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CONTROLE E AUTOMAÇÃO DA PRODUÇÃO Rodrigo Rodrigues Automação industrial Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Descrever o surgimento e o estabelecimento da automação no contexto industrial. Identificar os tipos de controle utilizados em linhas automatizadas. Diferenciar os tipos de robôs. Introdução Neste texto, você conhecerá um pouco sobre a história e os princípios de automação. Além disso, estudará sobre seus principais elementos, que são os Controladores Lógicos Programáveis e Robôs, dos tipos articulados, SCARA e paralelos, bem como suas aplicações. Automação Dá-se o nome de automação ao uso de comandos lógicos programáveis e de equipamentos mecanizados na substituição das atividades manuais que en- volvem tomadas de decisão e comandos-resposta de seres humanos. A mecanização, historicamente, ajudou os humanos na realização de ta- refas que exigiam habilidades físicas, como o uso dos mecanismos de tempo- rização para disparar a lingueta da alavanca de uma catraca. A automação, contudo, vai além da mecanização, porque reduz a necessi- dade de envolvimento sensorial e mental humano. Sobretudo, é essencial na otimização da produtividade. O termo automação foi criado na década de 1940 por um engenheiro da Ford Motor Company, que descreveu vários sistemas nos quais ações e controles automáticos substituíam o esforço e a inteligência humanos. Automacao_U4C14.indd 173Automacao_U4C14.indd 173 16/09/2016 11:05:3316/09/2016 11:05:33 No início da automação, os dispositivos de controle eram eletromecânicos por natureza. A parte lógica era feita por meio de relés e temporizadores in- tertravados, e a intervenção humana acontecia em alguns pontos que exigiam tomadas de decisão. Era possível realizar sequências simples de movimento lógico, como ligar e desligar motores e atuadores, por meio de relés, tempo- rizadores, botões, posicionados mecânicos e sensores. Com o surgimento dos computadores e dos dispositivos de hardware, esses controles se tornaram menores, mais flexíveis e com menor custo de aplicação e modificação. Desenvolvidos nas décadas de 1970 e 1980 pela Modicon, os primeiros Controladores Lógicos Programáveis surgiram em resposta ao desafio pro- posto pela GM: o desenvolvimento de um hardware que substituísse a lógica de relé com fio. À medida que a tecnologia evoluiu e aumentou o número de empresas de automação no mercado, novos produtos de controle foram sendo desenvolvidos. Hoje em dia, há inúmeros dispositivos de controle lógicos computadorizados desenvolvidos por centenas de fabricantes para atender a indústria. Veja algumas vantagens e desvantagens da automação, segundo Lamb (2015): Algumas vantagens trabalho pesado ou monótono pode ser substituído; tarefas em ambientes perigosos, como aqueles com temperaturas ex- tremas ou atmosferas radioativas e tóxicas, podem ser substituídos; tarefas que estão além da capacidade humana podem ser facilitadas (a manipulação de elementos minúsculos ou as exigências para se fa- bricar um produto de forma muito rápida ou muito lenta, entre outras); as grandes produções são mais rápidas e os custos de mão de obra são menores por produto em comparação com as operações manuais equivalentes; os sistemas de automação conseguem incorporar facilmente inspeções e verificações o que reduzir o número de produtos fora do padrão de produção, permitindo o controle estatístico de processo que resultará em produtos mais consistentes e uniformes; a automação serve como catalisador para a melhoria da economia das empresas e da sociedade: por exemplo, o produto nacional bruto e o padrão de vida da Alemanha e do Japão aumentaram drasticamente Controle e automação da produção174 Automacao_U4C14.indd 174Automacao_U4C14.indd 174 16/09/2016 11:05:3316/09/2016 11:05:33 no século XX, em grande parte por esses países terem incorporado a automação em sua produção de armas, automóveis, têxteis e outros bens para exportação; os sistemas de automação não ficam doentes. Algumas desvantagens A tecnologia atual ainda não é capaz de automatizar todas as tarefas, como na produção ou montagem de produtos cujos componentes têm inconsistência de tamanhos ou nas tarefas em que a habilidade manual é necessária. Alguns produtos precisam da manipulação humana. Algumas vezes, há mais custo em automatizar uma atividade do que realizá-las de forma manual. A automação é aplicável em processos re- petitivos, consistentes e que envolvem um grande volume de produtos. É difícil prever com precisão o custo de pesquisa e desenvolvimento para automatizar um processo. Já que esse custo pode ter um grande impacto sobre a rentabilidade, muitas vezes você descobre que não houve vantagens econômicas na automação de um processo somente quando ela já foi implantada. Contudo, com o surgimento e a continui- dade do crescimento de diferentes tipos de linhas de produção, você consegue fazer estimativas mais precisas com base em projetos ante- riores. Os custos iniciais são relativamente altos. A automação de um novo processo, ou a construção de uma nova planta, precisa de um investi- mento alto, em comparação com o custo unitário do produto. Com re- lação a hardware e mão de obra, inclusive as máquinas que já possuem os custos de desenvolvimento recuperados se tornam caras. O custo pode ser proibitivo para as linhas de produção personalizadas, em que o manuseio de ferramentas e de produtos deve ser realizado. Muitas vezes, é necessário um departamento de manutenção qualifi- cado para consertar e manter os sistemas de automação em bom fun- cionamento. Falhas no sistema de automação podem resultar em perdas totais de produção ou em produção defeituosa. Ao que parece, as vantagens superam as desvantagens. Por um lado, você pode constatar que os países que adotaram a automação apresentam um pa- drão de vida mais elevado do que aqueles que não a adotaram. Por outro lado, há uma preocupação com relação aos trabalhadores que perdem seus 175Automação industrial Automacao_U4C14.indd 175Automacao_U4C14.indd 175 16/09/2016 11:05:3316/09/2016 11:05:33 empregos devido à automação de suas tarefas. Talvez seja preciso repensar as qualificações profissionais para que os trabalhadores possam permanecer nesse novo modelo de indústria. Afinal, uma coisa é certa: a produtividade aumenta com a aplicação adequada de técnicas de automação. Controladores Lógicos Programáveis O controlador lógico programável (CLP) é um equipamento eletrônico que usa uma memória programável para armazenar instruções e implementar fun- ções de lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritméticas para o controle de máquinas e processos, no intuito de facilitar a programação, cujas funções principais estão nas implementações lógicas e operações de comutação. Dispositivos de entrada, como chaves, e dispositivos de saída, como mo- tores, por exemplo, são controlados e conectados no CLP. O controlador mo- nitora entradas e saídas de acordo com o programa que o operador armazenou no CLP para controlar as máquinas ou processos. Na sua origem, os CLPs foram projetados para substituir os sistemas que usavam relés interconectados e sistemas de controle lógico de temporização. Uma grande vantagem dos CLPs é a possibilidade de modificar o sistema de controle sem a necessidade de refazer as conexões nos dispositivos de entrada e saída. A função do operador, nesses casos, é inserir um conjunto de ins- truções diferentes. Os sistemas com CLPs são muito mais rápidos do que os sistemas com relé, o que os torna flexíveis e úteis para processos de controle que variam totalmente em sua natureza e complexidade. Os CLPs têm diversas semelhanças com os computadores, mas certas ca- racterísticas são específicas do seu uso como controladores: são robustos e projetados para aguentar vibrações, ruído, temperaturas e umidade; o interfaceamentode entradas e saídas é interno ao controlador; e são facilmente programáveis. Estrutura básica de um CLP A estrutura interna básica de um CLP é formada essencialmente por uma unidade central de processamento (CPU), memória e interfaces de entrada/ Controle e automação da produção176 Automacao_U4C14.indd 176Automacao_U4C14.indd 176 16/09/2016 11:05:3316/09/2016 11:05:33 saída. Todos os processos e controles da CPU são internos ao CLP. Ele possui um clock com uma frequência típica entre 1 e 8 MHz que determina a veloci- dade de operação do CLP e fornece a temporização e sincronismo para todos os dispositivos do sistema. Veja, na Figura 1, a estrutura interna de um CLP: Figura 1. Arquitetura de um CLP. Fonte: Bolton (2010, p. 490). RAM do programa do usuário CPU ROM do sistema RAM de dados Unidade de entrada/ saída Barramento de endereço Barramento de controle Barramento de dados Latch Opto- acoplador Buffer Canais de entrada Barramento do sistema de I/O Interface para acionador Acionadores Painel de programação Bateria Canais de saída Clock Interface de entrada Interface de saída Um sistema de barramento transporta informações e dados que entram e saem da CPU, memória e unidades de entrada/saída. Há vários tipos de memória: ROM para armazenamento permanente do sistema de operação e dados fixos, RAM para o programa do usuário, e buffers temporários para armazenar os canais de entrada/saída. Entrada/saída As unidades de entrada e saída fornecem a interface entre o sistema e o ex- terior, ou seja, por onde o processador recebe informações dos dispositivos externos e envia informações para os mesmos. As interfaces de entrada/saída promovem isolação e funções de condicionamento de sinal, de modo que os sensores e atuadores possam ser conectados diretamente a elas sem a neces- sidade de outros circuitos. Um exemplo de entrada são as chaves fim de curso que são ativadas quando algum evento ocorre, outro exemplo são sensores de temperatura ou vazão. Exemplos de saídas podem ser as bobinas de um motor, válvulas sole- 177Automação industrial Automacao_U4C14.indd 177Automacao_U4C14.indd 177 16/09/2016 11:05:3316/09/2016 11:05:33 noides, entre outros. A isolação elétrica do mundo externo é feita geralmente por meio de optoisoladores. A Figura 2 mostra a forma básica de um canal de entrada: Figura 2. Canal de entrada. Fonte: Bolton (2010, p. 491). Optoacoplador Sinal para a CPU PLC Diodo de proteção Circuito divisor de tensão Entrada O sinal digital que normalmente é compatível com o microprocessador no CLP é 5 V CC. Contudo, o condicionamento com isolação de sinal no canal de entrada possibilita que a entrada receba uma ampla faixa de sinais. Por isso, com um CLP maior, podemos ter possíveis tensões de entrada de 5 V, 24 V, 110 V e 240 V. Um CLP pequeno pode ter apenas um valor de tensão de entrada, como, por exemplo, 24 V. Uma unidade de saída digital tem nível de 5 V. As saídas são especificadas como de tipo relé, transistor ou triac. Nas do tipo relé, o sinal da saída do CLP é usado internamente para operar um relé, e, dessa forma, consegue comutar correntes da ordem de alguns amperes no circuito externo. O relé isola o CLP do circuito externo e pode ser usado na comutação de sinais CC e CA. Porém, os relés são relativamente lentos na resposta. A saída do tipo transistor o utiliza para comutar a corrente no circuito externo. Esse tipo proporciona uma ação de comutação mais rápida. Os op- toisoladores são usados com chaves de transistor para estabelecer isolação entre o circuito externo e o CLP. A saída com transistor é usada somente em comutação CC. As saídas com triac podem ser usadas para controlar cargas externas conectadas em fontes de alimentação CA. Então, podemos ter saídas que podem ser um sinal de comutação de 24 V, 100 mA, uma tensão CC de 110 V, 1 A ou ainda 240 V, 1 Aca, ou 240 V, 2 A CA a partir de um canal de saída com triac. Em um CLP pequeno, todas as saídas podem ser de um tipo, como, por exemplo, 240 Vca, 1 A. Entretanto, com CLPs modulares, uma faixa de saída pode ser acomodada selecionando-se os módulos a serem Controle e automação da produção178 Automacao_U4C14.indd 178Automacao_U4C14.indd 178 16/09/2016 11:05:3316/09/2016 11:05:33 usados. A maneira na qual os dispositivos CC são conectados a um CLP são descritas pelos termos fornecimento de corrente e absorção de corrente. No fornecimento de corrente, convencionalmente falando, do positivo para o negativo, um dispositivo de entrada recebe corrente do módulo de entrada (Figura 3a). Se a corrente flui de um módulo de saída para uma carga, então o módulo de saída fornece corrente (Figura 3b). Figura 3. (a), (b) Fornecimento de corrente. Fonte: Bolton (2010, p. 492). (a) + − Dispositivo de entrada Módulo de entrada (b) Carga de saída − Módulo de entrada Na absorção de corrente, um dispositivo de entrada fornece corrente para o módulo de entrada (Figura 3c). Se a corrente flui de uma carga para um módulo de saída, então esse módulo absorve corrente (Figura 3d). Figura 3. (c), (d) absorção de corrente. (continuação). Fonte: Bolton (2010, p. 492). (d) Carga de saída + Módulo de entrada (c) + − Módulo de entrada Dispositivo de entrada A unidade de entrada/saída fornece a interface entre o sistema e o mundo externo, possibilitando que conexões sejam feitas por meio dos canais de entrada/saída com dispositivos de entrada como sensores e dispositivos de saída como motores e solenoides. É também por meio de unidades de en- trada/saída que os programas são inseridos a partir de um painel de progra- mação. Cada ponto de entrada/saída tem um único endereço que pode ser usado pela CPU. É como se fosse uma fila de casas ao longo de uma rua: o número 10 pode ser a “casa” usada como entrada por um determinado 179Automação industrial Automacao_U4C14.indd 179Automacao_U4C14.indd 179 16/09/2016 11:05:3316/09/2016 11:05:33 sensor, enquanto que o número 45 pode ser a “casa” usada por uma saída de um determinado motor (BOLTON, 2010). Entrada de programas Os programas são inseridos na unidade de entrada/saída a partir de um pe- queno dispositivo manual de programação, consoles desktop com uma uni- dade de display visual (VDU), teclado e display, ou por meio de uma conexão com um computador pessoal (PC) que é carregado com um pacote de software apropriado. Somente após o programa ser desenvolvido no dispositivo de pro- gramação e estiver pronto é que ele é transferido para a unidade de memória do CLP. Os programas em RAM podem ser alterados pelo usuário. Entre- tanto, para evitar a perda desses programas quando a fonte de alimentação for desligada, pode ser usada uma bateria no CLP para manter o conteúdo da RAM por um período de tempo. Após ser desenvolvido em RAM, um pro- grama pode ser carregado em uma EPROM, o que o torna permanente. Nas especificações de um CLP pequeno, geralmente há uma especificação rela- tiva à capacidade da memória de programa em termos do número de passos de programa que pode ser armazenado. Para a ocorrência de algum evento, é necessária uma instrução, ou seja, um passo de programa. Em geral, o número de passos que pode ser manipulado por um CLP pequeno é em torno de 300 a 1.000, normalmente adequado para a maioria das situações de controle. Tipos de CLPs Atualmente, os CLPs são muito usados e encontrados em pequenas unidades de módulo único, para uso com 20 entradas/saídas digitais, e em sistemas montados em rack que podem ser usados por um grande número de entradas/ saídas, que podem ser digitais e analógicas e possuírem também modos de controle PID. O tipo de módulo único é normalmente utilizado para pequenos contro- ladores programáveis e é fornecido como um módulo compacto completo com fonte de alimentação, processador, memória e unidades de entrada/saída. Os CLPs mais comumente encontrados têm 6, 8, 12 ou 24 entradas, 4, 8 ou 16 saídas e uma memóriaque pode armazenar de 300 a 1.000 instruções. O MELSEC FX3U, por exemplo, tem modelos com 6, 8, 12 ou 24 entradas, Controle e automação da produção180 Automacao_U4C14.indd 180Automacao_U4C14.indd 180 16/09/2016 11:05:3316/09/2016 11:05:33 4, 8 ou 16 saídas a relé e uma memória que pode armazenar de 300 a 1.000 instruções. Por meio de uma conexão de módulos de entrada/saída, alguns sis- temas são capazes de serem estendidos para lidar com mais entradas e saídas. Os sistemas que apresentam um número grande de entradas e saídas são mo- dulares e projetados para serem instalados em racks; são módulos separados para fonte de alimentação, processador, entrada/saída e outros; são montados em trilhos dentro de um gabinete metálico. O tipo rack pode ser usado por todos os tamanhos de CLPs. Possuem di- versas unidades funcionais em módulos individuais que podem ser conectados em soquetes na base do rack. A combinação de módulos é feita conforme a necessidade do usuário e inserida no rack. Desse modo, basta acrescentar módulos para ampliar o número de conexões de entrada/saída. Robôs e robótica Robô é a máquina eletromecânica que consegue realizar tarefas de forma au- tônoma ou com algum tipo de orientação (LAMB, 2015). Os robôs industriais apresentam diferentes configurações e tamanhos, sendo muito utilizados em todo o setor de manufatura. Os robôs são acio- nados por servomotores de engrenagem sincronizada movendo-se direta- mente sobre eixos. Um robô industrial é definido pela ISO 8373 (INTERNATIONAL STANDARD ORGANIZATION, 2012) como “[...] manipulador polivalente automaticamente controlado, reprogramável, programável em três ou mais eixos.”. O projeto e a utilização de sistemas de robôs para a manufatura é denominado, na indústria, de robótica. Robôs articulados, robôs do tipo SCARA e robôs de coordenadas cartesianas (também conhecidos como robôs de pórtico ou robôs x-y-z) são as configurações de robôs mais utili- zadas. Para decidir qual configuração adotar de acordo com a função, são considerados os seguintes requisitos: velocidade, as posições que devem ser atingidas e o custo do sistema. Robôs articulados Um robô articulado utiliza articulações rotativas para percorrer seu espaço de trabalho. Tipicamente, as articulações são agrupadas em forma de “cadeia”, 181Automação industrial Automacao_U4C14.indd 181Automacao_U4C14.indd 181 16/09/2016 11:05:3316/09/2016 11:05:33 fazendo que uma articulação sustente outra posicionada mais adiante na ca- deia. Os robôs articulados também são chamados de “braço robótico”, pois têm de três a seis eixos. Há modelos com mais de seis articulações, mas geral- mente se enquadram na categoria personalizada. Esses robôs também podem ser definidos quanto ao número de movimentos independentes que compõem a sua área de operação pelo termo “grau de liberdade”. As articulações são definidas como J1-Jx, em que x é o número de junções no robô. A junção mais próxima à base do robô é a J1, e outras articulações são incrementadas a partir dela. J1 gira na horizontal ao redor da base do robô. Como os cabos precisam percorrer as várias articulações para fornecer a energia do servo e a sua posição, a rotação da articulação para J1 é menor que 360o. Veja, na Figura 4, um braço robótico denso de seis eixos montado em uma base. Figura 4. Braço robótico. Fonte: Lamb (2015, p. 196). J2 e J3 operam normalmente em um plano vertical. Junto com a rotação de J1, o que possibilita as outras articulações sejam posicionadas praticamente em qualquer ponto dentro do invólucro operacional do robô. J4, J5 e J6 fun- cionam como manipuladores, com a última articulação, J6, que é rotativa e tem pinças ou outros dispositivos ligados a ela. Controle e automação da produção182 Automacao_U4C14.indd 182Automacao_U4C14.indd 182 16/09/2016 11:05:3316/09/2016 11:05:33 Robôs SCARA SCARA é um acrônimo para Selective Compliant Assembly Robot Arm ou Selective Compliant Articulated Robot Arm. Esses robôs têm quatro eixos, com articulações rotativas horizontais J1 e J2 usadas para acessar pontos X-Y, e J3 como o eixo Z, e J4 um eixo rotativo ou T montado na extremidade de J3. Por causa dos eixos paralelos de J1 e J2, a extremidade do eixo vertical J3 é rigidamente controlada na posição X-Y. Devido à exigência dessa rigidez, os robôs SCARA são muito utilizados em casos como a colocação de um pino redondo em um buraco vertical sem nenhum tipo de ligação. Observe, na Figura 5, o Adept, exemplo de robô do tipo SCARA: Figura 5. Robô SCARA (cortesia da Adept). Fonte: Lamb (2015, p. 197). Os robôs do tipo SCARA são mais baratos em relação ao custo dos robôs do mesmo tamanho. Além de serem totalmente articulados, são também muito mais rápidos e compactos que os de sistemas pórticos cartesianos, pois a montagem do pedestal tem uma pegada menor do que a montagem de vários pontos de um pórtico. 183Automação industrial Automacao_U4C14.indd 183Automacao_U4C14.indd 183 16/09/2016 11:05:3416/09/2016 11:05:34 Robôs cartesianos Um robô cartesiano, também chamado de robô linear ou robô gantry, possui três eixos lineares de controle nas direções X, Y e Z. Não tem juntas rotativas: em geral, o eixo X é montado em ambas as extremidades, e o eixo Y montado nele. Em alguns robôs gantry o eixo Y é suspenso entre dois eixos X usando um arranjo de quatro mecanismos. Cria-se assim um invólucro de trabalho em forma de caixa. O eixo Z é montado no eixo Y e pode ter adicionado um eixo rotacional montado na extremidade. Uma pinça ou outro efetor de extre- midade é anexado para o manuseio da peça. A Figura 6 traz o Adept “Python” de três eixos, um exemplo de robô cartesiano. Figura 6. Robô de três eixos usado para sistemas pegue e posicione. (cortesia da Adept). Fonte: Lamb (2015, p. 191). Os arranjos do gantry são os esquemas mais simples de controle para robôs, pois as coordenadas estão no conhecido sistema X-Y-Z, ou sistema car- tesiano, sem a necessidade de serem convertidas ou interpoladas como os outros sistemas, o que permite que controladores ou servoacionadores sejam usados separados para movimentos, se não forem necessários movimentos coordenados. Uma aplicação popular dos robôs cartesianos é a máquina de Comando Numérico Computadorizado (CNC), muito utilizada na indústria para a usinagem automatizada de peças de metal. Controle e automação da produção184 Automacao_U4C14.indd 184Automacao_U4C14.indd 184 16/09/2016 11:05:3416/09/2016 11:05:34 Robôs paralelos Um robô paralelo, para movimentar um ponto de atuação central até um efetor de extremidade, usa quatro ou mais ligações ou cadeias cinemáticas. É con- siderado um sistema de malha fechada, devido às ligações serem controladas umas pelas outras. Os membros estruturais são muito leves, se comparados aos manipuladores seriais, como os braços robóticos e os SCARAs. Por isso, fornecem velocidade linear muito maior. Uma desvantagem dos robôs para- lelos é que seu espaço de trabalho é limitado comparado ao espaço que ele ocupa. Veja, na Figura 7, um robô paralelo Adept “Quattro”. Figura 7. Robô paralelo (cortesia da Adept). Fonte: Lamb (2015, p. 198). Os robôs paralelos funcionam suspensos sobre os objetos manipulados. São comumente utilizados na inserção de componentes em placas de circuito impresso. Noções básicas e terminologia de robôs Os sistemas robóticos são formados por diversos componentes. O robô, e os seus motores, junções e estruturas, forma a parte móvel do sistema. Os cabos do motor e de realimentação são passados pelos membros estruturais do robô por proteção. Em geral, os robôs utilizam motores menores, CC de alta ve- 185Automação industrial Automacao_U4C14.indd 185Automacao_U4C14.indd 185 16/09/2016 11:05:3416/09/2016 11:05:34 locidade, baixo torque e com altas taxas de transmissão. Já os robôs maiores utilizam diversos tipos de servomotores, conforme os requisitos de velocidade e de carga, mas todos utilizamalgum tipo de engrenagem ou de caixa de ve- locidade. Com relação à estabilidade, o robô é montado em uma base, em geral apa- rafusada em uma fundação sólida ou em um quadro metálico. Do controlador do robô, partem cabos que são conectados nessa base, com acionamentos para cada um dos eixos, que executa os programas e coordena os movimentos dos eixos. Há, também, portas de comunicação para a interface com os computa- dores de programação e outros controladores. As conexões de interface de segurança para E-Stop e circuitos de proteção em geral são montadas nessa parte como conexões terminais. Os cabos que se estendem até a base do robô se conectam ao controlador, e a uma porta que dá acesso ao seu painel de programação, onde é feita, também, a conexão de energia do robô. No painel do robô, os programas são escritos e editados, e você pode mover manualmente o robô ou alterar as posições programadas. Os painéis se assemelham a uma IHM com telas do tipo sensível ao toque e um teclado de membrana. Possuem, também, um botão do tipo E-Stop para integração com os circuitos de proteção de máquinas. Nos movimentos ma- nuais do robô, uma chave do tipo dead-man, incorporada ao painel, deve ser pressionada. O efetor de extremidade é colocado no limite de trabalho do robô e usado para manipular peças e para transportar uma ponta de solda ou uma cabeça pulverizadora. Os efetores de extremidade podem transportar pinças hidráulicas ou pneumáticas, ímãs, copos de sucção ou vários outros tipos de ferramentas. Alguns efetores de extremidade são complexos, com vários atu- adores e sensores. Câmeras e dispositivos de medida também são montados nos efetores de extremidade. Conforme o fabricante, a terminologia de robôs e robótica pode variar muito. As especificações para um robô são formadas pela análise do produto e dos movimentos necessários. A carga, ou a capacidade de transporte, é a quantidade de peso que o robô pode levantar, que pode ser afetada pela exi- gência de velocidade, aceleração e força. A cinemática é o arranjo de membros rígidos e junções, conforme descrito anteriormente. A escolha entre configurações articuladas, SCARA, carte- siana ou de outro tipo, envolve a determinação do invólucro dos pontos que precisam ser acessados, bem como do ângulo. Controle e automação da produção186 Automacao_U4C14.indd 186Automacao_U4C14.indd 186 16/09/2016 11:05:3416/09/2016 11:05:34 1. Com relação à automação, é correto afirmar: a) Dá-se o nome de automação ao uso de comandos manuais e de equipamentos mecanizados na substituição das atividades humanas. b) A mecanização, historicamente, nunca ajudou os humanos. c) O termo automação foi criado na década de 1970 por um enge- nheiro da Ford Motor Company, que descreveu um sistema no qual ações e controles manuais eram empregados na produção. d) No início da automação, os dispo- sitivos de controle eram digitais. e) No início, era possível realizar sequências simples de mo- vimento lógico, como ligar e desligar motores e atuadores, por meio de relés, temporizadores, botões, posicionados mecânicos e sensores. 2. Análise as alternativas abaixo e assinale a que é considerada uma desvantagem da automação: a) Inspeções e verificações b) Os custos iniciais c) Catalisador para a economia d) Substituição no trabalho pesado e tarefas em ambientes perigosos e) Grandes produções 3. Com relação aos Controladores Ló- gico Programáveis, assinale a alterna- tiva correta: a) Na sua origem, os CLPs foram pro- jetados como uma substituição aos sistemas que usavam CNC. b) Uma desvantagem dos CLPs é a impossibilidade de modificações dos sistemas de controle sem a necessidade de refazer conexões. c) Os sistemas com CLPs são muito mais lentos do que os sistemas com relé. d) São robustos e projetados para aguentar vibrações. e) São de difícil programação. 4. Qual dos componentes abaixo não faz parte da estrutura de um CLP: a) CPU b) RAM c) CNC d) CLOCK e) Unidade de entrada e saída 5. Qual das alternativas abaixo é uma característica do robô do tipo carte- siano? a) É mais barato em relação ao custo dos robôs do mesmo tamanho, além de serem totalmente articulado. b) Utiliza articulações rotativas para percorrer seu espaço de trabalho. c) Funciona suspenso sobre os objetos manipulados. d) Apresenta três eixos lineares de controle nas direções X, Y e Z. e) Também é chamado de “braço robótico”, pois tem de três a seis eixos. 187Automação industrial Automacao_U4C14.indd 187Automacao_U4C14.indd 187 16/09/2016 11:05:3416/09/2016 11:05:34 BOLTON, W. Mecatrônica: uma abordagem multidisciplinar. 4. ed. Porto Alegre: Book- man, 2010. INTERNATIONAL STANDARD ORGANIZATION. ISO 8373:2012. Robots and robotic devices: vocabular. Geneva: ISO, 2012. LAMB, F. Automação industrial na prática. Porto Alegre: AMGH, 2015. (Série Tekne). Controle e automação da produção188 Automacao_U4C14.indd 188Automacao_U4C14.indd 188 16/09/2016 11:05:3416/09/2016 11:05:34 Conteúdo:
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