Sistema Automatizado para Confecção de Chaveiros

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�Engenharia de Controle e Automação
Campus II: (19) 3837-8500 
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Jaguariúna – SP – 13.820-000 
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PROJETO E CONSTRUÇÃO DE UM SISTEMA DE COLAGEM E FIXAÇÃO NA CONFECÇÃO DE CHAVEIROS
Alunos
CHRISTIAN DUARTE DE CARVALHO - RA:11515226
HEVELYN LARISSA NASCIMENTO - RA:11515138
MURILO DONISETE ANTÔNIO DO ESP.SANTO - RA: 11514166
PAULO ADRIANO TENÓRIO - RA: 11515329
TIAGO TEODORO DE LIMA - RA: 11515216
VICTOR LUIS MORENO - RA: 11514417
Professor
JOHN ANTONIO DOS RESIS
JAGUARIÚNA - 2018
Sumário
3RESUMO.	�
31.	INTRODUÇÃO	�
42.	DESCRIÇÃO	�
43.	COMPONENTES DE AUTOMAÇÃO PARA O PROCESSO	�
43.1	ATUADORES E VÁLVULAS PNEUMÁTICAS	�
53.2	CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP	�
74.	PROJETO E DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE COLAGEM E FIXAÇÃO	�
115.	CONCLUSÃO	�
126.	BIBLIOGRAFIA	�
137.	ANEXOS	�
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RESUMO: Este trabalho descreve o projeto, desenvolvimento e construção de um sistema pneumático totalmente automatizado para a colagem e fixação de chaveiros produzidos em larga escala. Para tanto, é apresentada a constituição mecânica, os sistemas de distribuição dos cilindros e mangueiras pneumáticas e a programação envolvida para os movimentos dos cilindros comandados pelo CLP para a execução da tarefa estipulada pela instituição de ensino. Testes preliminares mostram a viabilidade do projeto.
INTRODUÇÃO
A automação pode ser definida como a tecnologia por meio da qual um processo ou procedimento é alcançado sem assistência humana. É realizada utilizando-se um programa de instruções combinado a um sistema de controle que executa as instruções. Em vista disso, este projeto propõe a aplicação de um sistema automático visando minimizar o tempo e o esforço muscular, no processo de colagem e fixação de peças na confecção de chaveiros. O sistema deverá fixar as peças fabricadas e garantir a imobilização para que a peça unificada possa ir para outro processo; dessa forma, foi analisada toda a sua dinâmica e dispositivos necessários para a execução desse trabalho.
Baseando-se na introdução da pneumática nos processos de automação, e, considerando suas características, vantagens e desvantagens, esse projeto tem como objetivo geral analisar e demonstrar, a aplicação de um sistema em um processo de fabricação de chaveiros com a utilização de atuadores pneumáticos.
DESCRIÇÃO
Para a apresentação deste projeto foi utilizado uma sintetização de como é um processo industrial de larga escala na produção de chaveiros. Com base em estudos, podemos nos basear e aplicar o conceito da automação industrial. Automação industrial é a aplicação de softwares ou equipamentos específicos para operacionalizar uma máquina ou uma célula de produção, com o objetivo de aumentar a eficiência e eficácia da organização, segundo DUTRA (2009). 
A introdução destas máquinas traz vantagens aos colaboradores, pois minimiza as fadigas manuais e garante características constantes dos produtos fabricados, assegurando, portanto, a precisão e qualidade dos produtos.
Assim sendo, a automação industrial propicia ao homem o planejamento em tarefas que exigiam raciocínio lógico, como por exemplo, no caso das funções de controle e correção de erros durante os processos de fabricação, oferecendo-lhe, portanto, melhores condições de segurança, assim como a maximização da produção com menor custo.
COMPONENTES DE AUTOMAÇÃO PARA O PROCESSO
3.1	ATUADORES E VÁLVULAS PNEUMÁTICAS
Conforme atribuição do instituto de ensino, os movimentos pneumáticos se tornaram parte essencial deste projeto, e com isso, necessita-se de base teórica sobre atuadores e válvulas, pois na montagem de componentes automatizados os mesmos são essenciais para transferir energia em potência mecânica. 
Os atuadores pneumáticos são elementos mecânicos que por meio de movimentos lineares ou rotativos, transformam em energia pneumática a energia cinética gerada pelo ar pressurizado e em expansão, produzindo trabalho, ou seja, são elementos responsáveis pela execução do trabalho realizado pelo ar comprimido (FIALHO, 2011). 
A válvula é um componente do circuito pneumático que se destina a controlar a direção, pressão ou ainda vazão do ar comprimido. Portanto, ao receber um impulso pneumático, mecânico ou elétrico, permite que haja fluxo de ar pressurizado para alimentar determinado elemento do automatismo. Assim sendo, o autor DUTRA (2009), define o termo válvula pneumática como a representação de todos os elementos que servem para orientar os fluxos de ar, impor bloqueios ou controlar sua intensidade de vazão e pressão.
A pneumática utiliza o ar como fonte de energia para o acionamento de seus automatismos. O mesmo, entretanto, precisa ser remanejado na tubulação em condições apropriadas para sua utilização, ou seja, devemos analisar a pressão adequada para o sistema, assim como a qualidade (redução máxima, possível, de impurezas e umidade). A condição de pressão adequada é conseguida através dos compressores, já a de qualidade necessita de recursos como purgadores, secadores e filtros (FIALHO, 2011).
3.2	CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP
Para a execução dos movimentos e controle das válvulas foi desenvolvida uma programação Ladder em CLP. A programação será anexada ao final do relatório.
Buscando sempre informações e bases de teóricas para suporte e conhecimento, conceitua-se CLP, um equipamento projetado para comandar e monitorar máquinas ou processos industriais. Mais a fundo, é um computador especializado, baseado em um microprocessador que desempenha funções de controle através de softwares desenvolvidos pelo usuário.
Dentre as vantagens de um Controlador Lógico Programável podemos citar:
Redução do custo: em razão do grande número de relés e da necessidade de manutenção os CLP’s tornam-se uma opção mais viável. 
Imunidade a ruídos eletromagnéticos: o CLP conta com um sistema de isolamento contra ruídos elétricos.
Facilmente configurável: com racks modulares, é possível trocar módulos de entrada e saída de acordo com uma necessidade específica.
Facilmente programável: as linguagens utilizadas (Ladder e Blocos de Funções[1], por exemplo) são de fácil aprendizagem e utilização facilitando a construção da lógica de controle.  Além dessa facilidade, as linguagens permitem a realização de operações mais complexas que as feitas através de relés.
Grande flexibilidade: em razão das linguagens utilizadas torna-se mais simples modificar a lógica do processo.
Maior controle: por ser um equipamento micro processado, traz ao usuário a facilidade de interação com o hardware via software, assim se torna muito prática e fácil a localização de falhas.
Monitoramento on-line: podemos ter vários controladores conectados mantendo uma comunicação, e através dessa conexão podemos monitorar em tempo real os processos.
Manutenção simples: muitas vezes o próprio CLP indica a existência de erros, como ausência de um sinal de entrada, por exemplo.
Recursos para processamento em tempo real e multitarefa: o controle em tempo real permite uma exatidão muito maior na execução das tarefas.
PROJETO E DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE COLAGEM E FIXAÇÃO
Para uma melhor exibição do projeto e como iriamos iniciar a montagem, foi desenvolvido um desenho 3D de toda a extensão do sistema planejado. O desenho 3D foi elaborado no SolidWorks e depois de vários esboços, foi decidida a configuração representada nas imagens a seguir:
Figura 1 – Modelo 3D da configuração e disposição dos atuadores.
Figura 2 – Visualização frontal do sistema em modelo 3D
Este projeto caracteriza-se por ser uma pesquisa aplicada, na qual apresenta uma concepção de um sistema de colagem e fixação com funcionamento pneumático. Contudo, para desenvolver a mesma procurou-se inicialmente por trabalhos que apresentassem aspectos parecidos com os que se pretende descrever nesteprojeto, porém pode ser observado que é um tema pouco explorado pelo setor acadêmico científico.
O sistema pneumático começou seu desenvolvimento com o estudo das principais tecnologias que poderiam ser aplicadas, ou seja, uma aplicação com atuadores pneumáticos ou hidráulicos. Partindo desse princípio, verifica-se que a hidráulica e a pneumática são uma parte da automação industrial que estão associadas a movimentos, porém diferenciam-se na sua aplicabilidade. A hidráulica é apropriada para projetos que necessitem de força e precisão do movimento, porém esse funcionamento tem por característica apresentar custos elevados em virtude de seus componentes. Já a pneumática é apropriada para projetos que necessitem de velocidade e facilidade de instalação e apresenta como característica custos de implantação relativamente baixos.
Contudo, após a descrição dos componentes que se faz necessário para compor o funcionamento da prensa, passou-se, portanto, a desenvolver em uma confecção de uma bancada para que os atuadores, válvulas, CLP e todos materiais utilizados para elaboração do sistema. A bancada foi confeccionada com materiais disponibilizados pelo centro universitário, na qual foram utilizados barras de alumínio e chapa de madeira. Os testes de funcionamento de todo o sistema foram feitos no laboratório de automação e utilizando 3 atuadores pneumáticos, como pode ser analisado na fotografia abaixo.
Figura 3 – Disposição dos atuadores e processo final de montagem
Figura 4 – Apresentação das peças do chaveiro coladas e fixadas.
CONCLUSÃO
O termo automatização está ligado à sugestão de movimento automático, repetitivo, mecânico, e, é sinônimo de mecanização. Em vista disso, o presente trabalho apresentou a criação de um sistema pneumático com funcionalidade de colar e fixar peças na confecção de chaveiros. O sistema foi projetado para atuar na mostra de projetos temáticos ministrada na própria instituição de ensino UNIFAJ.
Depois de muitos testes e tentativas, o sistema funcionou como o esperado e tivemos um retorno positivo dos examinadores e professores que estavam presentes observando a dinâmica e o processo completo executado.
Dessa forma, conclui-se que o projeto de criação de um sistema pneumático de colagem baseada em estudos de casos de aplicação em processos semelhantes, metodologias, referências, e, principais critérios para aplicação, renderam a criação de um sistema pneumático eficiente, eficaz e economicamente viável. Assim sendo, conclui-se que os objetivos planejados para este trabalho foram alcançados.
BIBLIOGRAFIA
FIALHO, Arivelto Bustamante. AUTOMAÇÃO PNEUMÁTICA 7 ED. São Paulo: Editora Érica, 2011.
ROMANO, Victor F.; DUTRA, Max S. INTRODUÇÃO A ROBÓTICA INDUSTRIAL. 2009.
ANEXOS
Cronograma
Lista de Materiais
Orçamento do Projeto
Execução de Tarefas
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