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FACULDADE DE TECNOLOGIA GARÇA - FATEC
CURSO TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL
JONATHAN OLIVEIRA NERIS RODRIGO AVELINO DA SILVA
CÉLULA AUTOMATIZADA PARA A MARCAÇÃO E FURAÇÃO DE BIELAS
Garça 2014
___________________________________________________________________________________
FACULDADE DE TECNOLOGIA GARÇA - FATEC CURSO TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL
JONATHAN OLIVEIRA NERIS RODRIGO AVELINO DA SILVA
CÉLULA AUTOMATIZADA PARA A MARCAÇÃO E FURAÇÃO DE
BIELAS
Artigo Científico apresentado à Faculdade de Tecnologia de Garça – FATEC, como requisito para a conclusão do Curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial, examinado pela seguinte comissão de professores:
Data da Aprovação: ____/____/___
_______________________________
Profº Adalberto Sanches Munaro FATEC Garça
____________________________ Profº Presidente da Banca
FATEC Garça
___________________________ Profº Convidado da Banca
FATEC Garça
Garça 2014
CÉLULA AUTOMATIZADA PARA A MARCAÇÃO E FURAÇÃO DE
BIELAS
Prof. Adalberto Sanches Munaro
Jonathan Oliveira Neris Rodrigo Avelino da Silva [email protected] [email protected]
ABSTRACT – In the industrial branches, automation is required to accelerate
processes, maintain productivity, competitiveness among the companies to ensure
that people don’t suffer accidents and avoid repetitive motion over a long period of
time described in the 17th norm regulatory, concerning the ergonomics. The
production cells are divisions of a plant in small sectors which may or may not be
independent, but even with different working processes only result in a final product,
such as in an automobile factory, for example. This research paper describes the
development of an automated production cell for marking and drilling connecting rods
controlled by PLC.
Keywords: Automation, ergonomic, production cell, connecting rod, PLC.
RESUMO – No ramo da indústria, a automatização é necessária para acelerar
processos, manter a produtividade, a competitividade dentre as empresas,
assegurar que pessoas não sofram acidentes e evitar os movimentos repetitivos por
um longo período de tempo, descrito na Norma Regulamentadora 17, referente à
ergonomia. As células de produção são divisões de uma fábrica, em pequenos
setores que podem ser independentes ou não, porém mesmo que os processos
sejam diferentes, resultam em apenas um produto final, como em uma fábrica
automobilística, por exemplo. Esse trabalho de pesquisa é descrito no
desenvolvimento de uma célula de produção automatizada para a marcação e
furação de bielas controlada por CLP.
Palavras: Automatização, ergonomia, célula de produção, biela, CLP.
2
1 INTRODUÇÃO
Com o passar do tempo, a tecnologia foi evoluindo e se fez necessária cada
vez mais a implantação de métodos avançados de produção que pudessem acelerar
algum tipo de processo, evitar movimentos repetitivos, trazendo risco ao trabalhador
e evitar acidentes para a produção ser continua. Visando esses tipos de
necessidades foram desenvolvidos os sistemas automatizados. Para aumentar a
produtividade e a qualidade dos serviços e produtos, começaram a estudar, investir
e aplicar, em um conceito, chamado “célula de produção”.
Um exemplo histórico da produção celular foi no início do século XX, onde
Henry Ford aplicou esse conceito, nas linhas de montagem do Ford T. As células
daquela época eram trabalhadas todas manualmente, porém dá para ter uma ideia
da sua importância, pois era tudo bem padronizado e em cada célula os funcionários
focavam em uma atividade, fazendo com que a montagem do automóvel, fosse bem
mais ágil.
A automação é o ramo da tecnologia, que envolve amplo conhecimento em
mecânica, eletrônica, informática, entre outras áreas que por sua junção, forma a
mecatrônica.
Nos início, quando a automatização de sistemas começou a ser desenvolvido,
eles serviam apelas para as operações de descarga de peças metálicas que haviam
acabado de ser fundidas. As condições desse tipo de trabalho eram desfavoráveis
ao trabalhador, pois o ambiente continha muitos fumos metálicos1, isso fazia com
que o operário viesse a ter sérios problemas pulmonares e o calor excessivo
também era outro problema. À medida que a capacidade dos sistemas automáticos
foi se ampliando e aprimorando, suas aplicações foram diversificando com o passar
do tempo. De uma simples operação de transporte de carga, a operações de
montagem, de acordo com sua aplicação que vieram a exigir mais precisão, como
soldas, pinturas, entre outros.
Com base nas pesquisas feitas, seja por bibliografia ou online, pode-se notar
que, nos últimos 20 anos as empresas passaram a ser muito mais competitivas e
isso se tornou bastante evidente. Por esse motivo, surge à necessidade do aumento
da qualidade em seus produtos, pois os alicerces dessa concorrência não estão
1 Os fumos metálicos são constituídos geralmente, por pequenas partículas de metais, que são formadas, a partir de vapores que desprendem de peças em fusão. Em solda, isso é muito comum acontecer e sem proteção, nos casos mais simples, o trabalhador pode ter a sensação de queimadura nos olhos e nos casos mais graves o câncer de pulmão.
3
focados apenas no custo, mas em outros fatores básicos, como o sucesso na
qualidade total, a flexibilidade, a entrega, o serviço e a inovação.
A automatização dos processos é uma ótima saída para empresas que
sempre competem pela qualidade e pelo tempo que se é exigido o seu produto, na
medida em que o mercado precisa. Mostrando a viabilidade de possuir essa
estrutura de projeto, a rapidez de seu funcionamento e a precisão, sem que haja
desperdício. Contando também, com a segurança, pois não coloca em risco a saúde
ou a vida do funcionário, em caso do local de trabalho conter altos índices de risco
de acidentes, ou que afete a saúde do mesmo, como cavacos ou em caso de
fagulhas, por exemplo.
Segundo BARBOSA (2008) Célula de produção é um conceito utilizado nas
empresas, que visa à divisão de uma fábrica, em pequenos setores, sendo eles mais
ou menos independentes. A soma de todas as atividades nesses setores resulta em
um produto final. Na indústria automobilística, por exemplo, funciona dessa maneira,
enquanto uma célula está moldando e soldando as chapas de aço para dar forma à
carroceria, outra célula está montando o chassi do automóvel, colocando seus eixo e
pneus. Seguindo todas as etapas necessárias, independentemente, como é o caso,
no fim do processo, todos os elementos são somados, e isso resulta no produto
final, que no caso, é um automóvel pronto para ser testado e posteriormente
comercializado.
A justificativa para o projeto é focada no conceito de segurança para evitar
riscos aos funcionários, seja por falta de atenção ou por falta do conhecimento,
prejudique sua saúde ou sua vida e a redução de custos. Melhorar processos que
também estão ligados à redução desperdícios, de tempo, e aumento da segurança.
Ou seja, uma linha programada para fazer um tipo de trabalho, realmente é mais
produtiva, segura e o conceito de qualidade aumenta.
O objetivo geral é apresentar os benefícios presentes em uma célula de
produção que possui todos os seus estágios para o produto final e que seja
automatizada, para que se possa ter um processo mais eficaz (em relação ao
processo manual), de forma que seja satisfatória e que atenda da melhor maneira
possível, as exigências da empresa. Desenvolver um protótipo totalmente
automatizado de marcação e de furação de bielas, com o objetivo de melhorar a
segurança em questões ergonômicas, economizar tempo, aumentar a qualidade dos
produtos e a efetividade no método de produção.
4
O efeito dessa tecnologia dentro das empresas gera extrema excelência, pelo
simples fato de melhorar continuamente a produção. Sendo capaz de realizar
múltiplas tarefas com agilidade e com mais precisão do que os processos de
manufatura manuais. Como geralmente os trabalhos dos equipamentos automáticos
são mais velozes, as fábricas são obrigadas a “enjaular” os mesmos, sejam em
estruturas de vidros, ou cercado e até com faixas no chão, que indicam o limite de
onde o funcionário pode se aproximar, essa é uma forma integra de manter a
segurança, evitando que pessoas sejam feridas por estarem próximos de seus
“companheiros” de trabalho.
2 DESENVOLVIMENTO
Antes que o protótipo seja descrito, é interessante que seja conhecida as
etapas de antes e depois do processo de marcação e furação da biela.
2.1 Bielas
Uma biela (figura 1) em uma perspectiva geral é um elemento de máquina
que é fixado ao motor, e tem como é responsabilidade transmitir a força que é
recebia pelo pistão e repassar para a árvore de virabrequins ou manivelas. Sua
função é de exclusivamente inverter sentido de movimento, pois é anexa ao pistão
através de um pino, a biela sobe e desce junto ao virabrequim, preso pela capa a
biela transmite a força exercida em movimento circular ou rotativo. As bielas,
geralmente são produzidas através de fundição, portanto, ela pode assumir formas e
tamanhos diferentes, isso depende de cada aplicação e necessidade (INFOMOTOR,
2009).
Figura 1 - Biela
Fonte: Elaborado pelos Autores (2014)
5
2.2 Processo anterior da marcação e furação da biela
A biela é feita em um processo de fundição, onde o alumínio na forma líquida
é vasado dentro de uma cavidade ou forma, que é mais conhecido como molde. A
principal vantagem desse tipo de processo de fabricação é a obtenção de peças
com que possuem complexidades geométricas, de maneira econômica e simples. A
fundição, é um processo de fabricação inicial, por ele permite que seja obtida a peça
de maneira definitiva, sem que haja grandes variações de tamanhos e formas, ou
seja, é um processo de fabricação em massa em relação ao forjamento, por
exemplo, que pode haver várias variações. Como todo processo de fabricação, a
fundição também possue desvantagens, os aços fundidos, podem apresentar
elevações em tensões residuais, micro porosidade, zoneamento e variação de
tamanho de grão. Esses fatores resultam na baixa ductilidade e resistência, se for
comparar a mesma peça, fabricada em outro processo, como conformação a quente
por exemplo. Quando a peça é moldada, ela passa por um processo de desbaste e
de retifica, para tirar o excesso de material e deixar a peça lisa, tudo isso em um
centro de usinagem.
2.3 Usinagem com CNC (Controle Numérico Computadorizado)
A usinagem2 em CNC é feita através de uma máquina que possui comando
numérico computadorizado, o que se entende por isso é que é um equipamento para
automatizar máquinas e ferramentas e diversas etapas da produção, em apenas um
centro.
O processo de usinagem em um CNC, geralmente começa com um software
de desenho técnico, para que possam ser conhecidos os parâmetros da peça, o
mais utilizado é o AutoCAD3. Depois que as dimensões da peça são conhecidas, o
projeto é transformado em diversos valores numéricos, para que o centro de
usinagem possa aplicar essas informações e atuar com uma variedade de
ferramentas. Na usinagem em CNC, dependendo das especificações e
2 Usinagem é o processo mecânico que tem como objetivo, dar forma, dimensões, acabamento ou quaisquer
desses elementos a uma peça, por meio de remoção de material. 3 O AutoCAD é um software do tipo CAD (Desenho Auxiliado por Computador), desenvolvido pela empresa Autodesk, utilizado para desenhos técnicos de engenharia, comum para desenhar peças mecânicas e elementos de máquinas.
6
necessidades, pode usar vários tipos de ferramentas, sendo eles, brocas, prensas,
serras, retíficas entre outros (GOUVEIA, 2012).
2.4 Usinagem no CNC, marcação e furação da biela e processo posterior
Após fundição da biela, ela é marcada e furada, em um processo manual.
No dispositivo de usinagem CNC, elas são usinadas de oito em oito, tirando o
excesso de material, para que fique com o acabamento desejado.
Essa marcação serve para identificar a biela, pois ela é serrada e separada
em “capa” e “corpo” (para que possa ser fixada em um eixo), essa identificação é
necessária, pois são separadas para montagem, o diâmetro que separa a capa do
corpo é diferente, então se não houver marcação, ela será montada de forma errada
ou simplesmente as partes não irão se encaixar.
Como duas alianças de casamento, por exemplo, se pegar duas alianças com
diâmetros diferentes e serrá-las ao meio, ficaram 4 (quatro) partes se não possuir a
marcação no meio da aliança, a parte com raio maior não encaixará na parte com o
raio menor e vice versa, para isso serve o processo de marcação. Já a furação,
serve para a própria biela ser lubrificada durante seu trabalho, pois assim, ela irá
possuir uma vida útil maior.
2.5 Célula de produção para marcação e furação
Célula de produção (figura 2) como dita anteriormente é um conceito utilizado
pelas indústrias produtivas, que consiste na divisão de uma linha de produção em
pequenos setores ou pequenas fábricas, podendo ser independentes, ou
interligados (como na maioria dos casos). Essa divisão, agiliza muito mais no
resultado de um produto final, como as empresas estão cada vez mais competitivas,
é uma saída que tem dado ótimos resultados. A aplicação do processo de produção
em células no projeto é de marcar e furar as bielas, a usinagem, o cerramento e a
montagem, são processos distinto, porém com um único objetivo, o produto final.
A célula automatizada para a marcação e furação de bielas, que é o projeto
desenvolvido em cima da ideia do sistema de produção celular, visa exatamente
isso, automatizar essa célula de produção que é em grande parte manual e
7
desenvolver um processo automático, pois manualmente há muitos riscos
ergonômicos para o trabalhador, como a tendinite, por exemplo, e pode acontecer
de um serviço estar atrasado e o funcionário ter que acelerar o processo, fazendo
com que ele sofra algum acidente grave, como acabar furando a própria mão.
Figura 2 - Célula de Produção
Fonte: (VADHER, 2011)
8
2.6 Ergonomia no projeto
O trabalho que é realizado no equipamento que foi automatizado, consiste em
inúmeros movimentos repetitivos por um longo período de tempo, o trabalhador além
de ter que marcar e furar as peças, ele precisa também abastecer o centro de
usinagem (que é o processo anterior, antes de chegar à furação e marcação) e se
por ventura a fábrica atrasar sua produção e precisar acelerar ainda mais a
produtividade, o funcionário terá apressar a sua função. Sem contar que será
necessário redobrar a sua atenção e no momento de pico, o trabalhador se
desgastará ainda mais correndo o risco de sofrer um grave acidente. Portanto, o
objetivo do projeto é excluir o trabalho repetitivo, que causam mal à saúde do
trabalhador.
O tipo de trabalho exercido na máquina é conhecido como trabalho estático.
O trabalho estático consiste em contrações sucessivos de certos músculos, como os
dos braços, das costas, do braço e antebraço por exemplo. Esse tipo de trabalho é
altamente exaustivo e deve ser evitado se for possível. Caso o esforço não possa
ser de maneira nenhuma evitado, deve ser pelo menos aliviado, como mudanças de
posturas ou melhorando o posicionamento de peças e ferramentas ou beneficiar o
funcionário com apoios para o corpo, com o objetivo de diminuir as contrações
estáticas dos músculos. As pequenas pausas do trabalho também são fundamentais
para que o trabalhador não se desgaste tanto.
A Norma Regulamentadora 17, publicada em 08 de junho de 1978, é uma
norma que visa o estabelecimento de parâmetros, que permitem adequação das
condições de trabalho às características psicofisiológicas (estudo da base fisiológica
das atividades motoras especialmente o que se refere à postura, reflexos, equilíbrio,
a coordenação motora e o mecanismo de execução de movimentos) dos
trabalhadores, de maneira que possa proporcionar algum tipo de conforto e o
máximo de segurança o que resulta em um desempenho eficiente.
Para que seja estimada a adaptação de condição de trabalho às
características psicofisiológicas dos funcionários, isso é de responsabilidade do
empregador, realizar uma analise ergonômica do trabalho a ser efetuado, abordando
no mínimo, as conduções do trabalho que será realizado, conforme estabelecido na
Norma Regulamentadora 17 (GUIA DO TRABALHADOR).
9
2.7 Descrição da Estrutura do Protótipo
Para o desenvolvimento do projeto, foi feita uma célula de produção
automática (figura 3). No início da esteira, possui um sensor que detecta a peça,
fazendo com que a esteira se movimente. A esteira foi feita com transmissão por
correntes de rolo, bastante conhecida e usada principalmente em bicicletas,
motocicletas e afins. Foi desenvolvido para cada rolo da corrente, um dispositivo de
apoio para que a biela possa ser fixada e não caia.
Na estrutura da esteira possui duas chapas em “L” uma de cada lado, para
firmar ainda mais a peça apoiando suas extremidades. No início na esteira, foi
colocado um sensor capacitivo de proximidade que ao detectar a chegada da peça,
liga o motor, fazendo com que a biela se movimente. Um pouco mais a frente, foi
colocado mais um sensor capacitivo de proximidade para que possa contar um
tempo e até o momento da atuação, a peça se movimenta por mais alguns
centímetros para ser trabalhada. Nesse momento de atuação, quando a biela for
detectada e após ter contado um tempo, um cilindro de atuação pneumático no meio
da esteira, (entre a furadeira e o atuador para marcação) com um dispositivo com
uma cavidade na extremidade da haste, que serve para apoiar a peça no momento
da furação e da marcação, nas laterais da esteira possuem mais dois pequenos
cilindros pneumáticos, para ajudar na fixação da peça. No momento em que a haste
do pistão central prender a biela com o dispositivo de sua extremidade, o cilindro de
atuação pneumático que possue o dispositivo de marcação, vai cravar um número
na peça e a furadeira faz um pequeno furo que serve para a lubrificação no
momento em que a biela estiver em funcionamento na máquina em que foi instalada.
Quando todo o processo de marcação e furação da biela estiver finalizado, a
peça vai cair dentro de uma caixinha, para que seja transportada até a próxima
célula, que no caso seria a separação de capa e corpo através de serragem e em
seguida a sua montagem.
O CLP que está sendo utilizado no protótipo trabalha com a linguagem gráfica
de programação chamada DBF - Diagrama de Blocos Funcionais4. Os gráficos de
DBF permitem realizar operações que são mais complexas.
4 DFB é um tipo de linguagem que de programação que se encaixa em uma categoria de linguagens gráficas de programação, muito popular na Europa, cujos elementos são expressos através de vários blocos interligados, muito semelhante aos que geralmente são usados em eletrônica digital (LUIZ).
10
Figura 3 - Célula Automatizada para a Marcação e Furação de Bielas
Fonte: Elaborado pelos Autores (2014)
2.7.1 Descrição dos Componentes do Protótipo
Polias (1) são peças mecânicas que tem o fundamental papel de
transferir força e movimento entre dois eixos, através de outro elemento chamado de
correias. As polias não são nada mais que rodas de um material mais rígido, que é
acoplado ao eixo (no caso do protótipo, eixo do motor e da engrenagem) produzindo
rotação e transmitir movimentos. Uma polia é constituída de uma face, onde será
enrolada a correia. A superfície da polia não deve apresentar porosidade, para não
desgastar rapidamente a correia. Correias (1) é uma espécie de uma cinta, feita de
um material flexível, que serve para transmitir a força e o movimento de uma polia
para outra (OFICINA BRASIL VIRTUAL, 2011).
O motor utilizado no protótipo é um motor de 24 volts (2) Bosch CEP de
16 W de potência nominal com rotação de 100 RPM. Ele é responsável pela
transmissão de movimento da polia menor para a maior. No eixo dele, está acoplado
à polia de menor diâmetro, enquanto a polia maior está fixada na extremidade do
eixo de uma das engrenagens.
11
Sensores capacitivos (3) trabalham através do principio de capacitores
para detectar a presença de um objeto em sua proximidade (figura 4). Uma placa é
conectada a um oscilador de radiofrequência, que identifica alterações em um
capacitor formado pelo segundo polo (o objeto externo) e o dielétrico (ar). No
momento que acontece a variação de distância entre a placa e o objeto, a
capacitância do sistema se altera, fazendo que o oscilador emita um sinal para o
mecanismo, geralmente sensores capacitivos, possuem um LED que indica que a
capacitância foi alterada (leitura do objeto).
Figura 4 - Funcionamento de um Sensor Capacitivo
Fonte: (LINO, 2014)
Esse tipo de sensor possui uma grande vantagem, que é a versatilidade em
se tratando da variedade de materiais que pode ser detectado, ou seja, ele é capaz
de detectar qualquer tipo de massa, como por exemplo, papel, madeira, vidro,
plástico, líquido e metais, pois todos eles interferem na capacidade do sistema de
armazenar energia elétrica (ALVES, 2013).
Nas instalações elétricas (CLP e Solenoide) (4), um CLP, que consiste
em oito entradas e quatro saídas e uma válvula pneumática de 5/2 vias dupla
solenoide5. O CLP em uso, como dito anteriormente, utiliza a linguagem de diagrama
funcional, nele são programadas todas as operações realizadas na célula de
produção, leitura do sensor para acionar os pistões, furadeira e solenoides.
Mancal de rolamento (5) é um elemento de máquina que é utilizado
para reduzir atrito, os rolamentos dentro do mancal, servem para isso, limitar todas
as perdas de energia que o atrito produz.
5 Solenoide é uma válvula magnética que é acionada eletricamente. Ela funciona como uma torneira, onde o abrir e fechar são controlados através de um eletroímã.
12
As engrenagens (rodas dentadas) (6) de acordo com o planejado as
mesmas foram utilizadas com o objetivo de tracionar a corrente de rolo (9) através
de um eixo motorizado, carregar o dispositivo e biela para serem efetuados os
processos seguintes.
Para a furação da peça foi colocado uma furadeira (7), que trabalha
juntamente com os quatro cilindros pneumáticos (8) também conhecidos como
cilindro de atuação pneumático de dupla ação. O pistão central que possui o
dispositivo com a cavidade na extremidade da haste e os dois pistões laterais (figura
5), são responsáveis por prender a biela e o outro, é responsável por marcá-la
(figura 6), ou seja, são três para prender e apenas um para marcar, como indica a
figura 3, acima.
Figura 5 – Um dos Cilindros Pneumáticos das Laterais da Esteira
Fonte: Elaborado pelos Autores (2014)
Figura 6 - Cilindro Pneumático Responsável pela Marcação
Fonte: Elaborado pelos Autores (2014)
13
Corrente de rolo (9) está sendo utilizada no protótipo com o intuito de
movimentar as bielas (correspondendo às lonas em esteiras convencionais), essa
corrente possui incrementos em alguns gomos (figura 7) e esses incrementos foram
aproveitados para colocar o dispositivo de encaixe das bielas (figura 8).
Figura 7 – Corrente de Rolo com Incremento
Fonte: Elaborado pelos Autores (2014)
Figura 8 – Dispositivo de Encaixe das Bielas
Fonte: Elaborado pelos Autores (2014)
2.7.1.1 Cálculo da transmissão por polias
O cálculo das polias a seguir, foi para encontrar a rotação da polia de maior
diâmetro, através da relação de transmissão (fórmula, figura 9).
14
Dados:
i = Relação de transmissão.
D1 = diâmetro da polia menor.
D2 = diâmetro da polia maior.
n1 = número de rotações por minuto (rpm) da polia menor.
n2 = número de rotações por minuto (rpm) da polia maior.
Figura 9 - Fórmula de Relação de Transmissão
Fonte: MELCONIAN, 2003
=
= 1,581
n2 =
n2 = 63,251 RPM.
2.7.2 Comunicação entre os Processos do Protótipo através de um CLP
Para a comunicação entre os processos do protótipo, utilizou-se um CLP da
marca Schneider Zelio, conforme a figura 10.
15
Figura 10 - CLP Schneider Zelio
Fonte: Elaborado pelos Autores (2014)
Um CLP é um equipamento constituído por vários componentes eletrônicos,
memórias programáveis ou não programáveis que possuem programas e dados com
a finalidade de ler e efetuar as ações, interagindo com um sistema que deve ser
controlado através das entradas e saídas, do tipo digital ou analógico.
Os Controles Lógicos Programáveis são pequenos computadores que
realizam funções de controles, de vários níveis de complexidade. Mesmo que um
sistema a ser controlado seja bastante complexo, uma pessoa que possui o mínimo
de conhecimento de seu funcionamento e suas entradas e saídas consegue
programar sem que haja grandes dificuldades, pois o que é realmente preciso, é
conhecer toda a lógica a ser empregado no sistema que se deseja ser controlado,
esse é um aspecto interessante de um CLP e que deve ser sempre considerado
(LIMA, 2013).
Atualmente, os CLPs estão sendo mais utilizados na automação, pois é capaz
de realizar funções lógicas com os sinais de entrada (input), gerando sinais de saída
16
(output), de acordo com a lógica que já foi pré-definida pelo programador. O
funcionamento de um CLP é constituído em sua programação um segmento de
comandos organizados de forma lógica que determinam as execuções a serem
cumpridas conforme o algoritmo criado anteriormente. Quando se muda ou adiciona
uma lógica diferente à programação atual, adquire se novas respostas (outputs) em
relação às entradas aplicadas. Um CLP funciona em loop (figura 11) e após a lógica
ser empregada, programada e possuir sinais de entrada, ele continuará trabalhando,
até o momento que não possuir mais inputs.
Figura 11 – Arquitetura de um CLP
Fonte: (LENZ, 2003)
Esse tipo de equipamento dentro do protótipo tem a importância da seguinte
maneira, quando a conexão entre o CLP e a célula de produção for estabelecida,
todo o processo de transporte, marcação e furação da biela será totalmente
automático. Isto é, no momento em que chegar a peça e ela estiver pronta para ser
trabalhada, em frente ao sensor, o mesmo mandará um sinal ao CLP, que dará o
comando de marcação e furação, no momento que essa atividade estiver finalizada,
o ciclo da programação estará concluído, com isso voltará ao início e a biela é
liberada, para que outra possa ser trabalhada.
17
Depois que o processo nessa célula tiver completo, a biela será colocada em
uma caixa para que ela possa ser transportada à outra linha de produção, onde ela
será serrada e separada entre capa e corpo, para assim, ser montada
posteriormente e comercializada.
3 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A linha de pesquisa para que o protótipo pudesse ser realizado, foi referente à
ergonomia. A célula de produção em questão que foi automatizada foi feita para
remover os movimentos repetitivos em um longo período de tempo, trazendo
desgaste e fadiga excessiva no trabalhador, podendo ocasionar um sério risco pelos
motivos citados, inclusive afetando a saúde e o aumento do estresse.
Os conhecimentos oferecidos pelo curso de Mecatrônica Industrial da FATEC
de Garça contribuíram para a elaboração do artigo científico e para o protótipo
funcional desenvolvido, sendo capaz de atender empresas de pequeno porte.
Devem-se destacar os conceitos aplicados no desenvolvimento do projeto e
as matérias aproveitadas para desenvolver o protótipo, sendo elas: Sistemas
Mecânicos Aplicados, para calcular a rotação da transmissão das polias, Automação
Industrial, para que pudesse ser feita a comunicação entre os processos (sensores e
atuadores) do projeto utilizando um Controle Logico Programável (CLP) e Sistemas
Pneumáticos, para fazer o acionamento dos cilindros de atuação pneumático.
Os objetivos do protótipo foram alcançados como o projetado, porém ainda
pode ser melhorado, efetuando alguns ajustes para que no futuro ele possa ser
aplicado em empresas de grande porte, para que possa tornar o dispositivo em
realidade.
18
4 REFERÊNCIAS
MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. -9. Ed. São Paulo: Érica, 2009.
BARBOSA, Milton Augusto. Tradoff em Célula de Produção: Simulação e Estudo
de diferentes configurações com base nos conceitos da Manufatura Enxuta.
Outubro, 2008. Disponível em: <http://www.administradores.com.br/producao-
academica/tradoff-em-celula-de-producao-simulacao-e-estudo-de-diferentes-
configuracoes-com-base-nos-conceitos-da-manufatura-enxuta/1156/>. Acesso em
12 Fev. 2014
Guia Trabalhista. NR-17 Norma Regulamentadora 17. Disponível em:
<http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr17.htm>. Acesso em 13 Fev.
2014.
FARIA, Caroline. Fundição. Disponível em:
<http://www.infoescola.com/quimica/fundicao/>. Acesso em 25 Fev. 2014.
Mareilli Ambientes Racionais. Ergonomia. Disponível em:
<http://www.marelli.com.br/ergonomia>. Acesso em: 22 Mar. 2014.
Info Motor. Biela do Motor. Fevereiro, 2009. Disponível em:
<http://www.infomotor.com.br/site/2009/02/biela-do-motor/>. Acesso em 31 Mar.
2014.
Info Solda. Fumos Metálicos. Disponível em:
<http://www.infosolda.com.br/biblioteca-digital/livros-senai/higiene-e-seguranca/43-
fumos-metalicos.html>. Acesso em 31 Mar. 2014.
ALVES, Paulo. Como Funcionam os Sensores de Proximidade. Dezembro, 2013.
Disponível em: <http://www.techtudo.com.br/dicas-e-tutoriais/noticia/2013/12/como-
funcionam-os-sensores-de-proximidade.html>. Acesso em 18 Abr. 2014.
LINO, Lucas. O que é um sensor capacitivo. Disponível em:
<http://www.digel.com.br/novosite/index.php?option=com_content&view=article&id=6
8:o-que-e-um-sensor-capacitivo&catid=42:tecnicos&Itemid=69>. Acesso em 20 Abr.
2014.
GOUVEIA, Roberta. O que é usinagem CNC. Julho, 2012. Disponível em:
<http://www.mecanicaindustrial.com.br/conteudo/689-o-que-e-usinagem-cnc>.
Acesso em 03 Mai. 2014.
19
Oficina Brasil Virtual. Elementos de Máquinas 05: Polias e Correias. Julho, 2011.
Disponível em: <http://oficinabrasilvirtual.blogspot.com.br/2011/07/elementos-de-
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LUIZ, André. Diagrama de Bloco de Funções (FDB - Function Block Diagram).
Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAeq2AAG/apostila-clp-
blocos-funcionais>. Acesso em 26 Mai. 2014.
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