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07/06/2017 1 AUTOMAÇÃO DE PROCESSOS E ROBÓTICA SISTEMAS PRODUTIVOS; SISTEMAS AUTOMATIZADOS; MANIPULADORES ROBÓTICOS; 07/06/2017 2 SISTEMAS PRODUTIVOS; SISTEMAS AUTOMATIZADOS; MANIPULADORES ROBÓTICOS; SISTEMAS PRODUTIVOS Automação da Produção Industrial: - Anos 70: automação de tarefas, robôs e de CNC, com o objetivo de aumentar a flexibilidade do sistema; - Anos 80: automação dos processos com conexão das tarefas individuais levando aos processos de CAD e CAM; - Anos 90: automação das fábricas com realização dos processos em cadeia. 07/06/2017 3 SISTEMAS PRODUTIVOS A Automação Industrial pode ser dividida em três classes: - Rígida; - Flexível; - Programável. SISTEMAS PRODUTIVOS Automação Rígida: - Volume de Produção muito elevado; - Linha de produção fixa; - Concepção de um tipo determinado de produto; 07/06/2017 4 SISTEMAS PRODUTIVOS Automação Flexível: - Junção da Mecânica com o tratamento da informação pela Informática e Eletrônica; - Volume de Produção médio; - Possibilita a automatização de indústrias que fabricam diversos produtos simultaneamente com o mesmo sistema de produção. SISTEMAS PRODUTIVOS Automação Programável: - Diferencia-se da Flexível, entre outros motivos, por ter sua produção efetuada em pequenos lotes; - Demanda reprogramação dos equipamentos para cada novo lote. 07/06/2017 5 SISTEMAS PRODUTIVOS Automação: - Passa a ser introduzida como a transformação dos processos em cadeia: - Inicia-se com a identificação das necessidades dos consumidores; - Informações encaminhadas ao chão-de- fábrica; - Voltam aos consumidores como o produto final. SISTEMAS PRODUTIVOS Automação: - O processo automatizado permite cada vez mais personalização do produto obtido; - Hoje já existe a possibilidade de escolha de características via Web. 07/06/2017 6 SISTEMAS PRODUTIVOS Integração do Sistema de Produção: - Relatar a sequência de implementação da automação; - Analisar tecnologias candidatas a serem utilizadas na integração; SISTEMAS PRODUTIVOS Integração do Sistema de Produção: - Suprimir as tarefas de inspeção, controle e planejamento que não agregam valor ao produto final (otimizar o processo); - Atentar para retirada tanto dos controles quanto das verificações e as interferências nos níveis gerencias desnecessárias. 07/06/2017 7 SISTEMAS PRODUTIVOS Automação Industrial: - É uma tecnologia integradora de 3 áreas: - Eletrônica: Hardware; - Mecânica: Atuadores; - Informática: Software. ? ? ? 07/06/2017 8 SISTEMAS PRODUTIVOS; SISTEMAS AUTOMATIZADOS; MANIPULADORES ROBÓTICOS; SISTEMAS AUTOMATIZADOS Sistema: - Conjunto de elementos dinamicamente relacionados entre si que desempenham uma atividade para atingir um objetivo, operando sobre entradas (informação, energia ou matéria) e fornecendo saídas processadas; 07/06/2017 9 SISTEMAS AUTOMATIZADOS Principais Componentes de um Sistema: - Fronteiras: limites do sistema; - Subsistemas: elementos que o compõe; - Entradas: insumos ou variáveis independentes; - Saídas: produtos ou variáveis dependentes; - Processamento: atividades realizadas pelos subsistemas; - Retroação(feedback): influência das saídas sobre as entradas; SISTEMAS AUTOMATIZADOS Modelagem de Sistemas: - Dinâmicos - Acionados no Tempo - Contínuos ou Discretos - Lineares ou Não-Lineares - Acionados por Eventos - Determinísticos ou Estocásticos 07/06/2017 10 SISTEMAS AUTOMATIZADOS Vantagens dos Sistemas Automatizados: - Aumento da eficiência dos processos; - Diminuição dos custos; - Aumento da competitividade e do nível de exigência; - Melhoria da qualidade; - Maior controle e segurança da operação. SISTEMAS AUTOMATIZADOS Elementos de um Sistema Automatizado: - Parte Operativa (PO): processo físico a ser automatizado: atuadores, válvulas, comandos, etc; - Parte Comando (PC): coordena as ações da parte operativa. 07/06/2017 11 SISTEMAS AUTOMATIZADOS Sistemas Automatizados: - Automatismos combinatórios: o estado das saídas depende somente do estado das entradas a cada instante. Não possui dependência temporal; - Automatismos sequenciais: o estado das saídas é função do estado atual das entradas e do estado das saídas no instante anterior. SISTEMAS AUTOMATIZADOS Norma IEC 61131-3: - IL (Instruction List): linguagem textual, de baixo nível, semelhante ao Assembly; - ST (Structured Text): linguagem textual de alto nível, similar ao C; - LD (Ladder Diagram): linguagem gráfica baseada em símbolos e esquemas elétricos; 07/06/2017 12 SISTEMAS AUTOMATIZADOS Norma IEC 61131-3: - FBD(Function Block Diagram): linguagem gráfica baseada em blocos padrão como AND, OR, NOT, etc. - SFC (Sequential Function Chart): também conhecida como Grafcet, dividindo o processo em um número definido de passos separados por transições. ? ? ? 07/06/2017 13 SISTEMAS PRODUTIVOS; SISTEMAS AUTOMATIZADOS; MANIPULADORES ROBÓTICOS; MANIPULADORES ROBÔTICOS Robôs Industriais: - Executam movimentos no espaço transferindo objetos e ferramentas de um ponto para outro; - Instruídos pelo controlador e informado sobre o ambiente através de sensores; - Possuem um atuador na extremidade para execução das tarefas. 07/06/2017 14 MANIPULADORES ROBÔTICOS Robôs Industriais: - Todo braço robótico é formado por uma série de vínculos e juntas; - As juntas conectam dois vínculos permitindo o movimento relativo entre eles; - Possuem uma base fixa onde fica preso o primeiro vínculo; - A mobilidade está diretamente associada ao número de vínculos e articulações; MANIPULADORES ROBÔTICOS Juntas Robóticas: - Juntas ou eixos são as estruturas que permitem que um braço manipulador robótico se mova para diversas posições; - O movimento de uma junta pode ser: - Linear; - Rotacional; 07/06/2017 15 MANIPULADORES ROBÔTICOS Juntas Robóticas: - O número de juntas determina o número de graus de liberdade de um robô; - A maioria dos robôs possuem de três a seis eixos; - Os eixos podem ser do corpo ou da extremidade do robô; MANIPULADORES ROBÔTICOS Eixos da base do corpo: - Cintura (Waist); - Ombro (Shoulder); - Cotovelo (Elbow); Eixos da extremidade do robô: - Rolamento (Roll); - Mergulho (Pitch); - Guinada (Yaw); 07/06/2017 16 MANIPULADORES ROBÔTICOS Robô Industrial: - Possui 6 graus de liberdade: - 3 para posicionamento da ferramenta; - 3 para orientação; - Com menos de 6 graus de liberdade não se alcançam todos os pontos de uma ambiente de trabalho; - Um robô com mais de 6 juntas é chamado de robô redundante; MANIPULADORES ROBÔTICOS Tipos de Junta: - Deslizantes: movimento linear entre dois vínculos; - Rotativas: rotação entre dois vínculos através de dobradiças; - Bola-e-Encaixe: rotação em torno dos 3 eixos; 07/06/2017 17 MANIPULADORES ROBÔTICOS Classificação pela Geometria: Juntas de dois tipos: - prismática ou translação (P); e - de revolução ou rotação (R); MANIPULADORES ROBÔTICOS Robô de Coordenadas Cartesianas : - 3 articulações deslizantes; - Tipo PPP; - Pequena área de trabalho; - Elevado Grau de Rigidez Mecânica; - Grande exatidão na localização do atuador; - Momento de inércia da carga fixo em toda área. 07/06/2017 18 MANIPULADORES ROBÔTICOS Robô de Coordenadas Cilíndricas : - 1 rotação na cintura e 2 lineares; - Tipo RPP; - área de trabalho pouco maior; - Grau de Rigidez Mecânica ligeiramente inferior; - Momento de inércia da cargadepende da posição; MANIPULADORES ROBÔTICOS Robô de Coordenadas Polares (Esféricas): - 2 rotacionas (cintura e ombro) e 1 linear; - Tipo RRP; - área de trabalho maior; - Grau de Rigidez Mecânica inferior; 07/06/2017 19 MANIPULADORES ROBÔTICOS Robô de Coordenadas de Revolução (Articulado): - 3 juntas rotacionais; - Similar a um braço humano; - Tipo RRR; - Maior área de trabalho; - Baixa Rigidez Mecânica; MANIPULADORES ROBÔTICOS Robô SCARA (Selective Compliant Articulated Robot for Assembly): - 2 juntas rotacionais e 1 Linear; - Usado em tarefas de montagem; - Tipo RRP, porém diferente de um robô esférico; - Movimento linear vertical do Terceiro Eixo; 07/06/2017 20 ? ? ? ? ! 07/06/2017 21 FIM? OBRIGADO
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