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1 Automação Industrial Prof. Douglas Agostinho Aula Prática 2 Organização da Aula Conteúdos • Será feita uma revisão dos conteúdos abordados nas aulas teóricas 5 e 6 Mecanismo de Comando 1º Malha aberta: ocorre quando as variáveis de entrada no sistema (Xi) fornecem informações para o comando, o qual as processa e libera informações de saída (Xs) Fonte: Adaptado de MEIXNER; SAUER, 1996, p. 8 • Malha aberta: 2º Malha fechada: é característico de um controle automático. A variável controlada deve estar sempre próxima de um valor desejado e previamente estabelecido • Malha fechada Fonte: Adaptado de NATALE, 2000 2 No esquema de malha fechada, qualquer variável de saída que foge ao predeterminado emite um alarme, então a mesma é corrigida e volta ao sistema normal Fluxograma de Sinais O fluxograma de sinais mostra o percurso de um sinal, desde a entrada até a saída do mesmo processo Fonte: Adaptado de MEIXNER; SAUER, 2000 Em instalações complexas o sistema de comando encontra- -se separado do módulo dos elementos de trabalho comandados. Segundo Natale (2000), os elementos dos módulos de comando e trabalho podem ser divididos em: 1. Elementos para entrada de sinais: interruptores de fim de curso; emissores de sinais sem contato; sensores de proximidade; barreiras pneumáticas ou fotoelétricas; pedais etc. 2. Programadores: fita perfurada; cartão perfurado; memórias eletrônicas; sequenciadores pneumáticos etc. 3. Processamento de sinais: válvulas pneumáticas; módulos eletrônicos; contatores; relés etc. 4. Amplificadores: válvulas eletromagnéticas, pneumáticas, hidráulicas; pressostatos; transdutores em geral 5. Elementos de saída: válvulas hidráulicas, pneumáticas; contatores de potência 6. Atuadores: motores; cilindros etc. 3 Tipos de Sinais 1. Sinal analógico: é um sinal ao qual pertencem, ponto a ponto, diferentes informações dentro de uma faixa contínua de valores. Ex.: variação de tensão; variação de temperatura etc. 2. Sinal discreto: são sinais cujo parâmetro de informações (Ip) pode admitir apenas uma quantidade finita de valores. A cada valor é indicada uma determinada informação 3. Sinal digital: é um sinal cujo Ip está dividido em subparâmetros de valores, sendo que cada um deles corresponde a uma (...) (...) determinada informação 4. Sinal binário: é um sinal digital com apenas dois subparâmetros compondo o Ip. Ex.: ligado/desligado ou sim/não etc. Diferenciação para Comandos De acordo com Meixner e Sauer (1996, p. 10), a diferenciação entre os comandos, de acordo com o tipo de Informação, se apresenta da seguinte forma: • comando analógico • comando digital • comando binário Segundo o processamento de sinais, os comandos se dividem em: • síncrono • assíncrono • de interligações • sequencial • sequencial temporário • sequencial dependente da operação Comando Numérico Computadorizado (CNC) É uma técnica que utiliza uma série de números, letras ou símbolos que, quando codificados, podem transmitir instruções para as máquinas que executam as tarefas 4 Segundo Oliveira (2004), as vantagens do CNC são: • flexibilidade • usinagem de perfis complexos • precisão e repetibilidade • menor controle de qualidade • melhor qualidade • custos reduzidos de armazenagem • velocidade de produção • custos reduzidos de ferramentas Controlador Lógico Programável (CLP) Criado dentro da General Motors, em 1970, o CLP facilitou as mudanças que ocorriam nas linhas de montagem, diminuindo o tempo de alteração entre modelos diferentes De acordo com Oliveira (2004), o CLP tem as seguintes características: • hardware – rápida programação • capacidade de operação em ambiente industrial • sinalizadores de fácil manutenção e substituição • hardware – ocupa pouco espaço e baixo consumo de energia • compatibilidade entre diferentes tipos de sinais de entrada e saída • hardware – permite expansão da memória • hardware – permite expansão dos diversos tipos de módulos • entre outras Vantagens do CLP Menor espaço requerido Menor potência elétrica Fácil manutenção Programável Permite interface com outros CLPs 5 Sensores e Acessórios Tipos de sensores: • indutivos – emitem campo magnético que converte em sinal elétrico • capacitivos – detectam materiais não metálicos • magnéticos – usados para posicionamento de pistões • fotoelétricos – detectam posição, monitoração e até contagem de objetos • ultrassônicos – usados para detecção (sem contato) e medição de distâncias O uso combinado desses sensores é que faz um sistema de automação completo Acessórios: • encoders – usados para determinação de valores de rotação, velocidade, aceleração etc. • unidades de controle – usadas para realizar contagens, tais como: tacômetros; temporizadores etc. • sistemas de identificação – usados para identificar objetos; veículos; pessoas; ferramentas etc. • interface homem/máquina – faz a conexão entre o operador e a máquina para a comunicação com os principais CLPs Robô na Indústria O robô está diretamente ligado à produtividade de uma empresa, afinal, o mesmo é multifuncional; ele manipula, reprograma, movimenta ferramentas, peças, materiais e não se cansa Anatomia dos Robôs Como o robô pode substituir o ser humano em uma enorme quantidade de tarefas, fica claro que o mesmo dever ter uma anatomia semelhante à do homem, principalmente no que tange aos cinco sentidos: 6 • tato – pode pegar, girar, chacoalhar, posicionar etc. • audição – tomar ação após “ouvir” determinado som • visão – pode distinguir formas, cores, localização etc. • olfato – perceber diferentes tipos de odor • paladar – distinguir gostos diferentes Para que cada sentido seja repetido pelos robôs, uma série de sensores, motores, sistemas de visão etc. é desenvolvida e aplicada no corpo do robô Imagem disponível em: <www.intereng.com.br> Imagem disponível em: <mineriaenlinea.com> Imagem disponível em: <www.ondecom prar.net> O uso mais convencional está condicionado ao tato. Para atender a esse requisito os robôs utilizam 5 tipos de juntas diferentes, as quais, combinadas entre si, possibilitam ao robô se mover em todas as direções necessárias São as juntas: lineares; ortogonais; rotacionais; torcidas e rotativas, as quais possibilitam reproduzir 125 tipos de movimentos diferentes Tais sensores fornecem informações precisas, que após processadas pelo sistema, reproduzem os movimentos necessários Em termos de sensores, destacamos alguns tipos: sensores táteis sensores de proximidade visão de máquina sensores ópticos entre outros 7 Classificação dos Robôs pelo Uso Slack, Chambers e Johnston (2002, p. 256) classificam 3 tipos de robôs: 1. Robôs de manuseio – manuseio de carga e descarga de máquinas, peças de trabalho, operações de fundição, moldagem, prensagem etc. 2. Robôs de processo: os robôs seguram a peça durante processos de corte, furação, pintura etc. 3. Robôs de montagem: usados nas operações de montagem de peças, componentes e produtos completos Robô de manuseio Robô de processo Imagem disponível em: <www.ptchronos.com> Imagem disponível em: <www2.eesc.usp.br> Imagem disponível em: <zelmar.blogspot.com> Robô de montagem Aplicação de Robôs Assim como na automatização, em geral, o uso de robôs deve seguir algumas regras básicas, tais como: 1. Substituir o ser humano em operações de riscoe em ambientes hostis. Ex.: trabalhos em altas temperaturas, locais de difícil acesso, manipulação de peças ou líquidos perigosos etc. 8 2. Substituir operador em trabalhos repetitivos, os quais o levam à monotonia, o que pode causar acidentes 3. Substituir a manipulação difícil para humanos, tais como: peças pesadas, difíceis de serem pegas etc. 4. Substituir operações multi-shift, em que há a necessidade de trocas seguidas 5. Substituir operador em operações que não agregam valor, ou seja, em manuseios diversos Cabe lembrar que mesmo os robôs substituindo muitas tarefas humanas, eles ainda não são capazes de substituir o discernimento necessário em muitas operações produtivas
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