Projeto Integrador VI

  1 - Célula de Manufatura Flexível Uma célula de manufatura flexível é o conjunto de máquinas e operatrizes semi-independentes com a finalidade de produzir um ampla gama de componentes diferentes, especialmente  sem a alteração da mesma. Esses equipamentos são mais comuns em processos fabris na área da metal-mecânica onde manipuladores robóticos e centros de usinagem são responsáveis pela versatilidade da célula.  De modo geral, o conjunto é composto por um manipulador robótico que detém a função de posicionar o sobremetal no centro de usinagem e removê-lo ao final do processo, podendo ou não já alocar a peça para um processo posterior e assim sucessivamente, podendo chegar a um grande número de processos num mesmo componente. Um bom exemplo é uma linha de montagem de automóveis, onde a mesma célula pode montar diversos modelos diferentes de automóveis sem a necessidade de se alterar a configuração da célula, apenas a rotina de trabalho dos robôs. Nesse caso em específico, a linha é c

  LINUX CNC Em síntese, conforme o tópico Célula Flexível de Manufatura, a planta atual consiste de dois centros de usinagens alimentados por robôs de movimentação e esteiras transportadoras. O objetivo consiste em usinagem de peças com material semi-acabado, abastecidas pelo sistema, ou seja, os robôs aplicarão os materiais com dimensões sobressalentes aos centros de usinagem para a fabricação de peças acabadas, ao final do processo as peças serão retiradas, separadas e montadas pelo sistema. Sendo assim, o controlador do CNC é responsável pela usinagem da peça de cada centro de usinagem, portanto, ele receberá o código G com os comandos para a usinagem. Como as peças serão inseridas sempre na mesma posição, o software pode ser salvo com várias funções previamente definidas como faceamento, esquadrejamento até usinagem de peças específicas.  O Linux CNC é um software usado em computadores que substitui controladores específicos para usinagem, ou seja, o mesmo é configurado e programad

Durante a década de 1950, foram utilizados uma série de dispositivos eletromecânicos para se controlar processos industriais, principalmente para a automatização de linhas de produção que contavam com um grande número de máquinas e processos. Estes dispositivos eletromecânicos, baseados em relés, eram a principal fonte de acionamentos de tais máquinas, função que nos dias atuais é desempenhada pelos chamados CLPs (Controladores Lógicos Programáveis) ou PLC em inglês (Programmable Logic Controller). O CLP pode ser definido segundo a norma ABNT como um equipamento eletrônico digital com hardware e software compatível com aplicações industriais. A norma norte-americana define o CLP como sendo um “suporte eletrônico digital para armazenar instruções de funções específicas, como de lógica, sequencialização, contagem e aritmética; todas dedicadas ao controle de máquinas e processos.” Como mencionado, os CLPs começaram a ser mais utilizados durante a década de 50, contudo ainda eram ins

  Customização de cenário 3D, Factory I/O. Fonte: Manual Factory I/O Dentre os diversos programas de simulação de fábrica, o escolhido para desenvolver este trabalho é o Factory I/O. Este é um programa de simulação 3D de fábricas para se desenvolver tecnologias de automação. Foi desenvolvido com o intuito de ser fácil de utilizar, permitindo que rapidamente se construa uma fábrica virtual utilizando uma seleção de componentes industriais comuns. O Factory I/O também inclui diversas cenas inspiradas em cenários e aplicações industriais, além de uma coleção de peças baseadas nos equipamentos industriais mais utilizados.  Cenas prontas, Factory I/O. Fonte: Manual Factory I/O Peças e partes, Factory I/O. Fonte: Manual Factory I/O Como mencionado, o Factory I/O permite que o usuário monte e construa o cenário virtual da maneira como desejar, dada a grande variedade de configurações que o programa permite, motivo que levou à escolha do software para o desenvolvimento deste trabalho. A utiliz

    Node-RED  Node-RED é uma ferramenta de programação baseada em fluxograma de blocos, originalmente desenvolvida pelo IBM’s Emerging Technology Services 2 . Através dessa ferramenta intuitiva, é fácil interconectar dispositivos de hardware, interfaces de programação aplicada (API), bancos de dados e serviços de rede.  Como plataforma Open-Source (plataformas de desenvolvimento aberto e gratuito), possui uma enorme comunidade que cresce e desenvolve constantemente novas utilidades e aplicações que podem ser utilizadas por todos os usuários. Com um editor baseado em navegador web em tempo real, é simples conectar fluxos de programação que dispõem de uma grande quantidade de blocos de função. Eles são disponibilizados pela comunidade de usuários através da funcionalidade de “palettes”. Figura 1 Exemplo de fluxo de programação em blocos. Atualmente, diversas empresas utilizam essa plataforma, como a SenseTecnic, AGILIT-E, Go-IOT, MULTITECH, OPTO22 e iaconnects. É notável que grandes empr

  A simulação de fábrica é o processo de usar um modelo computacional para entender e melhorar um sistema de produção real. A tecnologia de simulação permite que as organizações analisem e experimentem seus processos em um ambiente virtual, reduzindo o tempo e os custos dos testes físicos. Materiais, equipamentos e colaboradores podem ser considerados dentro de um modelo de simulação, resultando em informações que podem manter ou melhorar a produção com o menor custo possível. O uso de simuladores digitais que reproduzem processos reais apresenta-se como um pilar importante para a competitividade da indústria, principalmente com os custos de equipamentos e mão-de-obra subindo a cada ano. A simulação de fábrica é uma maneira barata e sem riscos das indústrias testarem suas instalações, garantindo que estejam atingindo metas de produção e padrões de qualidade com o menor custo possível. Com a simulação de fábrica, as indústrias são capazes de lidar com os grandes desafios de gestão prese

 Para o posicionamento da matéria prima no centro de usinagem e posteriormente sua remoção e realocação, optou-se pela utilização de um robô antropomórfico para cada centro de usinagem, reduzindo o tempo da operação e os erros que seriam provenientes de um operador executando tal serviço na linha, como mostra o modelo disponível no Factory IO, onde um robô posiciona e retira a peça do centro de usinagem. Tendo em vista que a célula de manufatura deve produzir diversos tipos de subprodutos, para cada lote produzido tanto a matéria prima quanto a peça manufaturada apresentam uma geometria diferente, dessa forma para cada geometria o robô deve executar uma rotina diferente obedecendo o posicionamento de cada peça, para suprir essa necessidade optou-se pelo software RobotStudio, da fabricante ABB (acrónimo de Asea Brown Boveri ), a mesma fabricante do robô, que permite uma simulação da rotina de trabalho do braço robótico bem como sua programação. O robô em questão consiste em um braço ant

 O controle numérico (CN) é um método responsável por controlar os movimentos de máquinas a partir de instruções por letras e números. Ou seja, o sistema interpreta tal código e envia sinais que controlam os componentes da máquina. Inicialmente era feito um processo manual com códigos de entrada através de fitas perfuradas. Com a evolução do processo foi implementado um sistema computadorizado aumentando a agilidade, precisão e versatilidade do processo, sendo assim, um controle numérico computadorizado (CNC). Para a utilização de tornos, fresadoras CNC, centros de usinagens, braços robóticos, entre outros devem conter os controladores, que são responsáveis pela interpretação dos códigos numéricos e comandar o sistema. Dessa maneira os mesmos são divididos em dois grupos: High-end e Low-end. Os controladores High-end são sistemas contendo software e hardware específicos para centralizar e comandar um sistema CNC como demonstra o exemplo a seguir utilizando o controlador Fanuc 30i:

  Como apresentado pelo pesquisador alemão Malte Brettel em seu artigo “How virtualization, decentrali z ation and network building change the manufacturing landscape: An industry 4.0 perspective”: os avanços na área de Tecnologia da Informação e Comunicação e o aumento exponencial da quantidade de dados gerados todos os dias, uma nova gama de possibilidades tem sido apresentada para otimizar a eficiência e as características do processo produtivo. Em adição à isso, temos a transformação de um mercado de vendas saturadas para um focado no cliente, que possui demanda crescente para produtos altamente customizados, diminuição do ciclo de vida do produto e tamanho de lotes reduzidos. Isso tem forçado empresas em direção à uma mudança de paradigma, em razão de alavancar seus dados para obter vantagem comercial em um mercado tão dinâmico e competitivo. Atualmente, o contexto da indústria 4.0 enfrenta um grande desafio para a transformação digital: a falta de convergência digital entre a Tec