociedade
encontra se em um período cuja tecnologia é amplamente utilizada por todos.
Devido a globalização as indústrias passaram por grandes transformações
com o intuito de tornarem-se mais competitivas. Para isso é utilizada a automação
do processo produtivo que tem por finalidade, produzir bens com menor custo, com
maior qualidade, em menor tempo e maior quantidade.
Neste âmbito, o presente trabalho tem como objetivo automatizar o sistema
de furação de peças, para indústria de fabricação de móveis.
O trabalho fundamenta-se na pesquisa bibliográfica e na construção de um
protótipo mecatrônico, visando, o aprofundamento teórico e prático relacionado à
mecatrônica industrial. Assim, a pesquisa bibliográfica, que é essencial para a
caracterização conceitual do tema do trabalho, possibilita a elaboração do corpo
teórico que é utilizado para comprovar os resultados obtidos e orientar a construção
do protótipo.
Devido à complexidade envolvida no controle do processo, esse trabalho
priorizou no desenvolvimento teórico a ênfase nos equipamentos para o controle da
estação de usinagem, embora no desenvolvimento prático tenham sido utilizados os
conceitos da mecânica envolvida no desenvolvimento e funcionamento do protótipo.
A principal motivação na elaboração de um projeto de automatização de uma
furadeira consiste na busca de inovação do processo, para garantir melhor eficiência
do equipamento, mitigando a intervenção humana para diminuir os riscos à saúde
relacionado a segurança contra acidentes e lesões por esforço repetitivo.
A busca por inovação garante que a empresa continue a existir, pois esta
poderá se reestruturar com a ajuda da automação de processos garantindo que se
atualizem os meios de produção.
Rosário (2005, p. 3) afirma que “toda empresa, como um organismo vivo,
segue um ciclo de nascimento, juventude, maturidade, declínio e, eventualmente,
morte. Para evitar o declínio a empresa precisa buscar permanentemente uma nova
curva de transformação”.
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Sendo assim conclui-se que a automação e a atualização tecnológica são
essenciais em qualquer empresa que queira continuar existindo e competindo no
atual mercado global.
É de conhecimento público que o desenvolvimento e fabricação de máquinas
no Brasil exige o cumprimento da norma regulamentadora 12 (BRASIL, 1978) que
obriga os fabricantes a seguirem normas de segurança. Portanto toda construção de
equipamento, deve seguir a norma regulamentadora 12 para garantir a segurança
dos colaboradores.
Foi projetada uma estação de trabalho para realizar a furação automática, que
realiza um conjunto de operações, capaz de perfurar peças de madeira, utilizando:
CLP, atuadores eletropneumático, sensores e motor elétrico e uma furadeira
manual. Ao automatizar a furação da peça a produção tende a ser beneficiada,
ganhando tempo de produção e aumentando o número de peças produzidas. Desta
forma a segurança dos trabalhadores aumenta e o número de peças rejeitadas
diminuiu com a implantação da automatização.
Portanto o desenvolvimento deste equipamento teve como objetivo garantir a
padronização dos produtos, a segurança do colaborador trazendo soluções
ergonômicas para que os operadores não desenvolvam lesões por esforço
repetitivo.
2 Revisão bibliográfica
2.1 Processos de Usinagem realizados pela estação de trabalho: Furação
A proposta deste trabalho é construção de uma estação de trabalho projetada
para realizar a furação de peças em madeira com a utilização de uma broca e um
único fuso perfurante. Neste processo é realizada a usinagem de material através da
furação do mesmo.
Segundo a DIN 8580 (1985, apud STOETERAU, 2003, p. 04) ”usinagem
aplica-se a todos os processos de fabricação onde ocorre a remoção de material sob
forma de cavaco.”
Já furação é definida como um processo mecânico de usinagem convencional
destinado a obtenção de furos cilíndricos. Ferraresi e (1990, apud CARVALHO p.10)
explica furação como:
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Um processo que se destina a obter furos que são geralmente cilíndricos e obtidos a partir de ferramentas cortantes. A ferramenta ou a peça gira e, simultaneamente, a peça ou a ferramenta se desloca em uma trajetória retilínea. A furação se subdivide em Furação em cheio, Furação Escalonada, Escareamento, Furação de Centros, Trepanação.
2.2 Controlador Lógico Programável
No inicio da industrialização houve o surgimento de mecanismos mecânicos
que facilitavam e aceleravam a produção, porém esses equipamentos eram capazes
de realizar apenas tarefas especificas, agregando muito custo à produção.
De acordo com Franchi e Camargo (2011, p. 21) a princípio os dispositivos
precisavam ser desenvolvidos para cada tarefa e devido à natureza mecânica, eles
tinham uma pequena vida útil.
Com o desenvolvimento da eletrônica ocorreu o surgimento dos micros
controladores, equipamentos que permitiram o controle das linhas de produção para
fabricação de diferentes produtos. Os equipamentos eletrônicos provocaram uma
redução drástica da mecânica nos equipamentos, como por exemplo, cames e
engrenagens utilizadas para marcar tempo foram substituídas por contadores
digitais.
O controlador lógico programável que será utilizado no protótipo possui uma
infinidade de aplicações na indústria. Existem também tipos de CLP com
características variadas e adaptadas para diferentes finalidades.
Tal como expõem Franchi e Camargo (2011, p. 23) controlador lógico
programável (CLP) ou da sigla inglesa PLC (Programmable logic controller), é um
computador projetado para operar no setor industrial, baseado em um
microprocessador, que armazena instruções e comandos para funções especificas,
controlando por meio de entradas e saídas digitais ou analógicas, máquinas ou
processos.
Normalmente os CLPs são definidos pela capacidade de processamento de
um determinado número de pontos de entradas e saídas. Rosário (2009, p.182),
afirma que o principio de funcionamento do CLP é realizado por meio da execução
de um programa desenvolvido pelo fabricante dentro da CPU. Esse programa faz
leituras das variáveis de entrada do CLP e compara as informações obtidas com o
programa desenvolvido pelo usuário. Dependendo do resultado da comparação, o
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CLP faz ou não intervenções na variável de saída. Na Figura 1é possível observar o
funcionamento de um CLP.
Figura 1-Funcionamento de um (CLP)
Fonte: Rosário (2011, p.183).
2.3 Arquitetura de um CLP
Aqui é apresentada a arquitetura básica que compõe de todos os CLPs .
Rosário (2011, p.182) afirma que a arquitetura básica de um CLP pode ser
dividida em quatro partes: Unidade Central de Processamento; Fonte de
Alimentação; Circuitos de Entradas e Saídas (E/S) ou Input/Output – (I/O) e Base.
A Unidade Central de Processamento, do inglês Central Processing Unit -
(CPU), é responsável pelo processamento das informações, integra o micro
processador, o sistema de memória e todos os circuitos internos.
A Fonte de Alimentação é responsável pelo fornecimento da tensão de
alimentação (mais comumente 24Vcc) fornecido ao CLP.
INÍCIO
LEITURA DAS VARIÁVEIS DE ENTRADA
ATUALIZAÇÃO DAS
VARIÁVEIS DE SAÍDAS
EXECUÇÂO DO
PROGRAMA
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Os Circuitos de Entradas e Saídas (E/S) ou Input/Output – (I/O) são os
responsáveis por receber ou enviar sinais digitais ou analógicos. As entradas
recebem sinais dos sensores já as saídas enviam sinais aos atuadores.
A Base é a unidade de comunicação responsável por realizar a conexão
mecânica e elétrica entre a CPU e os módulos de entrada e saída juntamente com a
fonte de alimentação. Na Figura 2 é possível observar a arquitetura um CLP.
Figura 2 - arquitetura um CLP
Fonte: Franchi e Camargo 2011.
2.4 Interfaces de Entradas e Saídas
As entradas e saídas do CLP são importantíssimas para o correto
funcionamento do equipamento, as entradas representam o endereço de entrada
dos sinais provenientes dos sensores a partir destes sinais será processada a lógica
para gerar uma resposta, na saída do CLP o sinal de saída é responsável por
estimular reles que acionam atuadores.
Rosário (2009, p. 181) afirma que variáveis de entrada são todos os sinais
externos recebidos pelo CLP, estes sinais podem ser fornecidos por meio de
sensores ou botoeiras acionados por operadores.
Franchi e Camargo (2011, p. 46) explicam que existem dois tipos de entradas
as digitais e analógicas. As entradas digitais possuem apenas níveis lógicos com os
valores 1 e 0, ligado e desligado ou verdadeiro e falso. Já as entradas analógicas
Unidade central
de
Processamento
CPU
Comunicação
Sáida
digital
Sáida analógicas
Entrada digital
Entradas
analógicas
Fonte de alimentação
Alimentação CA ou CC
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permitem que o CLP manipule grandezas analógicas recebidas por sensores
eletrônicos ou potenciômetros.
Rosário (2009, p. 181) explica que as saídas do CLP controlam todos os
dispositivos conectados ao CLP, servindo para intervenção direta do processo
controlado.
Franchi e Camargo (2011, p. 53-56) afirmam que saídas digitais admitem
apenas os estado de 0 - desligado - e 1 - ligado. Entre as saídas digitais existem as
saída por relé, transistor e TRIAC. As saídas por transistor e por TRIAC possuem
uma vida útil muito maior que a do relé. As saídas analógicas permitem o
acionamento de elementos dentro de uma faixa e valores que correspondem de 0 a
100%, permitindo, por exemplo, o controle da velocidade de motores fazendo com
que ele funcione com 50% da sua rotação.
2.5 Tipos de CLPs
Atualmente no mercado é possível encontrar inúmeros CLPs para aplicações
diversificadas. As capacidades de processamento e a quantidade de entradas e
saídas determina o seu valor comercial. Permitindo ao tecnólogo a análise do
processo para escolha adequada do melhor controlador de acordo com sua
necessidade.
Segundo Franchi e Camargo (2011 p.41) os CLPs podem ser classificados
em compactos e modulares. Os compactos são CLPs de pequeno porte, possuem
uma estrutura única onde integra a fonte de alimentação, a CPU e os módulos de
entradas e saídas (E/S), o usuário só terá acesso aos conectores de entradas e
saídas de sinais. Podem ser integrados a eles módulos especiais que são vendidos
separadamente tais como, entradas e saídas analógicas, contadores rápidos,
módulo de comunicação, interface homem com máquina (IHM) e expansões de E/S.
Os CLPs modulares possuem uma estrutura modular, em que cada módulo possui
uma determinada função. O Rack realiza a conexão dos demais módulos, que são
divididos em modulo da fonte de alimentação, CPU, Entradas digitais e saídas
digitais. Os CLPs modulares vão desde os de pequeno porte que suportam
pequenas quantidades de E/S, até os de grande porte que suportam milhares de
E/S.
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2.6 Vantagens dos CLPs
Os controladores lógicos apresentam inúmeras vantagens para ser aplicados
no setor industrial, pois foram projetados para trabalharem neste ambiente, que é
propício a ruídos, umidade, poeira e interferências elétricas. Por isso é o controlador
mais utilizado no setor industrial. Quadro 1 - Lista uma série de benefícios obtidos
com o uso de CLPs aplicados no ambiente industrial.
Quadro1 – Características e benefícios do CLP.
Características do sistema com CLP Benefícios
Uso de componentes de estado sólido Alta confiabilidade
Memória programável Simplifica mudanças
Torna flexível o controle
Pequeno tamanho Necessita e um espaço mínimo para instalação
Microprocessador
Capacidade e comunicação
Alto nível de desempenho
Alta qualidade dos Produtos
Possibilidades de trabalhar com muitas funções
simultaneamente
Contadores/Temporizadores via software Facilidade para alterar presets
Elimina Hardware
Controle de reles via software Reduz custos em hardware/cabeamento
Redução de espaço
Arquitetura modular
Flexibilidade para instalação
Facilmente instalado
Redução de custo de Hardware
Expansibilidade
Variedade de interfaces de E/S Controle de uma grande variedade de E/S
Elimina um controle dedicado
Estações remotas de E/S Elimina cabeamentos longos
Indicadores de diagnóstico
Reduz tempo e manutenção
Sinaliza a operação correta e incorreta do sistema de
controle
Interfaces modulares de E/S Facilita a manutenção
Facilita o cabeamento
Variáveis de sistemas alocadas na memória de
dados
Facilita gerenciamento/manutenção
Podem ser colocadas na forma de um relatório de
saída.
Fonte: Franchi e Camargo 2011.
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2.7 Introdução a Programação
Os CLPs possuem linguagem própria, e para sua criação os desenvolvedores
pensaram nos principais usuários.
De acordo com Franchi e Camargo (2011 p.105) a linguagem de
programação desenvolvida para os CLPs teve como ponto de partida atender aos
diversos segmentos industriais, pensando nos principais usuários dos
equipamentos. Desta forma definiu cinco linguagens de programação:
Diagrama de Blocos de Funções (FBD –Functios Block Diagram),
Linguagem Ladder (LD- Ladder Diagram),
Sequenciamento Gráfico de Funções (SFC – System Function Chart),
Lista de instruções (IL – Instruction List),
Texto Estruturado (ST- Structured Text).
Para o desenvolvimento deste projeto mecatrônico a linguagem utilizada é a
Ladder, portanto será realizado uma pequena introdução a esta linguagem.
2.8 Linguagem Ladder
Conforme Franchi e Camargo (2011, p. 109), a linguagem Ladder foi
desenvolvida com os mesmos conceitos dos diagramas de comandos elétricos e
lógica de relés, para facilitar o trabalho dos técnicos e de engenheiros, esta
linguagem foi a primeira que surgiu para a programação de CLPs. Atualmente esta é
a linguagem mais conhecida e difundida nesse setor.
A principal função de um programa em linguagem Ladder é controlar os
acionamentos de saídas (motores, Led’s, etc), dependendo da combinação lógica
dos contatos de entrada (botões, sensores, etc).
A plataforma do software onde se insere os contatos de um programa em
linguagem ladder é constituída por uma tela onde existe o desenho formando duas
linhas verticais afastadas uma da outra, estas linhas representam os polos positivos
e negativos de uma bateria ou fonte de alimentação. Entre estas duas linha é onde
inserimos na horizontal as chaves que podem ser de lógica normalmente aberta ou
fechada, de acordo com o estado das entradas do CLP. Ainda nesta linha horizontal
é necessário inserir o estado de saída, cujo estado depende dos sinais de entrada.
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Quadro 2 mostra as vantagens e desvantagens de se utilizar a programação Ladder.
Quadro 2 – Vantagens e desvantagens da programação Ladder.
Vantagens Desvantagens
Possibilidade de uma rápida adaptação do
pessoal técnico (semelhança com diagramas
elétricos convencionais com lógica a relés). Sua utilização em programas extensos ou com
lógicas mais complexas é bastante difícil. Possibilidade de aproveitamento do raciocínio
lógico na elaboração de um comando feito com
relés.
Fácil recomposição do diagrama original a partir
do programa de aplicação. Programadores não familiarizados com a
operação de relés tendem a ter dificuldades com
essa linguagem. Rápida manutenção do software.
Documentação fácil e clara.
Símbolos padronizados e mundialmente aceitos
pelos fabricantes e usuários. Edição mais lenta.
Técnica de programação mais difundida e aceita
industrialmente.
Fonte: Franchi e Camargo 2011.
2.9 Utilização dos CLPs
Os CLPs são equipamentos desenvolvidos e projetados para o setor
industrial. Franchi e Camargo (2011, p.28, 29) expõem que os CLPs por possuírem
características especiais, projetado para o setor industrial, juntamente com a
constante evolução do hardware e do software, possuem um campo de aplicação
muito vasto. É amplamente aplicado em processos que seja necessário a realização
de manobra, controle e supervisão. Assim sendo sua aplicação abrange processos
de fabricação industrial e projetos que envolva a transformação de matéria prima.
Devido a suas dimensões, facilidades de implementação torna o CLP ideal para
aplicação em indústrias.
Franchi e Camargo (2011, p.29) afirmam que os CLPs são ideais para as
seguintes aplicações industriais: “indústria de plástico; indústria petroquímica;
maquinas de embalagens; instalações de ar condicionado e calefação; indústria de
açúcar e álcool; papel e celulose; indústrias alimentícias; mineração”.
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2.10 Sensores
Os sensores são equipamentos que realizam leituras de grandezas físicas no
ambiente e convertem estas leituras em pulsos elétricos que são interpretados peço
circuito eletrônico.
Franchi e Camargo (2011, p.67) explicam que os sensores podem ser digitais
ou analógicos e os mesmo verificam a presença de objetos quando há aproximação
do sensor, gerando pulsos elétricos que são interpretados pelo CLP.
Assim como pondera Franchi e Camargo (2011, p.67) existem quatro tipos
principais de sensores: de proximidade indutiva, de proximidade capacitiva,
ultrassônica e óptica.
Os sensores de proximidade capacitivos estão disponíveis em vários
tamanhos, formatos e fabricantes, similares aos indutivos. Devido ao princípio de
funcionamento desses sensores, as aplicações a que este sensor se destina são um
pouco diferentes, dos indutivos (FRANCHI e CAMARGO, 2008).
Seu princípio de funcionamento consiste de um oscilador interno que não oscila até que um material seja aproximado de sua face sensora. A aproximação do alvo faz então com que haja a variação da capacitância de um capacitor que se encontra na face do sensor, que é parte integrante do circuito de um oscilador. Existem dois tipos de sensores capacitivos, havendo uma diferença na maneira como o capacitor do sensor é formado. No primeiro tipo, como é possível observar na Figura 3, existe duas placas do capacitor dispostas lado a lado na face do sensor; para esse tipo de sensor, o alvo externo
age com o dielétrico (FRANCHI e CAMARGO, 2011, p.77).
Figura 3 – Sensor de proximidade capacitivo
Fonte: FRANCHI E CAMARGO 2011.
A superfície sensível do sensor capacitivo é constituída basicamente por dois eletrodos de metal concêntricos. Quando um objeto se aproxima da sua superfície, atinge o campo eletrostático dos eletrodos, a capacitância do circuito oscilador aumente e obtém-se a
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oscilação. Na Figura 2.1 é possível observar um diagrama de blocos deste tipo de sensor capacitivo (FRANCHI e CAMARGO 2011, p.77).
Figura 3 – Sensor de proximidade capacitivo
Fonte: FRANCHI E CAMARGO 2011.
2.11 Atuadores Pneumáticos
Também serão utilizados atuadores pneumáticos que Fialho (2010, p.77),
define como elementos mecânicos que por meio de movimentos lineares ou
rotativos, transformam a energia cinética gerada pelo ar pressurizado e que está em
expansão em energia mecânica, produzindo trabalho.
De acordo com Fialho (2010, p.77-82), atuadores com movimentos lineares
produzem trabalhos pelos cilindros de simples e dupla ação. Os atuadores de dupla
ação realizam trabalho recebendo ar comprimido em ambos os lados. Desta forma
realizam trabalho nos dois sentidos, tanto no avanço quanto no retorno.
2.12 Válvulas
As válvulas realizam o controle do acionamento dos atuadores pneumáticos
através do controle do fluxo do ar.
Silva (2006, p. 5) pondera que válvulas são elementos que tem por função
orientar fluxos de ar, bloquear e controlar a intensidade de vazão ou pressão.
Existem vários tipos de válvulas. Será focado somente na válvula de controle
direcional, devido ao fato que este modelo de válvula é utilizado no protótipo.
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As válvulas de controle direcionais pneumáticas têm a função de definir o
caminho que o fluxo de ar deve seguir, distribuindo o ar aos atuadores. Constituem
os instrumentos de comando de um circuito. As principais características que
possibilitam sua classificação são o número de vias e o número de posições,
definidos a seguir:
Encontra-se no catálogo Micro automação (2014) que vias é a forma que
denominamos o número de bocais de conexão dos componentes pneumáticos.
Existe válvula de 2, 3, 4, 5 ou mais vias. Não é possível um número de vias inferior a
duas. Posições: refere-se ao número de posições estáveis do elemento de
distribuição.
Existem válvulas de controle de fluxo, Silva (2006, p. 7) ressalta que estas
válvulas são utilizadas quando existe a necessidade de diminuir a quantidade de ar
que passa através de um circuito. É utilizada quando existe a necessidade de
regular a velocidade de um cilindro ou em condições de temporização pneumática.
De acordo com Silva (2006, p.7) válvulas de controle de pressão realizam o
controle da intensidade de pressão de um sistema. Eletroválvula direcional possui
solenoides, estes recebem o sinal que origina a comutação de natureza elétrica, o
sinal elétrico excita o solenoide que por ação magnética provoca o deslocamento de
um núcleo móvel interno que habilita ou não a passagem do fluido.
3 METODOLOGIA DO TRABALHO
Para o desenvolvimento deste protótipo mecatrônico observou se a existência
de um processo pouco desenvolvido em relação à fabricação de moveis em grande
escala, a partir desta observação foi idealizado uma linha de produção para o
processo. Porem neste artigo científico o foco desta linha de produção encontra-se
apenas na construção de uma célula para o processo de furação. Portando este
artigo apresenta a construção de uma única célula de um processo para integrar
diferentes células de produção com diferentes funções.
Este protótipo é composto por uma furadeira manual; CLP Standart Festo;
esteira com moto redutor de corrente continua - 12V; relé; sensor capacitivo e
magnético; botão de emergência; fim de curso; botões com trava; eletro válvula
direcional de 5/2 vias; válvula de controle de fluxo.
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O painel de controle é composto por um botão de emergência, uma chave
para habilitar o programa, um botão para iniciar o funcionamento da maquina, um
botão para desligar o funcionamento, uma lâmpada indicadora que o sistema esta
habilitado, outra lâmpada para indicar que a maquina esta em funcionamento, e uma
lâmpada para indicar que o botão de emergência ou a porta de segurança esta
acionado.
O funcionamento do protótipo ocorre da seguinte maneira: a peça a ser
furada é inserida em uma esteira, que quando for detectada acionará o processo
para travar a peça, este procedimento é realizado por atuadores pneumáticos
comandados pelo CLP ativados por eletroválvulas, o travamento da peça ocorre
depois de três segundos quando a esteira estiver desativada. Em seguida ao
travamento a furadeira é acionada, e após seu acionamento é ativado o avanço do
eixo arvore (furadeira), o avanço é realizado através de atuador pneumático, para
que seu avanço seja realizado com uma velocidade reduzida utiliza se válvulas para
controle de fluxo do ar.
Para certificar-se que a furação ocorreu é utilizado um sensor magnético fim
de curso no pistão pneumático. Quando este sensor é ativado a furadeira retorna a
posição inicial, os pistões de trava são liberados, a esteira é reativada, a peça segue
o caminho para novos processos e a célula aguarda novas peças para usinar. Foi
instalada uma proteção em acrílico ao redor da furadeira para garantir que cavacos
não venham por acidente atingir os colaboradores, nesta proteção existe um sensor
de segurança magnético com codificação de fluxo múltiplo, à prova de fraude, duplo
contato de segurança, de acordo com NR12 este sensor garante que a máquina só
ira funcionar se a proteção estiver devidamente fechada. Para acionar a furadeira de
220 v e o motor da esteira 12v é utilizado relés.
4 RESULTADOS
De acordo com testes práticos realizados o protótipo apresentou bons
resultados, sendo capaz de realizar todas as funções para o qual foi projetado. O
desenvolvimento deste equipamento apresentou nos testes realizados a
padronização das peças furadas, e garantiu a segurança do colaborador trazendo
soluções ergonômicas.
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Os furos foram usinados na medida correta. Os instrumentos para segurança
atenderam as expectativas trazendo segurança para o colaborador, como o
equipamento realiza tarefas repetitivas os riscos do operador desenvolver o estres
e o desenvolvimento de doenças por realizar movimentos repetitivos foi reduzido.
A revisão bibliográfica foi de grande ajuda para produção do protótipo com ela
foi possível realizar um aprofundamento teórico a respeito dos instrumentos
utilizados na confecção do protótipo. Na figura 4 é possível observar o protótipo
concluído.
Figura 4 - Protótipo
Fonte: (O autor).
5 DISCUSSÃO
Esse trabalho pode ainda orientar projetos futuros, pois a limitação do tempo
e do tema desse artigo não permitiram esgotar o assunto. Como sugestão para
trabalhos futuros pode-se elencar, a implementação de software supervisórios, pois
o CLP permite essa interação e neste trabalho não foi explorado sua utilização.
Como a estação desenvolvida realiza apenas uma das etapas para fabricação de
peças ainda é possível idealizar e desenvolver outras células para um processo
integrado como, por exemplo, células para realizar o corte das peças, o
acabamento, a colagem de fórmicas de diferentes cores, ou para aplicar verniz.
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6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O objetivo do trabalho foi atingido, pois o desenvolvimento prático de uma
célula com uma furadeira automatizada capaz de realizar a perfuração de peças
sem a intervenção humana, com o auxilio de equipamentos da mecatrônica
industrial foi plenamente obtido. A automatização do processo permitiu a
padronização das peças, com agilidade, produtividade, redução de custo, aumento
da competitividade, garantindo ainda a segurança para os operários. Pois com a
globalização e o constante avanço tecnológico, as indústrias tem de se aperfeiçoar
buscando sempre melhorar a produtividade sem deixar de lado a qualidade dos
produtos e ao mesmo tempo investir na segurança e qualidade de vida dos
colaboradores nas linhas de produção.
Com este trabalho observou-se como é importante o papel do tecnólogo em
mecatrônica industrial, pois este tem de enfrentar inúmeros desafios para satisfazer
as necessidades do mercado, sendo necessário compreender e aplicar diferentes
áreas do conhecimento, e ainda enfrentar o constante avanço tecnológico, o
tecnólogo deve sempre estar atento ao mercado e buscar informações e saber
transformar teoria em KnowHow, atualizar-se constantemente para não parar no
tempo e tornar-se obsoleto.
REFERÊNCIAS
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NR aprovadas pela Portaria nº 3.214, de 8 de junho de 1978. Disponível em: <http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr12.htm>. Acesso em: 20 ago.15 CARVALHO, Alessandra Olinda de. Análise da dinâmica do processo de roscamento por conformação na liga de Magnésio AM60. Disponível em:
<http://www.ufsj.edu.br/portal2epositorio/File/ppmec/Alessandra_Olinda(1).pdf>. Acesso em: 09 maio 2015. CATALOGO Micro automação. Disponível em:
<http://www.microautomacion.com/catalogo/Valvulas.pdf>. Acesso em: 15 jun. 2015. FERRARESI, Dino.Fundamentos da usinagem dos metais. vol. 1, São Paulo:
Edgar Blücher, 2010.
18
FIALHO, Arivelto Bustamante. Automação pneumática: projetos,
dimensionamentos e análise de circuitos. 6.ed. São Paulo: Érica, 2010. FRANCHI, Claiton Moro; CAMARGO, Valter Arlindo de. Controladores lógicos programáveis: sistemas discretos. 2.ed. São Paulo: Érica, 2011.
ROSÁRIO, João Maurício. Automação industrial. São Paulo: Baraúna, 2009.
______. Princípios de mecatrônica. São Paulo: Pearson, 2011.
SILVA, Clodoaldo. Pneumática aplicada. Revisão 21 set. 2006. Disponível em:
<http://www.clubedaeletronica.com.br/pneumatica/PDF/Pneumatica%20aplicada.pd>. Acesso em: 10 maio 2015. STOETERAU, Prof. Dr. Eng. Rodrigo Lima. Fundamentos dos processos de usinagem. Escola Politécnica de São Paulo. 2003. Disponível em:
<http://sites.poli.usp.br/d/pmr2202/arquivos/aulas/PMR2202-AULA%20RS1.pdf>. Acesso em: 02 jun. 2015.