29 MEC 4 Automação da Manufatura

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Automação da Manufatura 
 
 SENAI- SP, 2001 
 
 
Trabalho elaborado pela Escola SENAI Roberto Simonsen – 
do Departamento Regional de São Paulo. 
 
 
 
Coordenação Geral Dionisio Pretel 
 
Coordenação Laur Scalzaretto 
Valdir Peruzzi 
 
Elaboração Rinaldo Ferreira Martins 
 
Revisão técnica João Carlos Voltarelli 
 
Organização Adriano Ruiz Secco 
Écio Gomes Lemos da Silva 
Silvio Audi 
 
 
 
 
 
 
 
 
Escola SENAI Roberto Simonsen 
Rua Monsenhor Andrade, 298 – Brás 
CEP 03008-000 - São Paulo, SP 
Tel. 011 3322-5000 Fax 011 3322-5029 
E-mail: senaibras@sp.senai.br 
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Sumário 
 página 
Eficiência e competitividade 3 
 
A importância estratégica da manufatura 
 
Controle numérico computadorizado 
 
Controle numérico distribuído 
 
CAD – Computer aided disign 
 
CAM – Computer aided manufacture 
 
CAE – Computer aided engineering 
 
Robôs Industriais 
 
Sistema flexível de manufatura 
 
Preenchendo a lacuna entre o planejamento e o chão-de-fábrica das 
empresas 
 
Manufacturing execution systems 
 
5 
 
8 
 
19 
 
26 
 
36 
 
47 
 
56 
 
68 
 
82 
 
 
88 
 
 3 
Eficiência e competitividade 
O Brasil a despeito de todos os contratempos, é hoje a oitava 
economia do mundo. 
 
Dependendo de nossa atuação, podemos vir a ser uma das 
primeiras economias industriais. 
 
A empresa nacional, privada ou estatal, precisa se conscientizar 
do seu papel no progresso econômico da Nação. 
 
A empresa do futuro será uma empresa extremamente eficiente, 
sem refugos ou desperdícios e com absoluto aproveitamento de 
seus recursos materiais e humanos. 
 
Nessa corrida pela eficiência, as empresas se tornarão 
competitivas e assim o fazendo, dominarão os mercados. 
 
A eficiência é a chave para competitividade e, como tal, deve ser 
objetivo máximo de todos os empresários brasileiros. Como os 
processos de manufatura constituem uma das bases de apoio da 
competitividade, a eficiência da manufatura é, obviamente, um 
alvo a atingir no menor prazo possível. 
 
A eficiência de qualquer atividade econômica depende 
vitalmente da qualidade e da disponibilidade das informações 
pertinentes. Sem informações precisas, confiáveis e rápidas, 
nenhum processo de manufatura, nenhuma operação industrial 
poderá ser eficiente. 
 4 
Não há mais lugar para os métodos convencionais. A 
manufatura está mudando, o gerenciamento da manufatura tem 
que mudar. 
 
Precisamos eliminar todos os desperdícios, simplificando as 
operações, modernizando os métodos, tornando a manufatura 
mais produtiva, flexível e com alto nível de qualidade. 
 5 
A importância estratégica da 
manufatura 
Vivemos hoje um mercado em mutação. Até há pouco tempo, o 
sucesso de um fabricante no mercado, dependia de duas 
características básicas: preço e qualidade de seus produtos. 
Esse quadro já começou a mudar para muitas empresas que 
perceberam, entre outras coisas que: 
 
1) Boa parte de seus clientes passou a exigir menores prazos 
de entrega como condição para colocação de pedidos; 
 
2) O conteúdo tecnológico de processos e produtos passou a 
ser focalizado pelos clientes como fundamental para a 
redução de custos e aumento da confiabilidade dos produtos 
comprados. Para citar um exemplo, o Departamento de 
Defesa dos EUA passou a exigir que seus fornecedores se 
alistem em programas de modernização tecnológica, visando 
redução de custos e melhoria da confiabilidade. 
 
Como conseqüência, a fórmula para o sucesso passou a ter 
quatro componentes básicos: qualidade, preço, prazo de entrega 
e tecnologia. Por outro lado não é necessário elaborar muito 
sobre esses quatro itens para se concluir que todos eles 
dependem diretamente do sistema de manufatura utilizado na 
produção. 
 
Um bom sistema de manufatura deve ser considerado como 
aquele que “utilize de forma otimizada os recursos mínimos 
necessários para consecução dos objetivos estratégicos da 
companhia”. 
 6 
Ora, os objetivos estratégicos de qualquer companhia 
manufatureira compreendem uma estratégia de produtos 
(resposta tecnológica às necessidades do mercado), uma 
política mercadológica (resposta comercial as necessidades do 
mercado) e um sistema de manufatura que permita atender a 
tudo isso. 
 
Vemos pois, que o sistema de manufatura passa a ser enfocado 
como uma questão da maior importância estratégica para as 
empresas, pois que é básico para a eficiência e, em 
conseqüência, para a competitividade. 
 
Assim o empresário moderno passa a ser aquele que se 
preocupa com o planejamento da manufatura, da mesma forma 
como se preocupa com os aspectos comerciais e financeiros de 
sua empresa. 
 
A competitividade requer que se estabeleçam estratégias de 
longo prazo e uma atitude de inovação tecnológica constante. 
Soluções de curto prazo apenas garantem a sobrevivência ou, 
no máximo, levam a uma posição de liderança efêmera e 
inconsistente. A disputa pelo mercado não é uma corria de 
velocidade mas uma maratona de persistência: ganha quem tiver 
mais fôlego e melhores pernas ou, em outras palavras, o 
sucesso será daquelas companhias que estiverem preparadas 
para responder, por longo prazo, às necessidades do mercado. 
 
Não é suficiente se falar apenas em produtividade e 
sobrevivência. Produtividade pode significar apenas um ganho 
temporário de 10% em custo de mão-de-obra, enquanto que 
será necessário obter reduções maiores e permanentes para 
que possamos ser realmente competitivos internacionalmente. 
Não basta fazer com que cada operário produza mais 10% de 
peças por hora de trabalho se a empresa continua com 
processos deficientes ou com filosofias administrativas 
ultrapassadas. Sobrevivência, por seu turno, reflete uma postura 
defensiva e negativa. Há pouca distância entre ser o último no 
mercado e ficar de fora dele. 
 7 
A palavra chave é competitividade. Ela requer uma estratégia 
global dentro da qual o sistema de manufatura precisa se 
transformar em um conjunto harmônico e perfeitamente 
integrado, desde o chão de fábrica até a alta direção da 
companhia 
 8 
Controle Numérico Computadorizado 
Introdução 
Antes de se iniciar o curso torna-se necessário conhecer os itens 
básicos que compõe um Processo de Fabricação: 
 
Energia
dissipada
Produto
final Refugo
Energia
Processo de
fabricação
Matéria -
Prima
Meios
auxiliares
Dados do
projeto
Dados de
fabricação
 
Definições: 
Máquina Operatriz: manipulador de matéria-prima: 
Computador: manipulador de dados; 
Mão-de-obra: manipulador de meios auxiliares. 
 
Controle Numérico
Máquina Operatriz
Sistema de Controle e
Automação
 
 9 
Controle Numérico: É um processo no qual as máquinas são 
comandadas por mais de uma série de instruções codificadas. 
Histórico: 
MÁQUINAS FERRAMENTAS: 
1775 – WATT E WILKINSON (Pistões) 
~1800 – ELI WHITNEY (Mosquetes) 
 
INTERCAMBIALIDADE: 
1853 – SAMUEL COLT (Revolver) 
~1860 – HENRY FORD (Linha de Montagem) 
 
CONTROLES: 
1650 – SOM (Pianola) 
1700 – INDUSTRIA TÊXTIL 
COMPUTADORES: 
1800 – CHARLES BABBAGE (Matemático) 
1945 – 1º COMPUTADOR 
CONTROLE NUMÉRICO: 
U.S.A. 
• Força Aérea Americana (U.S.A.F.), necessidade de 
confecção das hélices de helicóptero. 
• Parsons Company (1952) gerou solução utilizando uma 
fresadora de controle numérico. 
• M.I.T. (Massachussets Institute Tecnology) 
ALEMANHA 
• Começam a trabalhar com torno de controle numérico em 
substituição a operadores mortos na guerra, para que 
houvesse agilização da produção. 
BRASIL 
• Clark Equipamentos (1ªFabrica, ~ na década de 70) 
• Embraer 
• U.F.S.C. (Santa Catarina) 
• GRUCON(Grupo de Controle Numérico de Santa Catarina) 
 10 
Desvantagens do controle numérico 
• Controle Numérico não é vantajoso quando não necessário 
na produção: 
• Componentes simples; 
• Grandes lotes; 
• Sem operações complexas ou com dispositivos especiais; 
• Grandes tolerâncias. 
• Controle Numérico não é vantajoso quando a estrutura não é 
adequada para aproveitar a nova tecnologia. 
• Controle Numérico é um prejuízo quando necessário e não 
usado. Porém usado pelo concorrente. 
Vantagens do controle numérico 
Aumento considerável na produtividade devido a redução de 
tempos secundários; 
 
30% 70%
5% 95%
 
30% ao lado da máquina 
70% peça “passeando” pela fabrica 
 
5% produzindo 
95% tempos secundários (troca de ferramenta, “passeio” do 
operador). 
 
• Possível eliminação das operações de acabamento dada a 
capacidade de operar com tolerâncias bastante reduzidas; 
• Operações do equipamento em vários turnos (por não 
necessitar tanto acompanhamento humano); 
 11 
• Processar lotes de peças diferentes não havendo número 
mínimo de peças para considerar lote econômico; 
• Maior facilidade na previsão e determinação dos tempos de 
fabricação; 
• Maior facilidade de otimização da fabricação; 
• Redução do número de ferramentas e possibilidade de 
utilizar ferramentas padronizadas para executar operações 
especiais; 
• Simplificação e eliminação de dispositivos especiais de 
fabricação; 
• Redução de refugos e problemas advindos da falta de ajuste 
na montagem; 
• Redução do espaço ocupado pela máquina e serviços gerais 
(água, luz, óleo refrigerante, etc...); 
• Maior flexibilidade no planejamento e controle da produção; 
• Diminuição dos estoques intermediários; 
• Diminuição do custo de fabricação; 
 
Repetibilidade
Qualidade (precisão)
Versatilidade
Controle
Numérico
 
Aplicações 
• Produção de lotes pequenos e médios; 
• Fabricação de peças complexas; 
• Quando precisão e repetibilidade de precisão são exigidas; 
• Peça de execução difícil e matéria-prima de custo alto; 
• Onde manutenção de estoque é antieconômico; 
• Na fabricação de protótipo; 
• Usinagem de peças com imagem especular (simétrica); 
• Quando o espaço para a instalação do equipamento é 
pequeno; 
• Operações em condições insalubres e perigosas. 
 12 
LIMITAÇÃO QUANTO A UTILIZAÇÃO: 
• Investimento de modo geral elevado; 
• Custo de manutenção mais elevado (componentes 
eletrônicos); 
• Uma melhor e mais racional organização do que a 
comumente encontrada. 
 
Como técnicos temos por principal objetivo de administração, se 
manter no mercado, ou seja, atender bem as clientes, manter os 
empregados e manter o meio que estamos e com isso atingir 
outro objetivo que é obter lucros. Daí advém a necessidade de 
uma melhor administração organizacional de produção tendo um 
melhor planejamento e possivelmente a automação da 
produção. Lembrando-se sempre que os objetivos básicos de 
um técnico são: aumentar a produtividade com qualidade e baixo 
custo. 
 13 
MUDANÇAS NECESSÁRIAS NA EMPRESA 
PROJETO X MANUFATURA X CONTROLE 
NUMÉRICO 
• Projeto (desenho) 
− Cotas (partir de uma referência) 
− Liberdade (dentro da realidade da produção) 
− Integração (com a área de processos) 
• Planejamento de Processos 
− Peças complexas 
− Pequenos lotes (diminuir necessidade de dispositivos) 
− Ferramental complexo (eliminar) 
− Tolerâncias reduzidas 
− “Peças caras” (podendo diminuir seu custo) 
 
Para que isso seja gerenciado foi desenvolvido o software do 
C.A.P.P. (Computer Aided Process Plaining) ou seja, 
Planejamento de Processo Assistido por Computador com a 
vantagem de ser o mais geral possível e com um grande número 
de variáveis. 
 
Em função da evolução da evolução e do desenvolvimento dos 
equipamentos de controle numérico, já quase não existe estudos 
sobre o assunto e sim estudos de usinabilidade (ferramentas, 
materiais, entre outros). E para isso torna-se necessário a 
Tecnologia de Grupo (buscar peças gerando famílias, ou seja, 
peças semelhantes) ou ainda FEATURES (similaridade entre 
partes de peças). 
 14 
 
• Ferramental e Dispositivos de Fixação 
− Simplicidade e flexibilidade (por reduzir o contato 
humano) 
− Menor SETUP (tempo de fixação da peça) 
− Menor tempo de preparação da máquina 
• Inspeção 
− Menor número de medições em processo 
− Maior precisão 
• Manutenção 
− Multi-disciplinar 
− Treinamento 
− Corretiva (deve ser reduzida) x Preventiva x Preventiva 
− Instalação 
• Lay Out 
− Organização 
− Espaço Físico (diminuição de estoque) 
− Fluxo do material 
 
Quando se fala em máquina operatriz de controle numérico o 
operador passa a ser o profissional que avalia o processo de 
fabricação. 
Estrutura de uma máquina C.N. 
......
......
......
......
......
......
.....
. ..... .
.....
.....
.....
.....
.....
.....
. ..... .
. ..... .
. ..... .
. ..... .
. ..... .
. ..... .
Programa
Máquina
(periférico)
(Computador) Controle
 
 15 
Característica estrutural do programa 
Série de Instruções Codificadas: 
Instruções: 
• Tecnológicas (processo) 
• Geométricas (dimensões) 
 
Geométricas Tecnológicas
Decodificador
Interpolador Interface
Comparador Máquina
Servo
Motores
Sistema de medição
 
Evolução do controle numérico 
1952 – 1º C.N. por válvulas (confiabilidade baixa) 
1955 – Utilização de relês (muito usado no mercado) 
1960 – Utilização de transistor (diminuição de tamanho) 
1965 – Circuitos integrados (confiabilidade) 
1968 – D.N.C. (Controle Numérico Direto) 
~1970 – C.N.C. (microprocessadores) 
Controle numérico 
Circuito de comando é de lógica (hardware) por ligação física, 
resultando em gabinete específico para a máquina. 
 16 
Controle numérico direto – D.N.C. 
Ligação da máquina ferramenta de controle numérico a um 
computador 
Controle numérico computadorizado – C.N.C. 
Utilização de microprocessadores, todo o processamento é 
executado por uma unidade central, segundo um programa 
interno (software) armazenado em memória fixa. 
Meios de entrada e saída de dados: 
Entrada: 
• Programa 
− painel 
− fita perfurada 
− fita magnética 
− discos magnéticos 
− ligação física com o computador 
Saída: 
• Programa 
− informação sobre o programa em execução (painel) 
− diagnóstico de erros, de defeitos 
Sistema de posicionamento 
Abertos 
Utilizam normalmente motores, passo a passo elétrico ou 
elétrico-hidráulico. O motor gira de um incremento angular fixo, 
cada vez que um sinal de entrada é aplicado mantendo a 
posição até que o novo sinal seja aplicado. 
Fechado: 
O sinal de comando é constantemente comparado com o sinal 
que vem do dispositivo de leitura da posição relativa ferramenta-
peça, captadores de posição e a diferença ou erro serve de sinal 
de entrada, para acionar o motor até que este erro se anule. 
 17 
Captadores de posição 
• Captadores Absolutos 
− Cada posição da mesa corresponde a um determinado 
valor físico. 
• Captadores Incrementais ou Relativos 
− Não existe relação unívoca e sim emissão de impulsos, à 
distância percorrida será proporcional ao número de 
impulsos recebidos. 
Funcionamento dos captadores de posição 
• Captadores Lineares 
− Estão adaptados para medidas lineares 
• Captadores Angulares 
− Estão adaptados para medidas angulares 
• Tipos de Memória 
− ROM – Armazena dados em memória fixa do computador 
− RAM – Armazena dados enquanto a máquina está ligada. 
Características construtivas do 
equipamento de controle numérico 
• Parafuso construído para funcionar com uma porca de 
esferas recirculantes, tendo como principais vantagens um 
menor atrito e uma menor potência de acionamento;• Guias de baixo atrito; 
• Estrutura de alta rigidez; 
• Sistemas de medidas eficientes; 
• Motores de elevada potência; 
• Troca automática de ferramentas; 
• Transportadora de cavacos. 
 
Algumas máquinas que se utilizam o Controle Numérico: 
• Tornos; 
• Fresadoras; 
• Centros de Usinagem; 
 18 
• Jateamento de Areia; 
• Cortes de Chapas; 
• Soldagem; 
• Estamparia; 
• Eletro-erosão; 
• Metrologia; 
• Fiação de Circuitos; 
• Dobramento de Tubos, entre outras. 
Formas de programação 
Manual 
Deve ser programada toda a informação, numa linguagem que a 
máquina entenda. 
Assistida 
Existe o apoio de um computador, onde define-se a geometria, o 
caminho da ferramenta e condições da máquina. 
Sistema 
(Sistema Especialista) Após a definição geométrica, através das 
informações tecnológicas existentes no pós-processador é 
definida a melhor forma de trabalho. Exemplo: ferramenta, 
dispositivo, condições da máquina, etc. 
 19 
D.N.C. Controle numérico 
distribuído 
Introdução 
A evolução da Automação Industrial, objetiva, dentre suas 
inúmeras aplicações, a integração de informações. O conceito 
de redes locais de comunicação estendido ao setor industrial 
abre perspectivas para a interligação de diversos Comandos 
Numéricos e sistemas computacionais entre si. Desta forma, 
configura-se um sistema de Controle Numérico Distribuído, 
implantado efetivamente em industrias mecânicas. 
 
Entre as diversas frentes da informática industrial, a integração 
de informações vem assumindo posição de ascendente 
importância. Este fato decorre do grande potencial que essa 
integração traz consigo no sentido de agilizar decisões, 
racionalizar o uso de recursos, etc. 
 
A usinagem com máquinas CNC como parte do processo de 
fabricação de um produto, é beneficiada diretamente através de 
um sistema DNC naquilo que lhe é mais importante sob o 
aspecto “informação”: o programa de usinagem CN. 
O que é controle numérico distribuído (DNC) 
É um sistema que utiliza um computador central para transmitir 
informações via cabo, além de comandar várias máquinas 
simultaneamente. A função principal do computador é 
acompanhar permanentemente o trabalho de cada máquina, 
garantindo a ela o suprimento de dados necessários para o bom 
desempenho de suas funções. 
 20 
Como funciona o controle numérico distribuído 
(DNC) 
O programador gera no CAD/CAM o programa de execução de 
uma determinada peça e o insere na memória do computador 
central que comanda as máquinas CNC. Desta forma o 
computador passa a assumir funções de uma 
leitora/perfumadora de fitas, e envia o programa (via cabo) para 
as máquinas que realizarão o trabalho de usinagem. 
 
Como veremos a seguir, dependendo do grau de automatização 
do processo, o operador se responsabiliza ou não pelo preparo 
da máquina e o envio das informações. 
 21 
Tipos de DNC (quanto ao grau de 
automatização) 
Temos 3 tipos: 
• DNC Básico 
• DNC Automático 
• DNC com supervisão do processo. 
 
 
 
 
 
 
a) DNC Básico - Em uma configuração básica, o computador, 
no qual estão armazenados os programas, assume apenas a 
função de leitora/perfumadora de fitas. Deste modo, a 
transmissão de informações requer ao operador do CNC a 
realização de todas as tarefas correspondentes a 
entrada/saída pelo painel do CNC. 
 22 
É necessário aqui um meio de comunicação entre 
operadores dos computadores e do CNC (telefone, 
indicadores luminosos) para que se estabeleça a seqüência 
de operações entre os equipamentos. 
 
b) DNC Automático – Em grau maior de automatização, o DNC 
permite que a sua programação para entrada/saída de 
programas e dados seja realizada por sinais de controles 
externos (diretamente pela Interface ou via CLP) atuados 
pelo computador. Além dessas funções, é possível também 
partir a execução do programa CN. 
 
c) DNC com Supervisão de Processo – Nessa alternativa, CNC 
e CLP permitem um amplo acesso a ferramentas, 
magazines, peças, sinais de estado e de controle. A 
integração desses recursos aos já mencionados do DNC 
Automático tem em vista atender Sistemas Flexíveis de 
Fabricação (FMS), onde um computador pode supervisionar 
a operação de cada máquina, ferramentas e demais 
equipamentos, buscando e enviando informações 
necessárias para a condução de todo o processo de 
fabricação. 
 23 
Tipos de DNC (quanto ao meio de transmissão) 
Temos 2 tipos: 
• Conexão Ponto-a-Ponto 
• Conexão Via Rede Local 
 
a) Conexão Ponto-a-Ponto b) Conexão Via Rede Local 
 
 
 
a) Conexão Ponto-a-Ponto – A comunicação direta entre o CNC 
e computador encontra um severo compromisso com 
velocidade, distância e confiabilidade. Um sistema DNC 
configurado com conexões ponto-a-ponto apresenta a 
possibilidade de sobrecarga do computador hospedeiro e 
problemas de expansão do sistema. Por isso é utilizado para 
controlar uma pequena quantidade de máquinas CNC. 
 
b) Conexão via Rede Local – Neste caso, os diversos 
equipamentos servem de um meio físico (cabo) para 
estabelecer transações de comunicação entre si. A rede 
possui características próprias (cabo, velocidade) e possui 
como elemento de Interface aos diversos equipamentos, as 
correspondentes Estações de Acesso a Rede (EAR). 
 24 
Vantagens do DNC 
Os sistemas DNC oferecem as seguintes vantagens: 
• Dispensa do uso do leitor de fita (maior velocidade e 
segurança), que é um dos maiores motivos de manutenção e 
conseqüente parada das máquinas. 
• Maior facilidade e rapidez de acesso a programas 
armazenados no computador, com finalidades de edição e 
revisão. 
• Interação mais eficiente entre programador e máquina. 
• Monitoramento total do sistema. 
• O mesmo computador que é usado para gerenciar as 
operações das máquinas pode ser usado para tarefas 
secundárias (Ex.: Levantamento de tempos, desempenho da 
máquina, compensação de erros que ocorrem devido ao 
aquecimento excessivo da máquina, etc.). 
• Melhor organização e maior capacidade disponível para 
armazenamento de programa. 
• Maior racionalização do trabalho e rapidez na tomada de 
decisões, conforme os recursos de DNC implantado. 
Vantagens do sistema DNC via rede local 
• Expansibilidade – facilidade de inclusão de um CNC 
adicional à Rede Local. 
• Maior Alcance – Estendendo de dezenas de metros para 
centenas de metros. 
Maior velocidade de transferência de programas. 
• Confiabilidade – Interface elétrica com meio físico mais 
seguro contra interferências eletromagnéticas. 
• Possibilidade de implementação de funções para 
monitoração de falhas no sistema. 
• Facilidade de instalação e manutenção. 
• Minimização da sobrecarga. 
 
Quanto as DESVANTAGENS, podemos dizer que o DNC é 
recomendado apenas para empresas de médio/grande porte, 
devido ao custo de implantação s\do sistema e treinamento de 
pessoal. 
 25 
Conclusão: 
A evolução tecnológica nas diversas áreas do conhecimento 
humano tem sido espantosa nas últimas décadas. Os processos 
de fabricação também acompanharam esta evolução para 
produzirem com a maior eficiência, rapidez, precisão e menor 
custo. 
 
ODNC está, sem dúvida, inserido dentro deste contexto evolutivo 
de ciência e tecnologia. Porém, não se deve esquecer que 
representa apenas uma parcela de todo o processo. Por isso, 
deve estar perfeitamente integrado a uma grande quantidade de 
outros elementos sem os quais a programação, assistida ou não 
por computador e a posterior distribuição dos programas via 
DNC, corre o risco de não atingir os índices de produtividade 
esperados. 
 
Especial atenção deve ser dada à equipe de operadores e 
programadores que, com grande antecedência, deverá ser 
treinada teórica e praticamente para que, ao chegar a primeira 
máquina, ela comece a ser utilizada plenamenteno menor 
espaço de tempo possível, aumentando a possibilidade de um 
retorno rápido do investimento feito. 
 
A empresa que não investir no treinamento não terá condições 
de tirar do equipamento tudo aquilo que esta tecnologia moderna 
pode oferecer, reduzindo então consideravelmente sua 
capacidade de competir no mercado. 
 
O projeto e a implantação da Rede Local de Comunicação para 
aplicações industriais foi um passo decisivo para a atualização e 
desenvolvimento da tecnologia, o que permitirá acompanhar os 
esforços para padronização e interconexão. 
 
A configuração alternativa proposta, na qual a EAR assume 
também as funções de comunicação com o operador do CNC, é 
seguramente uma solução para aplicação generalizada, 
apresentando um grande potencial para caracterizar-se como 
um produto. 
 26 
CAD – Computer aided design 
Considerações preliminares: 
Vive-se em uma época na qual a informação adquire uma 
importância estratégica fundamental. As atividades humanas se 
tornam cada vez mais dependentes da precisão e rapidez com 
que é processado o maior número possível de informações, 
necessárias ao seu desempenho. 
 
Planilhas e matrizes proliferam na maioria das atividades 
econômicas e mesmo em algumas atividades sociais. Uma vez 
esgotados os procedimentos determinístico, o homem se 
preocupa em cada vez mais modelar o acaso ou, pelo menos, 
em reduzir seu impacto. 
 
Dentro do avanço e desenvolvimento atual da informática, 
através do qual se chegam a criar perspectivas de modelar e 
reproduzir por meio de computadores, o próprio raciocínio da 
natureza humana, o problema da gestão de empresa, passa a se 
situar em um novo plano. Cada vez mais a solução para o 
problema passa a ser a escolha e adoção de sistemas 
integrados, que possibilitem o relacionamento entre as diversas 
atividades da gestão e que apresentem um compromisso entre 
precisão, rapidez e custos. 
O que é CAD 
CAD é a sigla de computer aided design, ou seja, desenho 
auxiliado por computador. Corresponde à execução da atividade 
de utilizando o computador acrescido de equipamentos 
especiais.
 27 
Entende-se aqui por projeto o processo de concepção, análise e 
especificação detalhada de sistemas físicos a serem 
construídos/fabricados/montados. 
 
Um desenho de engenharia pode ser preparado por meios que 
não usem instrumentos convencionais. Tradicionalmente, 
instrumentos para projetar têm sido usados para aplicar grafite 
ou tinta em papel vegetal ou poliéster. Agora, a alternativa 
popular é preparar o desenho com o auxílio do computador. 
 
Sistemas de desenho auxiliado por computador foram 
introduzidos em 1964,quando a IBM tornou-os comerciáveis. O 
primeiro sistema completo (turnkey system), ficou disponível em 
1970 pela Applicon Incorporated. Contudo, só recentemente o 
forte impacto desse novo instrumento técnico foi sentido. 
 
No final de 1981, por exemplo, menos de 5000 sistemas de CAD 
estavam sendo usados na industria norte americana. Apesar da 
implementação do CAD, no começo de década de 80, ter 
ocorrido apenas nas grandes companhias, ele agora afeta 
sensivelmente todas as facetas da industria. A projeção de 
mercado era de que o número de estações de trabalho 
adicionadas a cada ano crescer de 12000 em 1983 para mais 
de 63000 em 1988. Portanto, a revolução técnica dessa 
tecnologia avançada continua, e a taxa de crescimento 
exponencial que o CAD vem tendo ao longo da década de 80 é 
importante. Uma queda desse nível como resultado de uma 
saturação no mercado de sistema CAD não é esperada nesse 
período. 
Estrutura do sistema CAD 
Tendo como base estas considerações preliminares, tentaremos 
agora descrever brevemente a estrutura de um sistema CAD, 
entendido como um conjunto de componentes de hardware e de 
software necessários para a mecanização dos procedimentos 
atinentes ao departamento de projetos. 
 28 
Os ambientes aplicativos nos quais se pode inserir um sistema 
CAD são múltiplos. Entre estes lembremos: 
• engenharia civil 
• arquitetura 
• eletrônica 
• topografia 
• engenharia de instalações 
• mecânica 
 
Este último é, obviamente, para nós o ambiente mais 
interessante. 
 
Do ponto de vista do hardware um posto de CAD se constitui dos 
seguintes elementos: 
• Um computador (falamos genericamente de uma unidade 
central de processamento, sem fazer referência a 
configurações e estruturas particulares, obviamente 
dependentes das características e do nível de sofisticação do 
software). 
• Um vídeo gráfico, necessário para dirigir e controlar a fase de 
geração do projeto. 
• Um instrumento de input, que representa uma interface entre 
o operador e o sistema de processamento. Normalmente se 
entre os seguintes: 
- Digitalizador (prancheta gráfica) 
- Mouse 
- Joystick 
 
Através dos instrumentos de input o operador comunica aos 
sistemas, tendo como base um menu de opções disponíveis às 
escolhas necessárias para completar um novo projeto. 
 
Um periférico gráfico (plotter), para a produção em papel dos 
documentos coerentes com os padrões e convenções 
normalmente previstas para os vários ambientes aplicativos. 
 
Estas, em linhas gerais, sem entrar em detalhes exagerados, é 
um posto de CAD do ponto de vista do hardware. 
 29 
Do ponto de vista do software, uma descrição sintética de um 
sistema CAD se torna mais complexa. 
 
Antes de mais nada é importante fazer um primeira distinção: 
• sistema CAD tridimensionais, isto é, aqueles que permitem 
considerar um objeto inscrito no espaço cartesiano 
• sistema CAD bidimensionais, isto é, aqueles que limitam a 
representação de um objeto ao plano cartesiano. 
• os sistemas CAD tridimensionais permitem tratar de objetos 
no espaço mediante o uso de modeladores. 
 
Os modeladores disponíveis são redutíveis às seguintes classes: 
• Modeladores do tipo Wire Frame 
• Modeladores de superfície 
• Modeladores do tipo Solid Modelling 
 
Os modeladores do tipo Wire Frame (isto é, tipo arame) 
permitem tratar o modelo por representação de contornos, sem 
reconhecer superfícies nem distinguir entre partes cheias e 
vazias. 
 
Os modeladores de superfície permitem identificar um modelo 
mediante reconhecimento das superfícies que o delimitam, e 
também não distingue as parte cheias das vazias. 
 
Os modeladores sólidos, no momento atual, constituem a 
solução mais avançada em termos de realização completa de 
um projeto, pois permitem tratar globalmente um objeto em toda 
a sua complexidade. 
 
Permitem reconhecer o volume com distinção entre partes 
cheias e vazias, portanto determinam qualquer seção do objeto 
considerado. 
 
Teoricamente dispõe de todos os elementos necessários à 
produção de peças projetadas, sobretudo no que se refere à 
produção destas em máquinas a comando numérico. 
 30 
Normalmente, são integrados com módulos para cálculo 
estrutural mediante o Método dos elementos finitos (FEM), 
sobretudo em função do dimensionamento das peças 
projetadas. 
 
Entre os sistemas CAD disponíveis, são os mais complexos em 
utilização e os de assimilação mais difícil, ao menos para poder 
desfrutar plenamente toda potencialidade resolutiva. 
 
Os sistema CAD bidimensionais permitem definir superfícies em 
duas dimensões mediante reconhecimento do contorno (perfil) 
dos mesmos. 
 
Mais que sistemas de projeto, isto é, aptos a desenvolver todas 
as funções típicas de um departamento de projetos, são 
sistemas de desenho automatizado. 
 
Nem por isso são menos significativos, sobretudo para quem 
acessa pela primeira vez a estes sistemas, nem pretende, ao 
menos na fase inicial, prever grandes investimentos a estas 
novas metodologias de trabalho. 
 
Para nos mantermos em um nível descritivo geral e 
esquemático, as funções desenvolvidas por um sistemaCAD 
são as seguintes: 
• Funções gráficas elementares 
• Funções de edição 
• Funções gráficas de nível superior 
• Funções de sistema 
 
As funções gráficas elementares são aquelas que permitem a 
geração dos primitivos gráficos, com base nos quais será gerado 
o desenho: isto é, necessárias a criação dos componentes 
elementares do desenho, tipo pontos, retas, círculos, arcos de 
círculo, segmentos, etc 
 31 
As funções de edição (Editing) permitem modificar as estruturas 
gráficas já criadas, mediante operações de cancelamento 
seletivo, acréscimo, inserção, transformações de elementos, etc. 
 
As funções gráficas de nível superior permitem a utilização de 
macrocomponentes de desenho, que são reagrupados, 
manipulados e tratados como se fossem elementos singulares. 
 
Particularmente interessantes a esse propósito são os símbolos, 
isto é, elementos gráficos de utilização freqüente no 
desenvolvimento da atividade de projeto, que podem ser 
arquivados sob a forma paramétrica (portanto não ligados a 
dimensões regidas e pré-determinadas), e invocados quando 
necessário. 
 
Entre as funções de nível superior, lembramos: 
• Cotagem 
• Hachura de áreas fechadas (Hatching) 
• Modificação de dimensões de figuras(Stretching) 
• Introdução de textos explicativos 
 
As funções de sistemas constituem o conjunto das prestações 
que são típicas de um sistema CAD e que, em sue todo, 
concorrem para qualificar um produto orientado para a geração e 
o tratamento de imagens de maneira interativa, ergonômica e 
operativamente simples e ao mesmo tempo completo e 
abrangente. 
Vantagens da computação gráfica 
“Um desenho vale mais que mil palavras” 
 
A frase acima, incorpora ao jargão popular, já indicada pro si 
própria o porque da computação gráfica: o auxílio visual como 
forma de comunicação , uma mídia natural e eficiente para o ser 
humano. 
 32 
Em termos mais objetivos, pode-se dizer que as imagens: 
• Permitem a operação mental que procede do simples para o 
complexo de grandes volumes de dados 
• São as formas usuais de comunicação em diversas arcas 
• Representam uma forma mais natural de comunicação para 
o ser humano 
 
Outros pontos positivos aferidos pelo uso da computação 
gráfica: 
• Facilidade na geração de imagens, nas áreas onde elas são 
meios usuais de comunicação 
• Substituição de extensos relatórios e tabelas por gráficos 
sintéticos e de fácil interpretação 
• Facilidade na alteração de imagens previamente geradas, 
simplificando diversas atividades de projeto 
• Produção de desenhos de melhor qualidade e menor tempo 
do que pelos processos manuais 
• Possibilidade, em certos casos, de solução de problemas, 
cuja resolução seria impossível pelos processos tradicionais 
• Economia direta de custos 
• Alta precisão (até um milésimo de unidade) 
• Uso de biblioteca padrão para rápida repetição de cópias 
Aspecto negativo do CAD 
A implantação do sistema CAD tem um grande valor positivo, 
mas existem aspectos negativos a serem considerados. Além de 
aspectos sociais e do custo inicial, atualmente existe o fenômeno 
de dowtime: em certas ocasiões você não será capaz de usar o 
sistema. O dowtime (tempo de atraso) pode ocorrer devida à 
sobrecarga da unidade por pedidos simultâneo de uso (se os 
computadores estiverem ligados em rede) ou devido a um 
componente estar fora de serviço. 
 33 
Se um componente tem problemas maiores, o dowtime também 
pode ser grande. Pode durar por várias horas, ou mesmo dias, 
até que uma pessoa especializada possa reparar o dano. Em 
ambos os casos, o desenhista tradicional não se confrontaria 
com esse tipo de situação. Outro aspecto negativo a considerar 
é o temor de risco à saúde. Da mesma maneira com que o 
aparelho de televisão comum, ocorre à emissão de níveis bem 
baixos de radiação, mas isso é considerado dentro dos limites de 
segurança. A radiação óptica é, de fato, menor que um indivíduo 
recebe de luz solar. Fadiga ocular também é uma consideração, 
assim como sempre foi para realização de projetos tradicionais. 
 
Devido ao alto custo do equipamento, muitas companhias 
adotaram o esquema de turnos para o desenhista. A 
possibilidade de te de trabalhar no segundo ou terceiro turno é 
considerado por muitos como uma distinta vantagem. 
• Tempo perdido devido à falta do equipamento; 
• Espera na fila devido a outras requisições de uso do 
computador; 
• Alto custo tanto no equipamento como do treinamento 
adicional; 
• Fadiga óptica; 
• Devido ao trabalho em potencial (turnos extras e ou 
revezados) 
 
O efeito sobre o desenhista e projetista tem sido dramático. A 
conseqüência foi um treinamento de funcionários atuais e uma 
mudança no treinamento de futuros funcionários. Uma forte 
experiência de desenho e projeto ainda é necessária para operar 
o equipamento CAD. A técnica do desenho, contudo, tem sido 
desenfatizada. O computador, que é apenas um instrumento, 
desenha e escreve pra nós. 
 34 
Composição de um sistema CAD 
Um sistema CAD é feito da combinação de vários equipamentos. 
Iss é verdadeiro para aplicações em sistemas pequenos, médios 
e grandes. O pacote especifico selecionado depende muito das 
necessidades do usuário. Vários tipos de desenhos 
denominados cópias finais (ou cópias físicas – hardcopy), podem 
ser preferidos por certas companhias. Outras podem não exigir 
nenhum desenho. Isso significa que uma companhia escolherá 
um tipo de equipamento que prepare o desenho, de modo que, a 
outra escolherá um que use outro método para a apresentação 
de desenho. Geralmente, cada parte de equipamento pode ser 
categorizada como um dos dois tipos seguintes: 
Estações de trabalho 
Possibilitam ações interativas do usuário como o modelo do 
artefato em projeto, o qual em determinado instante está 
representado por informações devidamente estruturadas no 
processador do sistema. A ergonomia das estações de trabalho 
recebe atenção especial por parte dos fornecedores visando dar 
ao projetista o conforto adequado ao desempenho de suas 
funções de maneira mais produtiva 
Estações de produção 
Tem por finalidade produzir as saídas úteis do sistema, que se 
constituem nos resultados finais do projeto. São compostas de 
“plotters” de alto desempenho, unidades de perfuração de fitas 
de papel, fitas magnéticas, unidades geradoras de microformas, 
fotoplotters. Etc. 
Processadores 
Representam a capacidade central de computação. Incluindo o 
computador central, as unidades de memória e os periféricos 
padrões, necessários ao seu funcionamento. 
Banco de padrões 
Constituem-se em dados essenciais à utilização do sistema, que 
são estruturados adequadamente. 
 35 
Conclusão 
Para evitar maiores problemas, há uma recomendação básica 
aos futuros usuários de sistema de processamento de imagens: 
Antes de adquirir qualquer equipamento, deve ser feito um 
estudo cuidadoso e intensivo das necessidades da empresa, 
bem como um estudo dos estágios para aplicação do sistema e 
a relação custo-benefício. Outro cuidado está na escola do 
softwares (programas) necessários. É fundamental que o 
software seja adequado aos fins pretendidos, que já são 
programas extremamente complexos e caros, além de estarem 
sujeito as constantes mudanças e melhorias que surgem a todo 
o momento. 
 
Atualmente no exterior, o desenvolvimento de sistemas de 
processamento de imagens alcançou um elevado grau de 
sofisticação e as empresas fornecedoras possuem pacotes 
diversificados, desde os mais simples até os extremamente 
elaborados. No mercado nacional já existem fornecedores que 
produzem alguns itens, mas os equipamentos disponíveis não 
permitem a utilização de todos os periféricos existentes no 
exterior. 
 
A variedade de equipamentos e de softwares também está 
representada na variação de custos. Émuito difícil de se calcular 
custos de um sistema processador de imagens, pois há uma 
faixa muito grande que pode ser atendida por um sistema. Na 
realidade o custo do investimento pode variar entre US$ 1 
milhão, ou mais. 
 36 
CAM – Computer aided manufacture 
Introdução: 
Os países industrializados têm procurado sistemas de 
manufatura cada vez mais alternativos para viabilizar sua 
concorrência, durante muito tempo a busca de produtividade só 
encontrava soluções na fabricação de grandes lotes. Assim o 
custo desta automação era compensado pelo grande número de 
peças produzidas com pouca diversificação. Para as que 
trabalhavam com pequenos e médios lotes, 75% das industrias 
metalmecânica isso era desfavorável porque há uma maior 
variedade de peças e, onde as máquinas automáticas são de 
difícil adaptação a mudanças freqüentes de lotes e possuem 
especialização que tornam difícil o rateio por um número 
pequeno de peças. 
 
É fato que a vida dos produtos estão diminuindo sensivelmente à 
proporção que sua variedade aumenta, não que estes sejam de 
baixa qualidade mas ficam ultrapassados, e sempre se quer uma 
nova tecnologia, um novo tipo, um novo modelo. Este quadro 
social exige das empresas uma adaptação as exigências de 
mercado, é um objetivo que pode ser alcançado se a empresa 
tiver flexibilidade em todas as suas áreas. Em outras palavras, a 
flexibilidade tornou-se tão importante quanto a produtividade. 
CAM: Surgimento e o que é 
Toda essa revolução não aconteceu por acaso, o 
desenvolvimento da tecnologia proporcionou-a. Por trás de tudo 
isso está o crescente desenvolvimento dos computadores, 
propiciando a automação flexível por programação. 
 37 
Depois do CN, veio o CNC, conseqüentemente o DNC onde 
várias máquinas a CNC são acionadas diretamente por um 
computador central com conexão direta e em tempo real, a partir 
daí estavam abertos os horizontes para a automação flexível, 
depois o próximo passo foi o CAD onde o computador auxilia o 
projeto. O ramo que tratamos de grande desenvolvimento 
tecnológico se deu no gerenciamento e organização da 
produção criando como um todo o contexto da fabricação 
assistida por computador. 
 
O conceito de CAM fica bem claro como sendo a aplicação de 
sistemas computacionais em diversos ramos da fabricação 
mecânica com o objetivo de se aumentar a produtividade e a 
flexibilidade. 
Característica de um sistema (Máster CAM – 
CNC software inc. USA) 
• Sistema de desenho e construção geométrica tridimensional, 
eliminando muitas vezes a necessidade do CAD. 
• Fácil operação, com comandos via menus. 
• Interface bidirecional com sistemas CAD de grande ou 
pequeno porte, via IGES, DXF, CADL, ASCII e outros, e 
ligação DNC com máquinas operatrizes. 
• Simulação gráfica da peça, do caminho da ferramenta e da 
animação da ferramenta. 
• Extensa relação de pós-processadores. 
• Biblioteca de materiais e ferramentas definidas pelo usuário, 
para cada máquina. Cálculo de avanços e velocidades 
automáticos. 
• Cálculo automático dos tempos de usinagem, levando em 
conta tempos de troca de ferramentas, aceleração, 
desaceleração, etc. 
• Pós-processadores reversos permitindo recuperar a 
geometria da peça e o caminho da ferramenta a partir de 
programa de máquinas já existentes. 
 38 
Vantagens 
Ao decidir a implantação de um sistema CAM várias perguntas 
devem antes ser respondidas, entre elas podemos destacar: 
• Qual a produção diária? 
• Quais as variações do produto? 
• Quais as seqüências de operações para as diferentes 
partes? 
• Quais os tempos das operações? 
 
Isso serve como critério para a seleção da estrutura do sistema, 
bem como preocupação com setores essenciais, que auxilia o 
bom funcionamento do CAM, exemplos: 
• Ferramentaria capacitada 
• Manutenção eficiente 
• Treinamento e investimentos em mão de obra especializada 
• Investimento em máquinas e ferramental apropriados 
 
Essa análise pode por si só beneficiar a empresa sem que 
mesmo haja a implantação do sistema. 
 
Depois de instalado o sistema e em bom funcionamento algumas 
de suas vantagens serão: 
• Altas produtividades aliadas a grandes diversificações 
• Menor inventário em processo 
• Menores prazos de adaptação em novos produtos 
• Produção menos dependente de STAFF 
• Maior organização das informações 
Desvantagens 
O cuidado na implantação é de alta importância pois se, o 
sistema implantado corresponder por completo, às necessidades 
produtivas isso apagará rapidamente a desvantagem que é o 
alto custo. 
 39 
Apesar da variação de produtos ser mútua, contínua e crescente 
sempre haverá produção de peças do mesmo tipo em massa, aí 
a implantação do CAM não corresponderá ao seu potencial, 
portanto é inviável. 
 
Tempo perdido (fenômeno Down Time) 
Funcionamento do CAM 
Usando como exemplo a usinagem de uma matriz de forjaria 
Entrada de dados 
Atualmente, a troca de informações entre empresas, na maioria 
dos casos, ainda é feita através de desenhos técnicos. Portanto, 
foi feito a partir de um desenho o modelamento da geometria 
externa da peça a ser forjada. 
 
Neste caso não foi encontrado nenhum erro significativo no 
desenho. Normalmente, para geometrias mais complexas as 
primeiras limitações são identificadas no desenho do produto. 
Para diferentes partes da peça o desenho contém informações 
redundantes ou omite dados. 
 
A geração da geometria no sistema CAD/CAM com base em um 
desenho e um trabalho que tende a deixar de existir, pois cada 
vez mais empresas estão se equipando com sistema CAD e a 
troca de informações passará a ser realizada diretamente entre 
sistemas a partir dos padrões existentes (IGES, SET, VDA, DXF, 
etc.) agindo desta forma, elimina-se à parte mais demorada de 
todo o processo que é a interpretação do desenho, além de 
eliminar possíveis alterações na geometria original pois a 
representação bidimensional não permite uma total definição do 
produto. 
 40 
Definição da geometria do produto 
A partir de um desenho foram obtidas as dimensões par geração 
dos perfis e secções tridimensionais que definam as formas 
básicas da peça. Essas formas utilizadas para geração de um 
modelo sólido, cuja finalidade é obter rapidamente propriedades 
de massa bem como uma visualização das formas do produto. 
 
Para a definição da movimentação da ferramenta a 
representação aproximada (sólida) não é suficiente. Tal definição 
só é possível a partir de um modelamento de superfície, o qual 
também é disponível no sistema EUCLID-IS. 
 
 
Definição da geometria intermediária – Pré-
forjado 
O processo de forjaria é composto de várias etapas, iniciando-se 
com uma aproximação grosseira da peça até a sua forma 
definitiva. A quantidade de passos entre as duas etapas 
depende da complexidade da geometria a ser forjada. 
 
A idéia básica é manter o volume de matéria-prima 
aproximadamente constante entre as várias etapas. 
 
O aplicativo constrói, a partir de secções obtidas da geometria 
da etapa posterior, secções circulares ou elípticas da área 
equivalente, que servirão de base par a formação da geometria 
do pré-forjado. O aplicativo permite ainda que se forneça um 
valor determinado para a variação de área ente uma etapa e 
outra. 
 41 
Definição da geometria a se usinada 
Como modelo tridimensional gerado traduz fielmente a peça a 
ser produzida, apenas pequenas modificações são necessárias. 
Por exemplo, definir as cavidades da matriz de forjaria a partir do 
modelo. Tais alterações são a nível de complementação da 
geometria e são efetuadas para a geração da usinagem. Aqui os 
dados fornecidos anteriormente não são alterados e a definição 
do produto é matematicamente garantida através da unicidade 
do banco de dados do sistema EUCLID-IS, que pela sua filosofiaimpossibilita a duplicação de informações. 
 
A complementação do modelo geométrico pode e deve ser 
executada em conjunto com as áreas de engenharia e 
manufatura da empresa, para que eventuais alterações sejam 
processadas de acordo com as especificações técnicas da peça, 
e não simplesmente para tornar a geometria usinável. Outro item 
de vital importância para a produção de matrizes de forjaria é a 
contração do forjado durante o processo de resfriamento. Essa 
variação dimensional deve ser levada em consideração na 
produção da matriz. 
 
O sistema EUCLID-IS oferece ferramentas que permitem alterar 
a geometria em todas as direções, paralelamente a um eixo o 
perpendicularmente a um plano. Tais funções podem ser 
aplicadas na peça como um todo, ou em determinadas regiões 
do produto onde a contração do produto é mais acentuada. 
 42 
Definição da usinagem 
Após a complementação do modelo e tendo sido consideradas 
as contrações da peça, estão prontas para iniciar a programação 
da usinagem. O SURFAPT calcula o caminho da ferramenta 
sobre a superfície previamente modelada, garantindo assim a 
consistência da informação durante todo o processo de 
desenvolvimento. 
 
 
 
A usinagem foi dividida em três fases principais: desbaste, pré-
acabamento e acabamento. Para o desbaste foram definidas as 
dimensões do material a ser usinado (matéria-prima em bruto), e 
a superfície final da peça. A partir desses parâmetros listados 
abaixo, o SURFAPT gera automaticamente a seqüência de 
desbaste. 
• Dimensões da matéria-prima 
• Superfície final 
• Limites físicos da usinagem 
• Distância entre caminhos da ferramenta 
• Tolerância para cálculo do desvio de corda 
• Sobremetal 
• Plano de usinagem 
• Sentido da usinagem 
• Ponto de entrada 
• Profundidade de corte 
 43 
 
 
 
Para o pré-acabamento e acabamento final os itens possíveis de 
serem definidos são, entre outros: 
• Superfície final 
• Áreas não usinadas 
• Plano de usinagem 
• Direção de usinagem 
• Salto entre regiões usinadas 
• Eventuais colisões a serem evitadas 
• Superfície de segurança 
• Pontos inicial e final 
 
O acabamento é gerado sem que seja necessária a intervenção 
do operador. O aplicativo gera caminhos da ferramenta que 
seguem direções pré-definidas ou a curvatura natural da 
superfície em questão, movimentando a ferramenta em 3 ou 5 
eixos simultaneamente. 
 
À distância entre os caminhos no acabamento é calculada 
automaticamente levando em conta a altura máxima de crista 
estabelecida pelo operador. 
 44 
Pós-processamento do programa de 
usinagem 
O SURFAPT possui dois utilitários SIRUS e EDITOR que 
complementam o processo de geração do programa. O Editor é 
utilizado para a geração do programa de usinagem no formato 
da máquina a ser utilizada, podendo ser considerado um pós-
processador genérico. Este pós-processador pode ser fácil e 
altamente alterado visando sua adaptação aos diferentes 
códigos de máquinas existentes. 
 
Ficou claro neste trabalho a inviabilidade de utilizar fita perfurada 
como meio de transferência de dados. Teriam sido gerados 
aproximadamente 3000 metros de fita. O programa para 
usinagem de superfícies complexas aqui apresentadas possui 
1.3 megabytes, este fato sugere um estudo detalhado de várias 
possibilidades existentes para a transmissão de dados entre o 
equipamento de programação e a máquina. 
 
Os programas de usinagem de 3 eixos, na sua maioria são 
definidos pelo deslocamento ponto a ponto da ferramenta 
requerendo pouca complexidade dos pós-processadores e 
controladores. O SURFAPT possibilita ainda a definição do 
deslocamento da ferramenta a partir da formulação matemática 
das curvas a serem percorridas, gerando assim, programas mais 
compactos. Nas usinagens em 5 eixos, além das coordenadas 
da posição da ferramenta, essa informação deve ser 
complementada pela inclinação do eixo da mesma, gerando 
assim programas bem maiores (cerca de duas vezes do que 
para o caso de 3 eixos aqui analisado). 
 
O pós-processamento ou edição dos arquivos gerados demanda 
um tempo desprezível em relação ao tempo total do processo. 
 45 
Verificação do programa gerado 
O outro utilitário mencionado no item anterior – SIRUS – é 
utilizado para a verificação do percurso da ferramenta, após o 
pós-processamento do programa. Esse utilitário gera elementos 
tridimensionais correspondentes a trajetória desenvolvida pela 
ferramenta durante a usinagem da peça. 
 
Como é possível fazer todo o cálculo da usinagem, através do 
Sirus podemos visualizar todo o programa de usinagem, antes 
de envia-lo à máquina. 
 
O teste do programa gerado no SURFAPT foi executado em 
resina especial (material para try out de usinagem). O tempo 
total de usinagem dói cerca de duas horas, pois o material em 
questão possibilita velocidades de avanço elevadas em 
comparação às definidas para usinagem de material dura. 
Conclusão 
Fica definido então, que CAM é um sistema computadorizado 
que auxilia a manufatura em todas as suas áreas, seja no 
desenvolvimento do produto a usinar, no seu gerenciamento, 
auto controle, e demais setores ligados à produção de uma 
empresa para que esta venha a fazer uma ligação extremamente 
forte entre produtividade e flexibilidade. 
 
Atualmente a dificuldade mais sobressalente de viabilização da 
produção com o sistema CAM tem sido a interpretação do 
desenho mecânico, que é a parte mais demorada do processo, 
onde, se todo o sistema fosse alimentado diretamente, o 
trabalho diminuiria ainda mais. 
 46 
E, para quem pensa que a maior barreira para se atualizar as 
empresas com este sistema é a financeira, engana-se, pois o 
que se precisa é de um plano de conscientização de 
empresários e investidores, principalmente das industrias 
brasileiras. 
 47 
CAE – Computer aided engineering 
O CAE (Engenharia Assistida por Computador) é uma 
ferramenta poderosa no trabalho de análise de condições de 
serviço de um determinado produto, e pode ser aplicado a uma 
extensa gama de problemas associados a componentes 
mecânicos (individuais ou que fazem parte de uma determinada 
montagem) como por exemplo: 
• Bolas de tênis e raquetes 
• Pistões 
• Blocos de motores 
• Tanques pressurizados 
• Chassis de caminhões 
• Suportes diversos 
 
Usando as tecnologias do CAE nesses problemas poderão ser 
respondidas questões tais como (observe a seqüência de 
exemplos acima): 
• A pressão interna da bola de tênis é compatível com a 
espessura do material que forma a bola? Ou ainda: a tensão 
aplicada às cordas da raquete pode ser suportada pela 
estrutura? E a vibração da mesma raquete na hora do 
choque? 
• Qual é a distribuição de temperatura no corpo do cilindro? 
• Qual o nível de tensões que aparece no bloco do motor? 
• O tanque, além de resistir à pressão de serviço, possui a 
melhor forma e é o mais leve possível? 
• Em movimento, que tipo de vibração o chassis estará 
imprimindo à cabine do caminhão; como alterar corretamente 
a suspensão (mola e amortecedores) em função da rigidez 
do chassis e da massa da carga a ser transportada? 
 48 
• O suporte projetado deverá entrar em ruína após quantas 
horas de serviço? 
 
Para os problemas acima poderão ser utilizados como 
ingredientes: 
• Um engenheiro conhecedor do produto 
• Um laboratório onde se obtém dados 
• Um bom programa de elementos finitos 
• Recursos computacionais adequados 
 
Em um ambiente ideal onde dispomos dos recursos de CAD, o 
engenheiro encarregado de responder às perguntas acima 
poderá tirar vantagem do processo e receber, de forma 
automática, quase todas as perguntas necessárias à aplicação 
do CAE, ou seja: 
• Pontos (considerados chaves) 
• Retas e arcos 
• Superfícies 
• Volumes 
 
Essas entidades já foram projetadas pelos recursosde drafting e 
design e podem ser transmitidas diretamente ao programa de 
análise. O engenheiro assim não terá que e criar a peça, mas 
aproveitará todo o arquivo de entidades gráficas e passará a 
exercer a atividade de análise através do método dos elementos 
finitos. 
O que é métodos dos elementos finitos 
O método dos elementos finitos (MEF ou FEM na notação 
inglesa Finite Element Method) é a generalização do método dos 
deslocamentos para análise estrutural de problemas bi e 
tridimensionais. 
 
O conceito básico do MEF é baseado no fato de que qualquer 
estrutura pode sempre ser considerada como uma montagem de 
regiões discretas, chamados elementos, que são conectados 
entre si por um elemento finito de pontos (ou nós).Ao imaginar-
se a estrutura real o número de nós é infinito. 
 49 
No entanto, a viabilidade do processo numérico (convergência 
do método e recursos computacionais disponíveis e capacidade 
do programa) acaba determinando que a grande maioria dos 
problemas de engenharia necessite apenas de um número 
discreto de elementos conectado por um número discreto de 
nós. 
 
Tendo a estrutura sida subdividida em elementos bi ou 
tridimensionais, é possível analisar toda a estrutura por um 
procedimento similar aquele usado na teoria de barras. 
 
Apesar de sabermos que a natureza física do modelo da 
estrutura é uma aproximação, o processo matemático utilizado 
na análise é exato. 
 
Aplicado o princípio da energia mínima, é possível escolher 
apropriadamente uma função (ou campo) de deslocamento para 
um elemento e daí chegar à correlação entre as forças nodais e 
deslocamentos nodais. 
 
A essa função, relacionando forças e deslocamentos nodais, 
chamamos de matriz de rigidez. 
 
Podemos então formar um sistema de equações algébricas 
lineares, já que impomos as condições de equilíbrio para 
qualquer nó, onde as incógnitas são os deslocamentos. 
 
As tensões e deformações podem ser obtidas, para cada 
elemento, a partir dos deslocamentos nodais (após a solução do 
sistema de equações formado). 
 
Este processo pode ser resumido nas seguintes etapas: 
1. Definir a idealização estrutural (elementos e nós) 
2. Formar a matriz de rigidez de cada elemento 
3. Montar e analisar as equações de equilíbrio 
 50 
Etapas da utilização do MEF 
Pré-processamento 
Nessa fase o engenheiro prepara os dados do seu problema e 
interativamente vai fornecendo-os ao programa, por exemplo: 
• Geração de coordenadas nodais 
• Geração de conectividade entre os elementos 
• Intersecção de superfícies 
• Constantes dos materiais 
• Constantes de contorno (vinculações) 
• Carregamentos 
 
Através de recursos gráficos e impressos (mensagens), o 
modelo é checado para evitar inconsistências. 
 
Alguns recursos de plotagens bastante úteis são: 
• Mudança de vista do observador 
• Hidden lines (corpo opaco) 
• Shrink (variação volumétrica negativa) 
 
Ainda nessa fase é importante um processamento apenas de 
data check para se obter as mensagens do programa sobre 
possíveis erros e/ou advertências. 
Solução 
É a fase que mais exige recursos de computação (CPU, 
memória principal, memória de disco, etc.) 
 
Os programas mais sofisticados permitem-nos realizar diversos 
tipos de análise que, por sua vez, ordem exigir mis recursos de 
computação, dependendo da complexidade do trabalho, como 
por exemplo: 
• Análise estática linear 
• Análise dinâmica linear 
• Análise estática não-linear 
− Grandes deformações 
− Plasticidade 
 51 
• Análise de flambagem 
• Análise térmica 
• Análise dinâmica não-linear 
• Análise de fluídos 
• Análise acústica 
• Análise eletromagnética 
• etc. 
Pós-processamento 
Nessa fase, após o processamento bem sucedido, obtemos um 
arquivo que contém todos os resultados úteis para fins de pós-
processamento que será feito de modo interativo: 
• Plotagem de: 
− Deslocamento e rotações 
− Tensões diversas (contornos a cores) 
− Temperaturas, etc 
− Manutenção contínua dos programas 
− Comunidade de usuários 
Otimização estrutural 
Nessa fase o engenheiro, de posse dos resultados obtidos, 
deverá exercer sua observação e análise para, repetidamente, 
modificar o modelo inicial buscando a otimização do sue produto. 
 
Programas mais modernos permitem estabelecer na entrada de 
dados: 
• Variáveis de projeto 
• Variáveis de estado 
• Função objetiva 
 
Estabelecendo loops controlados podemos obter 
automaticamente estruturas, por exemplo, com peso mínimo. 
Exemplos 
As ilustrações a seguir mostram alguns problemas analisados 
pelo MEF. Lembramos que o out put a cores, nesse caso, fica 
prejudicado por se tratar de cópia. 
 52 
 
 
 
 
Biela projeto original CAD 
Malha gerada 
Cálculo de uma Biela: 
Tipo de elemento: 3D Sólidos 
Número de nós: 496 
Número de elementos: 242 
Número de incógnitas: 1146(translação em X,Y e Z) 
Tempos de execução: 
− Micros IBM-PC/AT 29 minutos 
− VAX 11/780 9 minutos 
 53 
 
 54 
Anexo I 
Tipos de softwares C.A.D. 
Roda em: Aplicações 
 
 
 
 
 
Empresa/ 
Telefone 
 
 
 
 
Software Versão Origem 
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Setores em que o software está 
sendo utilizado 
Axad 
(011) 282-6355 
AutoCAD 
 
 
Apacom 
(011) 458-8755 
Tango (1) Accel/EUA 
 • • 
Industria eletroeletrônica 
Cadkey 3D 5.0 Cadkey/EUA 
 • • • • • • • • 
Industria mecânicas, metalúrgicas, 
de plástico 
MasterCAM 3D 4.0 CNC Software/EUA 
 • • • • • 
Projetos de produtos e programação 
de máquinas CNC 
DataCAD A.E.C 4.0 Cadkey/EUA 
 • • • • Layout industrial, instalações 
Mflink V-20 Software 
Ventures/EUA • • 
Industria plástica 
PEP 2.0 Measurement 
Masters/EUA • • • • 
Corte de chapas 
Ascongraph 
(011) 814-5300 
Lerotex 3.0 Ascondata/Brasil 
 • • • 
Comunicação de dados/programa 
entre CNC e micro CNC 
Autoexec 
(021) 224-0727 
Design CAD 2D/3D American Small/EUA 
 • • • • • • 
Projetos 
Camanho 
(011) 570-1154 
Moidflow/Austrália 7.0.3-14 Moldflow/Australia 
• • • • • 
Injeção de plástico 
CDB 
(011) 256-1411 
CEM Control Data/EUA 
 • • • • • • 
Indústria mecânicas 
CAD Overay ESP 4.0 Mage Systems/EUA 
 • • Aplicativo para uso com o AutoCAD Cimporp 
(011) 815-1855 AutoCAD 12 Autodesk/EUA 
 • • • • • 
Metal-mecânico, engenharia 
estrutural 
Cinpograph 
(011) 533-2447 
Microstation PC 4.0 Ptergraph/EUA 
 • • 
Genérico 
Classe A 
(011) 531-3581 
DesignCAD 2D/3D 4.0.5.0B American Small/EUA 
 • • • • • 
Construção naval, projetos 
mecânicos 
Compucad 
(011) 533-6196 
OrCAD 4.1 OrCAD/EUA 
 • • • • • 
Mecânico e eletrônico 
Compugraf 
(011) 285-3322 
Euclid-IS 2.3 Matra 
Datavision/França • • • • • • • • 
Metal-mecânico, eletroeletrônico 
Digicon 
(011) 421-1655 
AutoCAD 12 Autodesk/EUA 
 • • • • 
Engenharia mecânica, 
eletroeletrônica 
Exxen 
(011) 299-6887 
Duct 5 5.1.06 Delcam/Inglaterra 
 • • • • • • 
Metal-mecânico 
Adams 6.0 EUA 
 • • • • Metal-mecânico, aeroespacial 
Ansys 4.4A EUA • • • • • • • Metal-mecânico, aeroespacial 
MI 
(011) 820-0388 
Flotran 2.0 EUA • • • • • • • Metal-mecânico, aeroespacial 
Conpetics 
(011) 920-1911 
AHP LeitstandV 3 AHP/Alemanha 
 • • 
Metal-mecânico, eletroeletrônico 
 
 55 
Anexo I 
Tipos de softwares C.A.D. 
Roda em: Aplicações 
 
 
 
 
 
Empresa/ 
Telefone 
 
 
 
 
Software Versão Origem 
M
ai
n
fra
m
e 
M
in
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Su
pe
rm
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ro
 
M
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Setores em que o software 
está sendo utilizado 
UniCAM 3.1 GHL/Brasil • • • • Metal-mecânico 
UniCAD 2.1 UniCAD/Brasil • • • Metal-mecânico 
GHL 
(021) 249-4061 
DOT 2.5 Tecnosoft/Itália • • • • Metal-mecânico 
Tool Box Softdesk/EUA • • Mecânico 
Projeto Trevo 3.1 Micro s/Brasil • • • Mecânico 
Grapho 
(051) 337-1622 
AutoCAD 12 Autodesk/EUA • • Mecânico 
Catia 3.2.4 Dassauit/França • • • • • • • Mecânico e 
projetos/instalações industriais 
Cadam 3.3.1 Cadam/EUA • • • • • • • • Mecânico 
BM 
(011)886-3122 
DAEDS 4.1 SDRC/EUA • • • • • • • Injeção de plástico, análise 
estrutural 
Maveroy 
(011) 261-7311 
Euklid V4 2 Fides/Suíça • • • • • • Metal-mecânico 
MCS 
(011) 421-4771 
MCS CAM 3.20 MCS/Brasil • • • Metal-mecânico 
MD 
(011) 572-9904 
Unicad 3.1 Unicad/Brasil • • • • • Metal-mecânico 
Micros s 
(011) 458-5055 
Projeto Trevo 3.1 Micro s/Brasil • • • • • Processo e manufatura 
Dimension III V 8.0 Computervision/EUA • • • • Plant. design, AEC, projetos 
industriais 
Multicad 
(011) 223-2355 
I-DEAS V1 SDRC/EUA • • • • • • • Industrias mecânica, 
eletroeletrônica, aeroespacial 
Politek 
(011) 414-6911 
C. Mold 3.1 EUA • • • Análise integrada de peças 
plásticas 
Proequipo 
(011) 570-4281 
EE Designer III 3.0 Team Visionic/EUA • • • • Eletroeletrônico, ensino 
I/SEM 2.0 Intergraph/EUA • • Metal-mecânico, aeronáutico, 
naval 
I/NC, I/Maxmill, 
I/Mill(2) 
2.0 Intergraph/EUA • • Metal-mecânico, aeronáutico, 
naval 
I/FEM RASNA 
I/FEM HANA 
2.0 Intergraph/EUA • • Metal-mecânico, aeronáutico, 
naval 
I/IGES, I/VDA 
I/DXF, I/SET 
2.0 Intergraph/EUA • • Metal-mecânico, aeronáutico, 
naval 
I/DNC 2.0 Intergraph/EUA • • Metal-mecânico, aeronáutico, 
naval 
Sisgraph 
(011)887-5300 
I/PDM, I/PDU 2.0 Intergraph/EUA Metal-mecânico, aeronáutico, 
naval 
 
 56 
Robôs industriais 
O prédio da embaixada de um país europeu amanheceu com 
uma bomba estrategicamente colocada em sua porta de entrada. 
Todas as emissoras de televisão da cidade miraram suas lentes 
no encarregado de desarmar o mecanismo. Ao invés de pernas, 
o encarregado tinha esteiras, no lugar dos olhos, uma câmera de 
vídeo. E, para completar, dois braços mecânicos. Era um tipo de 
robô que, por ser comandado a distância, é conhecido como 
tele-operador. 
 
Aproximou-se do local, guiado por controle remoto por um 
especialista em explosivos. De longe, com a ajuda de alavancas, 
botões e uma tela de televisão, o especialista iniciou seu 
trabalho. Mas alguma coisa deu errado. Alguns minutos depois, 
a bomba explodiu, transformando o robô num amontoado 
fumegante de aço retorcido. O especialista ficou assustado. 
Devia sua vida àquela máquina. 
Contribuição 
Os robôs industriais seguem o mesmo princípio de controle das 
máquinas-ferramenta CNC, mas sua estrutura mecânica é 
bastante diferente. 
 57 
Alguns conceituam robô como um manipulador mecânico 
reprogramável. Para outros, o robô é um mecanismo automático 
universal. Seja como for, a idéia principal é a de que os robôs 
são máquinas controladas numericamente, destinadas a 
executar uma grande diversidade de operações. 
 
 
Máquina universal 
 
A maior parte dos robôs, espalhados pelo mundo, desenvolve 
atividades de soldagem, manipulação de peças e pintura. 
 
 
Distribuição de robôs entre várias tarefas industriais 
Robôs: realidade e ficção 
Tendemos a crer que robôs são máquinas construídas à 
semelhança do homem, com inteligência privilegiada. Mas a 
tecnologia atual ainda não é capaz de igualar a realidade à 
ficção científica. 
 58 
Os robôs industriais são surdos, mudos, feios e burros. A maioria 
deles é cega e os poucos que possuem sistemas de visão 
artificial acabam distinguindo apenas contrastes entre áreas 
claras e escuras. Mas os robôs atuais são máquinas bastante 
úteis e, desde 1961, quando o primeiro robô foi empregado 
numa indústria automobilística, vêm evoluindo. 
Anatomia dos robôs industriais 
Um conceito importante no estudo dos robôs é o de volume de 
trabalho, ou seja, o conjunto de todos os pontos que podem ser 
alcançados pela garra de um robô, durante sua movimentação. 
Assim, os componentes que fazem parte do seu local de 
trabalho devem ser arranjados para ficarem dentro desse volume 
de trabalho. 
 
Os robôs são classificados de acordo com o volume de trabalho. 
Assim, existem os robôs cartesianos, cilíndricos, esféricos ou 
polares e os articulados ou angulares. 
 
Essas configurações são chamadas de clássicas ou básicas. 
Elas podem ser combinadas de modo a formar novas 
configurações. 
 
 
Configurações de robôs industriais 
 
 59 
A grande maioria dos robôs é acionada por meio de 
servomotores elétricos. O acionamento elétrico, ao contrário do 
pneumático ou hidráulico, é mais facilmente controlável e 
oferece maior precisão de posicionamento. 
 
Os robôs podem apresentar vários movimentos. Cada 
movimento, realizado por meio de um servomotor elétrico, 
corresponde ao que chamamos de grau de liberdade. Os graus 
de liberdade de um robô podem estar associados ao corpo ou ao 
punho. 
 
 
 
 
 
 
No corpo: 
A: movimento angular do antebraço 
B: movimento angular do braço 
C: rotação da base 
 
 
 
No punho: 
E: movimento angular 
P: rotação do punho 
 
 
Portanto, este é um robô de cinco graus de liberdade: três graus 
de liberdade no corpo e dois graus de liberdade no punho. Os 
graus de liberdade do corpo do robô definem a posição do centro 
da flange do punho. Assim, quando movemos os eixos A, B e C 
do robô, cada qual num determinado ângulo, a posição do centro 
da flange fica perfeitamente definida. 
 
Conhecida essa posição, os graus de liberdade do punho (E e P) 
definem, então, a orientação da flange, ou seja, o ângulo que a 
flange forma com o antebraço do robô. 
 60 
Alguns robôs possuem punhos com três graus de liberdade. 
 
 
Desenho esquemático do punho de um robô 
 
Para executar seu trabalho, o robô necessita de uma ferramenta 
que pode ser simples, como uma pistola de solda a ponto ou 
uma lixadeira. Ou de uma ferramenta complicada, como as 
utilizadas para manusear pára-brisas de automóveis. Essa 
ferramenta, denominada órgão terminal, é fixada na flange do 
punho do robô. 
 
 
Exemplos de órgãos terminais 
 
O conjunto dos movimentos do corpo e do punho dos robôs 
define a posição e a orientação do órgão terminal, possibilitando 
a execução da tarefa. 
 61 
Dependendo do número de graus de liberdade, a estrutura 
mecânica de um robô pode ser mais ou menos complexa. Ela 
consiste basicamente de peças que se unem umas às outras por 
articulações ou juntas. O acionamento de cada uma das juntas é 
realizado por meio de um servomotor elétrico e de sistemas de 
transmissão mecânica que variam em função da configuração do 
robô. 
 
Utilizam-se fusos de esferas circulantes, iguais aos empregados 
em máquinas-ferramenta,engrenagens, polias e correias 
dentadas (também chamadas sincronizadoras), barras 
articuladas e redutores de velocidade de elevada taxa de 
redução. 
 
Quanto aos redutores de velocidade, dois tipos bastante 
utilizados são os redutores planetários e os cicloidais, devido ao 
fato de apresentarem uma elevada taxa de redução em relação 
ao volume ocupado. Esses redutores são normalmente 
aplicados no acionamento dos movimentos do corpo do robô 
(base, braço e antebraço). Substituem os fusos de esferas, 
utilizados no acionamento do braço e do antebraço dos robôs 
articulados mais antigos, possibilitando robôs mais compactos. 
Controle 
Os robôs industriais são, na verdade, como já dissemos, 
espécies de máquinas de comando numérico. Seu sistema de 
controle funciona de maneira similar ao das máquinas-
ferramenta CNC. 
 
 
Malha de controle de um dos eixos de um robô 
 62 
Controlar os movimentos de um robô consiste, basicamente, em 
fazer com que seus motores girem, associados a cada uma das 
juntas da estrutura do robô, de modo que o órgão terminal atinja 
posição e orientação desejadas. 
 
Esse controle, à primeira vista, pode parecer fácil. Na verdade, é 
complicado pois envolve aspectos mecânicos, eletrônicos e de 
computação. Não se trata apenas de um ponto, mas de uma 
série deles, formando uma trajetória a ser percorrida pelo órgão 
terminal. E a cada ponto o órgão terminal pode apresentar uma 
orientação diferente. O sistema de controle ainda deve 
considerar a massa que está sendo manuseada pelo robô, as 
acelerações e desacelerações, os atritos entre os componentes 
mecânicos. E todos esses cálculos devem ser feitos durante a 
movimentação do robô ou, como se costuma dizer, em tempo 
real. 
 
O desenvolvimento de controles numéricos com velocidades de 
processamento cada vez maiores, bem como o surgimento de 
novos componentes mecânicos e materiais mais leves e 
resistentes, vem contribuindo para que os robôs fiquem mais 
rápidos, confiáveis e precisos. 
 
Mesmo assim, a precisão desse tipo de máquina continua sendo 
pior do que a das máquinas-ferramenta CNC, que normalmente 
apresentam estruturas mais rígidas e um arranjo mais simples de 
componentes mecânicos. 
 
Além disso, os robôs ainda continuam sendo máquinas pouco 
inteligentes. Não têm capacidade suficiente para se adaptar a 
situações imprevistas. Os robôs atuais ainda seguem, passo-a-
passo, todas as instruções fornecidas pelo homem. Não podem 
se desviar do que lhes foi previamente estabelecido, a menos 
que este desvio também tenha sido previsto. 
 63 
Os robôs não pensam. Apenas obedecem cegamente aos 
comandos do homem. Esta característica faz com que eles só 
possam ser usados em ambientes padronizados, não sujeitos a 
variações imprevistas. Caso contrário, ficarão sujeitos a 
acidentes que acabarão por inviabilizar a operação automática. 
Programação 
O maior número de graus de liberdade dos robôs, quando 
comparados às máquinas-ferramenta CNC, também influi nos 
métodos de programação utilizados. 
 
Os métodos de programação de robôs dividem-se em dois tipos: 
off-line e on-line. Na programação off-line ou “fora-de-linha”, 
usam-se linguagens de programação semelhantes às utilizadas 
na programação de máquinas-ferramenta CNC. 
 
Por meio das linguagens de programação, pode-se controlar os 
movimentos do robô numa sala, longe do ambiente de trabalho 
real da máquina. 
 
Num robô encarregado de executar a solda a ponto de uma 
carroceria de automóvel, alguns dos pontos de solda estão 
localizados em regiões de difícil acesso. Para levar seu órgão 
terminal a esses locais, o robô precisa ser capaz de efetuar vários 
movimentos. 
 
Portanto, apesar do progresso no desenvolvimento de métodos de 
programação off-line, as dificuldades ainda persistem e acabaram 
popularizando a programação on-line, em que se diz que o robô é 
ensinado. Utilizamos um pequeno painel de controle manual 
chamado teaching box, que podemos traduzir como “caixa de 
ensinamento” ou, mais tecnicamente, “painel de controle manual”. 
 64 
Com o auxílio desse painel de controle, movimentamos os eixos 
do robô até o primeiro ponto da trajetória desejada e 
armazenamos a posição desse ponto na memória do comando 
numérico. Em seguida, deslocamos o órgão terminal para o 
ponto seguinte da trajetória e armazenamos esse novo ponto. 
Repetimos o procedimento para todos os pontos que formam a 
trajetória, como a da soldagem de pára-lamas de automóvel. 
Assim, “ensinamos” ao robô a trajetória que deve ser percorrida, 
bem como a orientação do órgão terminal em cada um desses 
pontos. 
 
 
Exemplo de aplicação de programação “on-line” 
 
Durante a operação automática, simplesmente mandamos o 
robô repetir o que lhe foi ensinado e pronto. A desvantagem 
desse método de programação, no entanto, está na necessidade 
de interromper o trabalho normal de produção do robô para 
ensinar-lhe uma nova tarefa. 
Aplicação 
As possibilidades de aplicação de robôs industriais são muito 
amplas. Apesar de se concentrarem em áreas determinadas, a 
cada dia, graças a sua característica de máquina universal, os 
robôs ganham uma nova aplicação, substituindo o homem como 
uma máquina-ferramenta. 
 65 
Manipulação de material 
A função principal de um robô é manipular materiais. Isto não 
acrescenta valor ao produto, mas somente custo. Portanto, deve 
ser cuidadosamente estudado para se obter uma forma de 
manuseio eficiente e barata. 
 
Entre as operações de manuseio mais comuns, realizadas pelos 
robôs, estão as de carregamento e descarregamento de 
máquinas, bem como as de paletização e despaletização. 
Paletizar significa distribuir ou arranjar peças sobre um pallet. 
Pallet é o nome que se dá à bandeja ou estrado sobre o qual 
podem ser dispostos elementos como peças, sacos, caixas. 
Despaletizar é retirar esses elementos do pallet, para serem 
processados, armazenados, embalados. 
 
 
Robô movimentando peças 
 
Os robôs também podem manusear peças para a montagem de 
um determinado produto. É o que ocorre quando se ajusta um 
pára-brisa na carroceria de um automóvel. 
Soldagem 
Os processos de soldagem MIG e por resistência elétrica (solda 
a ponto) são as aplicações mais populares dos robôs industriais. 
O principal usuário dos robôs de solda a ponto é a indústria 
automobilística. 
 66 
A figura mostra, esquematicamente, uma estação de soldagem 
de carrocerias de automóveis formada por robôs. Em algumas 
das linhas, é possível associar-se a cada carroceria um sistema 
de identificação. A carroceria, ao passar pela estação, é 
identificada como sendo deste ou daquele veículo. Com essa 
informação, aciona-se o programa de soldagem apropriado. 
Assim, uma mesma linha pode trabalhar com tipos diferentes de 
automóveis, de modo flexível. 
 
 
Estação de soldagem de carrocerias de automóveis 
Atividades perigosas 
Além das aplicações industriais típicas, o robô tem aplicação 
bastante promissora em atividades perigosas ou insalubres ao 
homem. Utilizam-se robôs para a exploração espacial (um 
exemplo é o braço mecânico usado pelos ônibus espaciais 
americanos para colocar satélites em órbita ou repará-los). Os 
robôs também são enviados para lugares onde ninguém pode ou 
quer ir: recolhem tesouros em navios afundados a grandes 
profundidades, medem temperaturas e fazem análise de gases 
em crateras de vulcões ou lidam com produtos radiativos em 
usinas nucleares. 
 
Teste sua aprendizagem. Faça os exercícios e confira suas 
respostas com as do gabarito. 
 67 
Exercícios 
Marque com X a resposta correta. 
 
1- Os robôs são espécies de máquinas: 
a) ( ) APT; 
b) ( ) CNC; 
c) ( ) CPU; 
d) ( ) DOS. 
 
2- Os robôs desenvolvem principalmente atividades de: 
a) ( ) usinagem; 
b)