Tecnologia de Produção

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CAT 167 1
� Introdução
� “O desenvolvimento da manufatura está
mudando dramaticamente com as aplicações de
microprocessadores em todas as faces damicroprocessadores em todas as faces da
organização fabril. Mas, se feito sem objetivos
claros, o microprocessador será incapaz de
prover a empresa com a otimização das
condições de operação” (KOCHAN e
COWAN, 1986).
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Considerando uma análise rápida da situação do
mercado brasileiro....(qual é)
A atual situação do mercado econômico mundial é
caracterizada por tendências como ....
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Aumento da diversidade e variedade de
produtos;
pequenos e médios volumes de produção;
a redução do ciclo de vida dos produtos noa redução do ciclo de vida dos produtos no
mercado;
o desenvolvimento de novos produtos;
as rápidas mudanças tecnológicas,
a demanda prevista e
os curtos tempos de entrega desses produtos.
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Para sobreviver a essa situação, as empresas são
obrigadas a aperfeiçoarem seus sistemas
produtivos, buscando novas tecnologias que
permitam a flexibilização da produção a fim de
explorar as oportunidades frente a um clima deexplorar as oportunidades frente a um clima de
incertezas, imprevisíveis e em condições de
mercado altamente turbulento.
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AA competitividadecompetitividade internacionalinternacional ee aa demandademanda dodo
mercadomercado porpor respostas rápidasrápidas têmtêm levadolevado
muitasmuitas empresasempresas aa considerarconsiderar abordagensabordagens dasdas
tecnologiastecnologias dede produçãoprodução parapara oo projetoprojeto eetecnologiastecnologias dede produçãoprodução parapara oo projetoprojeto ee
controlecontrole dede sistemassistemas dede manufaturamanufatura..
AA seguirseguir sãosão apresentadasapresentadas algumasalgumas dasdas tecnologiastecnologias
queque podempodem serser encontradasencontradas atualmenteatualmente..
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CélulasCélulas dede ManufaturaManufatura
SistemasSistemas FlexíveisFlexíveis dede ManufaturaManufatura
LinhasLinhas TransferTransfer
RôbosRôbos
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DefiniçãoDefinição PioneiramentePioneiramente implantadaimplantada pelapela ToyotaToyota nono
Japão,Japão, asas célulascélulas dede manufaturamanufatura ouou manufaturamanufatura
celularcelular consisteconsiste numanuma configuraçãoconfiguração ondeonde asas
máquinasmáquinas sãosão dispostasdispostas comcom umauma sequênciasequência idênticaidêntica
dasdas etapasetapas dodo processoprocesso dede fabricaçãofabricação dede umum produtoprodutodasdas etapasetapas dodo processoprocesso dede fabricaçãofabricação dede umum produtoproduto
ouou dede umauma famíliafamília dede produtoproduto conformeconforme oo conceitoconceito
dede TecnologiaTecnologia dede Grupo,Grupo, semsem estoqueestoque
intermediário,intermediário, procurandoprocurando completarcompletar oo ciclociclo dede
produçãoprodução dede umauma peçapeça ouou produtoproduto dede umauma restritarestrita
áreaárea dede trabalhotrabalho..
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EstaEsta organizaçãoorganização celularcelular permitepermite processarprocessar aa matériamatéria primaprima
dede seuseu estadoestado inicialinicial atéaté atingiratingir oo produtoproduto acabado,acabado, comcom
asas tarefastarefas conduzidasconduzidas porpor pequenopequeno númeronúmero dede
trabalhadores,trabalhadores, jájá queque cadacada operadoroperador éé capazcapaz dede atenderatender
maismais dede umauma máquinamáquina..maismais dede umauma máquinamáquina..
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UmaUma célulacélula dede manufaturamanufatura éé umum agrupamentoagrupamento dede
máquinasmáquinas nono formatoformato geralmentegeralmente dede umum “U”“U”
dedicadasdedicadas aa umauma determinadadeterminada famíliafamília dede
produtosprodutos comcom processosprocessos dede fabricaçãofabricaçãoprodutosprodutos comcom processosprocessos dede fabricaçãofabricação
semelhantes,semelhantes, istoisto é,é, utilizamutilizam osos processosprocessos dede
fabricaçãofabricação dasdas mesmasmesmas máquinasmáquinas ee nana mesmamesma
sequênciasequência dede processamentoprocessamento..
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Analisando com um pouco mais de atenção,
observa-se que uma célula de manufatura é um
complexo sistema sócio (pessoas) técnico
(máquinas e equipamentos) utilizado com o(máquinas e equipamentos) utilizado com o
objetivo de criação de fluxo dentro do sistema
produtivo.
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Conceitos
A abordagem da manufatura celular tem sua
origem no conceito de tecnologia de grupo, que
representa um importante mecanismo no
aperfeiçoamento das operações industriais. As
representa um importante mecanismo no
aperfeiçoamento das operações industriais. As
células de manufaturas se tratam de um recurso
que utiliza o conceito de “família” de itens, onde
se procuram agrupar artigos com base na
similaridade de forma, tamanho, processo, etc.
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Uma família de peças é um conjunto de peças que
possuem necessidades similares em termos de
ferramentas, preparação e operações para sua
produção.produção.
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Muitas vezes, famílias de peças são designadas para
uma célula com base nas sequências de
operações de forma que o fluxo de materiais e o
sequenciamento são simplificados, apesar dosequenciamento são simplificados, apesar do
fato que famílias de peças de formação da célula
de manufatura poderem requerer ferramentas
diferentes.
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Este processo de formação da célula de manufatura
pode resultar em famílias de peças requisitando o
mesmo conjunto de maquinas, onde cada tarefa é
processada em uma maquina com mesma sequência
lógica.
Esse é um importante ponto de vista da Tecnologia de
Grupo, que é o desenvolvimento de um sistema de
manufatura celular em que partes similares são
agrupadas em famílias, e maquinas são agrupadas
em células.
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Design A manufatura celular pode ser classificada de
acordo com a quantidade de maquinas e o grau de
mecanização do fluxo de material entre as
maquinas.
1 - Célula com maquina única;
2 - Célula com grupo de maquinas com
manipulação manual;
3 - Célula com grupo de maquinas com
manipulação semi-integrada;
4 - Célula flexível de manufatura.
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1 - Célula com maquina única: consiste em uma
maquina além de suportes de dispositivos fixos e
ferramentas. Esse tipo de célula pode ser
aplicado em partes de trabalho cujos atributosaplicado em partes de trabalho cujos atributos
permitem que sejam feitos em um tipo básico do
processo.
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2 - Célula com grupo de maquinas com
manipulação manual: é o arranjo de uma ou mais
de uma maquina usada coletivamente para a
produção de uma ou mais famílias. Não háprodução de uma ou mais famílias. Não há
arranjos mecanizados para a movimentação de
peças. Em vez disso, os operadores realizam a
função de movimentação de materiais.
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Geralmente, a célula é organizada em forma de U.
Esse layout é considerado apropriado quando há
um fluxo de trabalho entre as operações feitas
nas células. Além de prover que os operadoresnas células. Além de prover que os operadores
multifuncionais se movimentem facilmente entre
as células.
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33 -- CélulaCélula comcom grupogrupo dede maquinasmaquinas comcom
manipulação semisemi--integradaintegrada:: esseesse layoutlayout éé similarsimilar
aoao dede grupogrupo dede maquinasmaquinas comcom maquinasmaquinas comcom
manipulaçãomanipulação manual,manual, porémporém comcom umaumamanipulaçãomanipulação manual,manual, porémporém comcom umauma
transportadoratransportadora mecanizadamecanizada parapara movermover asas peçaspeças
entreentre asas maquinasmaquinas nasnas célulascélulas..
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Célula flexível de manufatura ou sistema flexível de
manufatura: combina a célula com grupo de
maquinas com manipulaçãototalmente integrada
com estações de processamento automatizada, é
um sistema mais automatizado da tecnologia deum sistema mais automatizado da tecnologia de
grupo.
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Agrupamentos
1 - Agrupamento baseado em matrizes é uma das
mais simples classes de métodos de formação de
células do tipo orientado pela produção.células do tipo orientado pela produção.
Os métodos operam sobre uma matriz
partes/máquinas cujos elementos são zeros e
uns, indicando quais máquinas são usadas na
produção de cada parte.
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Sendo A a matriz 0-1 assim descrita, as linhas
correspondem às partes e as colunas às maquinas (ou
vice-versa) e se aij =1 então a parte “i” necessita da
máquina “j” para sua produção. Os algoritmosmáquina “j” para sua produção. Os algoritmos
manipulam linhas e colunas da matriz tentando
produzir pequenos blocos de uns agrupados ao longo
da
diagonal da matriz.
�
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2 - Agrupamento Hierárquico
Técnicas de agrupamento hierárquico operam
sobre um conjunto de dados de entrada descritos
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sobre um conjunto de dados de entrada descritos
em termos de similaridade ou função de
distância e produz uma hierarquia de grupos ou
partições. Em cada nível de similaridade na
hierarquia, pode haver um número diferente de
grupos com diferentes números de membros.
Ao contrário das técnicas baseadas em matriz, os
métodos de agrupamento hierárquico não
formam células de máquinas e famílias de partes
simultaneamente. Estes métodos podem sersimultaneamente. Estes métodos podem ser
descritos também como divisivos e
aglomerativos. Algoritmos divisivos iniciam com
todos os dados (máquinas ou partes) em um
único grupo e cria uma série de partições até
cada máquina (parte) estar em um grupo.
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Na aplicação do método divisivo na manufatura
celular, normalmente a atenção é focalizada
sobre algoritmos de agrupamento aglomerativossobre algoritmos de agrupamento aglomerativos
que iniciam com grupos e procede para fundi-los
em partições maiores até uma partição contendo
todo conjunto obtido.
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Métodos de agrupamento hierárquico envolvem um
processo de dois estágios que primeiro calcula
coeficientes de similaridade entre cada par de
indivíduos (máquinas ou partes). Isso pode ser
representado como uma matriz triangular, já que o
coeficiente de similaridade entre indivíduos é
comutativo. O segundo estágio do processo
determina como os pares com níveis de similaridade
aproximadamente equivalentes devem ser fundidos.
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3 - Agrupamento não-hieraquico
Técnicas de agrupamento não-hierárquico operam
sobre um conjunto de dados de entrada
especificando previamente o número de grupos a
serem formados usando uma função similaridade
ou função de distância.
A vantagem do agrupamento não hierárquico sobre
o hierárquico é que a matriz de similaridades ou de
distâncias não precisa ser computada ou
armazenada.
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A desvantagem óbvia é que o número de grupos
deve ser especificado a priori.
Entretanto, o número de grupos pode ser mudadoEntretanto, o número de grupos pode ser mudado
e os dados reprocessados para avaliar os
resultados.
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4 - Métodos baseados em Inteligência Artificial
Pesquisadores têm crescentemente aplicado
técnicas de inteligência artificial (IA) para otécnicas de inteligência artificial (IA) para o
problema de manufatura celular.
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Muitos destes métodos usam metodologias de
solução padronizadas, depois de métodos de
agrupamento não-hierárquico, métodos deagrupamento não-hierárquico, métodos de
agrupamento baseados em matriz, etc..
Entretanto, sua implementação em IA oferece
vantagens sobre os métodos de formação celular
tradicionais.
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Redes neurais artificiais
Lógica FuzzyLógica Fuzzy
Algoritmos genéticos
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Benefícios e Limitações
Pode-se afirmar que, muitas das dificuldades dos
processos produtivos não estão nas operações que
agregam valor, elas surgem devido à complexidadeagregam valor, elas surgem devido à complexidade
do layout existente: não se tem uma visão do todo
das operações que estão sendo realizadas para a
confecção de um determinado produto.
Partindo disso, as células de manufatura agregam
diversos benefícios, que serão descritos a seguir:
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Flexibilidade da mão de obra – As células permitem a
adequação da mão de obra em função da
variação da demanda, ou seja, este tipo de layout
proporciona a flexibilidade de rearranjo dosproporciona a flexibilidade de rearranjo dos
operadores conforme a variação do ritmo de
produção.
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Redução dos estoques – Devido à proximidade das
máquinas, as células não permitem que sejam
formados estoques de produtos entre as mesmas,
não existe espaço para que isto ocorra.não existe espaço para que isto ocorra.
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Redução da movimentação dos produtos – Em função da
proximidade das máquinas a movimentação dos
produtos é reduzida.
CAT 167 40
Redução da área ocupada – O tipo de formato em “U”
das células se torna um layout muito compacto,
possibilitando desta forma a redução do espaço
necessário para a utilização do mesmo.necessário para a utilização do mesmo.
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Redução do Lead time de produção – O Lead time está
diretamente relacionado com o estoque em
processo existente dentro do sistema produtivo,
desta forma reduzindo-se o estoque acarreta,desta forma reduzindo-se o estoque acarreta,
como consequência, a redução do Lead time.
CAT 167 42
Melhoria da qualidade dos produtos – Com o layout
celular é possível a criação do fluxo continuo de
produção (o ideal é o fluxo de uma peça – one
piece flow), isto significa que quando ocorrer umpiece flow), isto significa que quando ocorrer um
problema de qualidade em qualquer etapa do
processo, ele será rapidamente detectado e
solucionado.
CAT 167 43
Redução do custo de fabricação – Com a menor
necessidade de estoques, melhoria da qualidade e
melhor aproveitamento da mão de obra terão
custos menores para a fabricação dos produtos.custos menores para a fabricação dos produtos.
CAT 167 44
Criação de Fluxo contínuo no sistema produtivo – Este é
um dos principais objetivos do sistema de
produção Lean, a criação de Fluxo, ou seja, o
produto precisa se movimentar rapidamente eproduto precisa se movimentar rapidamente e
sem interrupções no fluxo produtivo e ser
enviado ao cliente.
CAT 167 45
Facilidade de implantação dos grupos de trabalho –
Pequenos grupos de pessoas pertencentes à
célula podem formar grupos altamente eficazes
trabalhando juntos, com metas definidas detrabalhando juntos, com metas definidas de
produção, de qualidade, absenteísmo, de redução
de custos de produção e desta forma certamente
as habilidades dos componentes do grupo serão
aprimoradas.
CAT 167 46
Facilidade de supervisão – Com uma rápida avaliação,
o supervisor consegue gerenciar os indicadores
da célula (produção hora a hora, qualidade,
faltas, segurança, etc.) tendo a flexibilidade defaltas, segurança, etc.) tendo a flexibilidade de
alterar a necessidade de mão de obra em função
da demanda.
CAT 167 47
Retorno rápido da informação – A proximidade das
máquinas e a redução dos estoques possibilitam
que os problemas sejam rapidamente detectados
e solucionados, pois quando da ocorrência dose solucionados, pois quando da ocorrência dos
mesmos o fluxo é interrompido.
CAT 167 48
Apesar de todos esses benefícios, as manufatura
celular possui algumas limitações:
O controle da produção torna-se mais complicado;O controle da produção torna-se mais complicado;
Aumento do trabalho em processo;
Requer uma alta habilidade dos funcionários em
relação ao layout do produto e
Problemas namanutenção.
CAT 167 49
CAT 167 50
Os tradicionais sistemas de manufatura geralmente
possuem o fator flexibilidade um tanto quanto
limitado, no entanto, esse requisito é de
fundamental importância para as empresas quefundamental importância para as empresas que
desejam atender as exigências dos consumidores
e, ao mesmo tempo, manterem-se competitivas
no mercado.
CAT 167 51
Em função disso, surgem os Sistemas Flexíveis de
Manufatura que têm apresentado uma resposta
adequada para atender tais necessidades, pois
permitem a integração de diversas tecnologias nopermitem a integração de diversas tecnologias no
processo e a produção de diferentes tipos de
produtos em volumes médios e baixos de
maneira eficiente a aumentar a produtividade da
organização.
CAT 167 52
Definição 
Existem diversas definições de SFM na literatura,
algumas são puramente teóricas enquanto outras
são resultados da prática do dia-a-dia nassão resultados da prática do dia-a-dia nas
indústrias.
No geral, um sistema flexível de manufatura é um
agrupamento de estações de trabalho semi-
independentes controladas por computador,
interligadas por um sistema automatizado de
transporte ou manuseio.
CAT 167 53
Assim,é uma evolução em relação às máquinas
Comando Numérico Computadorizado - CNC
que trabalham isoladamente.
A integração das mesmas, pelo sistema
automatizado de transporte, também controlado
por um computador (AGV), define um SFM.
CAT 167 54
CAT 167 55
Conceitos
A palavra “sistema” significa um conjunto de
elementos interligados, destinados a uma
determinada função. No nosso caso, essa função
é a produção de bens. Costuma-se utilizar aé a produção de bens. Costuma-se utilizar a
palavra “manufatura” para significar produção,
embora em seu sentido original – “fazer à mão”
– a palavra não represente a realidade atual, em
que cada vez mais as máquinas substituem a
habilidade manual do artesão.
CAT 167 56
Assim, a expressão “sistema de manufatura” não é
nova.
A novidade está no adjetivo “flexível”. EssaA novidade está no adjetivo “flexível”. Essa
característica foi se incorporando aos sistemas de
produção à medida que a presença dos
computadores nesses sistemas se tornava mais
frequente.
CAT 167 57
Embora não haja consenso entre os vários autores
quanto à origem do primeiro sistema flexível de
manufatura, alguns consideram a indústria inglesa
de máquinas-ferramenta Mollins como sendo a
primeira a implantar, em 1968, um sistema desse
tipo.
Ele teria sido construído para fabricar uma grande
variedade de componentes e poder operar, sem a
presença do homem, por longos períodos.
CAT 167 58
Uma das formas criadas para representar esses
sistemas foi o fluxograma de produção. Com
símbolos, representavam-se as várias fases pelas
quais passava o material ao ser processado.quais passava o material ao ser processado.
CAT 167 59
Operação
Operação é a atividade de adicionar um valor ao
material em processo.
Imagine uma fundição que decide comprar um
robô industrial para rebarbar certo tipo de peça.
Algum tempo depois, descobre que as rebarbas
eram causadas por falhas no próprio processo de
fundição. Solucionadas essas falhas, o robô
torna-se desnecessário.
CAT 167 60
Na linha de evolução de um torno mecânico, por
exemplo, nota-se que os comandos numéricos
deslocaram o torneiro da atividade principal de
transformação para uma atividade secundária de
carregamento e descarregamento da máquina.carregamento e descarregamento da máquina.
Porém, se o que se deseja é chegar a um sistema de
manufatura totalmente automático, sem
interferência humana, esta situação ainda não é
satisfatória.
CAT 167 61
O próximo passo é retirar o homem de sua tarefa de
carregar e descarregar o torno, substituindo-o por
outra máquina: um robô industrial.
Assim, o robô também pode ser um elemento de
operação. Sua função é a de retirar a matéria-primaoperação. Sua função é a de retirar a matéria-prima
de um recipiente (caixa, pallet etc.) e colocá-la na
máquina.
Após a usinagem, deve retirar a peça da placa,
depositando-a num outro local. Assim, o homem
acabou de perder também a tarefa de carregar e
descarregar a máquina. Agora, será encarregado
apenas da verificação da qualidade do produto.
CAT 167 62
Inspeção
Continuando no processo de substituição do
homem por dispositivos automáticos, queremos
agora eliminar sua participação no controle de
qualidade do produto.
Controlar a qualidade significa, em primeiro lugar,
medir a característica que define a qualidade
desejada e, em seguida, atuar no processo para
corrigir os desvios verificados.
CAT 167 63
Transporte
O operário que usinava peças passou,
sucessivamente, a carregar as peças na máquina e
medi-las.
Mas também foi substituído nessa tarefa.
Resta-lhe, então, transportar a matéria-prima de
um armazém até um local de onde o robô possa
carregá-las na máquina.CAT 167 64
Mas, a caminho de um sistema flexível de
manufatura, até mesmo dessa atividade ele será
poupado.
Há vários tipos de máquinas, controladas por
computador, destinadas a transportar materiais.
Entre elas, destacam-se os AGVs e os RGVs.
CAT 167 65
AGV = Automatically Guided Vehicle, ou seja,
Veículo Guiado Automaticamente;
CAT 167 66
RGV = Rail Guided Vehicle, ou seja, Veículo
Guiado por Trilho.
CAT 167 67
Armazenamento
A atividade de armazenamento também pode ser
automatizada por meio de depósitos atendidos
por RGVs.
O trabalho nas estações de carga é realizado pelo
homem.
O operador, de acordo com um plano de produção
e contando com o auxílio de um RGV, preenche
o depósito com a matéria-prima a ser
processada.
CAT 167 68
Esta atividade, embora também possa ser
automatizada por meio de robôs, não costuma
dispensar o homem, principalmente se é grande
o número de variáveis envolvidas, como ocorre
quando se fixam peças em dispositivos paraquando se fixam peças em dispositivos para
usinagem.
CAT 167 69
Aplicação
A melhor aplicação de um sistema de manufatura
pode somente ser feita mediante as
considerações de um grande número e
influências do produto.
No entanto, qualquer hipótese genericamente
válida que demarca os vários conceitos de SFM
consegue apenas identificar as tendências.
CAT 167 70
Dentro da área de produção individual, quando se
produz em pequenos lotes e com baixa
frequência de repetibilidade de peças, asfrequência de repetibilidade de peças, as
máquinas CNC isoladas tem melhor aplicação.
.
CAT 167 71
Já em relação às células e os sistemas flexíveis de
manufatura, a área mais econômica será na
produção de pequenos e médios lotes.
Entretanto, este investimento poderá ser
justificado somente se houver necessidade de
capacidade instalada apropriada.
CAT 167 72
Vantagens e desvantagens
O Sistema Flexível de Manufatura traz várias
vantagens competitivas para quem o adota, poisvantagens competitivas para quem o adota, pois
esta tecnologia procura atender às exigências
cada vez maiores dos consumidores quanto à
qualidade, preço e flexibilidade dos produtos.
CAT 167 73
Dessa formas, os principais benéficos que um
SFM é capaz de proporcionar à organização são:
� Aumento da prontidão de resposta aos� Aumento da prontidão de resposta aos
consumidores (rapidez e qualidade de serviço);
CAT 167 74
Benéficos que um SFM...
� Redução do lead time (tempo calculado desde a
ordem de produção até a entrega do produto) eordem de produção até a entrega do produto) e
do tempo de atravessamento (porta a porta da
fábrica) entre 60% e 70%;
CAT 167 75
Benéficos que um SFM...
� Redução de estoques: especialmente de material em� Redução de estoques: especialmente de materialem
processo (inventário) e estoques de ferramentas,
fluxo de materiais mais uniformes ao longo da
fábrica, com menos formação de filas de materiais
esperando usinagem;
CAT 167 76
Benéficos que um SFM
� Aumento da utilização das máquinas (unidades de
produção): nas manufaturas por lotes, o nível deprodução): nas manufaturas por lotes, o nível de
utilização de equipamentos é relativamente baixo, já
que muito tempo é gasto esperando que produtos
sejam colocados nas máquinas;
CAT 167 77
Benéficos que um SFM...
� Aumento da produtividade devido ao aumento
da taxa de utilização de máquinas e consequenteda taxa de utilização de máquinas e consequente
aumento da lucratividade;
� Redução dos tempos de separação (setups)
associada à melhoria dos níveis de utilização das
máquinas;
CAT 167 78
Benéficos que um SFM...
� Redução do número de máquinas ou operações� Redução do número de máquinas ou operações
derivado da integração física das operações em
menos e mais complexas máquinas;
CAT 167 79
Benéficos que um SFM...
� Aumento da flexibilidade (maior variedade de
produtos, mudança no mix original de produçãoprodutos, mudança no mix original de produção
e ciclos de inovação da produção mais rápidos);
� Maior autonomia de trabalho sem operador.
CAT 167 80
Evidentemente, existem diversas vantagens
referentes a implantação do SFM e, apesar disso,
a empresa deve realizar estudos sobre a
viabilidade de sua implantação.
Devem-se considerar alguns aspectos, tais como:
experiência anterior na utilização de sistemas
CNC, fatores econômicos externos, efeitos nas
relações trabalhistas, necessidade de treinamento
de operadores, entre outros.
CAT 167 81
Apesar de serem poucas, existem também algumas
desvantagens decorrentes da implantação do SFM:
� Enorme custo fixo;
� Flexibilidade limitada: flexível somente dentro da
família ou área de um produto para o qual éfamília ou área de um produto para o qual é
projetado;
� Viabilidade: sob aspectos econômicos e
operacionais para os SFM, a partir de células
superiores a cinco máquinas;
� Capacidade limitada dos fornecedores para os SFM.
CAT 167 82
Linhas transfer
CAT 167 83
Definição e conceitos
Os sistemas de manufatura exigem várias operações
de processamento.
Cada operação de processamento é realizada em umaCada operação de processamento é realizada em uma
estação de trabalho, e essas estações são
fisicamente interligadas por meio de um sistema de
transporte de trabalho mecanizado, para assim
formar uma linha de produção automatizada, a
usinagem é um processo comum realizado nessas
linhas de produção, nesse caso o termo linha
transfer é usado.
CAT 167 85
A linha transfer, de acordo com as classificações
dos sistemas manufatura, é visto como
MULTI ESTAÇÃO SISTEMA
AUTOMATIZADO FIXO (2 ou mais
estações automatizadas).estações automatizadas).
A linha pode ser síncrona, o que significa que
todas as partes avançam com a mesma
velocidade, ou assíncrona, ou seja, existem
buffers entre as estações onde as partes
esperam para ser processado.
CAT 167 86
Nem todas as linhas de transferência devêm ser
geometricamente linhas retas, por exemplo,
soluções circulares têm sido desenvolvidas
utilizando mesas giratórias, porém a utilização
de buffers torna-se quase impossível.de buffers torna-se quase impossível.
CAT 167 87
Dessa forma, a linha transfer é um sistema de
manufatura o qual consiste em uma sequência
predeterminada de máquinas conectadas por
um sistema automatizado de manuseio de
material e designada para trabalhar emmaterial e designada para trabalhar em
pequenas famílias de peças.
As peças podem ser movidas isoladamente, pois
não há necessidade de tratamento por lotes ao
transportar peças entre as estações do
processo.
CAT 167 88
Os objetivos do uso das linhas de transfer são 
para:
� Reduzir o custo da mão de obra;� Reduzir o custo da mão de obra;
� Incrementar o índice de produvitadade;
� Reduzir partes em processo;
�Minimizar distâncias entre operações;
� Alcançar especialização de operações;
� Alcançar a integração de operações.
CAT 167 89
Configurações
Basicamente, são três tipos utilizados para fluxos
de operações automatizadas. As linhas transfer
podem ter as seguintes configurações:
� Linha;
� Segmentado em linha;
� Rotativo.
CAT 167 90
A configuração em Linha consiste em uma sequência de
estações dispostas em linha reta.
Essa configuração é comum para usinagem de peças
grandes, tal como blocos de motores automotivos,grandes, tal como blocos de motores automotivos,
cabeçotes de motores.
Isso se deve ao fato de que esses processos exigem um
grande número de operações, é necessária uma linha de
produção com muitas estações.
CAT 167 91
Além da configuração em linha permitir acomodar esse
grande número de estações, podem também ser
projetados com buffers de armazenamento integrados ao
longo da linha de fluxo.
CAT 167 92
Métodos de Transporte em Operações
Os mecanismos transfer nas linhas de fluxo automatizadas não
devem somente mover as partes parcialmente completas ou
montagens entre estações, devem também orientar e localizar asmontagens entre estações, devem também orientar e localizar as
partes na posição correta para o processamento de cada estação.
CAT 167 93
Métodos de Transporte em Operações
Os métodos gerais de transportes das partes sobre a linha de fluxo
podem ser classificados nas seguintes categorias:podem ser classificados nas seguintes categorias:
� Transfer contínuo;
� Transfer intemitente ou síncrono;
� Tranfer assíncrono ou “Power-and-free”.
CAT 167 94
Estas três categorias são distinguidas pelo tipo de aplicação 
dada pela parte em processo pelo mecanismo transfer.dada pela parte em processo pelo mecanismo transfer.
CAT 167 95
Para a escolha adequada do sistema de trasnfer deve-se 
avaliar os seguintes fatores:
� Tipos de operações a ser realizada;
� O número de estações sobre casa linha;� O número de estações sobre casa linha;
� O peso e tamanho das partes em processo;
� Se estações manuais podem ser inclusas sobre a linha;
� Requisitos na taxa de produção;
� Balanceamento do tempo em vários processos sobre a 
linha.
CAT 167 96
Transfer continuo
Com o transfer continuo as partes em processo são movidas
continuamente em uma velocidade constante.
Esta requer que as estações de operações se movam durante o
processamento a fim de manter uma regulação continua com a peça
em operação.
É obvio que este tipo de operação não é possível aplicar onde o tipo de
sistema transfer seja uma máquina por causa da inércia, devido ao
tamanho e peso da peça em processo.
CAT 167 97
Transfer continuo
Suas principais características são:
� Arquitetura flexível permite ser configurado e incorporado qualquer
conceito de linha automatizada;conceito de linha automatizada;
� Simples e rápido set-up das garras;
� Deslocamento horizontal por servomotor sem escova;
� Admite inúmeras soluções para o curso vertical para diferentes
relações peso/dimensão;
� Adaptável para operações com dispositivos mais diversos.
CAT 167 98
Transfer intermitente ou síncrono
Como o nome sugere as peças são transportadas
com o movimento intermitente ou descontinuo.com o movimento intermitente ou descontinuo.
Isto é, cessa e recomeça por intervalos.
CAT 167 99
Transfer intermitente ou síncrono
As estações são fixas na posição e as parte são
movidas entre as estações e então processadasmovidas entre as estações e então processadas
nas próprias locações, todas as peças em
processo são transportadas ao mesmo tempo.
CAT 167 100
As principais características desse transfer são:
� Aplicável a processos produtivosna razão de 1000 
peças/hora;
� Transferência em alta velocidade e precisão;
� Capacidade de trabalho entre-prensas até 4m;
� Set-up rápido para ajuste da altura de trabalho;
� Troca-rápidas das garras;
� Cont.....
CAT 167 101
As principais características desse transfer são: 
(continuação)
� Velocidade variável conforme o peso de trabalho;
� Ajuste simplificado no curso vertical;
� Facilidade na programação do ciclo de trabalho;
� Possibilidade de ser equipado com dispositivo de giro;
� Possibilidade de ser equipado com dispositivo de 
lubrificação.
CAT 167 102
Transfer assincrono
O sistema permite o movimento de cada peça em processo, para a
próxima estação, quando o processamento na estação corrente for
completado.completado.
Cada parte se move independentemente de outras partes.
Desta forma, existem peças sendo processadas e ao mesmo tempo que
outras partes estão sendo transportadas entre as estações.
CAT 167 103
Transfer assincrono
Os sistemas transfer assíncronos oferecem a oportunidade para uma
maior flexibilidade do que os outros dois sistemas, e esta flexibilidade
podem ser maior vantagem em certas circunstancias.podem ser maior vantagem em certas circunstancias.
A armazenagem em processo das peças pode ser incorporada dentro do
sistema assíncrono com facilidade relativa.
Sistemas deste tipo são usados quando existem significativas diferenças
de tempos de processamento.
CAT 167 104
Estações paralelas ou várias estações em série podem ser
usadas para estações de processamento mais longas e
estações únicas para operações mais curtas.
usadas para estações de processamento mais longas e
estações únicas para operações mais curtas.
CAT 167 105
Estes sistema é frequentemente utilizado quando existem
uma ou mais estações manualmente operadas e variações
no ciclo-tempo.
Esta condição é desfavorável para Os sistemas deEsta condição é desfavorável para Os sistemas de
transportes CONTINUO ou ASSÍNCRONO.
Grandes peças podem ser manipuladas sobre os sistemas
assíncronos. Uma desvantagem do tipo de sistemas
assíncrono ou livre é que o ciclo geralmente mais lento
que os outros tipos.
CAT 167 106
Aplicações
Linhas transfer são aplicadas em operações tanto
de processamento, quanto de montagem.
CAT 167 107
Aplicações
A usinagem é uma das aplicações de
processamento mais comuns.
Outro processo que exige linhas transfer e
sistemas similares são as formação e os cortes
de chapas metálicas, laminações, soldagens de
carrocerias de automóveis e operações de
pinturas e operações para chapear.
CAT 167 108
CAT 167 109
Rôbos 
Definição
No geral, um robô industrial é uma maquina programável que
possui certas características antropomórficas, sendo evidente
que a característica mais utilizada na robótica é o braçoque a característica mais utilizada na robótica é o braço
mecânico, empregado em diversas tarefas na indústria.
CAT 167 110
Definição
Outra característica, parecida com a dos humanos, muito
utilizada é a capacidade que os robôs têm para captarutilizada é a capacidade que os robôs têm para captar
informações através de sensores, comunicar com outras
maquinas e tomar decisões.
O desenvolvimento de robôs envolve o controle de coordenadas
de eixos múltiplos (na robótica é chamado de juntas),
utilizando um computador como controlador.
CAT 167 111
A importância comercial e tecnológica dos robôs industriais 
deve-se as seguintes razões:
� Robôs podem substituir seres humanos em ambientes de
trabalho perigosos ou desconfortáveis;
� Um robô pode executar seu ciclo de trabalho com
consistência e repetitividade que não pode ser alcançado pelo
ser humano;
CAT 167 112
A importância comercial e tecnológica dos robôs industriais 
deve-se as seguintes razões: (continuação)
� Robôs podem ser reprogramáveis. Quando uma tarefa que
estava sendo executada é completada, um robô pode ser
reprogramado e equipado com as ferramentas necessáriasreprogramado e equipado com as ferramentas necessárias
para realizar outra tarefa diferente;
� Robôs são controlados por computadores e podem ser
conectados a outros sistemas de computadores para efetuar
uma Manufatura Integrada por Computador.
CAT 167 113
Conceitos
Uma junta de um robô industrial é similar a uma
junta do corpo humano, proporciona o movimento
entre duas partes do corpo.
junta do corpo humano, proporciona o movimento
entre duas partes do corpo.
CAT 167 114
Conceitos
Cada junta, também chamada de eixo, fornece ao
robô o que é chamado de grau de liberdade, ou
seja, a determinação do grau de liberdade é de
robô o que é chamado de grau de liberdade, ou
seja, a determinação do grau de liberdade é de
acordo com a quantidade de juntas que o robô
possui.
Os robôs são classificados de acordo com o grau de
liberdade.
CAT 167 115
Configuração
Um robô manipulador pode ser dividido em duas seções: a
montagem de corpo-e-braço e pulso.
CAT 167 116
Configuração
Geralmente, o corpo-e-braço possui três graus de liberdade
e o pulso dois ou três graus de liberdade.
CAT 167 117
Configuração
No fim, o pulso do manipulador é um dispositivo
relacionado com a tarefa que deve ser realizado pelo
robô, geralmente possui uma pinça para segurar as peçasrobô, geralmente possui uma pinça para segurar as peças
ou uma ferramenta para realizar algum processo.
CAT 167 118
Aplicações
� Ambiente de trabalho perigoso para
humanos: quando o ambiente de trabalho é
inseguro, insalubre, desconfortável, ou atéinseguro, insalubre, desconfortável, ou até
mesmo desagradável para os humanos, são
razões para se colocar um robô industrial no
trabalho.
Exemplo: pintura com sprays, soldagem a arco
continuo , locais de soldagem.
CAT 167 119
Ciclo repetitivo de trabalho: se a sequencia de
elementos é a mesma, e os elementos consistem
de movimentos simples, um robô é capaz de
realizar as tarefas com uma melhor precisão erealizar as tarefas com uma melhor precisão e
consistência que um humano.
CAT 167 120
Trabalho de difícil manuseio humano: se a
tarefa inclui o manuseio de peça ou ferramentas
que são pesadas ou difíceis de manipular, um
robô indústria pode atuar nessa atividade.robô indústria pode atuar nessa atividade.
CAT 167 121
Operações de muitos turnos: em operações que
exigem mais de um turno de trabalho, a
substituição do humano por um robô irá
promover um retorno financeiro rápido do quepromover um retorno financeiro rápido do que
o trabalho em apenas um turno.
CAT 167 122
Posição e orientação são parte estabelecida na
célula de trabalho: a maioria dos robôs
atualmente nas aplicações industriais são sem
capacidade de visão.capacidade de visão.
A capacidade de pegar um objeto durante cada
ciclo depende do fato que a peça está em uma
posição e orientação conhecida.
CAT 167 123
Trabalho de difícil manuseio humano: se a
tarefa inclui o manuseio de peça ou ferramentas
que são pesadas ou difíceis de manipular, um
robô indústria pode atuar nessa atividade.robô indústria pode atuar nessa atividade.
CAT 167 124