Pré TCC   Maxwell Melo

Pré TCC Maxwell Melo

Disciplina:Projeto em Automacão Industrial9 materiais101 seguidores
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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO – MEC
INSTITUTO FEDERAL DO PIAUÍ

CAMPUS TERESINA CENTRAL

DEPARTAMENTO DE INDÚSTRIA, SEGURANÇA E PRODUÇÃO CULTURAL

COORDENAÇÃO DO CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA MECÂNICA

Dados do Projeto e do Proponente

Título do Projeto
TCC

Projeto e implantação do sistema de automação para uma esteira de

uma máquina de fabricação de blocos de espuma.

Prof. Orientador

Prof. Dr. Helder Pontes Gomes

Graduando (a)

Maxwell Martins de Melo

Palavras Chaves

(max. 3)

Automação pneumática. Modelagem computacional. Esteira

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1. Caracterização do Problema

A automação industrial é uma das áreas que mais avançou nas últimas décadas e continua

avançando atualmente em grande escala. Novas tecnologias nessa área surgem todos os anos,

enquanto que outras são aprimoradas, aumentando cada vez mais a gama de possibilidades de

implementação de recursos na automatização de processos. Essa evolução teve destaque

industrial somente na segunda metade do século XIX. No entanto sua utilização é anterior a Da

Vinci que em diversos inventos dominou e usou o ar. No Velho Testamento, são encontradas

referências ao emprego do ar comprimido: na fundição de prata, ferro, chumbo e estanho. A

história demonstra que há mais de 2000 anos os técnicos construíam máquinas pneumáticas,

produzindo energia pneumática por meio de um pistão. Como instrumento de trabalho utilizavam

um cilindro de madeira dotado de êmbolo.

No Brasil, o grande impulso e difusão dessas aplicações se deram a partir da década de 60,

com a chegada da indústria automobilística e o surgimento da chamada “Automação Industrial”.

[ARIVELTO, 2003, p.7]. Devido a fabricação das peças automotivas serem em série e dispor de

um grande volume produtivo de operações repetitivas a aplicação de sistemas de automação

reduziu tanto a mão de obra como os custos de produção, e isto reflete diretamente no custo

final.

Nesse sentido, quando se fala em automatismo dentro da indústria, tem-se os meios os

instrumentos, máquinas, processos de trabalho, ferramentas ou recursos capazes de potencializar,

reduzir ou até mesmo eliminar a ação humana dentro de um determinado processo produtivo,

objetivando com isso, é claro, otimização e consequente melhoria da produtividade.

Segundo Arivelto(2003), os automatismos são classificados de duas formas:

• Automatismos de potência: destinados a potencializar a magnitude física ou mental à qual o

elemento humano está sujeito, dentro do ambiente fabril, principalmente quando considerada sua

exposição diária ao processo reduzindo as possibilidades de fadiga física e/ou mental à qual

estaria sujeito.

• Automatismos de guia: são utilizados para guiar movimentos e posicionamentos que precisam

de mais precisão, como em processes de usinagem.

Assim, conforme Arivelto(2003), a automação é o conjunto dos automatismos de forma

organizada e dinâmica, ou seja, suas associações de uma forma otimizada e direcionada à

consecução dos objetivos do progresso humano. Além disso, de acordo com Marco

Antônio(2003), um sistema automatizado deve acrescentar à máquina algum tipo de inteligência

para que ela execute sua tarefa de modo mais eficiente e com vantagens econômicas e de

segurança.

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Dentro da automação temos sistemas que utilizam a pneumática, que trata do

comportamento dos gases e seu emprego para transmissão de energia. Todos os gases são

facilmente compressíveis, e é esta a propriedade que mais os diferencia dos líquidos como meio

de transmissão de energia. Praticamente qualquer gás pode ser usado num sistema pneumático,

mas, por razões de disponibilidade e facilidade de obtenção, o ar (mistura de 78% nitrogênio e

21% oxigênio, aproximadamente), é o mais utilizado.

No entanto, esse ar utilizado na pneumática não é meramente o que encontramos na

atmosfera, ele deve possuir uma pressão adequada e ser isento de impurezas e umidade. A

pressão correta de trabalho deve ser conseguida através de um compressor, que é uma máquina

responsável por transformar energia mecânica (ou elétrica) em energia pneumática (ar

comprimido). [PROF.DR. EMÍLIO CARLOS, 2002, p.27]. Sua qualidade é obtida através de

recursos como purgadores, secadores e filtros. A condução do ar também é importante e é feita

através de tubulações até o ponto de aplicação, onde executa trabalho útil, seja por expansão,

seja por aplicação direta de força. Em seguida, é expulso para a atmosfera. Segundo Prof. Dr.

Emílio Carlos(2002), as tubulações aplicadas em sistemas pneumáticos geralmente são feitas de

tubos de cobre, latão, aço liga, para as linhas principais. Já as linhas secundárias são feitas de

mangueiras de borracha ou material sintético.

Todo sistema de automação, sendo este pneumático ou não, deve, necessariamente, ter seus

mecanismos de controle. Na atual composição das indústrias e mais ainda no futuro com a

difusão gradativa da indústria 4.0, que fundamenta-se na ideia de realizar a informatização dos

processos, para que assim, haja a possibilidade de se criar uma empresa independente e

inteligente. Por esse essa razão os controles dos sistemas automatizados estão cada vez mais

modernos e estão relacionados a componentes elétricos e softwares programáveis, como por

exemplo, o CLP (Controlador Lógico Programável), sendo este um tipo especial de computador

muito utilizado não somente na indústria, mas em controles de máquinas e processos em

diferentes aplicações.

Nessa perspectiva, este trabalho se propôs a projetar e implantar uma melhoria para a

máquina de fabricação de blocos de espumas existente na indústria Socimol S/A. Esta,

denominada como Coflex que fabrica blocos cilíndricos e blocos retangulares. Ela possuí três

subsistemas importantes: Os batedores que se localizam na parte superior e onde é feito a mistura

dos componentes químicos; A câmara pressurizada para cura do bloco localizada na parte

inferior, que deve ser bem isolado pois é onde ocorre um alto controle da pressão interna; O

terceiro componente é a esteira de rolos dividida em duas partes, uma móvel e uma fixa, que

transporta os blocos de espuma ao final da fabricação. Como ilustrado na imagem abaixo:

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Figura 1 – Máquina para fabricação de blocos de espuma - Coflex

 Fonte: Autoria Própria (2018)

A câmara, onde acontece o controle de pressão e a cura dos blocos de espuma, contém uma

porta de pressurização, que funciona com mecanismo de fechamento e abertura por movimento

de básculo. Devido a essa movimentação não se pode empregar nenhum componente de

transporte de materiais diretamente ligado a saída da câmara de forma fixa, pois inibiria a

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movimentação da porta basculante e ocasionaria um choque entre os componentes. Por esse

motivo foi empregada uma esteira com rolos móvel, conectada a uma esteira fixada no chão, que

possuí movimento de rotação onde é levantada quando a porta precisa ser fechada e em seguida,

com a mesma aberta, é abaixada para ser “conectada” a câmara e transportar o material.

Contudo, essa movimentação é realizada de forma manual por dois operadores, um em cada lado

da esteira, que a cada ciclo de fabricação descem e abaixam a esteira, manuseando assim um

grande esforço repetitivo, o que pode causar sérios danos à saúde dos mesmos.

Tendo em vista essa necessidade, constatou-se que a aplicação de automatismos de

potência, nesse caso dois atuadores pneumáticos, colocados da esteira móvel um em cada lado,

terão o papel fundamental