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Automação

1. Porta E Se a entrada A e a entrada B receberem n vel 1 a sa da apresenta n vel 1 Entradas Sa da S mbolo adotado no Brasil S mbolo adotado nos EUA A B S 0 0 0 A A 0 1 0 1 0 0 1 1 1 continua continua o Porta OU EXCLUSIVO Dados de uma porta OU EXCLUSIVO Porta OU EXCLUSIVO Se exclusivamente uma das entradas apresentar n vel 1 a sa da apresenta n vel 1 Entradas Sa da S mbolo adotado no Brasil S mbolo adotado nos EUA A B S 0 0 0 A A S 1 0 1 1 1 0 Porta N O OU Dados de uma porta N O OU Porta N O OU Opera de modo inverso ao da porta OU Entradas Sa da S mbolo adotado no Brasil S mbolo adotado nos EUA A B S 0 1 0 B Ea 3 2 gt 1 0 0 1 1 0 Porta N O E Dados de uma porta N O E Porta N O E Opera de modo inverso ao da porta E Entradas Sa da S mbolo adotado no Brasil S mbolo adotado nos EUA A B S 0 0 0 A A 1 0 0 1 1 1 Porta E Dados de uma porta N O Porta N O A sa da apresenta n vel l gico contr rio ao da entrada Entradas Sa da S mbolo adotado no Brasil S mbolo adotado nos EUA A S A S A S 0 1 De 1 0 Para poder interpretar o funcionamento dos circuitos l gicos digitais deve se ter em mente que 0 equivale a n o acionado e 1 equivale a acionado
2. A partir da d cada de 60 foram desenvolvidas t cnicas de constru o de componentes em miniatura Assim foi poss vel integrar grandes circuitos num s peda o pastilhas de sil cio Surgiram os circuitos integrados principais componentes da moderna eletr nica A figura a seguir mostra o microprocessador MC 68030 da empresa Motorola e suas dimens es externas reais O componente possui 275 000 transistores e uma enorme quantidade de outros componentes integrados como resistores uma pe a chave de diversos microcomputadores fabricados por companhias como Apple e Hewlett Packard microprocessador 68030 Alguns fios met licos s o soldados na pastilha do circuito integrado para permitir conex es externas O conjunto encapsulado usando se resinas pl sticas e os componentes assumem externamente aspectos como os da figura abaixo circuitos integrados encapsulados N o s o s os circuitos digitais que podem ser integrados Existe de tudo amplificadores de pot ncia receptores de r dio e tev e outros As perninhas dos componentes s o chamadas pinos Cada pino numerado e refere se a um ponto til do circuito Por exemplo uma porta E de duas entradas em circuito integrado deve ter no m nimo 5 pinos dois para as entradas um para a sa da e dois para conex o de tens o el trica de alimenta o A figura a seguir mostra o diagrama interno do circuito int
3. al contrai com frio elemento sensor dilata com calor merc rio Conhecendo a propor o dessas varia es podemos identificar e medir o valor da temperatura observando o comprimento da coluna de merc rio O sensor utilizado com base nas varia es de grandezas Todos os elementos sensores s o denominados transdutores A maior parte dos sensores s o transdutores el tricos pois convertem a grandeza de entrada para uma grandeza el trica que pode ser medida e indicada por um circuito eletroeletr nico denominado medidor A maior parte dos medidores como os de pain is de autom veis barcos e avi es registra uma grandeza el trica proporcional varia o da grandeza que est sendo indicada pelo sensor a grandeza controlada grandeza a ser grandeza el trica medida a transdutor indicador do valor proporcional a grandeza medida As grandezas el tricas que apresentam varia es proporcionais s grandezas que est o sendo sentidas e indicadas pelos sensores s o corrente el trica tens o el trica e resist ncia el trica Essas grandezas s o utilizadas normalmente pois a maioria dos medidores e elementos de controle que utilizam estas informa es s o capazes de ler os sinais sem dificuldade Sistema de controle Os sensores est o vinculados aos sistemas de controle O sistema de controle um processo acionado por um dispositivo de controle que dete
4. pintura 11 0 solda arco 21 0 solda ponto 30 0 montagem 7 0 outros 4 0 manipula o 27 0 distribui o de rob s entre v rias tarefas industriais Rob s realidade e fic o Tendemos a crer que rob s s o m quinas constru das semelhan a do homem com intelig ncia privilegiada Mas a tecnologia atual ainda n o capaz de igualar a realidade fic o cient fica Os rob s industriais s o surdos mudos feios e burros A maioria deles cega e os poucos que possuem sistemas de vis o artificial acabam distinguindo apenas contrastes entre reas claras e escuras Mas os rob s atuais s o m quinas bastante teis e desde 1961 quando o primeiro rob foi empregado numa ind stria automobil stica v m evoluindo Anatomia dos rob s industriais Um conceito importante no estudo dos rob s o de volume de trabalho ou seja o conjunto de todos os pontos que podem ser alcan ados pela garra de um rob durante sua movimenta o Assim os componentes que fazem parte do seu local de trabalho devem ser arranjados para ficarem dentro desse volume de trabalho Os rob s s o classificados de acordo com o volume de trabalho Assim existem os rob s cartesianos cil ndricos esf ricos ou polares e os articulados ou angulares Essas configura es s o chamadas de cl ssicas ou b sicas Elas podem ser combinadas de modo a formar novas configura es 17 6 F F d Fy M E
5. Os chamados chips constitu ram a quarta gera o de computadores Foram ent o criados os computadores pessoais de tamanho reduzido e baixo custo de fabrica o Para se ter id ia do n vel de desenvolvimento desses computadores nos ltimos quarenta anos enquanto o Eniac fazia apenas 5 mil c lculos por segundo um chip atual faz 50 milh es de c lculos no mesmo tempo Voltando a 1948 o americano John T Parsons desenvolveu um m todo de emprego de cart es perfurados com informa es para controlar os movimentos de uma m quina ferramenta Demonstrado o invento a For a A rea patrocinou uma s rie de projetos de pesquisa coordenados pelo laborat rio de servomecanismos do Instituto Tecnol gico de Massachusetts MIT Poucos anos depois o MIT desenvolveu um prot tipo de uma fresadora com tr s eixos dotados de servomecanismos de posi o A partir desta poca fabricantes de m quinas ferramenta come aram a desenvolver projetos particulares Essa atividade deu origem ao comando num rico que implementou uma forma program vel de automa o com processo controlado por n meros letras ou s mbolos Com esse equipamento o MIT desenvolveu uma linguagem de programa o que auxilia a entrada de comandos de trajet rias de ferramentas na m quina Trata se da linguagem APT do ingl s Automatically Programmed Tools ou Ferramentas Programadas Automaticamente Os rob s do tcheco robota que significa escr
6. Exerc cio 2 Computadores a v lvula com unidades de mem ria secund ria a base de cart o perfurado s o a o princ pio da evolu o dos computadores b classificados como sendo de segunda gera o c o pice de tecnologia da inform tica Exerc cio 3 Os monitores de v deo podem ser classificados em EGA VGA CGA e SVGA quanto a a core tamanho b resolu o quantidade de cores e padr o de comunica o com o microcomputador c protocolo de comunica o com o teclado Exerc cio 4 Os computadores industriais s o a extremamente diferentes dos convencionais b totalmente iguais aos convencionais c diferentes em algumas caracter sticas construtivas com rela o aos convencionais Controladores L gicos Program veis CLPs iR empresa fabrica clipes em tr s tamanhos grande m dio e pequeno Seus clientes consomem os produtos dos tr s tamanhos mas a empresa nunca conseguiu determinar qual deles consumido em maior quantidade j que m s a m s os pedidos variam A ger ncia de produ o sabe que suas m quinas s o capazes de produzir apenas um tipo de clipe de cada vez e que as altera es necess rias para produzir clipes nos tr s tamanhos s o demoradas J tomou algumas provid ncias que n o surtiram o efeito desejado at agora Por exemplo e devido dificuldade de alterar a produ o dos clipes adotou se um sistema em que as tr s m quinas s o aj
7. Oprogresso da automa o conforme foi vistona aula anterior tem melhorado sensivelmente o padr o de vida da popula o principalmente devido ao aumento dos n veis de produtividade do trabalho Junto com as inova es tecnol gicas ocorreram nas ltimas d cadas modifica es na rela o da empresa com o mercado consumidor Hoje uma televis o custa bem menos do que h uma d cada mesmo acrescida de todos os recursos tecnol gicos controle remoto por exemplo E ainda pode ser encontrada em diferentes modelos e tamanhos Seus fabricantes antes restritos aos pa ses de origem hoje competem em n vel mundial Da mesma forma muitos produtos que eram fabricados em grandes lotes hoje se adaptam ao tamanho do mercado Ciclo do produto A figura a seguir ilustra o ciclo de desenvolvimento de um produto ressaltando as atividades principais Y Mercado Consumidor Analisaremos cada etapa desse ciclo isoladamente Projeto Suponha que voc queira montar seu pr prio neg cio no ramo industrial CICLO DE DESENVOLVIMENTO DE UM PRODUTO Concep o do Projeto de Produto Engenharia Documenta o Pedido de iaj Planejamento Materiais e i de Processo Equipamentos r Controle de Produ o e Planejamento e Qualidade Montagem Controle da g Produ o e tenha capital para isso Quais seriam os passos necess rios Primeiro preciso pensar no produto que
8. Portanto sistemas especialistas s o programas que imitam o comportamento de especialistas humanos a partir de informa es que o usu rio fornece emitindo um parecer acerca de um determinado assunto Vejamos a seguir as vantagens o funcionamento e as aplica es dos sistemas especialistas Vantagem A disponibilidade e a conveni ncia s o as caracter sticas mais importantes dos sistemas especialistas Eles ficam dispon veis 24 horas A informa o desejada pode ser facilmente copiada e armazenada sem qualquer risco de perda Um sistema especialista computadorizado sempre gera a melhor opini o poss vel segundo as limita es de conhecimento armazenado Outra vantagem do sistema especialista que depois de criado pode se criarumnovo especialista simplesmente copiando o programa em outro equipamento Funcionamento Todos os sistemas especialistas s o compostos de duas partes base de conhecimento e m quina de infer ncia e Base de conhecimento um banco de dados que armazena informa es espec ficas e regras sobre determinado assunto enunciadas na forma de objeto e atributo Objeto a conclus o definida por suas regras associadas e atributo uma qualidade espec fica que ajuda a definir o objeto e M quina de infer ncia a parte do sistema especialista que usa a informa o recebida para encontrar um objeto correspondente Aplica o Utiliza se a intelig ncia artificial para ajudar a racionali
9. SENAI Departamento Regional de S o Paulo Automa o Escola SENAI M DULOS ESPECIAIS MEC NICA TELECURSO PROFISSIONALIZANTE Apresenta o Neste m dulo voc tem uma vis o das diver sas tecnologias relativas aos sistemas automatizados que s o utilizados nas ind strias De forma bastante simplificada abordamos elementos da automa o que aparentemente parecem complexos e at mesmo assustadores como rob s m quinas CNC sistemas CAD CAM intelig ncia artificial realidade virtual etc No entanto voc ver que s o assuntos de f cil entendimento exigindo apenas seu estudo com aten o Para favorecer uma aprendizagem r pida do conte do das aulas o m dulo se inicia com conceitos b sicos da automa o como sistemas de acionamento l gica digital atuadores pneum ticos e hidr ulicos motores e sensores Gradativamente esses conceitos v o sendo ampliados e aprofundados para que voc aprenda o que essencial no uso da automa o em processos de produ o industrial Mais importante do que conhecer as tecnologias voc saber como e onde utiliz las tendo em vista o processo de moderniza o das ind strias nacionais Ao final de cada unidade voc tem oportunidade de avaliar sua aprendiza gem fazendo os exerc cios apresentados e conferindo suas respostas com as do gabarito que se encontra no final do livro Boa sorte Autores Francisco Carlos D Em lio Borges
10. o de cart es perfurados para automatizar algumas tarefas de tabula o do censo norte americano Os resultados do censo que antes demoravam mais de dez anos para serem tabulados foram obtidos em apenas seis semanas O xito intensificou o uso desta m quina que por sua vez norteou a cria o da m quina IBM bastante parecida com o computador Em 1946 foi desenvolvido o primeiro computador de grande porte comple tamente eletr nico O Eniac como foi chamado ocupava mais de 180 m e pesava 30 toneladas Funcionava com v lvulas e rel s que consumiam 150 000 watts de pot ncia para realizar cerca de 5 000 c lculos aritm ticos por segundo Esta inven o caracterizou o que seria a primeira gera o de computadores que utilizava tecnologia de v lvulas eletr nicas A segunda gera o de computadores marcada pelo uso de transistores 1952 Estes componentes n o precisam se aquecer para funcionar consomem menos energia e s o mais confi veis Seu tamanho era cem vezes menor que o de uma v lvula permitindo que os computadores ocupassem muito menos espa o Com o desenvolvimento tecnol gico foi poss vel colocar milhares de transistores numa pastilha de sil cio de 1 cm o que resultou no circuito integrado CI Os CIs deram origem terceira gera o de computadores com redu o significativa de tamanho e aumento da capacidade de processamento Em 1975 surgiram os circuitos integrados em escala muito grande VLSI
11. o desenvolvimento dos computadores na d cada de 1950 Os computadores entre outros benef cios possibilitaram ind stria automatizar suas m quinas de uma maneira que pudessem se adaptar mais facilmente a uma mudan a no tipo de produto Al m de autom ticas eram m quinas flex veis Os computadores utilizados para controlar movimentos de m quinas receberam um nome especial comandos num ricos computadorizados ou controles num ricos computadorizados Abreviadamente CNC Eles foram utilizados pela primeira vez em 1952 para automatizar uma fresadora destinada a produzir pe as para avi es e helic pteros Naquela poca o comando num rico era muitas vezes maior que a pr pria m quina Falhava frequentemente e possu a uma capacidade de c lculo rid cula quando comparado aos atuais CNC A bem da verdade nem era um computador como os de hoje pois n o possu a microprocessador Era constitu do apenas de rel s e v lvulas eletr nicas A figura mostra um torno moderno controlado por meio de um comando num rico computadorizado torno com controle num rico Controles flex veis Uma das vantagens do comando num rico em rela o aos tipos anteriores de controle a possibilidade de mudar rapidamente a sequ ncia de opera es que a m quina deve realizar Por meio de um programa espec fico essa sequ ncia alterada para realizar uma determinada sequ ncia de fun es Um programa uma lista de in
12. o eixo preso a ele tamb m Esse movimento de rota o ent o utilizado para acionar uma outra m quina V lvulas Vimos que para os atuadores funcionarem necess rio que o fluido leo ou ar comprimido chegue at eles Ainda n o explicamos como isso ocorre por m n o dif cil imaginar uma tubula o de a o borracha ou outro material ligando o compressor ou a bomba hidr ulica ao atuador Se o ar ou leo contiverem impurezas que possam danificar os atuadores ser preciso acrescentar um filtro no caminho Se o ar cont m muito vapor d gua ent o acrescenta se tubula o o que denominamos purgador para separar a gua do ar Agora pense na instala o el trica de sua casa Imagine a sem chave geral disjuntores e interruptores de luz Toda vez que voc quisesse acender a luz da sala teria que subir no poste e ligar os fios de sua casa aos da rua E para apagar olha voc l no poste de novo Trabalhoso n o No caso dos atuadores se desejamos que o pist o que foi acionado para a direita volte agora para a esquerda temos que desligar o compressor ou a bomba inverter as mangueiras dos dois lados do cilindro e religar o compressor ou a bomba Mas existe um jeito mais f cil Podemos direcionar o fluido dentro de um circuito hidr ulico ou pneum tico por meio de v lvulas As v lvulas s o mecanismos que permitem controlar a dire o do fluxo de fluido sua press o e vaz o quantidade de fluido que pa
13. os atuadores rotativos podem ser classificados em e angulares quando giram apenas num ngulo limitado que pode em alguns casos ser maior que 360 e cont nuos quando t m possibilidade de realizar um n mero indeterminado de rota es Nesse caso seriam semelhantes roda d gua e ao catavento mencionados anteriormente S o os motores pneum ticos ou hidr ulicos Atuadores lineares Os atuadores lineares s o conhecidos como cilindros ou pist es Um exemplo de pist o uma seringa de inje o daquelas comuns venda em farm cias S que ela funciona de maneira inversa dos atuadores lineares Numa seringa voc aplica uma for a mec nica na haste do mbolo O mbolo por sua vez desloca se segundo um movimento linear de transla o guiado pelas paredes do tubo da seringa e faz com que fluido no caso o medicamento saia sob press o pela agulha Ou seja est ocorrendo uma transforma o de energia mec nica em energia de press o do fluido Agora vamos inverter o funcionamento da seringa Se injetarmos um fluido gua por exemplo pelo ponto onde a agulha acoplada ao corpo da seringa o mbolo ir se deslocar segundo um movimento linear Estaremos ent o transformando energia de press o do fluido em energia mec nica A sim teremos um atuador linear Cilindros hidr ulicos e pneum ticos t m constru o muito mais complexa do que simples seringas de inje o pois as press es dos fluidos
14. 3 a 1 b 0 c 1 d 1 4 c Aula 10 Microcomputadores a ge po par c b b a Aula 11 Evolu o dos microcomputadores 1 c e oN na Ts Aula 12 Controladores L gicos Program veis CLPs 1 a 2 b 3 c Aula 13 Software 1 a Sistemas b sicos b Sistemas operacionais c Aplicativos 2 a V b F c V d V 3 Aplicativos a Editores de texto b Programas de aux lio ao projeto c Programas de aux lio manu fatura d Programas de comunica o 4 c 5 aoro Aula 14 CAD conceitos b sicos 1 a d b c 2 a c b a Permitem a opera o do compu tador etraz outros programas para a mem ria Programas espec ficos para deter minadas tarefas como os editores de texto Permitem a inicia o da m quina Fun es a o d b Elabora o de livros como este que voc est lendo Produ o de programas para usinagem em m quinas CNC Comunica o com redes como a Internet Confec o de desenhos t cnicos Aula 15 Computador projeto e manufatura 1 a V b F c V d F 2 b Aula 16 M quinas CNC 1 c 2 3 4 P gt Aula 17 Rob s industriais 1 b 2 c 3 d 4 d Aula 18 Sistemas flex veis de manufatura i E SE Foros Aula 19 Tecnologia do futuro 1 a 2 b 3 a 4 d Aula 20 Engenharia simult nea Wp N a vo roa Bibliografia AYRES Robert V MILLER
15. A Embraer est utilizando uma prototipa o virtual para desenvolver um jato destinado ao transporte a reo regional com capacidade para 50 passageiros Trata se de uma nova vers o do avi o Tucano Com essa tecnologia pode se detectar interfer ncias Por exemplo um cabo da fia o que corre paralelamente ao duto de ar permite estudar o acesso para manuten o e para troca de pe as em caso de quebra e identificar poss veis falhas de projeto que podem ser corrigidas bem antes da produ o de qualquer uma das pe as que ir o compor o avi o 19 19 Vis o de m quina A flexibilidade que caracteriza muitos dos sistemas de vis o que encontramos nos dias de hoje permite que haja uma f cil interliga o a sistemas externos de computadores para controle de processos gerenciamento de sistemas de manufatura flex vel FMS e de manufatura integrada por computador CIM A vis o de m quina uma tecnologia que permite a um computador identificar contrastes cores e formas Um exemplo de controle ideal de processos para um sistema de vis o o da presen a de um componente a ser reconhecido numa esta o de montagem em determinado ponto Conhecendo se o sistema de computa o poss vel definir a sequ ncia de comuta o e acionamento das m quinas esteiras e elementos perif ricos integrados produ o O sistema de vis o pode ser usado para atualizar o controle da produ o e o invent rio estat stico dos iten
16. Os gases das l mpadas fluorescentes emitem luz ao serem percorridos pela corrente el trica Dizemos que as l mpadas convertem energia el trica em energia luminosa Voc mesmo capaz de observar v rias situa es em que a energia el trica convertida em outra forma de energia a fim de gerar alguma coisa til sociedade A quantidade de energia que um sistema el trico capaz de fornecer depende da tens o e da corrente do sistema el trico Mais precisamente chamamos de pot ncia el trica cujo s mbolo a letra P a capacidade de fornecimento de energia num certo intervalo de tempo A unidade de medida da pot ncia el trica o watt em homenagem ao inventor de motores o escoc s James Watt 1736 1819 Problemas energ ticos atuais Atualmente o desenvolvimento de qualquer na o est associado produ o de energia el trica As na es andam preocupadas com o elevado consumo de energia el trica A constru o de usinas hidrel tricas principal fonte de energia el trica em diversos pa ses como o Brasil requer altos investimentos As obras de uma usina al m de caras produzem altera es irrevers veis no meio ambiente tais como mudan a no curso de rios inunda o de florestas mudan as clim ticas e desapropria es Por isso economizar energia um dever de todo cidad o E n s podemos fazer isso em casa e na f brica Em casa ligando apenas o necess rio nas horas certas Ligar apenas e
17. a uma folha de papel dobrada formando tr s ou quatro aletas e presa a uma vareta com um alfinete Voc assopra e o catavento gira Olha a a energia mec nica novamente Observe que nestes dois exemplos n o chegamos nem perto de eletricidade Por m em ambos utilizamos o que chamamos de fluido gua na roda d gua do s tio do seu av e ar no catavento da sua inf ncia E observe outra coisa tanto o ar como a gua atingiram as p s da roda d gua ou do catavento com uma certa press o Foi essa press o ou seja essa for a distribu da sobre a rea das p s que fez com que tanto a roda quanto o catavento girassem Dessa forma podemos usar fluidos l quidos e gases sob press o para produzir energia mec nica Em outras palavras podemos transformar a energia de press o dos fluidos em energia mec nica Um problema gt A evolu o tecnol gica acabou por escolher dois fluidos para participar dessa transforma o leo e ar Dicas tecnol gicas O ramo da tecnologia dedicado ao estudo das m quinas que utilizam leo sob press o passou a chamar se Hidr ulica Quando o fluido utilizado ar sob press o ou ar comprimido como mais comumente chamado estamos no campo da Pneum tica Mas n o ficamos totalmente livres da eletricidade Se voc pensou que poderia esquec la enganou se que na ind stria para pressurizar o ar ou o leo s o necess rias outras m quinas compressores no ca
18. a e as informa es de material o sistema seleciona a seqii ncia as opera es das m quinas ferramentas e par metros de corte para fabricar a pe a Por meio de decis es l gicas o processo generativo imita o racioc nio de um processador Forma autom tica A forma autom tica gera um plano completo a partir de um modelo em CAD sem necessidade de interven o do operador O planejamento autom tico possui duas caracter sticas especiais uma interface CAD inteiramente automatizada e um sistema planejador completo e inteligente Vantagens do CAPP Em rela o ao processo manual o sistema CAPP tem estas vantagens e Racionaliza o do processo o plano de processo gerado pelo computador tende a ser mais consistente l gico e eficiente devido experi ncia dos profissionais que elaboram o programa e Maior produtividade o sistema computadorizado requer menor esfor o e comete menos erros Os processadores t m acesso direto ao banco de dados e muitos c lculos s o automatizados e Maior legibilidade nos sistemas CAPP os textos padr es e as figuras geradas no CAD facilitam a interpreta o do plano de processo de fabrica o e Integra o com outros softwares os sistemas de planejamento de processo podem ser projetados para operar com outros pacotes de software tendo em vista a integra o do fluxo de informa es o caso dos programas CAD e dos sistemas de dados de usinagem CAM Manufatura Ass
19. apalpa a pe a em regi es determinadas Como a m quina de medi o e o torno est o conectados a medida obtida comunicada ao controle num rico do torno que faz ent o as corre es necess rias m quina de medi o de coordenadas rob torno CNC exemplo de uma c lula de torneamento com m quina de medi o dimensional CNC 18 Alguns tornos mais sofisticados possuem um sistema de medi o integrado pr pria m quina dispensando assim o uso de uma m quina separada para realizar o controle dimensional A manipula o de material entre as m quinas e dispositivos acess rios feita pelo rob industrial H ainda uma s rie de sensores espalhados pela c lula destinados a garantir o trabalho harm nico entre as m quinas e prevenir acidentes Transporte O oper rio a que usinava pe as passou sucessivamente a carregar as pe as na m quina e medi las Mas tamb m foi substitu do nessa tarefa Resta lhe ent o transportar a mat ria prima de um armaz m at um local de onde o rob possa carreg las na m quina Mas a caminho de um sistema flex vel de manufatura at mesmo dessa atividade ele ser poupado H v rios tipos de m quinas controladas por computador destinadas a transportar materiais Entre elas destacam se os AGVs e os RGVs Esses nomes estranhos na verdade s o siglas de termos em ingl s Vejamos AGV Automatically Guided Vehicle ou seja Ve culo Gu
20. fazendo com que S0 1 seja acionado Assim a l mpada acende L gicas combinacionais b sicas desenvolvidas pelo CLP Exemplo 1 a l mpada L1 deve ser acesa apenas se os dois interruptores B1 e B2 forem acionados Corresponde opera o l gica E apresentada na Aula 9 sobre Circuitos digitais Esquema El trico Alimenta o Bi y Sistema com CLP 1 E0 2 S0 1 p Se acionarmos s E0 1 B1 E0 1 E0 2 S0 1 u kHH Se acionarmos s E0 2 B2 E0 1 E0 2 S0 1 Hao Se acionarmos E0 1 B1 e E0 1 B2 E0 2 E0 2 S0 1 H j A l mpada ligada a S0 1 acende Diagrama Eletr nico Exemplo 2 ligar a l mpada L1 se os interruptores B1 ou B2 forem acionados Corresponde opera o l gica OU apresentada na Aula 9 sobre Circuitos digitais Esquema El trico Alimenta o B1 B2 C B1 B2 Sistema com CLP 1 Sol E0 1 E0 2 a S0 1 Neste caso os caminhos para a carga at ligada a sa da SO 1 s o dois ou quando Diagrama Eletr nico fechamos B1 ou quando fechamos B2 B1 Lg E0 1 SO 1 Er L gica sequencial desenvolvida pelo CLP A l gica sequencial desenvolvida a partir de elementos temporizadores capazes de disparar uma sa da ou acionar um interruptor ap s um tempo previamente determinado Exemplo 3 desejamos ligar uma l mpada L1 3 segundos ap s acionarmos o interruptor B1 Esquema El trico O contat
21. i s h P A Eai E Arf r i i LEA gt g ue e ii mm ms 2 a E E no x p af i configura es de rob s industriais 17 A grande maioria dos rob s acionada por meio de servomotores el tricos O acionamento el trico ao contr rio do pneum tico ou hidr ulico mais facilmente control vel e oferece maior precis o de posicionamneto Osrob s podem apresentar v rios movimentos Cada movimento realizado por meio de um servomotor el trico corresponde ao que chamamos de grau de liberdade Os graus de liberdade de um rob podem estar associados ao corpo ou ao punho No corpo A movimento angular do antebra o B movimento angular do bra o C rota o da base No punho E movimento angular P rota o do punho Portanto este um rob de cinco graus de liberdade tr s graus de liberdade no corpo e dois graus de liberdade no punho Os graus de liberdade do corpo do rob definem a posi o do centro da flange do punho Assim quando movemos os eixos A Be C do rob cada qual num determinado ngulo a posi o do centro da flange fica perfeitamente definida Conhecida essa posi o os graus de liberdade do punho E e P definem ent o a orienta o da flange ou seja o ngulo que a flange forma com o antebra o do rob Alguns rob s possuem punhos com tr s graus de liberdade MOVIMENTOS YAW PITCH e ROLL Si to eg eixo yaw eixo roll desenho es
22. informa o passou se a trabalhar com discos magn ticos em lugar das fitas uma vez que as fitas exigiam um acesso sequencial um dado ap s o outro demandando muito tempo quando se precisava pegar uma informa o no final da fita J o disco magn tico facilita o acesso pois os dados est o gravados de modo espalhado pela m dia e a leitura pode ser feita por meio de diversos cabe otes magn ticos denominados cabe as Os discos magn ticos atuais podem ser classificados quanto a sua caracter stica f sica dimens o e capacidade de armazenamento Caracter stica f sica disco r gido ou Winchester e discos flex veis Dimens o os discos flex veis podem ser de 5 1 4 polegadas ou 3 1 2 polegadas Os discos r gidos podem ser full maiores e slim menores e compactos Capacidade os discos flex veis de 5 1 4 polegadas podem armazenar 360 kbytes ou 1 2 megabytes Os discos flex veis de 3 1 2 polegadas podem armazenar 720 kbytes ou 1 44 megabytes Por sua vez os discos r gidos podem ter capacidade para dezenas de megabytes a centenas de gigabytes Hoje trabalhamos com outro modelo de mem ria secund ria o CD ROM que apresenta grande capacidade de armazenamento e maior velocidade de resposta Entradae sa da Entre os dispositivos perif ricos de entrada e sa da merecem destaque os monitores de v deo que podem ser monocrom ticos ou coloridos estes ltimos s o amplamente utilizados em softwares gr
23. m a energia el trica passou a ser utilizada e a estimular ind strias como a do a o a qu mica e a de m quinas ferramenta O setor de transportes progrediu bastante gra as expans o das estradas de ferro e ind stria naval No s culo XX a tecnologia da automa o passou a contar com computado res servomecanismos e controladores program veis Os computadores s o o alicerce de toda a tecnologia da automa o contem por nea Encontramos exemplos de sua aplica o praticamente em todas as reas do conhecimento e da atividade humana Por exemplo ao entrarmos num banco para retirar um simples extrato somos obrigados a interagir com um computador Passamos o cart o magn tico informamos nossa senha e em poucos segundos obtemos a movimenta o banc ria impressa COMPUTADOR n mero da processamento extrato conta e senha dos dados impresso A origem do computador est relacionada necessidade de automatizar c lculos evidenciada inicialmente no uso de bacos pelos babil nios entre 2000 e 3000 a C 1 O marco seguinte foi a inven o da r gua de c lculo e posteriormente da m quina aritm tica que efetuava somas e subtra es por transmiss es de engre nagens George Boole desenvolveu a lgebra booleana que cont m os princ pios bin rios posteriormente aplicados s opera es internas de computadores Em 1880 Herman Hollerith criou um novo m todo baseado na utiliza
24. o de trabalho restrito por sensores O processo de usinagem tamb m um exemplo de aplica o de sensores principalmente se o processo de usinagem for autom tico controlado por computador No processo de usinagem manual os sensores s o os olhos do operador que coordena a produ o controlando a m quina de usinagem fresadora ou torno por meio de instrumentos de medida como paqu metros e micr metros Na produ o automatizada pelo computador os sensores indicam ao computador o que j foi usinado do material em produ o de forma que o computador possa controlar a velocidade de opera o dos mecanismos Sensores anal gicos e digitais Como existem sinais anal gicos e sinais digitais a serem controlados num sistema os sensores tamb m devem indicar varia es de grandezas anal gicas e digitais Para um sistema de alarme qualquer condi o que n o seja fechada ser entendida como aberta e deve fazer o alarme disparar Neste caso a grandeza digital e o sensor deve ser digital Por exemplo uma microchave fica em posi o fechada quando a entrada est fechada e se abre quando a entrada violada fechada aberta microchave microchave aberto fechada terminais de e saida microchave No caso do controle de movimento do rob a grandeza que se est controlando anal gica pois o mecanismo do rob pode ocupar qualquer posi o no espa o durante o deslocamento des
25. qual seria sua recomenda o Na Aula 2 voc estudou o ciclo de desenvolvimento e as etapas de projeto e manufatura de produto Viu que o objetivo transformar uma id ia ou concep o em produtos confi veis e econ micos no menor prazo poss vel empregando ferramentas de projeto e fabrica o mais geis e precisas Essas ferramentas decorrem da tecnologia CAD CAM do ingl s Computer Aided Designe Computer Aided Manufacturing ou seja Projeto e Fabrica o Assistidos por Computador Nesta e na pr xima aula vamos estudar mais especificamente a utiliza o do computador nas atividades de projeto planejamento de processo e manufatura como meio de auxiliar as empresas a alcan arem seus objetivos estrat gicos CAD Projeto Assistido por Computador Num projeto auxiliado por computador CAD empregam se sistemas computacionais na cria o modifica o an lise e otimiza o do projeto Um sistema computacional consta de hardware equipamentos e software programas Um equipamento de CAD consta de um computador um ou mais terminais gr ficos teclados mouse etc esta o de trabalho CAD O programa CAD exige instala o em ambientes gr ficos e sua utiliza o visa facilitar certas fun es de engenharia como veremos a seguir Projeto e custo da pe a O processo de projetar e produzir uma pe a envolve normalmente muitos recursos e uma s rie de disciplinas interdependentes Assim se o trab
26. simular a realidade ou um ambiente real envolvendo nossos sentidos vis o audi o tato e at olfato por meio de sistemas informatizados Tecnologia do futuro Ene os olhos relaxe e tente imaginar como ser o mundo e a sociedade em que vivemos daqui a vinte trinta anos Dif cil n o Mas um excelente exerc cio de criatividade principalmente depois de termos recebido tantas informa es durante nosso curso de automa o Nestas duas pr ximas aulas veremos algumas tecnologias que dever o fazer parte do nosso cotidiano em pouco tempo Realidade virtual A realidade virtual n o apenas um recurso para deixar os projetos mais bonitos e apresent veis Trata se de uma ferramenta produtiva que vem sendo aplicada nas mais diversas formas em v rios campos do conheci mento humano No Brasil empresas como a Embraer e montadoras de autom veis por exemplo s o usu rias de alguns recursos de realidade virtual seja no desenvolvimento de pe as e acess rios seja em testes simulados de partes e do produto final Para tanto utilizam se computadores com grande poder de processamento capacidade gr fica de alto desempenho e resolu o e dispositivos para criar a ilus o da realidade como culos para a tridimensionaliza o sensores de deslocamento luvas dispositivos de apontamento ou joysticks especiais O projetista pode usinar cortar perfurar um modelo como se estivesse numa f
27. 1980 STEWART H L Pneum tica e hidr ulica S o Paulo Hemus 1978 USATEGUI J U A e LION J N S Manual pr tico de rob tica S o Paulo Hemus s d WILLIAMS D J Manufacturing systems an introduction to the techonologies New York J Willey 1988 Para suas anota es
28. Augusto Lins de Albuquerque Neto S rgio Luiz Rabelo de Almeida S lvio Luiz Martins de Oliveira Texto N via Gordo Colabora o J se Roberto Nunes do Esp rito Santo Um problema Introdu o automa o Va j reparou que a automa o faz parte do dia a dia do homem moderno Pela manh o r dio rel gio automaticamente dispara o alarme para acord lo e come a a dar as not cias do dia Nessa mesma hora algu m esquenta o p o para o caf da manh numa torradeira el trica ajustando o tempo de aquecimento Na sala uma crian a liga o videocassete que havia sido programado para gravar seu programa infantil predileto da semana anterior Quando a casa esquenta pela incid ncia dos raios solares o ar condicionado insufla mais ar frio mantendo a temperatura agrad vel Esses simples fatos evidenciam como a automa o faz parte da vida cotidiana Conceito Automa o um sistema de equipamentos eletr nicos e ou mec nicos que controlam seu pr prio funcionamento quase sem a interven o do homem Automa o diferente de mecaniza o A mecaniza o consiste simples mente no uso de m quinas para realizar um trabalho substituindo assim o esfor o f sico do homem J a automa o possibilita fazer um trabalho por meio de m quinas controladas automaticamente capazes de se regularem sozinhas Desenvolvimento da automa o As primeiras iniciativas do homem para mecanizar atividades manuais ocorrera
29. EO 7 nalogicas E0 0 7 anal gico 8 bits 1 01010100 8 bits digital A l gica a que s o submetidas as entradas para gerar as sa das progra mada pelo usu rio do sistema As sa das tamb m podem ser digitais ou anal gicas A exemplo das entradas as sa das digitais s o tratadas em conjuntos de 8 ou 16 e as anal gicas s o resultado da convers o de um valor digital gerado pela UCP Programa o de um CLP A l gica desenvolvida pelo CLP com os sinais de entrada para acionar as suas sa das program vel E poss vel desenvolver l gicas combinat rias l gicas sequenciais e tamb m uma composi o das duas o que ocorre na maioria das vezes Como o CLP veio substituir elementos componentes eletroeletr nicos de acionamento a linguagem utilizada na sua programa o similar linguagem de diagramas l gicos de acionamento desenvolvidos por eletrot cnicos t cnicos eletricistas ou profissionais da rea de controle AURA Principais s mbolos de programa o 1 S mbolo Equipamento el trico l He Y contato aberto i contato fechado a sa da Para acionar uma l mpada a partir de um bot o liga desliga os sistemas seriam assim Sistema com CLP Esquema El trico BI Programa Alimenta o Normalmente E0 1 S0 1 Bi Aberto a E0 1 S0 1 09 L mpada E0 1 um contato aberto e se B1 for fechado esta entrada tamb m fechada
30. Esse sistema chamado trif sico e muito usado em instala es industriais As m quinas el tricas se dividem em e alternadores que geram energia el trica a partir do movimento mec nico rotor e motores que empregam energia el trica para realizar um movimento energia mec nica Motor el trico trif sico O estator do motor trif sico possui tr s enrolamentos distantes 120 um do outro S o preparados para receber as tens es do sistema trif sico Quando as tens es el tricas do trif sico atrasadas entre si s o aplicadas s tr s fases do estator forma se um magnetismo que vai mudando de posi o e gira conforme o tempo vai passando Esse magnetismo girat rio induz correntes no rotor A partir da j sabemos o que acontece o magnetismo for a o rotor sustentado por mancais que acompanham seu movimento Nos fios do rotor bobinado pode se ligar resist ncias externas que permitem controlar a corrente no rotor Altas correntes significam altas velocidades Os motores trif sicos s o utilizados em aplica es que requerem acionamento de cargas pesadas como guindastes pontes rolantes e equipamentos trans portadores Podem ser ligados em tens es el tricas de 220 V 380 V 440 V e 760 V Posi o e velocidade dos motores el tricos Os motores el tricos usados em sistemas de automa o geralmente requerem algum controle Pense num rob que retira uma pe a usinada de um torno CNC e
31. Evolu o dos microcomputadores Poa numa era em que a quantidade de informa es fant stica Gra as tecnologia de que dispomos hoje temos acesso quase imediato s informa es existentes no mundo inteiro Surge ent o uma quest o como usar essas informa es de forma r pida e segura Esse uso exige ferramentas capazes de tratar as informa es tornando as utiliz veis adequadas e oportunas Precisamos de um processo de tratamento das informa es capaz de adquirir armazenar classificar qualificar comparar e combinar informa es Introdu o O computador est a n o s para tratar informa es mas como uma ferramenta que possibilita adotar novos m todos de trabalho que promovam mudan as no ambiente das empresas e nos meios de produ o O uso de computadores vem se disseminando e atinge todas as reas de atividade e faixas et rias At crian as em idade pr escolar j operam computadores Na realidade a inform tica mais que uma evolu o uma revolu o O primeiro computador Em 1950 existia apenas um computador dispon vel comercialmente o Eniac Originalmente desenvolvido para manipular dados do censo dos Estados Unidos esse computador ocupava uma sala inteira necessitava de refrigera o especial e custava mais de U 500 000 Mais tarde a IBM instalou seu primeiro computador comercial um IMB 650 Contudo o dom nio da IBM na ind stria de processamento de dados come ou c
32. a aplica o da automa o Eletricidade Eletricidade uma manifesta o de uma forma de energia associada a cargas el tricas paradas ou em movimento O que possui cargas el tricas s o os el trons part culas min sculas que giram em volta do n cleo dos tomos que formam as subst ncias A figura a seguir representa um tomo de hidrog nio Um problema Tens o el trica diferen a de potencial el trico entre dois pontos capaz de gerar movimento ordenado dos el trons entre um ponto e outro 4 Z d el tron F N 4 N 7 N Y i l nucleo ba P SN p e ns EE ud Ed rbita do el tron representa o do tomo de hidrog nio Na Gr cia antiga j se conhecia a propriedade do mbar de atrair part culas de p ao ser esfregado em outro material O mbar uma resina amarela semitransparente e quebradi a e na l ngua grega chamada de elektron Talvez tenha sa do da o nome da eletricidade Ocorre que certos materiais perdem cargas el tricas quando atritados com outros ou dependendo do material atritado ganham cargas el tricas em vez de perd las Quando ganham dizemos que ficam carregados negativamente pois convencionou se dizer que os el trons possuem cargas negativas Quando perdem el trons ficam carregados positivamente Estando eletricamente carregado o material capaz de atrair corpos eletricamente neutros e cargas com
33. a de press o que o ar escoe de P para C c D Al m disso preciso representar como a v lvula che Bot o c Botente gt Direito zi Solen ide gou a esse estado ou seja se foi acio nada e como foi Alavanca Rolete acionada Os v rios tipos de acionamen ARA s mbolos representativos tos o representados Pedal Mola dos acionamentos das v lvulas pelos s mbolos ao lado No caso de uma v lvula solen ide o estado ou posi o dessa v lvula de tr s vias representado pelo s mbolo mostrado na figura c Se f ssemos traduzir esse s mbolo escrever amos assim quando a v lvula for acionada o orif cio P se comunicar com o orif cio C permitindo a passagem de ar de P para C e o orif cio R ser fechado Quando a v lvula n o est acionada ela se encontra em outra posi o Vamos ent o considerar uma v lvula de duas posi es Enquanto ela n o for acionada seu carretel mantido numa posi o por meio de uma mola Esta nova posi o representada pelo s mbolo mostrado abaixo em que o orif cio P est fechado e o orif cio C se comunica com o orif cio R c s mbolo representativo da segunda posi o da v lvula P R O s mbolo de uma v lvula deve represent la em suas v rias posi es poss veis A v lvula representada abaixo classificada como de duas vias entre P e C e ent
34. a empresa vai vender Qual o produto Como ele deve ser Quanto vai custar A quem deve atender Como deve funcionar Muitos pesquisadores analisaram estas quest es e a partir delas definiram um esquema geral que corresponde a um projeto Um projeto pode ser entendido como um conjunto de decis es que solucionam um dado problema ou atendem a uma necessidade Um projeto pode ser caracterizado pelas etapas apresentadas num fluxograma conforme o modelo ao lado Identifica o de uma Necessidade A Defini o do Problema S ntese y An lise e Otimiza o Avalia o Apresenta o 9 Reconhecimento Reconhecer o que necess rio requer observa o do meio em que se vive O telefone por exemplo surgiu como resposta necessidade das pessoas de se comunicarem a dist ncia Um copo por sua vez atende necessidade de conter e reservar l quidos A necessidade nem sempre evidente mas pode ser identificada por certos aspectos Por exemplo a necessidade de fazer alguma coisa a respeito de uma m quina de lavar roupa pode ser indicada pelo n vel de ru do da m quina pela qualidade da roupa lavada ou pelo consumo exagerado de energia Por outro lado reconhece se facilmente uma necessidade depois que algu m a exp e Assim atualmente tornou se importante adotar medidas de prote o da camada de oz nio melhora
35. acionamento motores el tricos no sen soriamento e mesmo nas bombas hidr ulicas e nos compressores pneum ticos Sabe tamb m que tudo na vida evolui No nosso s culo a humanidade produziu tanto com a eletricidade que a pr pria eletricidade mudou adquirindo uma nova cara a cara da Eletr nica Eletr nica um ramo da eletricidade que opera com correntes el tricas baixas por m muito bem controladas Na automa o a eletr nica mais usada no controle dos equipamentos A eletr nica est sempre presente no dia a dia Quando voc assiste a uma partida de futebol pela tev ouve m sica no r dio ou l um livro como neste momento est desfrutando de coisas que s a eletr nica capaz de proporcionar Os componentes eletr nicos vistos nesta aula s o o transistor o resistor o capacitor o indutor e o diodo Transistor A eletr nica moderna come ou com o aparecimento do transistor em 1947 Um transistor feito de tr s camadas geralmente de sil cio elemento qu mico encontrado em grande quantidade na natureza No processo de fabrica o do transistor se uma das camadas enriquecida com el trons passa a ser chamada N se empobrecida isto perde el trons vira camada P H dois tipos de transistores que podem ser constru dos com camadas P e N e transistores NPN e transistores PNP Todo transistor possui tr s terminais Aquele que est ligado camada do meio chama se base Os que es
36. conceito relacionado a quantos movimentos a m quina tem ou a quantos movimentos ela pode realizar ao mesmo tempo O significado depende da situa o descrita naquele momento A cada um dos eixos da m quina associa se um servomotor com velocidade e acelera o que podem ser controladas pelo comando num rico e por drivers O servomotor representa o elo de liga o entre a mec nica e a eletr nica Aeletr nica num primeiro momento simplificou a estrutura mec nica da m quina Muitas pe as deixaram de ser utilizadas gra as presen a dos servomotores Esses motores fizeram com que as caixas de mudan a de velocidade compostas por um grande n mero de engrenagens praticamente desaparecessem Num torno ou numa fresadora CNC a rota o da placa ou do cabe ote bem como as velocidades de transla o ou rota o dos eixos estabelecida simplesmente por meio de fun es de programa o O comando num rico da m quina envia uma ordem ao driver encarregado do acionamento do motor e o driver aciona diretamente o motor Mecanicamente isso muito mais simples valor desejado como pode ser visto na figura O acionamento ce velacigade dos motores foi descrito na Aula 4 sistema de controle de velocidade de motores servo motor tacogerador furo de esfera recirculante driver j cal A tecnologia eletr nica al m de permitir simplificar a estrutura mec nica criando comandos num ricos
37. d aumento de recursos humanos Exerc cio 2 DFM significa a projeto voltado para a montagem b projeto voltado para a manufatura d projeto auxiliado por computador e programa de manuten o Exerc cio 3 DFA significa a projeto voltado para a montagem b projeto voltado para a manufatura c projeto auxiliado por computador d programa de automa o Exerc cio 4 Um dos problemas que t m limitado as aplica es computacionais na engenharia simult nea a o desempenho dos processadores b a falta de produtos dispon veis no mercado c o desconhecimento das t cnicas d oalto custo das solu es Gabaritos das aulas 1 a 20 Aula 1 Introdu o automa o l a 2 d 3 b 4 c Aula 2 Ciclo de um produto 1 d 2 E 3 CAD Projeto Auxiliado por Computador CAM Manufatura Auxiliada por Computador CAPP Planejamento do Projeto Auxiliado por Computador Aula 3 Eletricidade e automa o 1 b Aula 4 Eletricidade acionamento de motores el tricos 1 a V b F c V d F 2 1 d 2 a 3 b 4 c 3 d 4 a Aula 5 Atuadores e v lvulas d a a aa aa 2 a o Aula 6 Circuitos pneum ticos e hidr ulicos 1 d g e 0 N Daop Aula 7 Sensoriamento o Ro A oo to Aula 8 Eletr nica conceitos b sicos 3 4 a Aula 9 Eletr nica circuitos especiais 1 a V b F c F d V 2 b
38. dos produtos Longa Curta Tamanho dos lotes Grande Pequeno Velocidade de mudan a Baixa Alta Globaliza o dos mercados Pouco atuante Muito atuante Legisla o ambiental N o Sim A engenharia simult nea surge justamente para adequar a forma de produ o a essas mudan as ocorridas nos mercados consumidores Conceito de engenharia simult nea Por engenharia simult nea ou paralela do ingl s concurrent engineering entende se a cria o constante de novos produtos a partir de uma integra o no ciclo de vida do produto das experi ncias conhecimentos e recursos da empresa nas reas de projeto desenvolvimento marketing fabrica o e vendas O objetivo b sico da engenharia simult nea desenvolver e fabricar produtos que satisfa am s necessidades do consumidor com baixo custo Vejamos alguns outros objetivos da engenharia simult nea e incorporar todos os dom nios de conhecimento apresentados por participantes de uma equipe multidisciplinar e melhorar continuamente o produto e o processo produtivo 20 identificar componentes de fabrica o simples reduzir o n mero de partes aumentar a intercambiabilidade entre modelos identificar submontagens incorporar t cnicas DFM DFA projeto para manufatura e montagem respectivamente antecipar problemas de fabrica o e montagem usar processos e equipamentos j existentes e identificar reas de testes Uso da engenharia simult nea
39. e uns e a linguagem natural do ser humano portugu s no nosso caso Vejamos um trecho de um programa 02000 TOS G97 S1200 M3 MB GO X20 Z2 Para uma pessoa que n o conhece a linguagem de programa o da m quina as letras e n meros acima n o fazem sentido A m quina no entanto capaz de entender e o que melhor obedecer s instru es descritas por esses c digos Se f ssemos traduzir para o portugu s as linhas acima diriam algo assim OROOO cssranintos Esse programa foi batizado com o n mero 2000 TOS qnt Trabalhe com a ferramenta n mero 5 G97 S1200 A rota o da placa ser igual a 1 200 rpm Monin Ligue a placa no sentido hor rio olhando se da placa para a contraponta MBs Ligue o fluido de corte GO X20 Z2 Desloque a ferramenta com o maior avan o dispon vel na m quina para o ponto de coordenadas X 20 mm eZ 2mm No entanto voc deve estar pensando Tudo bem mas como o comando num rico toma conhecimento dessas instru es O jeito mais f cil seria conversar com o comando num rico contar lhe todas as instru es e mand lo obedecer Bem talvez um dia cheguemos a esse est gio de desenvolvimento Atualmente no entanto temos que nos valer de outros modos de entrada de dados como os apresentados abaixo N ZA modos de armazenamento e transmiss o de programas Com o programa em sua mem ria cabe ao comando num rico execut
40. es de seus usu rios Este aspecto muito importante para uma realidade atual que a necessidade de informa es cada vez mais r pidas V rias pessoas procuram ao mesmo tempo as informa es e elas se encontram guardadas num mesmo computador que deve informar a todos o mais r pido poss vel Um exemplo disso s o os computadores usados na automa o comercial como os terminais banc rios Estes equipamentos s o computadores que se comunicam com um computador central que tem todas as informa es de sua conta e de muitos outros clientes do banco Assim o computador central deve comunicar se com todos os terminais que o acessam simultaneamente trocando informa es com eles apresentando saldos extratos dep sitos e retiradas de todos os usu rios O auxiliar do c rebro Muitas vezes os computadores s o utilizados em aplica es gr ficas ou em an lises que exigem muitos c lculos da UCP fazendo com que este processador demore muito tempo para execut los Para aumentar a velocidade de processamento utilizamos um outro processador desenvolvido exclusivamente para realizar c lculos matem ticos Este componente chama se co processador aritm tico Como o pr prio nome indica o co processador aritm tico instalado no computador responsabiliza se por c lculos aritm ticos e l gicos mais complexos deixando para a UCP a fun o de acesso a outros dispositivos e a intera o com o usu rio assegurando que est
41. inform tica prin cipalmente em termos de software e de hardware com aplica es industriais Controlador L gico Program vel Segundo a ABNT Associa o Brasileira de Normas T cnicas um equipamento eletr nico digital com hardware e software compat veis Segundo a NEMA National Electrical Manufactures Association um aparelho eletr nico digital que utiliza uma mem ria program vel para armazenar internamente instru es e para implementar fun es espec ficas tais como l gica sequenciamento temporiza o contagem e aritm tica controlando por meio de m dulos de entradas e sa das v rios tipos de m quinas ou processos Princ pio de funcionamento Podemos dizer que o CLP um microcompu tador aplicado ao controle de um sistema ou de um ENTRADAS processo OCLP composto de m dulos de entradas digitais UNIDADE CENTRAL ou anal gicas As entradas digitais s o agrupadas em DE PROCESSAMENTO conjuntos de 8 ou 16 cada uma delas um bit de forma que a unidade central de processamento possa tratar as informa es como bytes ou words CLP Recordar aprender Bit d gito bin rio c digo O ou 1 Byte conjunto de 8 bits que comp e uma infoma o Word conjunto de 16 bits que comp e uma informa o As entradas anal gicas t m seu valor convertido para bin rio para que a UCP possa consider las e trat las Digitais it EQO EOT se
42. intelig ncia tanto para seres humanos quanto para m quinas A solu o de problemas usada tamb m na maioria das aplica es de intelig ncia artificial Na rea de matem tica comum solucionar problemas por meio do computador a partir de certos procedimentos Entretanto poucos problemas permitem solu es por meio de computa o o caso de problemas que s o solucion veis por tentativas como ocorre com o emprego da intelig ncia artificial exemplificado no jogo de xadrez Os computadores usados na poca dos estudos da intelig ncia artificial tinham muitas limita es Por isso era necess rio que os programadores tivessem habilidade para desenvolver boas t cnicas de busca de solu o de problemas Sistemas especialistas Quando o melhor operador de m quina de uma ind stria se aposenta ele leva consigo cerca de trinta ou quarenta anos de experi ncia valiosa Como podemos preservar este conhecimento na empresa Os conhecimentos podem ser armazenados num computador sob a forma desistemas especialistas Os sistemas especialistas constituem o primeiro produto comercialmente vi vel para aplica es da intelig ncia artificial Em princ pio esses sistemas armazenam informa es sobre um certo assunto no computador Essas informa es passam a ser chamadas base de conhecimento Se o operador fizer perguntas relativas a esse conhecimento a resposta dada como se o sistema fosse um especialista no assunto
43. lo fazendo com que a m quina obede a s instru es Mas como isso ocorre Voc se lembra do controle manual realizado pelo torneiro ao operar um torno mec nico Bem vamos ent o estudar como transformar esse controle num controle num rico 16 16 A primeira coisa substituir o c rebro do torneiro por um comando num rico Em seguida precisamos de algum dispositivo que seja capaz de saber quanto a m quina se deslocou Assim seremos capazes de controlar as dimens es da pe a Portanto devemos substituir o instrumento de medi o utilizado no controle manual por um sensor de posi o Um encoder rotativo por exemplo Finalmente para movimentar a m quina n o podemos mais contar com o operador Seus m sculos bra o m o bem como o man pulo da m quina ser o substitu dos por um servomotor de corrente alternada Essas modifica es podem ser observadas a seguir correla o entre componentes dos controles manual e num rico Agrupando se os novos componentes podemos observar a malha de controle da m quina posi o obtida 7V realimenta o medi o de posi o malha de controle num rico M quinas controladas numericamente Geralmente quando falamos em m quinas CNC estamos nos referindo a m quinas ferramenta No entanto as m quinas ferramenta correspondem apenas a um tipo de m quina CNC Assim apesar de os comandos num ricos serem tra
44. min para 180 m min estar amos com outra solu o As solu es devem basear se em crit rios que otimizem medidas de custo ou tempo de fabrica o O resultado do planejamento do processo um plano tamb m conhecido como roteiro ou folha de processo Ele orienta detalhadamente como fabricar determinado componente N o s o setor de produ o que necessita das informa es contidas nas folhas de processo Por exemplo para o Planejamento e Controle da Produ o necess ria a sequ ncia de opera es e respectivos tempos das opera es para definir o n vel de utiliza o dos equipamentos e a capacidade da empresa para atender a um pedido de cliente Na contabilidade de custos o plano de processos facilita uma estimativa dos custos de fabrica o de um componente ainda na fase de projeto permitindo comparar solu es tecnicamente vi veis Planejamento e pedido de material De posse da lista de material feita pelo projetista o encarregado do processamento verifica se todo o material est dispon vel em estoque e se for o caso compra os itens que faltam Programa o e controle da produ o PCP A produ o de um componente deve ser programada segundo a capacidade produtiva levando se em conta a disponibilidade de material os dispositivos de fixa o ferramentas m o de obra etc Manufatura e montagem A pe a trabalhada em m quinas espec ficas que implementam o processo de fabrica o No caso do
45. nua necess ria num esquema como o da figura a seguir a 2 z alimenta o de m quina de corrente continua tens o alternada i da rede el trica l AS fonte de tens o a a i circuitos eletr nicos da m quina 9 e motores de A corrente continua na m quina l converte tens o alternada para tens o cont nua convers o de tens o alternada para cont nua em m quinas de corrente cont nua Para distribuir a eletricidade foram inicialmente utilizados condutores de ferro depois substitu dos pelos de cobre melhor condutor el trico El trons em movimento chocam se com os tomos do material condutor Isto dificulta a corrente el trica A esta oposi o passagem de corrente el trica d se o nome de resist ncia el trica e seu s mbolo mostrado na figura a seguir Sua unidade de medida o ohm ANNAN s mbolo da resist ncia el trica Pot ncia el trica A eletricidade convertida em outra forma de energia pode ser utilizada em diversas situa es comuns E o caso por exemplo da resist ncia de um chuveiro que aquece a gua que passa pela resist ncia el trica Dizemos que o chuveiro converte energia el trica em energia t rmica Os motores el tricos quando recebem tens o giram seu eixo Dizemos que os motores convertem energia el trica em energia mec nica possibilitando que outros corpos sejam movimentados por meio do giro de seu eixo
46. o on line 17 Durante a opera o autom tica simplesmente mandamos o rob repetir o que lhe foi ensinado e pronto A desvantagem desse m todo de programa o no entanto est na necessidade de interromper o trabalho normal de produ o do rob para ensinar lhe uma nova tarefa Aplica o As possibilidades de aplica o de rob s industriais s o muito amplas Apesar de se concentrarem em reas determinadas a cada dia gra as a sua caracter stica de m quina universal os rob s ganham uma nova aplica o substituindo o homem como uma m quina ferramenta Manipula o de material A fun o principal de um rob manipular materiais Isto n o acrescenta valor ao produto mas somente custo Portanto deve ser cuidadosamente estudado para se obter uma forma de manuseio eficiente e barata Entre as opera es de manuseio mais comuns realizadas pelos rob s est o as de carregamento e descarregamento de m quinas bem como as de paletiza o e despaletiza o Paletizar significa distribuir ou arranjar pe as sobre um pallet Pallet o nome que se d bandeja ou estrado sobre o qual podem ser dispostos elementos como pe as sacos caixas Despaletizar retirar esses elementos do pallet para serem processados armazenados embalados rob movimentando pe as Os rob s tamb m podem manusear pe as para a montagem de um determinado produto E o que ocorre quando se ajusta um p ra b
47. os processos produtivos utilizavam ao m ximo a for a da m o de obra A produ o era composta por est gios nos quais as pessoas desenvolviam sempre as mesmas fun es especializando se numa certa tarefa ou etapa da produ o o princ pio da produ o seriada O mesmo ocorria com as m quinas que eram espec ficas para uma dada aplica o o que impedia de utiliz las em outras etapas da produ o Por exemplo uma determinada m quina s fazia furos e de um s tipo Com o passar do tempo e a valoriza o do trabalhador foi preciso fazer algumas altera es nas m quinas e equipamentos de forma a resguardar a m o de obra de algumas fun es que n o se adequavam estrutura f sica do homem A m quina passou a fazer o trabalho mais pesado e o homem a supervision la A fim de conseguir uma boa integra o entre o operador e seu instrumento de trabalho foram colocados sensores nas m quinas para indicar a situa o da produ o e tamb m atuadores para melhorar a rela o entre o homem e a m quina O processo da produ o era controlado diretamente pelo operador o que caracteriza um sistema autom tico Automatizar um sistema tornou se bastante vi vel quando a eletr nica passou a dispor de circuitos eletr nicos capazes de realizar fun es l gicas e aritm ticas com os sinais de entrada e gerar sinais de sa da Assim o controlador uniu se aos sensores e aos atuadores para transformar o processo
48. pode livrar os trabalhadores de atividades mon tonas repetitivas ou mesmo perigosas O esquadr o antibomba da pol cia americana por exemplo disp e de rob s para detectar e desarmar bombas e reduzir riscos de acidentes com explos es inesperadas Apesar dos benef cios o aumento da automa o vem causando tamb m s rios problemas para os trabalhadores e aumento do n vel de desemprego principalmente nas reas em que atuam profissionais de baixo n vel de qualifica o e a experi ncia de um trabalhador se torna rapidamente obsoleta e muitos empregos que eram importantes est o se extinguindo o que vem ocorrendo com as telefonistas perfeitamente substitu veis por centrais de telefonia autom ticas e aumento das aus ncias no trabalho falta de coleguismo alcoolismo ou consumo de drogas que alteram o comportamento dos indiv duos no ambiente de trabalho De certa forma esse processo de aliena o deriva do sentimento de submiss o do trabalhador m quina da falta de desafios Esses problemas no entanto podem ser solucionados com programas cont nuos de aprendizagem e reciclagem de trabalhadores para novas fun es Al m disso as ind strias de computadores m quinas automatizadas e servi os v m criando um n mero de empregos igual ou superior queles que foram eliminados no setor produtivo Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Marque com X a res
49. s utilizadas na programa o de m quinas ferramenta CNC Por meio das linguagens de programa o pode se controlar os movimentos do rob numa sala longe do ambiente de trabalho real da m quina Num rob encarregado de executar a solda a ponto de uma carroceria de autom vel alguns dos pontos de solda est o localizados em regi es de dif cil acesso Para levar seu rg o terminal a esses locais o rob precisa ser capaz de efetuar v rios movimentos Portanto apesar do progresso no desenvolvimento de m todos de programa o off line as dificuldades ainda persistem e acabaram popularizando a programa o on line em que se diz que o rob ensinado Utilizamos um pequeno painel de controle manual chamado teaching box que podemos traduzir como caixa de ensinamento ou mais tecnicamente painel de controle manual Com o aux lio desse painel de controle movimentamos os eixos do rob at o primeiro ponto da trajet ria desejada e armazenamos a posi o desse ponto na mem ria do comando num rico Em seguida deslocamos o rg o terminal para o ponto seguinte da trajet ria e armazenamos esse novo ponto Repetimos o procedimento para todos os pontos que formam a trajet ria como a da soldagem de p ra lamas de autom vel Assim ensinamos ao rob a trajet ria que deve ser percorrida bem como a orienta o do rg o terminal em cada um desses pontos exemplo de aplica o de programa
50. trica aplicada s escovas Motores de corrente cont nua podem movimentar cargas pesadas desde que possuam uma constru o resistente S o empregados em guindastes elevadores locomotivas prensas estamparias e m quinas ferramenta For a magn tica for a de natureza magn tica que age sobre corpos que apresentam cargas el tricas letrons em movimento no interior de um campo magn tico Qualquer fio sob a a o de um campo magn tico movimentado pela for a magn tica ao ser percorrido por uma corrente el trica Motores universais de corrente alternada Os motores de corrente alternada podem ser ligados diretamente rede el trica Gra as maneira como s o constru dos aproveitam o efeito da corrente alternada para funcionar A figura a seguir mostra estator e rotor de um motor de corrente alternada Ele muito parecido com o motor de corrente cont nua pois pode funcionar tamb m com este tipo de corrente Por isso recebe o nome de motor universal pois funciona com corrente alternada ou cont nua E um motor de baixa pot ncia at 500 watts muito utilizado em m quinas como liquidificadores enceradeiras aspiradores de p serras e lixadeiras Estator Rotor Og m N Ah J mag e Quando o motor universal recebe corrente alternada h uma mudan a no sentido da corrente nas bobinas do estator e nos fios mas essa varia o n o altera o sen
51. trica 1 Oposi o passagem de corrente el trica b Corrente el trica 2 Diferen a de potencial el trico capaz de gerar corrente el trica c Resist ncia el trica 3 Energia el trica desenvolvida num intervalo de tempo d Pot ncia el trica 4 Movimento ordenado dos el trons Eletricidade acionamento de motores el tricos EN se pode converter energia el trica em energia mec nica Considere a situa o descrita a seguir Tic tac blamp blump zuuuummmm S o as m quinas em movimento E o movimento automatizado das m quinas que substitui na pr tica o trabalho humano Vamos examinar o trabalho mec nico das m quinas Quando as l minas de um liquidificador giram para triturar uma fruta ou quando um rob ergue uma pe a podemos dizer que essas m quinas est o desenvolvendo sua capacidade de trabalho mec nico isto sua energia mec nica Mas energia alguma coisa muito s ria para ser produzida por uma m quina Em geral as m quinas n o produzem energia Elas apenas convertem a energia que recebem em outra forma de energia As m quinas el tricas convertem energia el trica em energia mec nica para poderem trabalhar Pode reparar o liquidificador tem l um motorzinho que gira quando ligado na tomada o rob tem motores el tricos que s o acionados para movimentar mecanismos que erguem giram agarram e soltam E outras m quinas tamb m possuem motores el tricos que s o os res
52. v lvula de volta para a posi o de repouso O pist o do cilindro CF avan a eo porta ferramentas novamente travado O sensor FT informa o travamento da ferramenta ao controlador e a usinagem da pe a prossegue Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Marque com X a resposta correta Exerc cio 1 O conjunto de v rias v lvulas e pist es ligados por meio de tubula es recebe o nome de a conjunto mec nico b diagrama hidr ulico c esquema pneum tico d circuito hidr ulico ou pneum tico Exerc cio 2 O quadrado utilizado na representa o de uma v lvula indica a dire o b posi o c tipo de acionamento d tamanho da v lvula Exerc cio 3 A passagem de um fluido na v lvula indicada por a seta b quadrado c linha d tri ngulo Exerc cio 4 Circuitos pneum ticos ou hidr ulicos s o representados por a desenhos t cnicos b gr ficos especiais c setase figuras d diagramas ou esquemas Exerc cio 5 As chaves fim de curso utilizadas em circuitos hidr ulicos e pneum ticos servem para a informar ao controlador a posi o dos pist es b acionar diretamente os pist es c controlar vazamentos de ar nas tubula es d evitar curto circuitos nas v lvulas solen ide Sensoriamento sa muito comum nos deparar mos com situa es em que devem
53. viu em aulas anteriores uma m quina autom tica possui atuadores e sensores Os atuadores s o os componentes da m quina respons veis pelo trabalho mec nico Podemos dizer que os atuadores s o os bra os da m quina Por outro lado os sensores s o os componentes que indicam em que situa o a m quina se encontra num determinado momento Podemos dizer que os sensores s o os olhos da m quina No nosso sistema temos dois atuadores o pist o pneum tico que carimba as caixas de papel o e o motor el trico que faz a esteira se movimentar Como sensores vamos usar tr s chaves fim de curso Cada chave CH1 CH2 ou CH3 indica a seguinte situa o CH1 caixa embaixo do pist o CH2 pist o na posi o superior CH3 pist o na posi o inferior Uma chave fim de curso um interruptor el trico como aquele que voc usa em sua casa para acender ou apagar a luz S que ele acionado n o pelo dedo mas por meio de uma pe a qualquer da m quina que entra em contato com a haste de acionamento da chave fim de curso Uma chave fim de curso pode estar na posi o aberta impede a passagem de corrente el trica ou fechada permite a passagem de corrente el trica Verificando essa posi o poss vel saber o que ocorre na m quina que estamos automatizando Assim saberemos se a caixa est na posi o correta se o pist o est na posi o superior e assim por diante Dependendo do estado da m quina teremo
54. A engenharia simult nea pode ser usada na forma de projeto para manufatura DFM e de projeto para montagem DFA Quando se promove a integra o do planejamento do processo de produ o ao projeto do produto com o objetivo de baratear e facilitar a fabrica o de um componente ou sistema temos o Projeto Voltado para Manufatura DFM Na realidade as diretrizes que d o forma ao DFM resumem se a uma s rie de regras de bom senso aplicadas atividade do projeto e projetar para um n mero m nimo de partes desenvolver projetos modulares diminuir varia es de componentes projetar componentes multifuncionais projetar componentes de f cil fabrica o evitar componentes de fixa o parafusos rebites pinos eliminar ajustes enfatizar padroniza o Quando se promove a integra o do planejamento do processo de produ o ao projeto do produto com o objetivo de baratear e facilitar a montagem de um componente ou sistema temos o Projeto Voltado para Montagem DFA Por ser um caso particular do DFM o DFA usado para a an lise dos custos globais de manufatura Cerca de 50 desses custos est o relacionados com o processo de montagem Os objetivos do Projeto Voltado para Montagem DFA s o e reduzir o n mero de partes de um produto e facilitar a manipula o e a montagem das partes restantes e simplificar a estrutura do produto para reduzir os custos de montagem A ilustra o a seguir mostra a suspens o
55. CR C todo do nodo A resist ncia el trica do SCR cai para valores bem abaixo de 1 ohm O SCR funciona como uma chave eletr nica EM Anodo la C todo C todo SCR desligado e em condu o DIAC e TRIAC O DIAC um caminho bidirecional nodo 1 para passagem de corrente Essa nodo 1 caracter stica o torna um componente indicado para aplica es em corrente alternada pois neste caso a corrente vai e vem O TRIAC um DIAC com um terminal Porta de controle porta como o do SCR Seu nodo 2 funcio namento se assemelha ao do SCR nodo 2 DIE coma vantagem de que pode ser disparado TRIAC com qualquer sentido de corrente o que o habilita a operar em sistemas de corrente alternada Aplica o dos tiristores no acionamento de cargas el tricas Os tiristores podem ser combinados para acionar uma carga el trica Neste caso um motor de corrente alternada A onda que aparece do lado esquerdo do circuito representa a tens o alternada que pode ser retirada da pr pria rede el trica Suas varia es s o suaves senoidais come am do zero e avan am at atingir um valor m ximo positivo depois caem passam pelo zero de novo atingem um valor m ximo negativo e voltam ao zero Assim a tens o alternada das tomadas O sobe e desce da tens o se repete 60 vezes por segundo Corrente no motor Tens o m ximo positivo Tempo Inst
56. Dessa forma a fabrica o do produto passa pelas seguintes etapas e determina o do m todo dispositivo de fixa o e equipamento levando se em conta as padroniza es existentes e determina o da seq ncia das modalidades de processo torneamento fresamento fura o etc e das respectivas opera es faceamento torneamento cil ndrico etc sele o das ferramentas aplic veis e sele o das condi es de processo velocidade de corte avan o profundidade etc Adaptando estes itens ao projeto do pe o obtemos a seguinte tabela EQUIPAMENTO TORNO DISPOSITIVO DE FIXA O PLACA DE TR S CASTANHAS MATERIAL A O ABNT 1045 SEQ NCIA DE OPERA ES FERRAMENTAS CONDI ES DE USINAGEM 1 Torneamento de desbaste Desbaste Vc 150 m min f 0 6 mm rota o 2 Acabamento do perfil Acabamento Vc 250 m min f 0 05 mm rota o 3 Sangramento Bedame Vc 100 m min f 0 4 mm rota o Dados de planejamento de processo para o pe o Vc a velocidade de corte e f o avan o de corte A figura a seguir ilustra cada opera o com suas respectivas ferramentas Poss vel seq ncia de fabrica o do pe o 1 opera o de desbaste 2 acabamento do perfil 3 sangramento O conjunto das decis es tomadas em cada uma das etapas anteriores n o nico Por exemplo se mudarmos a velocidade de corte da opera o n 1 de 150 m
57. EEE E E E E E CAM e E EE a CAPP eee E e UUTUPO Eletricidade e automa o E as desperta com o toque do r dio rel gio Levanta acende a luz Toma um banho quente Prepara seu lanche com aux lio da torradeira el trica Sai de casa pega um tr lebus Chega f brica marca o ponto na m quina leitora de cart es magn ticos Dirige se ao posto de trabalho e l est o torno CNC dando os ltimos retoques numa pe a Alguma coisa ajuda a vida do oper rio desde que ele acorda a eletricidade Voc j imaginou o mundo sem eletricidade N o existiria nenhum dos equipamentos de que o oper rio precisou Nem o r dio nem a televis o Tampouco existiriam as m quinas comandadas por computador e rob s Certamente sem a eletricidade a automa o n o teria alcan ado o est gio de desenvolvimento que possui hoje Para poder imaginar um mundo sem eletricidade temos de regredir mais de cem anos Foi somente no ltimo quarto do s culo passado que os primeiros geradores de eletricidade os d namos foram aperfei oados de modo a se tornarem fontes de suprimento Em 1875 um desses geradores foi implantado em Paris Fran a para fornecer eletricidade s l mpadas de uma esta o Mas o que a eletricidade Esta uma quest o em parte j respondida na Aula 1 deste m dulo quando tratamos da automa o de forma mais gen rica Nesta aula vamos abordar conceitos t cnicos que s o fundamentais para
58. Os atuadores s o nossas pernas e p s O dispositivo de controle estimula os atuadores a alcan arem o objetivo desejado O processo da caminhada din mico ou seja o controle sobre os atuadores nossos p s e pernas ocorre constantemente de forma que o c rebro nos orienta a andar mais r pido ou mais lentamente virar para a esquerda para a direita ou andar em frente Malha fechada e malha aberta Malha fechada um sistema de controle que usa sensores para identificar a dist ncia do resultado desejado e corrigir suas a es para alcan lo Malha aberta um sistema em que o controle ocorre sem que haja uma amostragem do resultado ao longo do processo ou seja sem utiliza o de sensores como se caminh ssemos com os olhos fechados acreditando j conhecer o caminho cada vez menor o n mero de sistemas em malha aberta em fun o da crescente necessidade de se atingir resultados mais precisos e r pidos e tamb m devido ao desenvolvimento de elementos sensores bastante precisos e adequados s mais diversas aplica es Sensores e aplica es industriais de alta tecnologia A seguir alguns exemplos de aplica es de sensores em equipamentos e sistemas mais nobres Os rob s que s o equipamentos de ltima gera o tecnol gica t m seu funcionamento respaldado por diversos sensores colocados em pontos estrat gicos de seu mecanismo e na sua rea de atua o sensor de posi o espa
59. S M Robotics and flexible manufacturing technologies assessmant impacts and forecast New Jersey Noyes Publications 1985 ASFALL C Ray Robots and manufacturing automation 2 ed New York J Wiley 1992 ENGEIBERGER F Robotics in pratice management and applications of industrial robots USA AMACOM 1986 FERRATE Gabriel dir Rob tica industrial Barcelona Marcombo 1986 GANGER R Introdu o hidr ulica S o Paulo Festo Didactic 1988 IBM Computer integrated manufacturing CIM in IBM USA IBM 1989 IFAO Comando num rico CNC t cnica operacional curso b sico S o Paulo EPU 1984 IFAO Comando num rico CNC t cnica operacional torneamento programa o e opera o S o Paulo EPU 1985 IFAO Comando n m rico CNC t cnica operacional fresagem S o Paulo EPU 1991 KIEF H B e WATERS T F Computer numerical control Singapore McGraw Hill 1992 KOREN Y Robotics for engineers New York McGraw Hill 1987 MACHADO A O comando num rico aplicado s m quinas ferramentas S o Paulo Icone 1990 MEIXNER H S E Introdu o a sistemas eletropneum ticos S o Paulo Festo Didactic 1988 NOF S Y edit Handbook of industrial robotics New York J Willey 1985 SING N Systems approach to computer integrated design and manufacturing USA J Willey B Sons 1996 SPERRY RAND CORPORATION Manual de hidr ulica industrial 6 ed S o Paulo Sperry Vickers
60. UCP resultado da a o do interpretador Se desaparecerem essas tr s camadas de software o usu rio ter que se aproximar do hardware da m quina CNC para produzir alguma pe a Sem software neste caso em estudo simplesmente n o haveria automa o Software e automa o da manufatura Que outros pap is o software desempenha no processo de automa o al m de se interpor entre os usu rios e as m quinas Como o software uma pe a chave na automa o a ponto de faz la desaparecer com sua aus ncia de se supor que a evolu o dos softwares provoque alguma altera o nos pr prios processos automatizados Com efeito os novos programas de computador t m alterado bastante a maneira de se produzir no mundo todo sem afetar a rela o entre o homem e a m quina Nesse exemplo que acabamos de discutir vimos que o software intermediou a rela o entre o usu rio e a m quina CNC No caso em estudo o usu rio teve de escrever um programa com as informa es geom tricas e tecnol gicas para usinar a pe a Pensemos agora num software que possa ajudar ainda mais o usu rio A figura a seguir ilustra uma nova forma de produzir a mesma pe a Tudo que o usu rio tem de fazer desenhar a pe a para isso pode se utilizar um dos muitos aplicativos tipo CAD dispon veis e acrescentar as informa es tecnol gicas O aplicativo de aux lio manufatura produz o programa CNC que via interpretador chega UCP Co
61. a es aimazenamento podem se dar por meio de informa es de redes locais onde agia de oronge micros se comunicam e Ss E ae 4 perif ricas placa as informa es podem do computador ser trocadas entre todos de forma que haja uma liga o f sica entre os micros A liga o feita por interm dio de placas chamadas placas de rede Outro tipo de comunica o atrav s de linhas telef nicas e redes de comunica o existentes nos rg os de comunica o p blica comunica o local rede de micros comunica o remota via comunica o telefone 11 Dispositivos perif ricos Podemos relacionar dois tipos de perif ricos os de armazenamento de dados e os de entrada e sa da Perif ricos de armazenamento de dados Os perif ricos de armazenamento de dados s o as unidades de mem ria secund ria As primeiras unidades eram cart es perfurados que traziam a combina o bin ria do programa associada exist ncia ou n o dos furos Devido pouca praticidade na leitura de programas e dificuldade de armazenamento dos cart es as unidades de mem ria passaram a ser desenvolvidas com dispositivos magn ticos como fitas Desta forma os dados e programas foram associados a frequ ncias de sinais gravados em m dia ou material magn tico do mesmo modo como gravamos fitas de udio filia magn tica E kmz o d e E discos magn ticos Para agilizar o acesso
62. a rea do produto qualquer deforma o em sua superf cie ou poss veis erros de montagem Outro aspecto importante a inclus o de um sistema de automa o para controlar a velocidade da esteira transportadora evitando interfer ncias externas de ilumina o e ejetando pe as com defeito Trata se de um sistema de sensoriamento em tempo real sem interfer ncia no fluxo da produ o A Coca Cola utiliza um sistema de vis o artificial na sua linha de produ o de modo a garantir a integridade da embalagem e evitar a entrada de produtos pe as ou l quidos em seu interior Assim as garrafas percorrem a linha de produ o sem interrup es e a qualidade do produto fica preservada Cada embalagem reprovada pelo sistema eliminada da produ o AULA Se ap s verifica o a embalagem n o for aproveit vel ela destru da 1 Intelig ncia artificial O ramo da intelig ncia artificial ainda n o produziu m quinas que pensam mascriou programas que imitam o racioc nio humano para solucionar problemas com efici ncia A intelig ncia artificial tampouco produziu ainda computadores que se comportam como o homem mas ela cria programas qualificados que muitas vezes resolvem alguns problemas de forma mais eficiente do que o homem A intelig ncia artificial consiste de programas com algum tipo de conhecimento humano Pode ser encontrada no mercado sob a forma de sistemas especialistas para a medicina de sistemas
63. a pode se utilizar in meros pontos de entrada de sinal para controlar pontos de sa da de sinal cargas aos sistemas convencionais s o 1 e ocupam menos espa o requerem menor pot ncia el trica podem ser reutilizados t m maior confiabilidade sua manuten o mais f cil oferecem maior flexibilidade de controle As vantagens dos controladores l gicos program veis em rela o s o program veis permitindo alterar os par metros de controle permitem interface de comunica o com outros CLPs e computadores e permitem maior rapidez na elabora o do projeto do sistema Quadro de comandos entradas 000000 000000 saidas Comando convencional x CLP Ocontrolador l gico program vel nasceu na ind stria automobil stica americana devido grande dificuldade que havia para mudar a l gica de controle de pain is de comando ao se alterar a linha da montagem Essa mudan a exigia muito tempo e dinheiro Para resolver essa dificuldade foi preparada uma especifica o das necessidades de muitos usu rios de circuitos e rel s tanto da ind stria automobil stica como de toda a ind stria manufatureira Nascia assim um equipamento bastante vers til e de f cil utiliza o que vem se aprimorando constantemente Desde seu aparecimento at hoje muita coisaevoluiunos controladores l gicos Esta evolu o est ligada diretamente ao desenvolvimento tecnol gico da
64. a coloca sobre a bandeja de um ve culo de transporte Seus movimentos seriam e saindo de uma posi o conhecida partir e acelerar e ao aproximar se de uma posi o favor vel de ataque pe a desa celerar at parar aproximar se da pe a a baixa velocidade parar e agarrar a pe a partir de volta e acelerar desacelerar at parar numa posi o favor vel para soltar a pe a no ve culo e soltar a pe a Os motores el tricos envolvidos neste movimento devem ter controle de velocidade para acelera o e desacelera o e de posicionamento S o controles cr ticos porque seo rob se aproximar da pe a numa trajet ria errada dependendo da velocidade de aproxima o poder colidir com algum acess rio ou quebrar a pe a O mesmo poderia acontecer na hora de soltar a pe a Em outras situa es esses controles s o determinantes para a qualidade e confiabilidade do trabalho produzido pelas m quinas Para fresar uma pe a numa m quina CNC costuma se utilizar tr s motores el tricos um para movimentos horizontais outro para movimentos verticais e um terceiro para movimentos em profundidade O controle de velocidade e de posicionamento dos tr s motores mant m as pe as dentro de especifica es quanto posi o de furos profundidade de cavidades etc O controle de velocidade e de posicionamento feito em ciclos de realimenta o feedback nos quais a posi o e a velocidade de deslocamento constituem in
65. a de numera o bin rio um sistema estranho para n s que estamos acostumados ao sistema decimal sistema com dez d gitos 0 a 9 mas muito familiar para um ramo da eletr nica denominado eletr nica digital O sistema bin rio possui apenas dois d gitos 0 e 1 que s o suficientes para representar qualquer quantidade como no sistema decimal Assim para representar a quantidade zero usa se o 0 para representar a quantidade um usa se o 1 dois representado por 10 l se um zero tr s por 11 l se um um Existe at mesmo uma palavrinha inglesa que identifica o d gito bin rio bit binary digit Os circuitos digitais s o circuitos eletr nicos que operam com d gitos bin rios bits sempre bom lembrar para n o perder o fio da meada cada bit representa um n vel de tens o el trica O n vel 0 geralmente representa uma tens o de 0 volt enquanto o n vel 1 deve representar o n vel mais alto de tens o existente no circuito Da surge a id ia de circuitos digitais trabalharem somente com SIM ou N O CERTO ou ERRADO VAI ou N O VAL 0 ou 1 Os circuitos que desenvolvem fun es digitais s o representados por s mbolos como os da tabela a seguir Porta OU Dados de uma porta OU Porta OU Se a entrada A ou a entrada B receberem n vel 1 a sa da apresenta n vel 1 Entradas Sa da A B S 0 00 A ils A S 1 0 1 BRASIL EUA 1 1 1 Porta E Dados de uma porta E
66. a esquerda fazendo com que as hastes dos suportes porta ferramentas abandonem seus alojamentos na torre Essa etapa chamada de destravamento da torre O carrossel gira e a nova ferramenta colocada na posi o de usinagem Essa etapa chamada de giro da torre O carrossel desloca se agora para a direita fazendo com que as hastes de todos os suportes porta ferramentas novamente se encaixem em seus alojamentos Essa etapa chamada de travamento da torre Trava se o novo porta ferramentas para que possa suportar as for as de usinagem Vamos precisar dos seguintes atuadores CF cilindro hidr ulico para travamento ou destravamento do suporte porta ferramentas CT cilindro hidr ulico para travamento ou destravamento da torre MT motor hidr ulico para girar a torre Vamos precisar tamb m de v rios sensores cada um deles capaz de indicar um determinado estado da m quina FT porta ferramentas travado FD porta ferramentas destravado TT torre travada TD torre destravada Al m disso precisaremos de um sensor que indique qual a ferramenta que est atualmente na posi o de usinagem N o iremos nos preocupar agora com os tipos de sensores utilizados nem com seu modo de funcionamento Vamos considerar tamb m que as v lvulas respons veis pelos movimentos dos cilindros e do motor hidr ulico s o todas acionadas por meio de solen ides Os sensores e ossolen ides das v lvulas s o ligados ao controlado
67. a integra o de m quinas n o suficiente Os departamentos da empresa e as pessoas que nela trabalham tamb m devem estar unidos num mesmo objetivo Essa uma tarefa mais dif cil porque as pessoas n o podem ser programadas nem obedecem l gica t pica dos sistemas eletr nicos S o condicionadas por fatores psicol gicos pol ticos e culturais Se o projetista n o conversa com o analista de processo e se o programador de m quinas CNC n o compartilha das preocupa es e dificuldades do pessoal da produ o integrar m quinas uma tarefa dispendiosa e in til Um bom torneiro teria sua habilidade manual inutilizada pela introdu o de um torno CNC No entanto seus conhecimentos do processo de fabrica o ainda continuariam sendo teis Assim ele poderia ser aproveitado ap s o devido treinamento como analista de m todos e processos de fabrica o ou como programador de comando num rico Al m disso a automa o de processos abre novos campos de trabalho Primeiramente nas empresas que fabricam os equipamentos autom ticos e num segundo momento na manuten o corretiva ou preventiva desses equipamentos Essa possibilidade depende no entanto de aspectos pol ticos e econ micos do pa s e das empresas O que fica claro no entanto que um processo de automa o bem sucedido necessita de m o de obra qualificada devido mudan a de foco de uma tarefa manual para uma atividade mental Mas um torne
68. a rotativa O primeiro tipo constitui se da uni o de um cilindro pneum tico com um sistema mec nico Na haste do pist o de um atuador linear usinada uma cremalheira A cremalheira aciona uma engrenagem fazendo girar o eixo acoplado a ela No cilindro de aleta rotativa apresentado na figura uma p ou aleta pode girar de um determinado ngulo ao redor do centro da c mara do cilindro A aleta impulsionada pelo fluido sob press o faz girar o eixo preso a ela num ngulo que raramente ultrapassa 300 tampa do cilindro corpo do cimi vista de um cilindro rotativo Os atuadores rotativos cont nuos s o mais conhecidos como motores pneum ticos ou hidr ulicos conforme o fluido que os acione seja ar com primido ou leo maas vista em corte de um motor hidr ulico Um motor hidr ulico ou pneum tico consta de um rotor ao qual fixado um eixo Ao longo da periferia do rotor existem ranhuras radiais onde deslizam pequenas placas de metal denominadas palhetas As palhetas s o mantidas em contato com a parte interna do corpo do motor por meio de molas denominadas balancins ou pela a o da for a centr fuga que age sobre elas quando o rotor gira gt gt Na carca a do motor existem dois orif cios respectivamente para entrada e sa da do fluido sob press o Ao entrar na c mara em que se encontra o rotor o fluido sob press o empurra as palhetas do rotor Orotor gira e consequentemente
69. a sua manuten o A tecnologia tamb m usada para projetar a intera o dos usu rios com o produto Na automa o os perif ricos de realidade virtual permitem operar com m quinas prejudiciais sa de humana por serem excessivamente ruidosas t xicas radiativas explosivas etc Esses perif ricos tamb m possibilitam cirurgias mais complexas em locais de dif cil acesso ao m dico e em casos em que o paciente n o pode ser removido Na ind stria aeroespacial a realidade virtual possibilita simula es de pilotagens na ind stria automobil stica permite realizar testes de rea o e dirigibilidade Os testes feitos em ambientes virtuais s o mais baratos e n o colocam em risco a vida dos testadores Aplica o A Nasa ag ncia aeroespecial norte americana vem usando uma interface de realidade virtual para lidar com dados de an lise computacional Por exemplo um modelo da asa da aeronave colocado num t nel de vento virtual Num campo de fluxo pr calculado s o liberadas part culas Observando o movimento dessas part culas os engenheiros podem entender caracter sticas de eleva o de uma mesma asa em diferentes projetos S o muitas as vantagens desse modelo em rela o aos testes de eleva o num t nel de vento real diferentes projetos de asas podem ser explorados sem que seja necess rio fabric las O t nel de vento virtual muito mais barato e a vizualiza o pode ser feita de v rios ngulos
70. a tarefa s poss vel se todos tiverem acesso s informa es do produto medida em que ele for gerado Necessita se portanto de uma rede computacional com softwares modeladores e bancos de dados para armazenar os modelos As caracter sticas da grande maioria dos softwares est o melhorando e promovendo cada vez mais um ambiente de engenharia simult nea Provavelmente a d cada de 90 consolidar os frutos resultantes dos esfor os de pesquisa atuais e anteriores Alguns problemas no entanto precisam ser resolvidos como o desempenho dos processadores Os modernos sistemas CAD utilizam computa o intensiva e gastam um tempo excessivo para elaborar um modelo qualquer A solu o parece ser construir m quinas com processamento paralelo ou seja com v rias CPUs trabalhando sumult neamente Quanto ao software os fabricantes est o trabalhando com bom n vel de confian a o que elimina a necessidade de prot tipos f sicos Em poucos anos os softwares ter o capacidade suficiente para projetar analisar testar e fabricar at mesmo prot tipos virtuais 20 Exerc cios Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Marque com X a resposta correta Exerc cio 1 A engenharia simult nea promove a predomin ncia de uma rea da empresa para gerar novos produtos b aumento dos custos de fabrica o c redu o dos custos mantendo a satisfa o do cliente
71. ada por meio de dep sitos atendidos por RGVs O trabalho nas esta es de carga realizado pelo homem O operador de acordo com um plano de produ o e contando com o aux lio de um RGV preenche o dep sito com a mat ria prima a ser processada Esta atividade embora tamb m possa ser automatizada por meio de rob s n o costuma dispensar o homem principalmente se grande o n mero de vari veis envolvidas como ocorre quando se fixam pe as em dispositivos para usinagem sistema flex vel de manufatura Integra o e comunica o Para que os equipamentos de produ o trabalhem de forma cooperativa necess rio que estejam integrados ou seja conectados a um controle central encarregado de comand los de forma harm nica Este controle central deve enviar ordens aos controladores de cada equipamento e deles receber informa es sobre o que se passa no processo de produ o n mero de pe as produzidas desgaste de ferramentas falhas de m quinas etc O controle central troca informa es com os controladores dos equipamentos de produ o por meio de uma rede de comunica o Os controladores s o computadores conversam por meio de sinais el tricos Assim uma rede de comunica o conta em primeiro lugar com cabos el tricos ligando os controladores Quando o volume de dados ou as dist ncias entre os equipamentos s o grandes podem se u
72. al deve ser comprovado no tecido sendo necess rio muitas vezes paralisar parte da produ o para se fazer uma prova f sica Com o sistema CAD CAM essa parada n o necess ria e todo o processo se torna mais r pido uma vez que as modifica es podem ser vistas na tela do monitor antes de serem enviadas para as m quinas espec ficas Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Exerc cio 1 Assinale V Verdadeiro ou F Falso para as afirma es a seguir a OssistemasCAPP podemser variantes generativos ou autom ticos b Ossistemas CAPP generativos baseiam se na tecnologia de grupo c A tecnologia de grupo compreende o conjunto de semelhan as f sicas ou produtivas para agrupar pe as d As CAPP autom ticos n o interagem com o CAD Exerc cio 2 Marque com X a resposta correta A atividade de p s processamento no software CAM gera a um arquivo de caminhos de ferramenta b o programa CNC propriamente dito c o estilo da linguagem CNC M quinas CNC uando seu neto contou que havia visto numa feira de tecnologia tornos trabalhando sozinhos seu Adamastor n o acreditou Riu com pouco caso e mergulhou novamente nas not cias do jornal Essa rapaziada acha que pode enganar um velho torneiro aposentado como eu pensou seu Adamastor Foi s quando Ant nio seu vizinho torneiro ainda na ativa contou a mesma hist ria que Adamastor ac
73. alho n o for bem coordenado o resultado pode ser desastroso Sabe se por exemplo que cerca de 80 dos recursos e consequentemente os custos associados s o comprometidos j na fase de projeto Al m disso se a pe a estiver muito distante do ciclo produtivo ser maior o custo de uma eventual mudan a de projeto Isso mostra como importante projetar corretamente F custo de uma s mudan a no T projeto o custo do projeto com rela o ao tempo TEMPO projeto manufatura s influ ncia do projeto no custo da pe a Aux lio do CAD Podemos introduzir os sistemas CAD como ferramentas de aux lio nas quatro ltimas etapas b sicas de um projeto realizando tarefas nas seguintes reas e modelamento geom trico e an lise de engenharia e revis o do projeto e documenta o Identifica o de uma Necessidade Y Defini o do Problema Y S ntese Modelamento 5 e Geom trico aplica o do computador y na atividade An lise e An lise de do projeto Otimiza o Engenharia Yy Avalia o Ro dg Projeto Y Apresenta o e Documenta o Modelamento geom trico O modelamento geom trico consiste numa descri o matem tica da geometria de um objeto que pode ser manipulado em forma de imagem num monitor gr fico O projetista constr i o objeto com tr s tipos de comandos b sicos comand
74. antes de disparo do triac Za nos quais a ZA conente atravessa motor aplica o de DIAC e TRIAC no controle de pot ncia de motores de corrente alternada Rede Uma pequena modifica o no circuito as da figura anterior permite at mesmo o aplica o de SCR no controle de pot ncia em motores de corrente 4 controle de pot ncia 7 P E de motores de cont nua usando a tens o alternada da rede corrente cont nua Coloca se um SCR no lugar do TRIAC e um diodo comum no lugar do DIAC Nos ltimos anos apareceram no mercado tiristores projetados para controlar pot ncias t o altas quanto 10 MW 10 000 000 watts capazes de suportar correntes em torno de 2 000 amp res com tens o de 1 800 volts De t o potentes esses componentes acabam tendo um aspecto externo que destoa um pouco dos componentes eletr nicos que em geral s o miniaturas pari para baisa pul rngia aha pol mica Dr 4 tiristores Circuitos digitais Os componentes e circuitos que estudamos at aqui se prestam bem ao acionamento e de forma razo vel ao controle de cargas el tricas Quando se requer um controle mais complexo s o necess rios circuitos capazes de trabalhar com mais vari veis el tricas indicando mais combina es Para facilitar a constru o dos circuitos com esta finalidade foram desenvolvidos sistemas que operam com apenas dois n veis de tens o um n vel baixo e outro alto Eles ap
75. as v lvulas e pist es por meio de tubula es a fim de realizar determinada tarefa damos ao conjunto o nome de circuito circuito pneum tico ou circuito hidr ulico conforme o caso O desenho do circuito chamado diagrama ou esquema um desenho simplificado feito com a utiliza o de s mbolos Cada componente do circuito representado por um s mbolo Examinando o diagrama poss vel compreender como funciona um circuito Um dos s mbolos mais importantes aquele usado para representar v lvulas Uma v lvula pode assumir v rias posi es dependendo do estado em que se encontra n o acionada acionada para a direita acionada para a esquerda etc Assim precisamos de s mbolos capazes de representar esses v rios estados da v lvula Vamos estudar esses s mbolos Cada posi o ou estado da v lvula representado por um quadrado No interior do quadrado representam se as passagens que est o abertas permitindo o fluxo de fluido e as que est o fechadas Na figura est representado um orif cio da v lvula fechado o orif cio R de Retorno de ar comprimido fechado E Quando um orif cio da v lvula se comunica com outro permitindo a passagem de fluido essa passagem representada por uma seta Essa passagem denomina se via E p R O orif cio P de Press o entrada de ar comprimido comunica se com o orif cio C que ser ligado a um Cilindro pneum tico permitindo devido diferen
76. avo trabalho for ado substitu ram a m o de obra no transporte de materiais e em atividades perigo sas O rob program vel foi projetado em 1954 pelo americano George Devol que mais tarde fundou a f brica de rob s Unimation Poucos anos depois a GM instalou rob s em sua linha de produ o para soldagem de carrocerias Ainda nos anos 50 surge a id ia da computa o gr fica interativa forma de entrada de dados por meio de s mbolos gr ficos com respostas em tempo real O MIT produziu figuras simples por meio da interface de tubo de raios cat dicos id ntico ao tubo de imagem de um televisor com um computador Em 1959 a GM come ou a explorar a computa o gr fica A d cada de 1960 foi o per odo mais cr tico das pesquisas na rea de computa o gr fica interativa Na poca o grande passo da pesquisa foi o desenvolvimento do sistema sketchpad que tornou poss vel criar desenhos e altera es de objetos de maneira interativa num tubo de raios cat dicos No in cio dos anos 60 o termo CAD do ingl s Computer Aided Design ou Projeto Auxiliado por Computador come ou a ser utilizado para indicar os sistemas gr ficos orientados para projetos Nos anos 70 as pesquisas desenvolvidas na d cada anterior come aram a dar frutos Setores governamentais e industriais passaram a reconhecer a import ncia da computa o gr fica como forma de aumentar a produtividade Na d cada de 1980 as pesquisas visaram
77. brica com a vantagem de poder executar essas opera es tantas vezes quantas quiser sem gasto de material sem sujeira e economizando tempo e dinheiro A realidade virtual est ainda num patamar inicial de desenvolvimento Portanto suas possibilidades s o enormes Como ferramenta de manu fatura ela permite simular a fabrica o de uma pe a mec nica tridi mensionalmente Os principais benef cios que a realidade virtual pode trazer aos usu rios s o detec o r pida e f cil de poss veis falhas num projeto corre o imediata com um custo baixo facilidade de apresenta o do projeto a outros grupos n o especialistas externos e internos mas que podem colaborar com pareceres sobre o virtual produto final visualizando o tridimensionalmente intera o entre os especialistas envolvidos no processo velocidade na execu o de tarefas Outro aspecto important ssimo em projetos de realidade virtual o de tornar mais f cil a manuten o das partes que comp em produtos mais complexos Os modelos virtuais pelo fato de poderem ser visualizados interna e externamente permitindo at panor micas e zooms de v rios ngulos d o uma no o exata do acesso para manuten o Quanto mais r pidas e precisas forem a manuten o e a reposi o de pe as danificadas de um produto menor ser o custo do trabalho Mas o uso de realidade virtual n o p ra nos testes e estudos feitos com os produtos propriamente ditos e n
78. cada vez mais compactos confi veis econ micos e precisos for ou o aprimoramento dos componentes mec nicos Para evitar que atritos e folgas afetem a precis o da m quina a ind stria mec nica desenvolveu componentes cada vez mais sofisticados Assim os fusos de perfil trapezoidal deram lugar ao fusos de esferas recirculantes Na figura a seguir esses fusos apresentam maior rendimento na transmiss o de esfor os mec nicos pois pequeno o atrito entre as esferas e as pistas da castanha e do fuso fusos e guias usados em m quinas ferramenta CNC As guias de deslizamento das m quinas tamb m foram substitu das por guias lineares mais precisas e eficientes A confiabilidade e vida til desses componentes tamb m maior em rela o aos fusos e guias tradicionais Trocadores de ferramentas Para aumentar a independ ncia do operador a grande maioria das m quinas ferramenta CNC equipada com dispositivos conhecidos como ATCSs sigla de Automatic Tool Changer ouseja Trocador Autom tico de Ferramentas O trocador autom tico de ferramentas retira uma ferramenta e coloca outra na posi o subsequente de usinagem O trocador trabalha com um carrossel onde s o montadas as v rias ferramentas participantes do processo de usinagem Existem v rios modelos de trocadores de ferramentas Nos tornos o carrossel normalmente chamado de torre Alguns exemplos de ATCs e magazines carross is porta ferram
79. cidade para acionar suas v lvulas Pode se usar um conjunto de v lvulas manuais acionadas pelo pr prio fluido sob press o para que a m quina execute seus movimentos e realize seu trabalho No entanto utilizando se v lvulas acionadas eletricamente os circuitos hidr ulicos e pneum ticos tendem a ficar mais simples Al m disso com o emprego crescente de computadores para controlar m quinas o uso de v lvulas acionadas eletricamente tornou se quase obrigat rio uma vez que as ordens enviadas pelo computador m quina s o sinais el tricos As v lvulas acionadas eletricamente s o normalmente chamadas solen ides v lvula solen ide pneum tica Solen ide um fio el trico enrolado num carretel E uma bobina Quando ligamos os terminais deste fio rede el trica digamos 110 volts acontecem alguns fen menos f sicos chamados eletromagn ticos gt Exerc cios Devido a esses fen menos a pe a denominada n cleo da bobina localizada na parte interna do carretel sofre a a o de uma for a magn tica e desloca se dentro do carretel O carretel uma pe a cil ndrica com v rias ranhuras radiais Quando se aciona a v lvula o carretel desloca se em movimento linear abrindo algumas passagens para o fluido e fechando outras Assim dependendo da posi o do carretelno interior da v lvula o fluido percorre um caminho ou outro O carretel apresenta movimento nos dois sentidos para a
80. da dese roletes atuador que entrela a P solen ide o fio atuando de 010101 acordo com a sinais da nos passo entrada luz passa luz A fita perfurada continha a combina o referente ao padr o de tecido desejado A perfura o permitia que alguns receptores de luz fossem sensibilizados e atuassem sobre os solen ides Os solen ides entrela am os fios para gerar o modelo desejado sinais provenientes dos sensores receptores A fita perfurada corresponde unidade de mem ria que armazena o modelo de tecido a ser produzido os sensores e receptores de luz s o as entradas os solen ides as sa das Com o avan o da eletr nica as unidades de mem ria ganharam maior capacidade permitindo armazenar mais informa es Os circuitos l gicos tornaram se mais r pidos compactos e capazes de receber mais informa es de entrada atuando sobre um maior n mero de dispositivos de sa da Chegamos assim aos microprocessadores UCPs respons veis por receber informa es da mem ria dos dispositivos de entrada e a partir dessas informa es desenvolver uma l gica para acionar sa das Controladores l gicos program veis Os controladores l gicos program veis CLPs s o equipamentos eletr nicos de ltima gera o utilizados em sistemas de automa o flex vel Permitem desenvolver e alterar facilmente a l gica para acionamento das sa das em fun o das entradas Desta form
81. de mensalidades exame m dico etc o computador envia um sinal para libera o da catraca elemento de acionamento e em seguida registra a ocorr ncia num banco de dados para consultas posteriores Outras aplica es O desenvolvimento de elementos sensores cada vez mais poderosos e o baixo custo do hardware computacional v m possibilitando aplicar a automa o numa vasta gama de equipamentos e sistemas Por exemplo Produtos de consumo e Eletroeletr nicos como videocassetes televisores e microcomputadores e Carros com sistemas de inje o microprocessada que aumentam o desempenho e reduzem o consumo de combust vel Ind strias mec nicas e Rob s controlados por computador e CAD CAM que integra ambientes de projeto e manufatura e CNC Bancos e Caixas autom ticos Comunica es e Chaveamento de chamadas telef nicas e Comunica es via sat lite e Telefonia celular e Correios Transportes e Controle de tr fego de ve culos e Sistemas de radar e Pilotos autom ticos e Sistemas autom ticos de seguran a Medicina e Diagn stico e exames O impacto da automa o na sociedade O processo de automa o em diversos setores da atividade humana trouxe uma s rie de benef cios sociedade A automa o geralmente reduz custos e aumenta a produtividade do trabalho Este aumento possibilita mais tempo livre e melhor sal rio para a maioria dos trabalhadores Al m disso a automa o
82. de a posi o de partida at a posi o final Sinal anal gico sinal cuja informa o pode identificar todos os valores de uma faixa dada Sinal digital sinal quantificado que indica a exist ncia ou n o de um evento 7 Sensores e seguran a no trabalho Ainda no caso do rob podemos tamb m utilizar um sensor digital para indicar se o trabalhador est ou n o numa rea perigosa Um dos sensores mais utilizados nesta aplica o o sensor ptico receptor de luz emissor de luz O e a ps a NAUA lt ys feixe direcionado Muitos equipamentos instrumentos e m quinas devem apresentar dispositivos sensores de seguran a Quanto mais autom ticas s o as a es desses mecanismos maior a seguran a As m quinas injetoras de pl stico autom ticas apresentam dispositivos de seguran a nas suas aberturas de acesso aos pontos de coloca o dos moldes Se uma das portas de seguran a se abrir os sensores indicam o fato ao controle da m quina e no mesmo instante ela p ra O mesmo ocorre com prensas de estampo que s atuam se perceberem por meio de uma cortina de sensores pticos que n o existe nenhum obst culo em seu campo de a o Al m disso o operador deve acionar dois sensores em pontos distintos com suas duas m os simultaneamente o que significa para o controlador da prensa seo operador acionou os dois dispositivos simultaneamente asm os dele e
83. de corrente cont nua constitu do de uma parte fixa e outra m vel A parte fixa que chamamos de estator possui pe as fixas sapatas polares em torno das quais se enrolam fios de cobre formando bobinas Com a passagem da corrente cont nua criam se p los magn ticos ao redor das pe as polares que substituem os m s apresentados na segunda figura do t pico Princ pio de funcionamento Duas escovas de grafita tamb m ficam presas ao estator e recebem os p los da tens o el trica cont nua que alimenta o motor A parte m vel chamada rotor pode girar em torno do estator pois as bobinas do estator s o percorridas por uma corrente el trica que chega at elas pelo comutador O fio movimenta se ao ser atravessado pela corrente e faz girar o rotor Isso acontece devido ao magnetismo dos campos permanentes do estator que exercem uma for a magn tica sobre os el trons em movimento no interior do condutor tentando modificar suas trajet rias o sentido da for a depende do sentido da corrente Ao girar o fio perde o contato com as escovas ligadas ao comutador Entretanto este movimento logo coloca um novo par de terminais de fio em contato com as escovas e o rotor continua em movimento O comutador funciona como uma combina o autom tica de chaves que mant m a corrente sempre no mesmo sentido no condutor Para inverter o sentido de rota o do motor basta inverter a polaridade da tens o el
84. de redu o detamanho dos circuitoseletr nicos Na mesma linha dos transistores que s o usados para acionar cargas de baixa e m dia pot ncia foram desenvolvidos outros dispositivos ou seja outros componentes eletr nicos para acionamento de cargas que exijam maior pot ncia Esses componentes diferem dos transistores por terem maior capacidade de dissipa o de calor e por permitirem acionar cargas que operam em corrente alternada Tiristores Retificador controlado de sil cio SCR Depois do diodo semicondutor de duas camadas apareceram componentes eletr nicos de tr s quatro e at cinco camadas semicondutoras Os tiristores s o componentes de quatro camadas PNPN utilizados em circuitos controladores e acionadores de diversas cargas como motores el tricos Entre os tiristores destaca se o SCR retificador controlado de sil cio que tem tr s terminais para conex o externa e o nodo ligado camada P da extremidade e oc todo ligado camada N da outra extremidade e aporta ou gate ligado camada P interna nodo O SCR alimentado com uma tens o positiva no nodo e negativa no c todo adquire uma resist ncia el trica elevada que evita a passagem de corrente Porta Por m quando uma tens o positiva aplicada porta mesmo que seja por um curto tempo come a a circular uma corrente que sai do c todo atravessa a regi o da porta e acaba sendo atra da pelo potencial positivo s mbolo do S
85. delo do objeto a ser executado Ou seja primeiro deve se fazer a an lise das poss veis solu es e depois a s ntese ou seja o projeto ou o modelo Espera se encontrar um modelo semelhante ao sistema f sico real Criando se um modelo mate m tico simplifica se o sistema f sico de modo que ele possa ser analisado A simplifica o de um modelo pode ser melhor entendida no exemplo da figura ao lado que mostra um cadinho contendo ferro em estado fundente esquema do cadinho Podemos determinar a massa apro modelo P o simplificado ximada do l quido simplificando sua geo metria original em um cilindro Avalia o A avalia o consta de uma prova final que visa verificar se um projeto est satisfat rio Normalmente a avalia o envolve o teste de um prot tipo em laborat rio O objetivo verificar se o projeto satisfaz realmente s necessidades estabelecidas Algumas perguntas devem ser respondidas O produto confi vel Sua fabrica o econ mica A manuten o simples O produto f cil de regular Um passo final e necess rio no processo do projeto apresent lo a outras pessoas A humanidade teria perdido muitos grandes projetos inven es e trabalhos criativos se os seus criadores n o tivessem sido capazes de explic los a outros As obras de Bach por exemplo n o teriam chegado at n s se ele n o as tivesse escrito e divulgado Um projeto de engenharia bem
86. dicionalmente usados em m quinas ferramenta essa n o sua nica aplica o Em princ pio qualquer m quina que deva ter seu posicionamento velocidade e acelera o controlados pode ser automatizada por meio deste tipo de controle Portanto m quinas controladas numericamente tamb m podem serencontradas AULA nas ind strias t xtil aliment cia de embalagens cal ados pl sticos etc Como j vimos um comando num rico tem a fun o de controlar 1 6 movimentos Uma m quina pode possuir v rios movimentos normalmente classificados em movimentos de transla o ou rota o Costuma se dizer que cada um desses movimentos um eixo da m quina associando se uma letra a ele Nas figuras a seguir temos uma mandriladora com os eixos X Y e Z correspondendo respectivamente aos movimentos longitudinal vertical e transversal e uma fresadora com quatro eixos lineares X Y Z e W e dois eixos rotativos Be n VA fresadora Ez Z A Embora uma m quina possa apresentar v rios movimentos nem sempre ela capaz de realizar todos ao mesmo tempo Assim a mandriladora da figura embora possua tr s eixos pode devido a restri es de hadware e software ser capaz apenas de realizar dois movimentos ao mesmo tempo Assim costuma se dizer nesse caso que embora a m quina possua fisicamente tr s ela na realidade uma m quina de dois eixos Logo eixo pode ser um
87. direita ou para a esquerda Al m do acionamento eletromagn tico utilizado nas v lvulas solen ides os acionamentos que comandam os movimentos do carretel podem ser e manual por meio de bot es alavancas ou pedais e mec nico por meio de batentes roletes e molas e pneum tico ou hidr ulico por meio do pr prio fluido As v lvulas e os pist es sozinhos t m pouca utilidade na automa o Para poderem realizar algum trabalho significativo v rios componentes de tipos variados devem ser montados juntos formando um conjunto v lvulas hidr ulicas bra o do trocador de ferramenta cilindro de posicionamento cilindro de angula o cilindro para avan o recuo do bra o componentes hidr ulicos utilizados num centro de usinagem computadorizado Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Marque com X a resposta correta Exerc cio 1 Para produzir energia mec nica a hidr ulica e a pneum tica usam respectivamente os seguintes fluidos a querosene e ar b g s carb nico e hidrog nio c merc rio e leo d leoear Exerc cio 2 Na ind stria obtemos ar comprimido por meio de a bombas pneum ticas b bombas hidr ulicas c compressores de ar d compressores de hidrog nio Exerc cio 3 Comprime se o leo com a compressores pneum ticos b rolos eletr nicos c pre
88. do motor normalmente existem campos magn ticos fixos criados por m s permanentes ou eletro m Rotor uma parte m vel do motor ligada ao eixo de transmiss o de movimento Nesta parte do motor normalmente existem bobinas percorridas por correntes el tricas que geram campos magn ticos Em fun o da polaridade os campos magn ticos submetem o rotor a for as de atra o e repuls o produzindo o movimento girat rio do rotor estator campo fixo campo vari vel A e for as atuando no rotor g sentido de rota o Coletor ou comutador esta parte do motor liga as bobinas rede el trica de modo que o rotor se movimenta sem curtos circuitos nos fios ligados rede el trica Bobinas s o enrolamentos de condutores percorridos por corrente el trica Devido ao fluxo de el trons os enrolamentos ficam submetidos a um campo magn tico que interage com o campo magn tico do estator gerando o movimento desejado Escovas s o contatos do comutador Em resumo o magnetismo de m s em movimento gera corrente el trica em circuitos fechados ou bobinas de condutores Tamb m ocorre o efeito contr rio corrente el trica num condutor gera magnetismo ao seu redor formando um campo magn tico Os motores s o constru dos para que se possa aproveitar os efeitos magn ticos da corrente el trica Motores de corrente cont nua Como voc pode ver na figura a seguir o motor
89. documentado compreende desenhos de fabrica o e de conjunto lista de materiais e normas para controle de qualidade Resumindo Aidentifica o de uma necessidade relaciona se com a identifica o de um problema que requer solu o O problema definido orienta o projeto nos seguintes aspectos especifica es t cnicas funcionais e operacionais plano de inves timentos padr es de qualidade custos etc A partir desses dados procedemos a uma an lise das poss veis solu es at que se obtenha a que melhor satisfa a a crit rios predeterminados A avalia o consta de testes do produto que permitam verificar seu desempenho Por ltimo elaboram se os desenhos detalhados de fabrica o de todos os componentes Fabrica o da pe a Vamos supor que temos o projeto de um pe o para jogo de xadrez e o desenho de fa brica o correspondente conforme a figura ao lado Nosso objetivo agora fabricar o pe o Vejamos as etapas b sicas da fabrica o Desenho de fabrica o do pe o 2 9 Planejamento A primeira tarefa consiste em planejar o processo de fabrica o do pe o Vamos selecionar e definir em detalhes os processos a serem executados numa pe a de acordo com as suas especifica es O planejamento de processo pode ser definido como o ato de preparar instru es de opera o detalhadas para transformar um desenho de engenharia em produto final
90. dor de uma rede de comunica o serve outros computadores com informa es armazenadas em suas unidades de mem ria Ele deve ter alta capacidade de mem ria secund ria winchester e possibilitar comunica o e processamento com rapidez uma vez que diversos computadores devem ser servidos simultaneamente 11 Exerc cios Os computadores industriais apresentam caracter sticas f sicas diferentes em rela o aos utilizados em escrit rios T m prote o contra poeira aliviadores de vibra o al m de fonte de alimenta o mais resistente a ru dos e varia es de tens o da rede Estes computadores s o utilizados normalmente em sistemas automatiza dos junto a Controladores L gicos Program veis e a Sistemas Integrados de Manufatura Aquisi o de um microcomputador Em fun o da diversidade de microcomputadores a escolha de um equipamento deve levar em conta v rios aspectos capacidade facilidade de uso disponibilidade de programas confiabilidade e expansividade Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Marque com X a resposta correta Exerc cio 1 Os computadores s o equipamentos que a atingiram seu pice de desenvolvimento sem possibilidade de maior evolu o b foramdesenvolvidos com a mesma concep o desde a suainven o c passam por um processo de desenvolvimento como todos os equipamentos e ainda assim podem ser aprimorados
91. e n o se sinta abandonado enquanto espera os resultados fun es CO UCP aritm ticas PROCES complexas SADOR As unidades de mem ria Todas as informa es que s o processadas pela UCP e pelo co processador se houver devem estar armazenadas em dispositivos denominados unidades de mem ria As unidades de mem ria classificam se em dois grupos unidades de mem ria prim ria e secund ria Unidades de mem ria prim ria S o circuitos integrados localizados no gabinete do microcomputador Normalmente s o representadas por megabytes ou seja por milh es de bytes armazenados Como a UCP processa as informa es dispon veis na mem ria grande parte do tempo do processamento despendido na troca de informa es entre esses componentes Portanto a velocidade do microcomputador depende da UCP mas n o exclusivamente uma vez que a mem ria deve ser r pida o suficiente para garantir o bom desempenho da UCP Do ponto de vista do usu rio os programas existem como camadas descritas na figura a seguir USU RIO OATI y ar L I Y o E E C Fai o AR ZG n DN Hi z F Fa DN E i 1 la l e o VE Aa UCP E E i z 10 Unidades de mem ria secund ria As unidades de mem ria secund ria s o dispositivos capazes de armazenar grande quantidade de informa es sem que elas se percam quando se desliga a alimenta o do microcomputador Normalmente essas un
92. e leo no c rter e o sistema de freios e os sistemas mais modernos que indicam que as portas est o abertas e que o cinto de seguran a n o est sendo utilizado Um problema 7 Sensor dispositivo de entrada que converte um sinal de qualquer esp cie em outro sinal que possa ser transmitido ao elemento indicador para que este mostre o valor da grandeza que est sendo medida Podemos afirmar que todos os sistemas que necessitam de algum tipo de controle requerem sensores para fornecer informa es ao controle Nesses exemplos pode se observar que a fun o do sensor indicar o valor ou a condi o de uma grandeza f sica ou seja sensori la para que se possa exercer controle sobre ela No caso do tanque de gasolina o sensor funciona como indicador para o motorista abastecer o reservat rio com combust vel sensor indicador reservat rio Princ pio de funcionamento O sensor um dispositivo capaz de monitorar a varia o de uma grandeza f sica e transmitir esta informa o a um sistema de indica o que seja intelig vel para o elemento de controle do sistema O term metro um sistema de indica o que tem como elemento sensor o merc rio A grandeza f sica a ser medida a temperatura e a grandeza f sica do elemento sensor que varia proporcionalmente com a varia o da temperatura o seu volume pois o merc rio se dilata com o aumento da temperatura
93. e para comandar certos detalhes do hardware n o conhecidos pela maioria dos usu rios Faz parte desta categoria por exemplo o programa que inicia a opera o do computador estabelecendo o modo inicial de funcionamento dos chips program veis quando se liga a m quina Os sistemas b sicos encontram se em mem rias que n o se perdem quando se desliga a m quina Sistemas operacionais Esta segunda categoria de software possibilita ao usu rio um uso m nimo da m quina S o programas denominados sistemas operacionais pois permitem operar a m quina ainda que em n vel b sico Encontram se em disco Para serem executados os sistemas operacionais devem ser copiados do disco para a mem ria O sistema b sico faz essa c pia durante o in cio da opera o do computador Como o software h muitos anos virou um produto comercial os sistemas operacionais s o conhecidos pelas suas marcas registradas S o exemplos de sistemas operacionais usados no pa s MS DOS sistema operacional em disco da Microsoft Windows tamb m da Microsoft OS 2 da IBM UNIX da Bell Mac OS da Apple O usu rio interage com o sistema operacional por meio de comandos Em sistemas operacionais gr ficos como Windows e OS 2 os comandos s o dados com um dispositivo apontador do tipo mouse normalmente sobre figuras na tela do computador Nos sistemas n o gr ficos como o MS DOS deve se digitar no teclado o nome do comando necess rio pa
94. e os esfor os mec nicos s o muito maiores Como esses cilindros realizam opera es repetitivas deslocando se ora num sentido ora em outro devem ser projetados e constru dos de forma cuidadosa para minimizar o desgaste de componentes e evitar vazamento de fluidos aumentando assim sua vida til tampa da anel amortecedor mbolo do extremidade flutuante amortecedor da haste ES SL IEIDDVIGIS POSSAS DOIAISDINO IISOAILENVISA INS DM E MI raspador da li nis retentor veda o tirante da haste tampa vista em corte de um cilindro hidr ulico Os cilindros comp em se normalmente de um tubo cuja superf cie interna polida um pist o ou mbolo fixado a uma haste e duas tampas montadas nas extremidades do tubo Em cada uma das tampas h um orif cio por onde o fluido sob press o entra no cilindro e faz com que o pist o seja empurrado para um lado ou para outro dentro do tubo Entre as v rias pe as fixas ou m veis que comp em o conjunto existem veda es de borracha ou outro material sint tico para evitar vazamentos de fluido e entrada de impurezas e sujeira no cilindro Essas veda es recebem nomes diferentes de acordo com seu formato localiza o e fun o no conjunto Assim temos retentores an is raspadores e an is O entre outros Em alguns casos como se pode ver no lado direito do cilindro da figura anterior utilizam se amo
95. egrado 7400 com quatro portas N O E Os pinos de alimenta o comuns para todas as portas s o o 14 VCC que deve receber o p lo positivo da fonte de 5 volts e o 7 GND que receber o negativo circuito integrado 7400 Teste seus conhecimentos Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Exerc cios Exerc cio 1 Assinale V Verdadeiro ou F Falso para as seguintes afirma es sobre os tiristores a oSCR possui tr s terminais nodo c todo e porta b o DIAC possui dois terminais nodo e porta c o TRIAC n o possui o terminal porta d sendo um componente bidirecional o TRIAC serve para controlar corrente alternada Marque com X a resposta correta Exerc cio 2 considerado procedimento correto de disparo do SCR a ligar o SCR diretamente na rede el trica b aplicar uma tens o el trica positiva e suficiente entre porta e c todo com uma tens o positiva entre nodo e c todo d submeter o SCR a uma elevada tens o negativa entre nodo e c todo e ligar um DIAC porta do SCR Exerc cio 3 Se as entradas A e B de uma porta l gica est o com os n veis 0 e 1 A 0 B 1 marque 1 ou 0 conforme ficar sua sa da se esta porta for a OU b E co N O d OU EXCLUSIVO Exerc cio 4 Circuitos integrados s o a qualquer circuito eletr nico desde que seja pequeno b circuitos com milh es de t
96. ema Rob s industriais Jew da embaixada de um pa s europeu amanheceu com uma bomba estrategicamente colocada em sua porta de entrada Todas as emissoras de televis o da cidade miraram suas lentes no encarregado de desarmar o mecanismo Ao inv s de pernas o encarregado tinha esteiras no lugar dos olhos uma c mera de v deo E para completar dois bra os mec nicos Era um tipo de rob que por ser comandado a dist ncia conhecido como teleoperador Aproximou se do local guiado por controle remoto por um especialista em explosivos De longe com a ajuda de alavancas bot es e uma tela de televis o o especialista iniciou seu trabalho Mas alguma coisa deu errado Alguns minutos depois a bomba explodiu transformando o rob num amontoado fumegante de a o retorcido O especialista ficou assustado Devia sua vida quela m quina Contribui o Os rob s industriais seguem o mesmo princ pio de controle das m quinas ferramenta CNC mas sua estrutura mec nica bastante diferente Alguns conceituam rob como um manipulador mec nico reprogram vel Para outros o rob um mecanismo autom tico universal Seja como for a id ia principal a de que os rob s s o m quinas controladas numericamente destinadas a executar uma grande diversi dade de opera es m quina universal A maior parte dos rob s espalhados pelo mundo desenvolve atividades de soldagem manipula o de pe as e pintura
97. enadas dos pontos da ferramenta com rela o pe a O formul rio utilizado para preparar a fita NC ou os cart es perfurados que ser o lidos posteriormente pelo comando da m quina A programa o assistida por computador pode ser feita diretamente no terminal do computador de forma interativa por meio de di logos Assim transfere se parte do trabalho para o computador O programa de gera o interativa que surgiu nos anos 80 permite ao programador executar o programa de forma gr fica no monitor visualizando os percursos das ferramentas e os deslocamentos da pe a A codifica o executada automaticamente sem participa o do programador A estetipo de programa o costuma se associar os sistemas CAM Vejamos como ocorre o fluxo de informa es num sistema CAM como base da programa o CNC tomando como refer ncia a pe a representada Identifica o do Programa l aa l Ponto de troca l Identifica o de ferramenta l Sele o de par metros Opera o Ponto de troca 4 Parada do Programa he A S estrutura b sica de um programa CNC Desenho no CAD Y Gera o dos Caminhos de Ferramenta Formato da P s linguagem CNC processamento gt Programa CNC Plano de ferramentas Edi o do programa Comunica o M
98. encomenda Normalmente trata se de um lote unit rio ou seja composto por um nico produto O caso t pico o da noiva que contrata uma costureira para fazer seu vestido de casamento Ela deseja algo exclusivo que retrate sua personalidade e ressalte suas qualidades Para isso ter que pagar mais e esperar mais tempo do que se comprasse um vestido pronto numa loja do ramo Come ou se ent o a estudar a viabilidade de m todos de fabrica o que aliassem o baixo custo e o prazo de entrega da produ o em massa com o respeito aos desejos ntimos do consumidor t pico da produ o sob encomenda Esse meio termo constitu do pela chamada produ o em lotes com quantidades inferiores a 50 pe as necessitava de formas de produ o mais flex veis E flexibilidade ou seja capacidade de se adaptar rapidamente a mudan as justamente a caracter stica principal de uma m quina chamada computador Embora um sistema de fabrica o flex vel n o precise necessariamente de computadores sua presen a se bem explorada acaba por aumentar a efici ncia de produ o Em muitos casos a flexibilidade propiciada pela utiliza o A ORTA Um problema dos computadores acaba se tornando at um fator de sobreviv ncia da empresa em face da concorr ncia cada vez maior Sistemas flex veis de manufatura Apalavra sistema significa um conjunto de elementos interligados destinados a uma determinada fun o No nosso caso es
99. entas podem ser vistos na figura abaixo modelos de trocadores de ferramentas e magazines utilizados em tornos e centros de usinagem O magazine carrossel porta ferramentas e o trocador de ferramentas diferenciam as fresadoras dos chamados centros de usinagem Nos centros de usinagem a troca de ferramentas realizada automaticamente Essa evolu o em rela o s fresadoras faz dos centros de usinagem as m quinas mais importantes para a implementa o de sistemas de usinagem automatizados Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Marque com X a resposta correta Exerc cio 1 As c lulas de torneamento constituem uma a forma antiga de torneamento b unidade de tornos c minif brica de pe as torneadas d t cnica de tornear Exerc cio 2 Apesar da evolu o da automa o ainda necess rio a desenvolver programas para controle b mecanizar os processos autom ticos c perfurar cart es d recortar pe as Exerc cio 3 No controle manual de um torno mec nico deve haver interfer ncia do a operador b comando c computador d rel gio comparador Exerc cio 4 Os comandos num ricos computadorizados t m a fun o de a produzir gr ficos b numerar pe as c controlar movimentos das m quinas d registrar produtos 16 Exerc cios A UILA Um probl
100. es el tricos Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Exerc cios Exerc cio 1 Assinale V Verdadeiro ou F Falso diante das afirma es a seguir sobre motores a b o el tricos de corrente cont nua devem ser alimentados com tens o el trica cont nua seu rotor deve ser energizado com corrente alternada mudam o sentido do giro quando se invertem os p los da tens o cont nua aplicada d podem ser ligados diretamente na rede el trica Exerc cio 2 Associe corretamente a primeira coluna segunda a Estator 1 Recebe a tens o el trica que alimenta o b comutador Rotor 2 Parte fixa do motor c Comutador 3 Parte m vel do motor 4 Funciona como uma esp cie de chave d Escovas autom tica para os fios do rotor Exerc cio 3 Marque com X a alternativa que aponta a principal diferen a entre o motor de corrente alternada universal e o motor de indu o a b o d Exerc cio 4 o motor de indu o n o possui estator enquanto o motor universal possui o motor de indu o tem rotor bobinado enquanto o motor univer sal n o tem omotor deindu o n o necessita de corrente el trica para funcionar enquanto o motor universal necessita de corrente no motor de indu o a corrente no rotor induzida pelo campo magn tico vari vel do estator enquanto no motor universal a corrente vem da
101. feixe de luz vis vel ou n o entre um transmissor e um receptor para gerar um trem de pulsos proporcional ao deslocamento do dispositivo que est acoplado ao disco encoder rotacional ou r gua encoder linear O encoder linear permite medir um deslocamento ao longo de um eixo o encoder rotacional proporciona a indica o de um deslocamento angular ao redor de um eixo disco raiado controle do sistema receptor rotacional c digo bin rio detetores referente a cada deslocamento Ultra som um sensor eletrost tico que emite impulsos periodicamente e capta seus ecos resultantes do choque das emiss es com objetos situados no campo de a o A dist ncia do objeto calculada por meio do tempo de atraso do eco em rela o ao momento da emiss o do sinal transdutor de ultra som transmissor eco De proximidade indutivos e capacitivos s o sensores que se valem das leis de indu o eletromagn tica de cargas para indicar a presen a de algum tipo de material que corresponda a certa caracter stica campo magn tico CN AN 7 N N sensor indutivo a X ne l 1 il E RD ti NN pi 1 NATAN Fi detecta a presen a de campo magn tico Piezoel tricos s o sensores que se valem das caracter sticas que certos materiais t m de gerar uma tens o el trica proporcional deforma o f sica a que s o submetidos Normalmente s o constitu dos de
102. ficos com imagens coloridas Outra caracter stica importante dos monitores sua resolu o ou seja o n mero de pontos por polegada quadrada Quanto maior o n mero de pontos maior a resolu o Os monitores s o caracterizados por padr o de sincronismo n mero de cores e padroniza o da interface com o microcomputador Recebem diversas denomina es EGA CGA VGA e SVGA Outro perif rico importante e muito utilizado s o as impressoras que tamb m foram sofrendo altera es e atualiza es para se tornarem mais compactas confi veis silenciosas e eficientes As impressoras mais utilizadas ainda s o as matriciais que utilizam sistema de batimento de cabe a em fita colorida sobre o papel as de jato de tinta e as lasers As impressoras a jato de tinta e a laser v m substituindo as matriciais devido qualidade de impress o velocidade e por serem silenciosas Hoje j usamos impressoras coloridas e a jato de cera que produzem trabalhos art sticos de excelente qualidade Atualmente alguns computadores est o acoplados a tantos acess rios que podem ser usados como gravador reprodutor de discos lasers secret ria eletr nica e fax Computadores para aplica es especiais Devido diversidade de aplica es dos computadores muitos deles apresentam tantas caracter sticas espec ficas que passam a ser considerados especiais como os servidores de rede os computadores industriais etc O computador servi
103. forma es importantes para o controle do motor Motores el tricos utilizados em ciclos de realimenta o normalmente j v m com sensoriamento acoplado ao seu eixo Neste caso o motor passa a receber a designa o de servomotor pois torna se um escravo total do ciclo de realimenta o Existem servomotores de corrente cont nua e decorrente alternada Ao receber os sinais el tricos dos sensores o m dulo de controle opera de modo a variar a pot ncia el trica do motor Isto costuma ser feito alterando se os valores das tens es el tricas entregues ao motor ou ainda controlando se o tempo durante o qual o motor recebe essas tens es Hoje o elemento de compara o constru do por meio de computador ou no m nimo com dispositivo eletr nico com caracter sticas de computador O computador deve estar preparado com um programa capaz de receber sinais na forma de tens es el tricas compar los com valores preestabelecidos e devolver sinais para o controle assumir as a es necess rias em rela o ao motor partir acelerar desacelerar parar conforme o caso Motor de passos Os ciclos de realimenta o que incluem sensores para indicar a posi o e a velocidade do motor tornam complicado aquilo que parecia simples Para girar um motor at uma determinada posi o com velocidade controlada s o necess rios equipamentos sofisticados Entretanto existe um tipo de motor que como veremos n o requer
104. hecimentos respondendo os exerc cios Depois confira suas respostas com as do gabarito Exerc cio 1 Exerc cios Relacione a primeira com a segunda coluna a Sistemas b sicos 1 Permitem a opera o do compu tador etraz outros programas para b Sistemas operacionais a mem ria 2 Programas espec ficos para deter c Aplicativos minadas tarefas como os editores de texto 3 Permitem a inicia o da m quina Exerc cio 2 Assinale V Verdadeiro ou F Falso para as afirma es sobre sistemas operacionais a sem eles os computadores n o funcionam b Lotus 123 e Dbase s o exemplos de sistemas operacionais c permitem a opera o dos computadores ainda que em n vel b sico d comunicam se com o usu rio por meio de comandos digitados no teclado ou por meio de tela gr fica e dispositivo apontador Exerc cio 3 Relacione a primeira com a segunda coluna Aplicativos Fun es a Editores de texto 1 Elabora o de livros como este b Programas de aux lio ao que voc est lendo projeto 2 Produ o de programas para c Programas de aux lio manu usinagem em m quinas CNC fatura 3 Comunica o com redes como d Programas de comunica o a Internet 4 Confec o de desenhos t cnicos Marque com X a resposta correta Exerc cio 4 A fun o de um programa interpretador a traduzir instru es da UCP para uma linguagem qualquer b exec
105. hou que aquela conversa do seu neto talvez n o fosse t o fant stica assim Pois Adamastor foi da noite para o dia Agora a f brica s tem tornos computadorizados Dizem que um tal de comando num rico ou sei l o qu Disseram que para concorrer com os produtos importados s assim mesmo Automatizando Ou se modernizavam ou a f brica acabava sendo engolida pelos americanos alem es e japoneses Controle de m quinas O homem sempre criou utens lios para facilitar sua vida A medida que aumentava seu conhecimento dos fen menos da natureza crescia tamb m a complexidade desses utens lios que evolu ram at se tornarem m quinas Para tornear uma pe a por exemplo partimos de dispositivos rudimentares progredimos por meio de tornos mec nicos manuais tornos acionados por motores el tricos tornos autom ticos com controle mec nico tornos computadorizados e chegamos s chamadas c lulas de torneamento uma verdadeira minif brica de pe as torneadas Tornos autom ticos com controle mec nicos C lulas Tornos de computadorizados torneamento Tornos mec nicos evolu o do processo de torneamento NO O ESA Um problema 16 Todas as m quinas devem ter seu funcionamento mantido dentro de condi es satisfat rias de modo a atingir com xito o objetivo desejado A forma primitiva de controle a manual O homem por meio de seu c rebro e seu corpo controla as vari veis envol
106. iado Automaticamente RGV Rail Guided Vehicle ou seja Ve culo Guiado por Trilho Os AGVs s o pequenos carros sobre rodas Eles apresentam um suporte para carga composto por mecanismos de eleva o correntes correias ou simplesmente por roletes sobre os quais disposto o pallet que uma base de sustenta o do material exemplo de um AGV Os RGVs s o ve culos guiados por trilhos como mostra a figura exemplo de um RGV Normalmente o sistema de controle deste tipo de ve culo mais simples uma vez que sua trajet ria j se encontra predefinida pelo pr prio trilho Os RGVs s o muito utilizados para carga e descarga de pallets em armaz ns verticais RGV trabalhando num armaz m vertical Esteiras transportadoras Embora n o sejam t o flex veis como os AGVs e RGVs as esteiras transportadoras como a apresentada abaixo s o meios baratos de transportar materiais por trajet rias fixas pr EA Sa exemplo de esteira transportadora As esteiras podem ser de v rios tipos correias correntes roletes etc S o utilizadas h muito tempo desde a introdu o das linhas de produ o Existem em sistemas r gidos de produ o onde a diversidade de produtos pequena Apesar disso costumam aparecer como componentes acess rios em sistemas flex veis de manufatura 16 Armazenamento A atividade de armazenamento tamb m pode ser automatiz
107. idade de medida o amp re Corrente alternada movimento ordenado de cargas el tricas por m com sentido que muda de um instante para outro A frequ ncia com que a corrente alternada muda de sentido depende do tipo de gerador utilizado Outra coisa que Faraday percebeu usando instrumentos sens veis ao movimento dos el trons foi que afastando se o m do circuito o sentido da corrente mudava Assim com movimentos de aproxima o e afastamento do m produziu se pela primeira vez uma corrente el trica que mudava de sentido Isto recebeu o nome de corrente alternada As usinas geradoras de energia el trica s mbolo do produzem tens o e corrente alternadas gerador de A tens o O s mbolo de um gerador de tens o alternada alternada mostrado na figura ao lado Este o tipo de tens o que encontramos nas tomadas de nossas resid ncias e f bricas Observe que n o existe defini o de qual yi seja o p lo positivo ou negativo O que de fato ocorre que a polaridade da tens o alternada se NN tomada inverte v rias vezes a cada segundo No Brasil NO de tens o gra as velocidade com que giram as turbinas ausinada das nossas hidrel tricas a polaridade da tens o alternada se inverte 60 vezes a cada segundo As m quinas que necessitam de corrente cont nua devem possuir um dispositivo capaz de converter a tens o alternada recebida da rede el trica para a tens o cont
108. idades de mem ria s o magn ticas e por isto bastante lentas Os programas armazenados nas mem rias secund rias quando solicitados pelo usu rio devem ser copiados pela UCP na mem ria RAM Desse modo o usu rio pode acessar os programas rapidamente alter los e e posteriormente armazen los nas unidades de mem ria secund ria Armazena por tempo indefinido Alta capacidade de P armazenamento R pida para MEMORIA MEMORIA acesso PRIMARIA SECUNDARIA Lenta para acesso Armazena o programa para utiliza es e altera es As unidades de mem ria secund ria s o os chamados discos flex veis discos r gidos winchesters CD ROMs fitas DAT entre outros A interface com o meio externo Todo microcomputador deve apresentar os resultados dos seus processos internos e tamb m receber informa es do usu rio Esta troca de informa es entre o meio interno e o meio externo do microcomputador feita por interfaces denominadas dispositivos de entrada e sa da UCP Essencial para o mem ria prim ria 9 funcionamento do interfaces microcomputador unidades secund rias de mem ria perif ricos Tan Esses dispositivos sao res pons veis pela convers o dos sinais digitais que a UCP processa em outros sinais que podem ser considerados pelo usu rio como imagens no monitor de v deo ou como textos impressos numa impressora monitor de v deo O teclado e o monit
109. in cio H duas bobinas no estator uma de fio mais grosso e com grande n mero de voltas a bobina principal e outra de fio mais fino e com poucas voltas usada somente na partida Este motor gira porque h uma diferen a entre os magnetismos gerados nas bobinas Enquanto a bobina auxiliar est operando o magnetismo decorrente da diferen a entre as duas bobinas vai mudando de posi o e fazendo o rotor girar Depois da partida um interruptor autom tico existente no motor corta a corrente da bobina auxiliar e o motor continua funcionando normalmente apenas com o magnetismo da bobina principal Motores de indu o de anel t m pot ncia m xima na faixa dos 300 watts e s o usados para acionar cargas leves Os de bobina auxiliar chegam a 600 watts E por encomenda pode se obter motores de pot ncia ainda maior M quinas trif sicas Os motores de corrente alternada de que tratamos at aqui funcionam com uma s tens o el trica 110 V 220 V ou outras Estas tens es s o aplicadas por meio de dois fios um deles chamado fase e o outro neutro Motores que funcionam assim s o chamados monof sicos Asturbinas das hidrel tricas produzem tr s tens es porque t m tr s bobinas com seus centros distanciados cerca de 120 graus um do outro As tens es se apresentam em tr s fases e suas varia es s o descompas sadas atrasadas umas em rela o s outras embora variem sempre no mesmo ritmo 60 vezes por segundo
110. integra o e ou automatiza o dos diversos elementos de projeto e manufatura com o objetivo de criar a f brica do futuro O foco das pesquisas foi expandir os sistemas CAD CAM Projeto e Manufatura Auxiliados por Computador Desenvolveu se tamb m o modelamento geom trico tridimensional com mais aplica es de engenharia CAE Engenharia Auxiliada por Computador Alguns exemplos dessas aplica es s o a an lise e simula o de mecanismos o projeto e an lise de inje o de moldes e a aplica o do m todo dos elementos finitos Hoje os conceitos de integra o total do ambiente produtivo com o uso dos sistemas de comunica o de dados e novas t cnicas de gerenciamento est o se disseminando rapidamente O CIM Manufatura Integrada por Computador j uma realidade 1 Programas tamb m chamados softwares s o conjuntos de instru es l gicas sequencialmente organizadas Indicam ao controlador ou ao computador o que fazer Componentes da automa o A maioria dos sistemas modernos de automa o como os utilizados nas ind strias automobil stica e petroqu mica e nos supermercados extremamente complexa e requer muitos ciclos de realimenta o Cada sistema de automa o comp e se de cinco elementos e acionamento prov o sistema de energia para atingir determinado objetivo E o caso dos motores el tricos pist es hidr ulicos etc e sensoriamento mede o desempenho do sistema de a
111. iro por exemplo n o precisaria ser transformado num operador de esta o de carga Provavelmente seria aproveitado em outra fun o mais digna de seus conhecimentos E outro oper rio de fun o menos especializada seria treinado para operar a esta o de carga Se a fun o da automa o industrial de fato auxiliar no progresso do homem parece que este um caminho satisfat rio Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Marque com X a resposta correta Exerc cios Exerc cio 1 O contr rio de uma produ o em massa pode ser a produ o a ems rie b exclusiva c com intervalos d em lote Exerc cio 2 A manufatura se tornou flex vel com a presen a do a rob b computador c CNE d controle program vel Exerc cio 3 Uma das formas de representar a produ o chama se a fluxograma b diagrama c cronograma d sociograma Exerc cio 4 O conjunto formado por torno CNC rob industrial homem e dispositivos acess rios recebe o nome de a sistema de torno b c lula unit ria c c lula de torneamento d sistema sensorial Exerc cio 5 O meio mais barato de transportar materiais segundo trajet rias fixas denomina se a carregamento b esteira transportadora c rolamento d carriola A UILA Um problema Realidade virtual um recurso para
112. istida por Computador A Manufatura Assistida por Computador CAM consiste no uso de sistemas computacionais para planejamento gerenciamento e controle de opera es de uma f brica O CAM pode ser classificado em duas grandes categorias e Sistemas computadorizados de controle e monitora o neste caso o computador liga se diretamente ao processo a ser monitorado ou controlado e Sistemas de suporte da produ o trata se de uma aplica o indireta O computador utilizado como ferramenta de suporte para as atividades de produ o n o havendo interface direta do computador com o processo de manufatura Alguns exemplos do CAM como suporte de manufatura s o programa o CNC de pe as por software planejamento e programa o da produ o planejamento de necessidades de material MRP de controle de ch o de f brica etc Programa o CNC Todos os sistemas baseados em computador s o operados por meio de um conjunto de instru es estabelecidas previamente Essas instru es comp em um programa e quando s o postas em pr tica constituem uma programa o Nocasoespec fico de uma m quina CNC o programa feito com frequ ncia para usinagem de um componente ou pe a As instru es s o apresentadas ao comando da m quina na ordem em que o programador precisa delas para realizar o trabalho O programa CNC transmite m quina a geometria da pe a e as informa es relativas movimenta o das ferra
113. jamento O planejamento de processo pode ser estruturado com base em tr s formas variante ou por recupera o generativa e autom tica Forma variante ou por recupera o Os sistemas CAPP que utilizam esta t cnica da forma variante baseiam se numa classifica o pr via das pe as e de sua codifica o conforme as semelhan as que apresentem Estas semelhan as podem ser de car ter geom trico ou de processo de fabrica o O agrupamento das pe as segundo um desses dois modos chamado tecnologia de grupo P P Pe a 1 Pe a 2 Toler ncia 0 01 Toler ncia 0 001 A o carbono A o inox Quantidade 100000 ano Quantidade 100 ano pe as com semelhan as geom tricas pe as com semelhan as de fabrica o No emprego da forma variante cada pe a produzida na f brica agrupada em fam lias segundo caracter sticas de manufatura Para cada fam lia de pe as faz se um plano de processo padr o que armazenado no computador e ampliado com novas pe as da mesma fam lia Tecnologia de grupo TG uma t cnica de manufatura em que se agrupam pe as semelhantes para obter vantagens no projeto e na manufatura 15 Forma generativa A forma generativa de planejamento de processos consiste na gera o de um plano de trabalho a partir de uma base de dados que cont m informa es do projeto O plano gerado sem interven o do operador Ao receber o desenho da pe
114. l minas de quartzo ou de material cer mico recobertas por um filme met lico condutor A l mina ao ser submetida a uma tens o externa for a produz uma tens o el trica E 0 Press o externa Az AZ deforma o gt deforma o AV AV proporcional a A Z AV O uso de c meras de vis o artificial no ch o das f bricas tem aumentado rapidamente contribuindo para garantir a qualidade final do produto Os sensores do sistema de vis o artificial s o as c meras que captam a imagem A capacidade que a c mera tem de converter o sinal ptico em sinal el trico muito importante nesse tipo de aplica o I 328M445 C computador monitor REEE oralizador A D software de controle c mera Matriciais pele artificial s o sensores formados pela associa o de sensores anal gicos ou digitais em forma de matriz dispostos lado a lado 7 linhas condutivas Cabe ressaltar que a resolu o dada pelo PRESS O APLICADA espa amento entre os elementos que comp em a matriz e que esse tipo de sensor ainda se encontra em fase de desenvolvimento Portanto ainda n o total mente confi vel borracha condutiva colunas condutivas isolante Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Exerc cios Marque com X a resposta correta Exerc cio 1 Um sensor capaz de a converter uma va
115. libera a mem ria para que novos aplicativos possam entrar A Tabela 1 relaciona os principais aplicativos TABELA 1 APLICATIVOS USO EXEMPLOS DE MARCAS UTILIT RIOS Organiza o dos dados Norton manuten o identifica o e PCTools remo o de programas nocivos v rus de computador e outras fun es operacionais PROGRAMAS DE Comunica o entre m quinas Netware COMUNICA O ponto a ponto e por interm dio Navigator de redes de computadores Internet Explorer continua continua o EDITORES DE TEXTO Elabora o de textos em CartaCerta geral tais como cartas Word memorandos programas F cil de computador etc Permitem a edi o de aspectos visuais dos documentos EDITORES GR FICOS Elabora o e edi o de PageMaker desenhos art sticos Ventura Publisher PLANILHAS ELETR NICAS Elabora o de c lculos Excell matem ticos sobre tabelas de Lotus 123 n meros Com os n meros Quatro Pro permite a constru o de gr ficos BANCOS DE DADOS Armazenamento e controle Dbase de informa es tais como FoxPro folha de pagamentos estoque Access de materiais e cadastros LINGUAGENS DE Elabora o de programas TurboC PROGRAMA O para computadores Turbo Pascal Visual Basic PROGRAMAS DE AUX LIO AO Confec o de desenhos de AutoCad PROJETO CAD projetos em diversas reas Cadkey mec nica eletr nica ci
116. m na pr hist ria Inven es como a roda o moinho movido por vento ou for a animal e as rodas d gua demonstram a criatividade do homem para poupar esfor o Por m a automa o s ganhou destaque na sociedade quando o sistema de produ o agr rio e artesanal transformou se em industrial a partir da segunda metade do s culo XVIII inicialmente na Inglaterra Os sistemas inteiramente autom ticos surgiram no in cio do s culo XX Entretanto bem antes disso foram inventados dispositivos simples e semi autom ticos Devido necessidade de aumentar a produ o e a produtividade surgiu uma s rie de inova es tecnol gicas e m quinas modernas capazes de produzir com maior precis o e rapidez em rela o ao trabalho feito m o e utiliza o de fontes alternativas de energia como o vapor inicialmente aplicado a m quinas em substitui o s energias hidr ulica e muscular Por volta de 1788 James Watt desenvolveu um mecanismo de regulagem do fluxo de vapor em m quinas Isto pode ser considerado um dos primeiros sistemas de controle com realimenta o O regulador consistia num eixo vertical com dois bra os pr ximos ao topo tendo em cada extremidade uma bola pesada Com isso a m quina funcionava de modo a se regular sozinha automaticamente por meio de um la o de realimenta o rota o rota o normal alta sw aa fluxo de vapor normal fluxo de vapor restringido A partir de 1870 tamb
117. mbolos utilizados em fluxogramas de produ o Assim podia se indicar as opera es inspe es transportes armazenamentos e tempos de espera do material em processo Em seguida tentava se reduzir ou eliminar as atividades que apenas aumentavam o custo do produto Os fluxogramas foram substitu dos por formas mais modernas de representa o muitas delas realizadas com o aux lio do pr prio computador No entanto se voc observar as pessoas trabalhando numa f brica hoje perceber que cada uma delas est envolvida numa atividade que pode ser representada por um dos s mbolos da figura Assim se quisermos criar um sistema automatizado de manufatura devemos considerar a possibilidade de automatizar cada uma dessas atividades que s o os elementos que comp em o sistema de manufatura Opera o Opera o a atividade de adicionar um valor ao material em processo Imagine uma fundi o que decide comprar um rob industrial para rebarbar certo tipo de pe a Algum tempo depois descobre que as rebarbas eram causadas por falhas no pr prio processo de fundi o Solucionadas essas falhas o rob torna se desnecess rio Na linha de evolu o de um torno mec nico por exemplo notamos que os comandos num ricos deslocaram o torneiro da atividade principal de transforma o para uma atividade secund ria de carregamento e descarregamento da m quina Por m se o que se deseja chegar a um sistema de manufa
118. mentas necess rias ao trabalho Linguagens de programa o para m quinas CNC Existem muitas linguagens de programa o atualmente A maioria delas se relaciona com movimenta es cont nuas ou ponto a ponto Uma das linguagens mais populares e poderosas a APT doingl s Automatically Programmed Tools isto Ferramentas Automaticamente Programadas A linguagem APT teve as primeiras aplica es industriais no in cio de 1959 Hoje um dos tipos de linguagem mais difundidos nos Estados Unidos Outras linguagens como Adapt Exapt e Uniapt derivam da APT Em 1982 a ISO Organiza o Internacional para Normaliza o estabeleceu os princ pios b sicos da programa o CNC norma ISO 6983 A norma indica o formato b sico do programa de modo que um conjunto de comandos compostos de palavras chave possa dar instru es para o sistema de controle As instru es podem referir se a uma movimenta o espec fica dos eixos da m quina a uma indica o de sentido de giro do eixo rvore ou mesmo a um pedido de troca de ferramenta Tipos de programa o Para saber como se d o processo de gera o de programas CNC e onde se encaixam as ferramentas CAM precisamos analisar alguns tipos de programa o a saber e manual j em desuso e assistida por computador e gr fica interativa 15 Para preparar um programa manual de uma pe a o programador escreve as instru es num formato pr prio onde est o as coord
119. mo acess rio o novo aplicativo fornece um m dulo de simula o que pode mostrar numa tela de computador todo o processo de usinagem Ao simular o usu rio pode verificar com anteced ncia poss veis falhas de percurso da ferramenta de defini es de ferramentas etc e corrigi las USU RIO Aplicativo de Aux lio ao Projeto Desenho Informa es da Pe a Tecnol gicas Aplicativo de Aux lio Manufatura Simulador Programa CNC Programa UCP M quina CNC MANUFATURA AUXILIADA POR SOFTWARE Quanto mais sofisticados s o os softwares mais aumenta a dist ncia entre o usu rio e a m quina Mas de que usu rio estamos falando Se n o dispuser dos softwares que intermediam usu rio e m quina o usu rio dever conhecer profundamente a m quina e ter capacidade para produzir as pe as manualmente Nesse caso ter de ser um profissional mais especializado em opera es de usinagem em m quinas do que em tecnologia Com os softwares n o preciso ter habilidade manual para opera es de usinagem Isto passa a ser automaticamente feito pela m quina comandada pelosoftware Necessita se agora de um profissional que domine as informa es tecnol gicas e saiba lidar com aplicativos de computador Esperamos que voc tenha compreendido os aspectos importantes dos softwares de computadores e saiba agora como eles interferem na automa o Verifique agora seus con
120. nsas mec nicas d bombas hidr ulicas Exerc cio 4 Os mecanismos que transformam energia de press o de fluidos em energia mec nica s o chamados a bombeadores b compressores c rolamentos d atuadores Exerc cio 5 Um fluido direcionado num circuito hidr ulico ou pneum tico por meio de a v lvulas b pist es c bombas hidr ulicas d compressores Exerc cio 6 Uma v lvula pode ser acionada a manualmente b eletricamente c por meio do pr prio fluido d todas as respostas anteriores AULA Um problema Circuitos pneum ticos e hidr ulicos A injetora de pl sticos de uma f brica quebrou Desesperado o supervisor de produ o procura pelo novo mec nico de manuten o de plant o voc Precisamos dessa m quina A produ o j est atrasada quase uma semana Tenho aqui o diagrama hidr ulico da m quina Por favor estude o e veja se consegue resolver o problema Para n o demonstrar ignor ncia voc sorri faz que sim com a cabe a e arrisca Deixa comigo Ao olhar o diagrama no entanto voc se arrepende de tanta autoconfian a Aquele monte de s mbolos parece grego Coisa de louco Se voc n o quer passar por uma situa o assim estude esta aula Ela vai lhe daralgumasno es sobre como interpretar diagramas pneum ticos e hidr ulicos que poder o ser lhe teis no futuro Conceito Quando unimos v ri
121. ntagem do CAD a de identificar eventuais erros de projeto A UILA Um problema Computador projeto e manufatura L de pronto o desenho de uma pe a ou objeto de que maneira ele utilizado na fabrica o Parte da resposta est na Aula 2 que aborda as etapas b sicas de fabrica o A resposta se completa com esta aula que descreve o aux lio do computador no planejamento de processo e manufatura CAPP Planejamento de processo assistido por computador O planejamento de processo pode ser entendido como o ato de preparar instru es de opera o detalhadas para transformar um desenho de engenharia em produto final Consiste basicamente nas etapas sequencia o de opera es determina o do maquin rio e ferramentas aplic veis defini o das condi es de processo e respectivos tempos de fabrica o Uma an lise do tempo despendido em cada uma das atividades de planejamento indica que 63 do tempo de planejamento destina se reda o do plano e 21 a c lculos diversos o que d um total de 84 Esta porcentagem mostra a vantagem de se usar o computador neste processo pois ele permite reduzir bastante o tempo dessas atividades TEMPO DE PLANEJAMENTO FUN ES DE PLANEJAMENTO FUN ES ELEMENTARES Sequ ncia Recuperar de opera es informa es Maguin rio Analisar e ferramentas conceber Condi es de processo e tempos Escrever detalhar Calcular Formas de plane
122. nte el trica no sentido do negativo para o positivo O corpo que tem menos el trons tende a atrair os el trons do corpo que tem mais il corrente el trica material condutor pilha gerando corrente em um condutor As figuras representam um circuito el trico Qualquer caminho fechado por onde possa passar a corrente el trica forma um circuito el trico O circuito tamb m pode ser desenhado com s mbolos sentido da LT corrente simbolo da fonte de tens o NV representa o do condutor pilha gerando corrente em um condutor com a pilha substitu da pelo seu s mbolo A corrente el trica provocada por uma pilha chamada corrente cont nua pois sempre percorre o circuito no mesmo sentido Assim tamb m a corrente gerada pelas baterias dos autom veis As m quinas utilizadas na automa o necessitam de corrente cont nua para movimentar certos tipos de motores e grande parte dos componentes eletr nicos Em 1831 Michael Faraday observou que m s em movimento dentro de circuitos fechados d o origem corrente el trica movimento de SS aproxima o p lo norte do im Z p lo sul DD movimento de m gerando corrente corrente el trica De I espira condutora Corrente cont nua movimento ordenado de cargas el tricas sempre no mesmo sentido do p lo negativo de uma fonte para o p lo positivo Sua un
123. num sistema automatizado Sistemas r gidos e flex veis de automa o Na automatiza o faz se distin o entre sistemas r gidos e sistemas flex veis Os primeiros sistemas de automa o operavam por meio de componentes eletromec nicos como rel s e contatores Os sinais de sensores acoplados m quina ou equipamento a ser automatizado acionam circuitos l gicos a rel s que disparam cargas e atuadores Controladores l gicos rele NF normalmente fechado Li C comum NA normalmente aberto sensor B2 mc NF gt o atuador O sinal do sensor aciona a bobina do rele que atua sobre os contatos acionando o atuador As m quinas de tear s o bons exemplos da transi o de um sistema de automa o para outro As primeiras m quinas de tear eram acionadas manualmente Depois passaram a ser acionadas por algum tipo de comando autom tico Entretanto esse comando s produzia um modelo de tecido de padronagem de desenho ou estampo A introdu o de um sistema autom tico flex vel no mecanismo de uma m quina de tear tornou poss vel produzir diversos padr es de tecidos num mesmo equipamento Uma m quina de tear com esta caracter stica composta de e um sistema de entrada para informa es sobre o tipo de tecido e um sistema de acionamento e bobinas ou solen ides que se movimentam para obedecer sequ ncia definida no sistema de entrada entrada fita perfura
124. o de T1 ligando L1 3 segundos ap s T1 ter sido energizado qo ligarmos B1 Diagrama Eletr nico BI E 3 seg e n E0 1 s fecho 3 segundos ap s ser energizado O CLP pode desenvolver qualquer composi o das l gicas sequencial e combinacional Basta fazer a programa o adequada Os circuitos el tricos e eletr nicos n o permitem altera es com tanta facilidade Para adequar um Controlador L gico Program vel CLP a um sistema ou a uma m quina necess rio verificar o n mero de pontos de entrada o n mero de pontos de sa da a velocidade de processamento e os tipos de entradas e sa das sensores e atuadores 12 AUA Os controladores l gicos program veis como todas as ferramentas de automa o vivem em constante desenvolvimento no sentido da redu o 1 i de custos e da dimens o f sica do aumento da velocidade e da facilidade de comunica o e tamb m para que se possa aperfei oar interfaces mais amig veis Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Exerc cios Marque com X a resposta correta Exerc cio 1 A automa o r gida pode ser definida como sendo composta por a sistemas autom ticos que n o permitem altera es em sua l gica de funcionamento b sistemas autom ticos vers teis que permitem todas as altera es na l gica de programa o c sistemas autom ticos que e
125. o s o proporcionalmente maiores Mesmo as atividades de controle de qualidade e os testes podem ser automatizados Exerc cios CICLO DE DESENVOLVIMENTO DE UM PRODUTO E AS TECNOLOGIAS DE AUTOMA O Mercado Consumidor Oobjetivo final obter um ciclo cada vez mais r pido reduzindo se o tempo de produ o do produto Alcan ando se esta meta pode se aumentar CAD Concep o do Projeto de gt Produto Engenharia Documenta o Pedido de PI to d Materiais e ER s Equipamentos w Planejamento e Controle de Produ o e a Controle da Qualidade Montagem Produ o CAM a produtividade e reduzir custos Mas tudo tem um in cio Todas as tecnologias que hoje se disseminam na sociedade t m seus alicerces em conceitos fundamentais de eletricidade eeletr nica Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Marque com X a resposta correta Exerc cio 1 A primeira etapa de um projeto a otimiza o b d Exerc cio 2 Por s ntese entende se a otimiza o de processos an lise de resultados c gera o de solu es estabelecimento de necessidade b d Exerc cio 3 defini o do problema c s ntese reconhecimento da necessidade Escreva o significado das siglas abaixo GDE a O EE E E
126. om aintrodu o do seu computador 1401 seguida de uma s rie de computadores da linha 360 que iniciou a terceira gera o de computadores e o conceito de uma fam lia de computadores compat veis Componentes pessoais e seus tamanhos AULA Os computadores evoluem constantemente Hoje eles se apresentam em 1 1 tamanhos bem pequenos miniaturas As placas de circuito impresso passaram a reunir todos os dispositivos necess rios ao funcionamento do microcomputador numa s placa denominada single board Os computadores destinados a E impressora operar sobre mesas de escrit rio s o o chamados de desktops Os compu tadores que ficam dispostos vertical mente sobre a mesa s o denominados torres J os computadores menores port teis e dotados de teclado e v deo embutidos no mesmo corpo do mi cro s o chamados de laptops Existem ainda computadores que podem ser operados na palma da m o S o chamadosde palmtops q Scanner notebook TELECURSO 2000 Comunica o entre micros A necessidade de uma troca r pida de informa es entre os computadores deu origem s redes de comunica o As redes permitem que v rios computadores compartilhem um mesmo banco de dados armazenado pelas unidades secund rias de mem ria Desta forma o custo do equipamento reduz se pois se otimiza o tempo de Unidades utiliza o secund rias de memoria sao dispositivos de As comunic
127. om as do gabarito Exerc cios Marque com X a resposta correta Exerc cio 1 Os rob s s o esp cies de m quinas a APT b CNC c CPU d DOS Exerc cio 2 Os rob s desenvolvem principalmente atividades de a usinagem b montagem c soldagem manipula o de pe as e pinturas d soldagem e corte Exerc cio 3 Cada movimento do rob corresponde a um a ponto m vel b grau de aux lio c ponto flex vel d grau de liberdade Exerc cio 4 A programa o de um rob pode ser a inputououtput b ordenada ou alterada c cont nua e alternada d off lineou on line Sistemas flex veis de manufatura Em de muitos anos de trabalho e economia voc decidiu comprar seu primeiro carro zero quil metro Na ag ncia no entanto o vendedor nem lhe deu tempo de respirar e foi logo disparando lcool ou gasolina Motor 1 0 1 4 ou 1 6 Interior em napa couro ou corvim Dire o hidr ulica E ar condicionado Olha que o ver o promete hein Vidros el tricos Painel anal gico ou digital Digital vai parecer um avi o Rodas de ferro ou alum nio Duas ou quatro portas Ainda completamente atordoado com tantas possibilidades o vendedor levanta a cabe a da tabela de pre os e lhe d o golpe de miseric rdia Ea cor O outro lado da moeda Na extremidade oposta ao do conceito de produ o em massa encontra se a produ o sob
128. or de v deo s o dispositivos perif ricos essen ciais para o usu rio do micro computador Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Marque com X a resposta correta Exerc cio 1 O hardware de um microcomputador pode ser definido como a sua parte f sica b aparte l gica a ser executada c o conjunto de programas e perif ricos Exerc cio 2 A mem ria RAM uma unidade de mem ria a secund ria de alta capacidade b prim ria que somente pode ser lida c prim ria que perde informa es quando se desliga a alimenta o Exerc cio 3 A UCP ou processador respons vel a pelo armazenamento de informa es b pelo controle e sincronismo do microcomputador c exclusivamente pela execu o dos comandos aritm ticos Exerc cio 4 A velocidade de processamento de um microcomputador a independe da UCP b depende da UCP e de outros dispositivos como mem rias c depende exclusivamente da UCP Exerc cio 5 O monitor de v deo pode ser classificado como a dispositivo perif rico essencial b dispositivo perif rico que interfere no processamento c unidade de mem ria de imagens 10 Exerc cios A UIL A Um problema Inform tica ci ncia que objetiva o tratamento da informa o por meio de equipamentos e procedimentos da rea de processamento de dados
129. orrespondendo informa o 1 um valor m nimo que corresponde informa o O leia se zero Esta caracter stica muito importante pois fundamenta o princ pio de funcionamento do computador que o de decidir sempre por um de dois caminhos como indica a figura a seguir SIM VERDADEIRO N O FALSO CERTO ERRADO A cada uma das duas escolhas dado o valor 1 um ou 0 zero a saber SIM 1 e N O 0 e CERTO 1 e ERRADO 0 Cada um desses valores O ou 1 denominado bit Um bit equivale a um d gito bin rio O ou 1 Na realidade os bits s o as informa es b sicas dos computadores como se fossem as letras da nossa escrita Mas as informa es entre computadores s o trocadas em conjuntos de bits denominados bytes l se baites words e double words Al m da capacidade de pensar e executar fun es l gicas o computador disp e de uma mem ria para armazenar as informa es necess rias e os programas que vai executar Os computadores t m componentes b sicos e componentes acess rios MEM RIA i INTERFACES CIRCUITOS DE APOIO O diagrama apresentado mostra os componentes b sicos de um micro computador que normalmente se encontram no gabinete do micro Os componentes acess rios s o instalados na parte externa do micro computador Os componentes b sicos do computador s o o c rebro o auxiliar do c reb
130. os de gera o de entidades primitivas como pontos linhas e c rculos comandos de manipula o ou edi o de entidades como rota o movimenta o c pia e escala comandos de visualiza o de entidades para defini o dos pontos de vista do projetista Alguns sistemas CAD mais sofisticados s o capazes de derivar automaticamente os desenhos de fabrica o de um produto a partir de seu modelo s lido projetado em tr s vistas diferentes S o mais comuns no entanto m dulos que auxiliam o aumento de produtividade na elabora o de desenhos de fabrica o cotagem autom tica gera o de reas hachuradas constru o autom tica de listas de pe as inser o de componentes padronizados e armazenados em biblioteca inser o de simbologias de solda e toler ncias geom tricas etc modelos geom tricos Vantagens do CAD As ferramentas do CAD apresentam muitas vantagens As principais s o 1 4 e Maior produtividade no projeto maior produtividade indica melhor utiliza o dos recursos existentes e portanto uma posi o competitiva Alguns projetistas em CAD podem produzir dez vezes mais do que projetistas convencionais e Menor possibilidade de erros de projeto os sistemas CAD interativos evitam erros de projeto desenho ou mesmo documenta o escrita Neste sentido as ferramentas de revis o de projeto s o importantes e Precis o nos c lculos de projeto o CAD propicia calcular com
131. os nos preocupar com a seguran a pessoal e de nossos bens e propriedades Da decorre a necessidade de adquirir dispo sitivos e equipamentos de seguran a como os sistemas de alarme Esses sistemas de alarme s o basicamente equipamentos destinados a sinalizar que algu m est tentando violar alguma entrada for ando portas ou janelas Um s ndico de um pr dio apresentou aos cond minos o or amento de algumas empresas de seguran a para implanta o de um sistema de alarme no condom nio Os diversos or amentos variavam bastante em termos de custos e todas as propostas sugeriam a instala o de uma central de alarme diferindo fundamentalmente quanto aos pontos de coloca o dos sensores e aos seus modelos e tipos Como pode ser observado em tal situa o seleciona se cada sensor de acordo com sua poss vel localiza o e com o tipo de fun o a realizar Os cond minos al m de analisarem o valor das propostas tiveram de estudar a adequa o dos sensores propostos a fim de evitar gastos desneces s rios com manuten o e trocas devidas especifica o inadequada Exemplos de aplica es O sistema de alarme um exemplo t pico e atual de utiliza o de sensores Mas h uma variedade de reas em que os sensores encontram aplica o Num autom vel por exemplo identificamos v rias dessas aplica es e o sistema de indica o do volume de combust vel no tanque e o sistema de indica o do n vel d
132. pe o utilizar amos um torno de comando num rico dotado de uma placa de tr s castanhas Controle de qualidade Ao final de cada etapa de fabrica o as pe as devem ser inspecionadas para se verificar se atendem s especifica es t cnicas do projeto escritas na documenta o do projeto Para isso podem ser empregados instrumentos de medi o Entrega ao cliente O produto embalado e entregue ao cliente Impacto das tecnologias de automa o no ciclo do produto N o exagero dizer que em cada etapa seria poss vel inserir alguma tecnologia de automa o Com exce o das etapas do projeto que exigem criatividade as demais etapas podem ser automatizadas Desde o in cio tudo pode ser automatizado Basta que as ferramentas do projeto auxiliado por computador CAD abranjam as etapas de concep o e projeto propriamente dito Planejam se o projeto e o processo com aux lio do computador CAPP fabricam se as pe as em m quinas controladas numericamente com programa o feita por meio de ferramentas CAM manufatura auxiliada por computador Os sistemas computacionais tornaram se ferramentas indispens veis aplica o de t cnicas modernas de produtividade nas atividades de projeto e na fabrica o importante que as empresas e seu pessoal conhe am bem as ferramentas de automa o principalmente quando os lotes que ser o produzidos forem pequenos pois neste caso os custos relativos ao projeto e planejament
133. pons veis pela convers o da energia el trica em energia mec nica Nesta aula vamos estudar o princ pio de funcionamento dos motores el tricos t o importantes para a automa o de equipamentos e processos de fabrica o quanto os motores a combust o para os autom veis Sem eles simplesmente n o haveria automa o Apresentaremos tamb m alguns dos modelos de motores el tricos existentes destacando suas diferen as e aplica es Princ pio de funcionamento condutor e fluxo de corrente O funcionamento dos moto res se baseia num princ pio f sico relativo ao campo magn tico gerado ao redor de um condutor i quando percorrido por uma cor Rad rente el trica Pad linhas de campo magn tico A UMLA Um problema Campo magn tico espa o localizado ao redor de um m ou de um fio percorrido por corrente el trica e no qual ocorrem fen menos magn ticos de atra o e repuls o entre corpos Campos magn ticos de mesma polaridade se repelem e campos magn ticos de polaridade diferente se atraem atra o A finalidade de um motor el trico gerar movimento Assim sua constru o deve prever pe as m veis que se movimentem de acordo com o campo magn tico gerado pela corrente el trica que percorre os condutores do motor Os elementos b sicos de um motor s o Estator pelo nome podemos deduzir que se trata de uma parte fixa Nesta parte
134. posta correta Exerc cio 1 A automa o permite substituir a m o de obra humana por a m quinas b animais c energia d escravos Exerc cio 2 Um dos motivos que levam as empresas a automatizarem seus processos a reduzir a qualidade b aumentar os custos de opera o c reduzir a produtividade d satisfazer o cliente Exerc cio 3 A sigla CAD significa a desempenho auxiliado por computador b projeto auxiliado por computador c manufatura auxiliada por computador d desenho auxiliado pela prancheta Exerc cio 4 A primeira tecnologia utilizada na constru o de computadores foi a inversores b circuitos integrados c v lvulas d transistores 1 Exerc cios Um problema Ciclo de um produto Voa j percebeu ao andar pelos corredores de um supermercado a infinidade de produtos industrializados Desde alimentos a produtos de limpeza e eletrodom sticos s o incont veis as marcas os tamanhos os fabricantes as cores as fun es etc Como esses produtos chegam ao supermercado para que possamos compr los Como o fabricante descobriu que havia necessidade exatamente daquele produto De que forma ele foi fabricado E o seu custo Esta aula visa mostrar como se desenvolve um produto desde sua concep o at a coloca o no mercado e tamb m de que modo as tecnologias de automa o podem ser utilizadas Introdu o
135. precis o qualquer elemento de um projeto e Padroniza o de procedimentos e desenho normalmente os sistemas CAD disp em de certos procedimentos normalizados em seu interior o que evita eventuais confus es e Assegura que umtrabalho pronto possa ser alterado sem que se destrua as vers es anteriores e sem ter que refazer todos os tra ados esta vantagem assegurada pelo fato de o projeto estar digitalizado na mem ria do computador e Benef cios na manufatura os desenhos de uma pe a gerados no CAD podem ser aproveitados no projeto na manufatura das ferramentas ou dispositivos no planejamento do processo ou na programa o de m quinas CNC e Qualidade das c pias as c pias t m sempre a mesma qualidade do original Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Exerc cio 1 Exerc cios Associe as etapas de projeto dispostas na coluna da esquerda com as fun es do CAD coluna da direita Etapas de projeto Fun es do CAD a S ntese Modelamento geom trico b An lise e otimiza o Documenta o c Avalia o An lise de engenharia d Apresenta o Revis o do projeto jo Sa o ES Exerc cio 2 Assinale com X as afirma es corretas em rela o ao CAD a A rea de desenho no CAD pode comportar objetos de grandes propor es b Um projetistaem CAD tem menor produtividade que um projetista convencional c Uma va
136. que empregam l gica nebulosa utilizado em m quinas de lavar roupa de redes neurais para reconhecimento de imagens de sat lites bem como em outras aplica es no cotidiano embora estas nem sempre sejam percebidas de forma clara e direta Os computadores podem pensar Existe uma controv rsia sobre a possibilidade de se produzir programas inteligentes e computadores que pensam Podemos falar mais adequadamente decomputadores capazes de executar um programa pensante ou inteligente Para entender o que um programa inteligente em primeiro lugar preciso esclarecer o conceito de intelig ncia Segundo os dicion rios intelig ncia a capacidade de aprender fatos proposi es e suas rela es e de raciocinar sobre eles Racioc nio significa pensar Num sentido mais restrito de intelig ncia vista como a capacidade de aprender e relacionar fatos logicamente podemos dizer que existem programas inteligentes Um conceito de programa inteligente Para que um programa possa ser considerado inteligente necess rio que ele se comporte de maneira inteligente ou seja que aja como um ser humano claro que seu processo de pensamento n o tem de ser exatamente ou sempre o mesmo de uma pessoa Um programa inteligente aquele que exibe comportamento similar ao de um ser humano diante de um problema N o necess rio que o programa solucione o problema da mesma maneira que um ser humano Basta que ele au
137. que foi usada para escrever o programa pois ela s executa opera es que venham de comandos em n meros bin rios Ent o para poder executar a pe a o computador deve possuir um programa aplicativo que leia cada linha do programa e informe UCP em c digos bin rios o que fazer Ela ent o executa uma sequ ncia de opera es que mobiliza o hardware perif rico do torno motores atuadores etc a fim de fabricar a pe a A figura abaixo representa uma poss vel sequ ncia de opera es codificadas em bin rio sendo executada por uma UCP a partir de uma linha de programa CNC N10 G99 DESBASTE N 20 TO606 N30 GXZ N40 M6 N50 G92 X280 Z90 N60 G96 N70 G47 S150 N80 G92 S1600 M4 N90 G46 N100 G X11 Z81 N110 G47 N120 G1 Z49 F 15 N130 X7 7 Z40 N140 X11 Z31 N150 ZO N160 M5 N170 G X280 Z90 programa para torno CNC Usu rio N50 G92 X280 Z90 amp Interpretador O Programa CNC 00001101 10001001 11110001 M quina 11101110 CNC 10110100 interpreta o de programa para m quina CNC Programa da UCP Essa figura ilustra bem o papel do software na automa o Olhando da esquerda para a direita vemos um esbo o entre o usu rio quem fez o programa CNC e a m quina Este espa o preenchido por tr s camadas de software a saber e o programa do usu rio em linguagem de m quina CNC e o aplicativo interpretador e o programa em linguagem da
138. quem tico do punho de um rob Para executar seu trabalho o rob necessita de uma ferramenta que pode ser simples como uma pistola de solda a ponto ou uma lixadeira Ou de uma ferramenta complicada como as utilizadas para manusear p ra brisas de autom veis Essa ferramenta denominada rg o terminal fixada na flange do punho do rob exemplos de rg os terminais O conjunto dos movimentos do corpo e do punho dos rob s define a posi o e a orienta o do rg o terminal possibilitando a execu o da tarefa Dependendo do n mero de graus de liberdade a estrutura mec nica de um rob pode ser mais ou menos complexa Ela consiste basicamente de pe as que se unem umas s outras por articula es ou juntas O acionamento de cada uma das juntas realizado por meio de um servomotor el trico e de sistemas de transmiss o mec nica que variam em fun o da configura o do rob Utilizam se fusos de esferas circulantes iguais aos empregados em m quinas ferramenta engrenagens polias e correias dentadas tamb m chamadas sincronizadoras barras articuladas e redutores de velocidade de elevada taxa de redu o Quanto aos redutores de velocidade dois tipos bastante utilizados s o os redutores planet rios e os cicloidais devido ao fato de apresentarem uma elevada taxa de redu o em rela o ao volume ocupado Esses redutores s o normalmente aplicados no acionamento dos movimentos do co
139. quina CNC fluxograma b sico de um sistema CAM O fluxo se inicia com o desenho da pe a em CAD Este passa pelas etapas de gera o dos caminhos da ferramenta normalmente executados com recursos gr ficos Segue se a atividade de p s processamento em que se juntam informa es relativas ao plano de ferramentas e ao formato e estilo da programa o Os formatos dependem do hardware variam de acordo com as particularidades de cada comando Como resultado obtemos o programa CNC desejado A seguir faz se a edi o se necess ria e por ltimo a comunica o com o comando da m quina A comunica o entre o comando e o computador feita normalmente por meio das portas de comunica o S o portas seriais em que h transmiss o de um bit de cada vez Todo o processo de transfer ncia n o dura mais do que alguns segundos Aplica o dos sistemas CAD CAM Existem v rios pacotes de programas CAD CAM para diversos tipos de plataformas de computadores PC esta es de trabalho etc Cada pacote tem suas fun es e um segmento de mercado bem definido e consequentemente um grupo de usu rios espec ficos Por exemplo existem sistemas para as reas de mec nica eletricidade arquitetura cal ados t xtil etc 15 Exerc cios Na ind stria t xtil o desenhista que usa o m todo tradicional de desenho de um tecido combina um grande n mero de vari veis espessura cor padr es passadas O resultado fin
140. r Comando Num rico que se encarrega da l gica de funcionamento do mecanismo CT CF MT Cilindro da torre Cilindro da ferramenta Motor de giro da torre TT DI FD FT Sensor Aq Pg O S3 S4 31 S2 ao P R P R P R diagrama do circuito hidr ulico utilizado na automa o da torre porta ferramentas O mecanismo funciona da seguinte maneira O solen ide S1 acionado O pist o do cilindro CF se retrai e a ferramenta destravada O sensor FD informa o destravamento ao controlador Aciona se ent o o solen ide 54 O pist o do cilindro CT avan a e destrava a torre O sensor DT informa o destravamento da torre ao controlador O controlador verifica por meio do sensor qual a ferramenta que est na posi o de usinagem Dependendo danova ferramenta a ser trocada o controlador determina qual o sentido de giro da torre que corresponde ao caminho mais curto Em fun o do sentido escolhido o controlador aciona o solen ide S2 ou S3 fazendo com que o motor hidr ulico da torre gire num sentido ou noutro O sensor da ferramenta indica se o porta ferramentas desejado j est na posi o correta Se estiver o solen ide S2 ou S3 conforme o sentido em que a torre estava girando desacionado Exerc cios Desligado omotor hidr ulico o solen ide S5 acionado ea torre novamente travada O sensor TT informa o travamento ao controlador O controlador desaciona ent o o solen ide S1 e a mola traz o carretel da
141. r desestimulante perigoso pois a concentra o e aten o do operador da m quina diminuem ao longo do dia Que bom seria se o torno pudesse funcionar sozinho Bastaria ao operador supervisionar o trabalho corrigindo algum imprevisto surgido durante o processo Assim o controle manual exercido pelo homem foi substitu do pelo controle mec nico Esse controle era realizado por meio de um conjunto de pe as mec nicas constitu do principalmente de cames Todos esses componentes mec nicos tinham a fun o de transformar a rota o de um motor el trico numa sequ ncia de movimentos realizados pela ferramenta torno com controle mec nico A exist ncia desse controle mec nico fez com que a m quina conseguisse maior independ ncia em rela o ao ser humano Ela passou a ser uma m quina autom tica No entanto o homem n o ficou completamente satisfeito pois ainda havia um problema a ser solucionado A cada novo tipo de pe a os cames precisavam ser trocados por outros com perfis diferentes Os demais componentes da m quina precisavam ser novamente ajustados Tudo isso era trabalhoso e demorado A m quina sem d vida era autom tica mas adapt la a um novo servi o exigia muitas modifica es Era uma m quina r gida Que bom seria se tiv ssemos uma m quina flex vel capaz de se adaptar facilmente a uma mudan a no tipo de pe a a ser produzida Mas esse problema ficou sem solu o at
142. r os transportes coletivos nas grandes cidades e reduzir a polui o do ar e da gua a fim de melhorar a qualidade de vida Identifica o Identificar a necessidade e a defini o do problema s o coisas diferentes A defini o do problema bem mais espec fica Por exemplo se a necessidade a ser atendida melhorar o sistema de transportes coletivos a defini o do problema pode ser aumentar a quantidade de nibus investir no metr ou mesmo construir corredores especiais para nibus A defini o do problema deve incluir todas as especifica es para o objeto que se deseja projetar As especifica es indicam os elementos de entrada as respostas as caracter sticas e as dimens es que o objeto deve ter o espa o ocupado e todas as limita es dessas quantidades A defini o do problema deve levar em conta os aspectos b sicos de projeto Por exemplo se estamos projetando uma estrutura met lica a resist ncia de um elemento um aspecto importante na determina o da geometria e das dimens es desse elemento J no projeto de um copo pl stico o formato geom trico deve favorecer boas condi es de execu o do projeto S ntese e an lise Depois de definir e especificar o problema o pr ximo passo do projeto identificar meios para a sua solu o Nesta fase deve se analisar todas as alternativas de solu o com base em crit rios preestabelecidos Ap s definir amelhor forma de solu o faz se um mo
143. ra determinada opera o Por meio dos sistemas operacionais o usu rio executa opera es como e gravar e ler dados em discos e definir informa es que possibilitem o uso dos perif ricos e e copiar outros programas do disco a fim de execut los Esta ltima opera o nos leva terceira categoria de software os aplicativos Aplicativos prov vel que o computador seja uma das m quinas mais vers teis j inventadas pelo homem Se o software terminasse no sistema operacional o computador n o teria essa versatilidade Mas como vimos cabe ao sistema operacional sob o comando do usu rio trazer outros programas S o estes programas que tornam o computador a m quina das mil e uma faces Que outros programas o usu rio pedir ao sistema operacional a fim de aproveitar o jogo de cintura do computador A secret ria pedir um programa editor de textos para produzir cartas memorandos etc O desenhista solicitar um programa de aux lio ao desenho O programador de m quinas CNC pedir um sistema de aux lio manufatura para produzir novas pe as Nas horas vagas ningu m de ferro qualquer um pode pedir um jogo O usu rio pede programas destinados a determinadas aplica es por isso chamados de aplicativos Eles entram na mem ria carregados pelo sistema operacional e s o executados H sistemas operacionais que admitem mais de um aplicativo por vez Quando encerrado o aplicativo o sistema
144. racter sticas a interatividade do homem com a m quina H alguns anos dizia se que os computadores existiam apenas para economizar o c rebro humano evitando que este se desgastasse com c lculos bastante complexos e demorados Os computadores v m mostrando que n o foram desenvolvidos para uma fun o espec fica mas para as mais diversas finalidades Um computador comp e se de duas partes hardware e software A ORTA Um problema Hardware parte f sica do computador com todos os componentes do equipamento desde os circuitos integrados at os dispositivos perif ricos como monitor teclado mouse Software parte l gica do computador Consiste no programa que est gravado na mem ria do computador a l gica desenvolvida para o funcionamento do computador 10 Byte conjunto de 8 bits que corresponde a uma informa o para o computador Word conjunto de 16 bits que corresponde a uma informa o equivalente a 2 bytes Double word conjunto de 32 bits que corresponde a uma informa o equivalente a 4 bytes Principais conceitos Os computadores s o circuitos eletr nicos desenvolvidos para atuar com sistemas digitais O termo digital indica que o computador um circuito eletr nico que trabalha com dois n veis de tens o um valor m ximo que depende do tipo de componentes eletr nicos utilizados c
145. ransistor Resistor O resistor um componente de dois terminais feitos de carbono a 2 21 materia pel cula met lica ou fio O resistor PESE UNO usado para controlar a corrente num circuito CANN o S mbolo resina Em muitas situa es necess ria uma mudan a r pida da resist ncia el trica para controlar tens o ou resistor e seu s mbolo terminais corrente Voc observa isto no controle de volume de um amplificador na intensidade do brilho da televis o ou ainda no controle da velocidade de um motor el trico Nesses casos usa se um resistor vari vel chamado potenci metro terminais bra o m val gt elemento de rebisb mnicaa modelo de potenci metro Capacitor Este componente possui duas placas condutoras armaduras separadas por um material isolante chamado diel trico Serve para acumular cargas el tricas armadura terminal diel trico S mbolo modelo de capacitor Indutor Indutor uma bobina enrolada com fios condutores em torno de um n cleo que pode ser de ferro ferrite ou ar Seu efeito o de se opor s varia es de corrente el trica num circuito por meio do magnetismo criado no seu interior to 9 S Ar S mbolo indutor com n cleo de ar Diodo Constru do com duas camadas P e N geralmente de sil cio o diodo um componente usado como umachave a corrente el t
146. ransistores c circuitos digitais ou n o com componentes miniaturizados reunidos numa nica pastilha semicondutora d circuitos digitais constru dos numa nica pastilha semicondutora Microcomputadores L E poca de Natal Um pai sai em busca dos presentes entre eles o do filho o t o ansiado videogame A onda agora s o os videogames os CD ROMS equipamentos de alta tecnologia A loja de eletroeletr nicos est lotada a garotada faz fila para testar os novos equipamentos principalmente os novos games No meio da zoeira feita pela garotada o pai ouve as informa es do vendedor sobre os diversos modelos de games os magn ficos acess rios e os efeitos que cada um capaz de oferecer A confus o aumenta na cabe a do pobre pai agora n o mais pela garotada que ele j nem ouve mais mas pelos termos usados pelo vendedor cada vez mais desconhecidos megahertz de freq ncia megabytes de mem ria RAM digitaliza o em 32 bits para assegurar a qualidade dos efeitos O pai que s desejava um presente para o filho vai ficando cada vez mais perplexo Nossa id ia apresentar nesta e na pr xima aula alguns conceitos da rea de microcomputadores procurando esclarecer certos aspectos t cnicos aparentemente complexos que desestimulam as pessoas e as afastam de um conhecimento mais profundo dos equipamentos que utilizam no dia a dia Introdu o Os tempos modernos t m como uma de suas principais ca
147. re C e R e duas posi es acionada ou n o pelo solen ide c s mbolo de uma v lvula pneum tica de duas vias FA e duas posi es V P R Encontramos outros s mbolos usados nos diagramas pneum ticos e hidr ulicos e seus respectivos significados fonte de press o lt gt filtro Ls reservat rio 9 4 motor hidraulico tubula o r gida tubula o flex vel WW cilindro de a o simples cilindro de a o dupla S MBOLOS USADOS EM DIAGRAMAS PNEUM TICOS E HIDR ULICOS Caso de automa o n 1 Agora estamos preparados para realizar nosso primeiro projeto de automa o industrial utilizando componentes pneum ticos Vamos antes de mais nada estudar o sistema a ser automatizado Uma esteira usada para transportar caixas de papel o Num determinado local sobre a esteira existe um pist o pneum tico montado verticalmente Na extremidade do pist o h um carimbo Cada caixa deve parar debaixo do pist o ser carimbada e logo depois seguir viagem pela esteira conforme o esquema oa P os h E O do esquema do caso de automa o n 1 Assim podemos dividir a opera o do sistema em 4 fases 1 ligar a esteira e levar a caixa at a posi o sob o pist o 2 desligar a esteira 3 descer o pist o 4 subir o pist o Conclu da a fase 4 voltamos fase 1 repetindo o ciclo Como voc j
148. rede el trica Escolha as palavras que melhor completam a seguinte frase Nos fios do rotor bobinado de um motor trif sico pode se ligat externas que permitem controlara norotor a resist ncias corrente b l mpadas fa sca c chaves sujeira d cargas tens o Atuadores e v lvulas y oc j viu nas aulas anteriores que poss vel transformar energia el trica em energia mec nica por meio de uma m quina o motor el trico Na ind stria atual o motor el trico o principal respons vel pelo fornecimento da energia mec nica necess ria ao movimento de outras m quinas E sua import ncia aumenta ainda mais quando se trata de automatizar equipamentos e processos de fabrica o Mas ser que s os motores el tricos s o capazes de fornecer energia mec nica E o que veremos nesta aula Introdu o Al m dos motores el tricos existem outras formas de obter energia mec nica Pense por exemplo naquela roda d gua que voc viu um dia no s tio do seu av Lembra se A gua chegava por uma calha e ca a sobre uma roda cheia de p s espalhadas em todo seu contorno fazendo a girar O eixo dessa roda era ligado a alguma outra m quina como um moedor de milho por exemplo que usava a energia mec nica para realizar seu trabalho Se seu av n o tem s tio e muito menos roda d gua que tal este outro exemplo um catavento Aquele com que voc brincava quando era crian
149. resentam baixo consumo de pot ncia e podem ser utilizados em l gicas bastante complexas de acionamento Para que se entenda bem a import ncia desse tipo de circuito vale destacar que sua aplica o est voltada para o desenvolvimento de equipamentos eletr nicos capazes de executar opera es l gicas para acionar ou n o uma carga em fun o da situa o de diversas vari veis denominadas vari veis de entrada Como exemplo apresentamos a situa o a seguir Imagine que devemos acionar uma prensa em que o operador somente aciona os dois sensores de seguran a ao mesmo tempo condi o muito comum na pr tica para a prote o das m os do operador uma vez que elas devem estar nos sensores bem afastadas da rea de atua o da prensa Neste caso ocorre o seguinte e A l gica diz a prensa P1 deve ser ativada se o sensor 1 E o sensor 2 estiverem acionados e A opera o E indica que a a o s ocorrer se todas as condi es forem satisfeitas O circuito eletr nico que resolve esse problema uma porta E com duas entradas uma para cada sensor e uma sa da Seu s mbolo seja 1 P1 Para simplificar ainda mais passou se a chamar o estado desacionado de zero 0 e o acionado de um 1 Esses n veis 0 e 1 s o tamb m chamados n veis l gicos pois representam termos bem claros bem definidos e opostos como alto e baixo fechado e aberto frio e quente etc Os n veis 0 e 1 s o os d gitos do sistem
150. ria o de grandeza f sica numa varia o de outra grandeza que possa de ser indicada por dispositivos eletr nicos b gerar varia o de grandeza f sica de acordo com o sinal de um controlador de sistema c indicar o valor de uma grandeza f sica diretamente Exerc cio 2 Um sensor digital consegue perceber a varia o de a uma grandeza que apresenta diversos valores entre um valor m nimo e m ximo b qualquer grandeza c uma grandeza f sica que assuma apenas dois valores existe ou n o existe Exerc cio 3 Um sensor denominado transdutor quando a transmite sinais para o medidor b converte uma grandeza em outra c cobre todas as aplica es relativas ao indicar uma varia o Exerc cio 4 Um sistema em malha aberta caracterizado pela aus ncia a do controlador do sistema b de uma grandeza vari vel a ser controlada c de um elemento sensor capaz de perceber mudan as na vari vel controlada para atualizar o controle do controlador do sistema Exerc cio 5 Os sensores podem ser considerados dispositivos a extremamente simples e de pouca utiliza o b complexos que por esta caracter stica t m aplica o restrita c com aplica o diversificada e por isso em pleno desenvolvimento para novas tecnologias A MO LA Eletr nica conceitos b sicos y oc j sabe que sem eletricidade n o h Um problema automa o Ela est presente no
151. rica os el trons em movimento passa pelo diodo quando entra pela camada Ne sai pela camada P quando se tenta fazer a corrente passar da camada P para N o componente fecha a passagem nodo LP C todo diodos com terminais identificados Certos diodos emitem luz vis vel quando atravessados por corrente el trica S o os LEDs diodo emissor de luz feitos geralmente com fosfeto de arsenieto de g lio ou fosfeto de g lio S mbolo contato contato metalico metalico Circuito de controle Vejamos como construir um circuito de controle transistorizado para um motor de corrente cont nua de baixa pot ncia Quando a chave est aberta n o haver corrente na base do transistor Sem corrente de base n o h corrente no coletor e o motor fica parado pois toda corrente que passa pelo motor deve passar pelo coletor do transistor Quando a chave acionada come a a existir corrente de base Os resistores R1 e R2 controlam esta corrente Quanto maior a corrente de base maior a corrente entre coletor e emissor do transistor isto maior a corrente no motor Com este circuito conseguimos controlar a velocidade do motor variando a resist ncia do potenci metro que modifica a corrente de base do transistor circuito de acionamento de motor com controle manual de velocidade Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabari
152. risa na carroceria de um autom vel Soldagem Os processos de soldagem MIG e por resist ncia el trica solda a ponto s o as aplica es mais populares dos rob s industriais O principal usu rio dos rob s de solda a ponto a ind stria automobil stica A figura mostra esquematicamente uma esta o de soldagem de carrocerias de autom veis formada por rob s Em algumas das linhas poss vel associar se a cada carroceria um sistema de identifica o A carroceria ao passar pela esta o identificada como sendo deste ou daquele ve culo Com essa informa o aciona se o programa de soldagem apropriado Assim uma mesma linha pode trabalhar com tipos diferentes de autom veis de modo flex vel 17 esta o de soldagem de carrocerias de autom veis Atividades perigosas Al m das aplica es industriais t picas o rob tem aplica o bastante promissora em atividades perigosas ou insalubres ao homem Utilizam se rob s para a explora o espacial um exemplo o bra o mec nico usado pelos nibus espaciais americanos para colocar sat lites em rbita ou repar los Os rob s tamb m s o enviados para lugares onde ningu m pode ou quer ir recolhem tesouros em navios afundados a grandes profundidades medem temperaturas e fazem an lise de gases em crateras de vulc es ou lidam com produtos radiativos em usinas nucleares Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas c
153. rmina o resultado desejado e ao longo do tempo indica o resultado obtido e corrige sua a o para atingir o mais r pido possivel o valor desejado Para que o controle ocorra s o acoplados sensores ao sistema Os sensores registram os resultados e grandezas do processo fornecendo ao dispositivo de controle informa es sobre o valor desejado valor desejado a o controlador grandeza do a ser sistema controlada sensor sistema de controle valor atual Transdutor todo dispositivo que recebe um sinal de entrada em forma de uma grandeza f sica e fornece uma resposta de sa da da mesma esp cie ou diferente que reproduz certas caracter stcas do sinal de entrada a partir de uma rela o definida Tens o el trica corresponde diferen a de potencial el trico entre dois pontos de um circuito el trico Corrente el trica o fluxo de cargas el tricas atrav s de um condutor por unidade de tempo Resist ncia el trica grandeza que caracteriza a propriedade de um elemento de circuito de converter energia el trica em calor quando percorrido por corrente 7 Existem diversos exemplos de sistemas de controle no nosso dia a dia Uma caminhada para um determinado lugar por exemplo pode ser considerada como um sistema de controle O processo a caminhada O dispositivo de controle o nosso c rebro
154. ro e as unidades de mem ria prim rias e secund rias e as interfaces de comunica o Vejamos o significado de cada um desses componentes O c rebro do computador Todo computador tem uma parte respons vel pelo controle de seu funcionamento pelas opera es e execu o das fun es l gicas esta parte chamada processador ou unidade central de processamento UCP A UCP um circuito integrado que define as principais caracter sticas e limita es do computador Por exemplo a velocidade de processamento ou seja o fato de um computador ser mais r pido ou mais lento depende bastante da UCP A velocidade de processamento medida em megahertz que uma unidade de frequ ncia Esta frequ ncia indica quantas opera es por segundo uma UCP pode executar Uma UCP que trabalha com informa es denominadas words mais r pida do que uma que trabalha com bytes pois as words possuem o dobro de informa es Assim a UCP que trabalha com bytes deve fazer o dobro do processamento para executar uma fun o em rela o a uma UCP que trabalhe com words D7 UCP feons gt D15 de UCP fome pa DO D7 UCP eee DO 1110110101101001 10101101 Di5 Dg Ds D 4 0000000000000000 00000000 ERERRIDEDREDTTO EN REREN 65536 combina es 256 combina es A velocidade de processamento importante Quanto mais r pido for o microcomputador mais rapidamente o computador responder s solicita
155. rpo do rob base bra o e antebra o Substituem os fusos de esferas utilizados no acionamento do bra o e do antebra o dos rob s articulados mais antigos possibilitando rob s mais compactos 17 Controle Osrob s industriais s o na verdade comoj dissemos esp cies de m quinas de comando num rico Seu sistema de controle funciona de maneira similar ao das m quinas ferramenta CNC encoder engrenagem E A pr ampli dri posi o O ficador river desejada malha de controle de um dos eixos de um rob Controlar os movimentos de um rob consiste basicamente em fazer com que seus motores girem associados a cada uma das juntas da estrutura do rob de modo que o rg o terminal atinja posi o e orienta o desejadas Esse controle primeira vista pode parecer f cil Na verdade complicado pois envolve aspectos mec nicos eletr nicos e de computa o N o se trata apenas de um ponto mas de uma s rie deles formando uma trajet ria a ser percorrida pelo rg o terminal E a cada ponto o rg o terminal pode apresentar uma orienta o diferente O sistema de controle ainda deve considerar a massa que est sendo manuseada pelo rob as acelera es e desacelera es os atritos entre os componentes mec nicos E todos esses c lculos devem ser feitos durante a movimenta o do rob ou como se costuma dizer em tempo real O desenvolvimento de controles n
156. rtecedores de fim de curso Durante o movimento do 5 mbolo para a direita e antes que o pist o atinja a tampa um mbolo menor penetra num orif cio e reduz a passagem que o fluido atravessa A velocidade do pist o diminui e consequentemente o choque entre o pist o e a tampa do cilindro menos violento Oscilindros pneum ticos e hidr ulicos encontram grande campo de aplica o em m quinas industriais autom ticas ou n o e outros tipos de equipamentos como os utilizados em constru o civil e transportes guindastes escavadeiras caminh es basculantes correia transportadora cilindro tira de metal alimentador pneum tico cilindro cilindro cilindro correia transportadora Il dep sito vibrador cilindro cilindro cilindro cilindro dep sito vibrador de aneis O ring cilindro cilindro parafuso com anel O ring EXEMPLOS DE APLICA O DE CILINDROS HIDR ULICOS E PNEUM TICOS Atuadores rotativos Os atuadores rotativos conforme classifica o anterior podem ser angulares ou cont nuos Os atuadores rotativos angulares s o mais conhecidos como cilin dros rotativos Nos atuadores lineares como voc viu o movimento do pist o de transla o Muitas vezes no entanto o movimento a ser feito pela m quina acionada requer do atuador um movimento de rota o Basicamente esses atuadores podem ser de dois tipos de cremalheira e de alet
157. s a es do corpo pode ser considerada nosso software Numa compara o po demos dizer que o software para o computador aquilo que a consci ncia para n s Quando uma pessoa perde a consci ncia devido a um acidente por exemplo deixa de comandar os movimentos do corpo Quando um computador perde seu software deixa de funcionar No computador o software aparece na forma de programas Na realidade s o milhares milh es e at bilh es de bytes enfileirados na mem ria Quando a UCP Unidade Central de Processamento do computador acessa um programa ela vai recebendo passo a passo essas informa es bin rias que definem as pr ximas opera es do hardware ANO NO ESA Um problema Software s o os programas isto a parte l gica que representa a consci ncia do computador instalado na mem ria Quando acessado pela UCP comanda as opera es do hardware parte material do computador 13 Os softwares de um computador Podemos dividir os softwares em tr s categorias A figura a seguir procura ilustrar a rela o entre usu rio e hardware intermediados por tr s camadas que representam as categorias de software USU RIO APLICATIVOS SISTEMAS OPERACIONAIS SistTEMAS B SICOS HARDWARE camadas de software entre UCP e usu rio Sistemas b sicos Essa primeira categoria formada por programas que servem principalment
158. s de ligar ou desligar a esteira subir ou descer o pist o pneum tico etc Quem vai tomar essas decis es o controlador O controlador geralmente um circuito el trico ou eletr nico constru do segundo uma determinada l gica de funcionamento no controlador que s o ligados os fios das chaves fim de curso Al m disso ele tamb m capaz de enviar sinais el tricos para as v lvulas solen ide e para os motores el tricos Podemos dizer de maneira simples que no controlador est a intelig ncia da m quina No entanto n o vamos nos preocupar agora com o controlador uma vez que nosso objetivo principal estudar o circuito pneum tico Assim vamos analisar como o sistema funciona examinando o circuito DL T J A VA S2 CH3 o 1 CONTROLADOR 04 circuito pneum tico usado no caso de automa o n 1 CH2 l N S1 Quando a caixa que est sendo transportada encontra a chave CH1 o motor da esteira desligado e a caixa p ra sob o pist o Em seguida o solen ide S1 acionado A v lvula passa para a posi o da esquerda O ar comprimido flui de P para C2 e chega c mara superior do cilindro Ao mesmo tempo o orif cio C1 comunica se com o R e o ar da c mara inferior do cilindro escoa para a atmosfera O pist o desce Quando o pist o desce a chave CH2 que indica o fim de curso superior desacionada O pist o continua descendo at atingir sua posi o inferior q
159. s forem os produtos e menor a sua quantidade mais flex vel ser o sistema de automa o O quadro a seguir apresenta uma classifica o de tipos de processo e de pro du o e respectivos sistemas de produ o CATEGORIA DESCRI O Processo de fluxo cont nuo Sistema de produ o cont nua de grandes quantidades de produto normalmente p ou l quido Exemplo refinarias e ind strias qu micas Produ o em massa seriada Sistema de produ o de um produto com pouca varia o Exemplo autom veis e eletrodom sticos Produ o em lotes Sistema de produ o de uma quantidade m dia de um produto que pode ser repetido periodicamente Exemplo livros e roupas Produ o individualizada Sistema de produ o frequente de cada tipo ferramentaria de produto em pouca quantidade Exem plo prot tipos ferramentas e dispositivos Aplica es da automa o Para fixar os conceitos at aqui explicados damos a seguir o exemplo de um sistema autom tico de controle de fluxo de pessoas em academias de gin stica Este sistema tem um leitor ptico laser e um computador digital de alto desempenho Quando um associado quer utilizar a academia passa um cart o pessoal com um c digo de barras pelo leitor ptico elemento sensor O dado de entrada convertido em sinais el tricos e enviado ao computador O cliente identificado programa Caso sua situa o esteja em ordem pagamento
160. s produzidos Ele permite identificar algum item fabricado incorretamente Al m disso a informa o do sistema pode ser utilizada para bloquear a produ o ativar processos de corre o etc Tudo isto permite gerenciar uma linha de produ o em tempo real facilitando a implanta o de uma an lise estat stica e a estocagem autom tica Aplica es A Johnson amp Johnson incluiu recentemente na linha de produ o de aplicadores de absorventes ntimos um sistema de sensoriamento com vis o de m quina A finalidade controlar durante a produ o aplicadores com os seguintes problemas encaixes h um dispositivo formado por duas pe as montadas automaticamente se elas n o forem posicionadas corretamente o dispositivo n o funcionar rebarba qualquer rebarba no material impos sibilita utilizar o dispositivo uma vez que o material se torna perigoso Esse sistema de sensoriamento permite controlar a produ o durante a passagem da etapa de montagem para a de embalagem Quando o sistema detecta falhas no produto este enjeitado automaticamente antes que chegue etapa de embalagem da linha de produ o Os resultados t m sido bastante satisfat rios a porcentagem de defeitos ap s a embalagem cai para zero Os cuidados com a instala o devem ser bastante criteriosos preciso definir umsistema de ilumina o adequado e um dispositivo de transporte que assegure o contraste necess rio para se perceber em toda
161. sa fun o a produ o de bens Costuma se utilizar a palavra manufatura para significar produ o embora em seu sentido original fazer m o a palavra n o represente a realidade atual em que cada vez mais as m quinas substituem a habi lidade manual do artes o Assim a express o sistema de manufatura n o nova A novidade est no adjetivo flex vel Essa caracter stica foi se incorporando aos sistemas de produ o medida em que a presen a dos computadores nesses sistemas se tornava mais frequente Embora n o haja consenso entre os v rios autores quanto origem do primeiro sistema flex vel de manufatura alguns consideram a ind stria inglesa de m quinas ferramenta Mollins como sendo a primeira a implantar em 1968 um sistema desse tipo Ele teria sido constru do para fabricar uma grande variedade de componentes e poder operar sem a presen a do homem por longos per odos Desde a d cada de 60 os sistemas flex veis de manufatura tornaram se cada vez mais sofisticados Os pioneiros no estudo dos m todos e processos de produ o criaram no in cio do s culo algumas formas de se representar os sistema de produ o Uma dessas formas a dos chamados fluxogramas de produ o Com s mbolos conforme ilustra a figura a seguir represen tavam se as v rias fases pelas quais passava o material ao ser processado V armazenamento O opera es E transporte C inspe o s
162. sensoriamento pois se comporta muito bem o motor de passos Este motor como diz onome gira a partir de combina es de tens es que s o aplicadas em suas bobinas Na realidade para que eles funcionem necess ria a informa o de quantos passos o motor deve se deslocar a partir da posi o original Portanto n o necess rio um sistema de sensoriamento para verificar a posi o em que o motor se encontra pois ele sempre estar a N passos da posi o de origem N o n mero de passos indicado pelo controlador A precis o do deslocamento destes motores indicada pelo valor de cada passo dado em graus Por exemplo se um motor de passos tem precis o de 1 8 isto significa que em cada combina o de tens o aplicada ao motor ele se desloca 1 8 ou seja 1 200 avos de uma volta completa Para o motor dar uma volta completa de 360 necess rio que o controlador gere 200 combina es de tens es isto 200 passos A pot ncia desses motorzinhos pequena por isso sua aplica o principal o acionamento de cargas leves Utilizam se motores de passos em perif ricos de computador impressoras plotters acionadores de disco Tamb m aparecem em rob s transportadores de cargas leves e mesmo em algumas m quinas ferramenta CNC de pequeno porte AURA Tic tac blamp blump zuuuummmm Agora toda vez que voc ouvir o barulho do movimento das m quinas esperamos que se lembre dos motor
163. sinais opostos Este fato pode ser verificado facilmente Por exemplo um pente depois de ser atritado v rias vezes contra o cabelo atrai peda os pequenos de papel picado Esta forma de eletricidade chama se eletrost tica Tens o corrente e resist ncia el tricas No ano 1800 o italiano Alessandro Volta inventou a pilha el trica Ele observou que dois metais diferentes em contato com as pernas de uma r morta fizeram a perna da r se movimentar Volta concluiu acertadamente que o movimento da perna da r devia se passagem de el trons a que ele de nominou corrente el trica Mais tarde Volta descobriu que os el trons se movimentavam de um metal para outro atrav s da perna da r impulsionados por uma diferen a de cargas el tricas entre os metais Essa diferen a capaz de provocar o movimento orde nado dos el trons de um metal para outro chamada hoje de tens o el trica ou diferen a de potencial el trico A unidade de medida de tens o el trica o volt em homenagem a Alessandro Volta A pilha de Volta ou pilha voltaica ou qualquer gerador de tens o el trica s o capazes de manter entre seus p los uma diferen a de potencial H o p lo positivo que tem menos el trons e o negativo que tem mais el trons Um material condutor como o fio de cobre no qual osel trons semovimentam de um tomo a outro com mais facilidade quando ligado entre os dois p los do gerador permite a passagem de corre
164. so de ar e bombas hidr ulicas para o leo E adivinhe o que movimenta essas m quinas Isso mesmo motores el tricos Como voc pode ver embora em hidr ulica e pneum tica n o se transforme energia el trica diretamente em energia mec nica a utiliza o de energia el trica ocorre numa etapa anterior quando a transformamos em energia de press o do fluido Atuadores Mas a essa altura voc deve estar perguntando ser que vamos utilizar rodas d gua e cataventos para automatizar m quinas Com o passar do tempo o homem criou e aperfei oou mecanismos cuja fun o transformar energia de press o de fluidos em energia mec nica Esses mecanismos s o denominados atuadores pois sua fun o aplicar ou fazer atuar energia mec nica sobre uma m quina levando a a realizar um determinado trabalho Ali s o motor el trico tamb m um tipo de atuador A nica diferen a como j observamos que ele emprega energia el trica e n o energia de press o de fluidos Os atuadores que utilizam fluido sob press o podem ser classificados segundo dois crit rios diferentes e Quanto ao tipo de fluido empregado podem ser pneum ticos quando utilizam ar comprimido hidr ulicos quando utilizam leo sob press o e Quanto ao movimento que realizam podem ser lineares quando o movimento realizado linear ou de transla o rotativos quando o movimento realizado girat rio ou de rota o J
165. somente o necess rio um h bito que podemos levar para o trabalho Nas f bricas os t cnicos j se preocupam em especificar m quinas que sejam mais eficientes isto que executem mais trabalho com menor consumo de energia 3 Pot ncia el trica capacidade de fornecimento de energia el trica num intervalo de tempo Para o sistema que recebe a energia el trica e a converte em outra forma de energia a pot ncia el trica representa a capacidade de absor o e convers o de energia num dado intervalo de tempo Exerc cios Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respostas com as do gabarito Marque com X a resposta correta Exerc cio 1 Eletricidade uma manifesta o de uma forma de energia associada ao movimento ordenado dos a planetas b el trons c pr tons d n cleos at micos Exerc cio 2 O p lo negativo de uma fonte de tens o el trica assim chamado porque comparado ao seu p lo positivo ele possui a menos el trons b a mesma quantidade de el trons c mais el trons d mais corrente Exerc cio 3 Em um circuito el trico a corrente cont nua quando os el trons movimentam se sempre a no mesmo sentido b mudando de sentido c da direita para a esquerda d em estrutura cristalina Exerc cio 4 Associe a primeira coluna segunda coluna a Tens o el
166. ssa por um ponto do circuito num certo tempo Para cada uma destas fun es existe um tipo espec fico de v lvula Nos circuitos hidr ulicos e pneum ticos as v lvulas desempenham um papel semelhante ao das chaves disjuntores e interruptores no circuito el trico de sua casa As v lvulas permitem controlar o atuador a ser acionado e o momento do acionamento da mesma forma que ao acionarmos os interruptores de luz indicamos qual l mpada deve ou n o ficar acesa Ao contr rio dosinterruptores denossa casa quenormalmente s o acionados manualmente as v lvulas hidr ulicas e pneum ticas podem ser acionadas manualmente eletricamente ou por meio do pr prio fluido sob press o O caso do operador de retroescavadeira da figura a seguir um exemplo Sua m quina tem v rios pist es hidr ulicos cada um deles respons vel por um determinado movimento A cada um dos pist es est associada uma v lvula acionada manualmente por meio de alavancas O operador ao acionar uma determinada alavanca determina n o apenas o pist o que ser acionado mas tamb m o sentido de seu movimento extens o ou retra o a mola mant m a v lvula direcionada R TERN S 32 gt ro DinDefed EXEMPLOS DE APLICA O DE V LVULAS ACIONADAS MANUALMENTE V lvulas acionadas eletricamente As m quinas autom ticas que utilizam energia hidr ulica ou pneum tica n o precisam necessariamente de eletri
167. st o em posi es de seguran a e ent o a prensa pode ser acionada A legisla o trabalhista e a normaliza o v m garantindo cada vez mais a implanta o de sistemas de seguran a de opera o em equipamentos automatizados ou n o Tipos de sensores A variedade de sensores grande O mercado tem sensores especificados para cada aplica o Strain gauge s o sensores que medem deforma o superficial de pe as Eles transformam o valor da deforma o em sinais el tricos tra o p rea a compress o p flex o torque sensores aderidos ao corpo de prova pe a a ter as for as ensaiadas sensores aderidos ao corpo de prova pe a a ter as for as ensaiadas Potenciom trico um sensor bastante simples com elemento resistivo que pode ser um fio bobinado ou um filme de carbono ou de mat ria pl stica resistiva deslocamento resist ncia el trica deslocamento Synchro e resolvers sensores de deslocamento angular s o sensores que se comp em de um transmissor e um receptor Nesses sensores o rotor do motor se desloca proporcionalmente ao deslo camento do rotor do gerador 4 Gerador Motor R 31 S4 R4 32 32 S3 S3 7 7 O rotor do transmissor alimentado em corrente alternada e gira solid rio pe a da qual se pretende medir o deslocamento angular Encoder ptico um sensor que se vale da interrup o de um
168. stas com as do gabarito Marque com X a resposta correta Exerc cio 1 A realidade virtual na ind stria pode ajudar na a simula o de fabrica o de pe as b redu o de equipamentos c modifica o da estrutura cristalina d rea o xida Exerc cio 2 Para aproveitar a experi ncia das pessoas em determinada rea do conhecimento podemos utilizar a vis o de m quina b sistemas especialistas d realidade virtual e anedot rio Exerc cio 3 Num sistema especialista o local onde armazenamos informa es chama se a base de conhecimento b m quina de infer ncia c objeto d atributo Exerc cio 4 A vis o da m quina pode ser incorporada atividade de a compras e marketing b marketing e controle de processos c controle de processos e marketing d medidas e controle de processos MONO CSA Engenharia simult nea A partir da d cada de 1980 o setor produtivo Um prob lema vem sofrendo os efeitos das mudan as ocorridas nos mercados consumidores Essa situa o fez com que os projetistas alterassem sua forma de trabalhar passando a atuar na linha da engenharia simult nea Mercados consumidores A tabelailustra as principais mudan as no perfil dos mercados consumidores PERFIL DOS MERCADOS CONSUMIDORES FATORES D CADA DE 1960 D CADA DE 1990 Grau de diversifica o de produtos Baixo Alto Vida
169. stru es escritas numa linguagem que a m quina capaz de entender Um cozinheiro para preparar um bolo deve seguir fielmente os passos descritos na receita A m quina tamb m precisa obedecer s instru es do programa para executar sua tarefa com perfei o Mudar o programa de opera o da m quina portanto muito mais r pido do que fabricar novos cames ou realizar regulagens mec nicas Voc ainda pode estar se perguntando por que o controle chamado num rico A resposta parece bvia Porque utiliza n meros Certo Mas quais n meros Bem um comando num rico como j vimos um computador com a miss o especial de controlar movimentos de m quinas E os computadores s o m quinas el tricas Logo essas m quinas s s o capazes de distinguir duas situa es ou estados exist ncia ou n o de um certo valor de tens o el trica Se houver tens o podemos indicar esse estado com o n mero um Se n o houver tens o usamos o n mero zero como vimos na aula de circuitos digitais Aula 9 A est o nossos n meros Controlamos a m quina usando combina es de zeros e uns Mas imagine se escrevendo um programa usando apenas zeros e uns Coisa de louco n o Da a necessidade das linguagens de programa o dos comandos num ricos Elas permitem que a tarefa do programador fique um pouco mais f cil pois essa linguagem acaba sendo intermedi ria entre a linguagem de m quina aquele punhado de zeros
170. t o ligados s B B camadas das pontas chamam se emissor e coletor A figura ao lado ilustra os transistores PNP e NPN com seus s mbolos S mbolo S mbolo transistores NPN e PNP A figura a seguir mostra o aspecto f sico de v rios transistores com a identifica o dos terminais 2 2 2 1 2 i 1 3 1 3 4 5 2 3 609 123 7 3 1283 sc i 0 9 transistores com terminais identificados Os transistores funcionam de maneira semelhante ao registro de gua Entre coletor e emissor do transistor aplica se uma tens o el trica e entre a base e o emissor faz se circular uma corrente que ir controlar a corrente entre coletor e emissor A corrente da base deve ser obtida por uma tens o el trica adequada Se a base P o p lo positivo da tens o deve ser ligado na base e o negativo no emissor Assim os el trons em excesso no emissor s o acelerados em dire o base Como a base fina veja figura da p gina 67 os el trons entram no coletor i 4 transistor i Assim como no registro de gua torneira o controle de abertura faz variar o IC fluxo de gua no transistor a corrente C B de base controla a corrente entre B coletor e emissor A figura ao lado c mostra como deve ser ligado um tran oe sistor NPN de tal forma que a IE E corrente de base ali chamada de Ip controle a corrente do coletor IC e do emissor Ip E modelo de liga o de um t
171. tido de giro do motor S poss vel inverter o sentido do movimento de rota o trocando as liga es das escovas pelas bobinas do estator Assim o campo magn tico fixo muda de polaridade Motores de indu o de anel Existem tamb m os motores de corrente alternada sem escovas S o chamados motores de indu o Nestes motores o magnetismo do estator ao variar com a corrente alternada que o atravessa induz correntes no rotor Essas correntes induzidas no rotor formam ao seu redor um magnetismo que se op e ao magnetismo do estator Assim o motor tende a ficar parado Se o rotor estiver em movimento por in rcia ele continuar girando pois como os campos se anulam o resultado das for as zero Desta forma o motor de indu o para funcionar necessita de um empurr ozinho para sair da in rcia do estado parado Como estamos falando de automa o claro que esta m ozinha n o ser dada por um homem mas por uma altera o na constru o do motor que permitir a partida autom tica A figura a seguir mostra o esquema de um motor de indu o com um anel de cobre no estator Este anel afeta o campo magn tico portanto as for as de atra o e repuls o se alteram e o resultado deixa de ser zero fazendo o rotor se movimentar anel de cobre anel de cobre Motores de indu o de bobina auxiliar Outros motores utilizam uma bobina auxiliar que d aquela m ozinha no
172. tilizar cabos pticos Sistemas de Planejamento e Programa o de Produ o Unidade de Controle do Sistema Flex vel de Manufatura PRINCIPAL RESERVA a l lt Rd a e N INTERFACE INTERFACE INTERFACE INTERFACE Sa i K Ne A N Ed M quinas Rob s AGVs e Outros Atuadores CNC Industriais RGVs e Sensores esquema de uma rede de comunica o Al m dos cabos os controladores que desejam se comunicar devem ser equipados com hardware placas eletr nicas para comunica o de dados e software programas de comunica o adequados A distribui o ao longo da rede dos controladores dos equipamentos em rela o ao computador central pode se dar de v rias maneiras Cada uma dessas maneiras denomina se arquitetura da rede de comunica o H quatro arquiteturas b sicas para redes de comunica o estrela barramento anel e rvore m p E E P N N a E E J E N J N NH NH na p A E ARQUITETURAS B SICAS DE REDES DE COMUNICA O 18 M quinas integradas homens separados Embora o ser humano continue sempre a aprimorar suas inven es a integra o e comunica o entre equipamentos de produ o um assunto tecnicamente j solucionado No entanto para aumentar as possibilidades de xito na implanta o de sistemas flex veis de manufatura s
173. to Exerc cio 1 Exerc cios Assinale V Verdadeiro ou F Falso para as seguintes afirma es sobre o transistor a possui tr s terminais Base Coletor e Emissor b constitu do por tr s camadas PNP ou NPN c acorrente de coletor controlada pela corrente de base d cada camada feita de cobre Exerc cio 2 Associe a primeira coluna com a segunda a Transistor 1 Acumula cargas eletricas b Resistor 2 Possui duas camadas PN c Capacitor 3 Funciona como amplificador de corrente d Diodo ou como chave eletr nica 4 Sua principal caracter stica a resist ncia el trica capaz de controlar corrente Exerc cio 3 Um transistor operando como chave ter corrente de coletor quando a ligado a um motor de passos b n o existir corrente na base c for um transistor PNP d existir corrente de base Exerc cio 4 Os resistores ligados base de qualquer circuito transistorizado servem para a controlar a corrente de base b encarecer o circuito c ligaro circuito d esfriar o circuito A UIL A Um problema Eletr nica circuitos especiais Us dos problemas com que se defrontava a eletr nica consistia no fato de que as v lvulas ent o empregadas nos sis temas al m de serem muito grandes aqueciam demais os equipamentos Esse problema foi resolvido com o desenvolvimento do transistor que possibilitou a miniaturiza o gran
174. traseira do Seville ve culo da GM antes e depois de ter eliminadas algumas partes O projeto suprimiu duas partes e cortou 68 segundos do tempo de montagem No geral foram eliminadas 50 partes com uma economia global de aproximadamente 2 bilh es de d lares exemplo de aplica o de engenharia simult nea Muitos softwares j incorporam caracter sticas da DFM como rotinas para c lculo de tempos de usinagem nas opera es de fresamento torneamento etc Hoje uma estimativa precisa de custos se transforma numa vantagem competitiva Os ltimos modeladores de s lidos baseados nessas caracter sticas tamb m incluem t picos DFM para reduzir o tempo de projeto e manufatura Um dos primeiros passos da sequ ncia do DFM o exame de toler ncias Toler ncias apertadas automaticamente elevam os custos Portanto o crit rio de an lise deve ser primeiramente funcional de modo que o componente atenda fun o especificada no projeto com menor custo Com as dimens es ajustadas o software DFM pode auxiliar a pe a a ser por exemplo fundida em coquilha injetada ou conformada Tamb m neste caso a engenharia simult nea vem ganhando maior for a O objetivo para grande parte das empresas quase sempre o mesmo oferecer produtos melhores ao mercado em tempo mais curto Todos os departamentos de uma companhia como os de projeto marketing produ o e documenta o devem trabalhar simultaneamente num projeto Ess
175. tura totalmente autom tico sem interfer ncia humana esta situa o ainda n o satisfat ria O pr ximo passo retirar o homem de sua tarefa de carregar e descarregar o torno substituindo o por outra m quina um rob industrial Assim o rob tamb m pode ser um elemento de opera o Sua fun o a de retirar a mat ria prima de um recipiente caixa pallet etc e coloc la na m quina Ap s a usinagem deve retirar a pe a da placa depositando a num outro local Assim o homem acabou de perder tamb m a tarefa de carregar e descarregar a m quina Agora ser encarregado apenas da verifica o da qualidade do produto O conjunto formado por torno CNC rob industrial homem e dispositivos acess rios um exemplo do que se denomina c lula de manufatura Mais especificamente c lula de torneamento A reuni o de v rias c lulas de manufatura d origem ao chamado sistema de manufatura Inspe o Continuando no processo de substitui o do homem por dispositivos auto m ticos queremos agora eliminar sua participa o no controle de qualidade do produto Controlar a qualidade significa em primeiro lugar medir a caracter stica que define a qualidade desejada e em seguida atuar no processo para corrigir os desvios verificados Se quisermos medir as dimens es da pe a produzida podemos utilizar uma m quina de medi o dimensional CNC Esta m quina possui um sensor que seguindo um programa predefinido
176. uando ent o a chave CH3 acionada e a caixa carimbada O pist o pode permanecer um determinado tempo definido pelo controlador nesta posi o O solen ide S1 desacionado e se aciona ent o o solen ide S2 A v lvula passa para a posi o da direita O ar comprimido flui de P para C1 e chega c mara inferior do cilindro Ao mesmo tempo a via C2 comunica se com R e o ar da c mara superior do cilindro escoa para a atmosfera O pist o sobe Quando se chega posi o superior e se aciona a chave CH2 o motor da esteira novamente ligado at que uma nova caixa seja posicionada sob o pist o repetindo o ciclo Caso de automa o n 2 Agora vamos estudar outro exemplo Uma fresadora CNC pode trabalhar com v rias ferramentas Cada ferramenta presa a um suporte porta ferramentas O porta ferramentas por sua vez fixado a um mecanismo respons vel pela troca autom tica de uma ferra menta por outra Esse mecanismo chamado de torre porta ferramentas torre porta ferramentas de uma fresadora CNC Vamos ver como poss vel automatizar os movimentos da torre porta ferramentas por meio de um circuito hidr ulico Quando o controlador Comando Num rico da fresadora manda trocar uma ferramenta por outra deve ser realizada a seguinte sequ ncia de tarefas 1 2 5 Destravar o porta ferramentas que est sendo utilizado Ocarrossel com todas as ferramentas da torre desloca se para
177. um ricos com velocidades de processamento cada vez maiores bem como o surgimento de novos componentes mec nicos e materiais mais leves e resistentes vem contribuindo para que os rob s fiquem mais r pidos confi veis e precisos Mesmo assim a precis o desse tipo de m quina continua sendo pior do que a das m quinas ferramenta CNC que normalmente apresentam estruturas mais r gidas e um arranjo mais simples de componentes mec nicos Al m disso os rob s ainda continuam sendo m quinas pouco inteligentes N o t m capacidade suficiente para se adaptar a situa es imprevistas Os rob s atuais ainda seguem passo a passo todas as instru es fornecidas pelo homem N o podem se desviar do que lhes foi previamente estabelecido a menos que este desvio tamb m tenha sido previsto Os rob s n o pensam Apenas obedecem cegamente aos comandos do homem Esta caracter stica faz com que eles s possam ser usados em ambientes padronizados n o sujeitos a varia es imprevistas Caso contr rio ficar o sujeitos a acidentes que acabar o por inviabilizar a opera o autom tica Programa o O maior n mero de graus de liberdade dos rob s quando comparados s m quinas ferramenta CNC tamb m influi nos m todos de progra ma o utilizados Os m todos de programa o de rob s dividem se em dois tipos off line e on line Na programa o off line ou fora de linha usam se linguagens de programa o semelhantes
178. ustadas para produzir cada uma delas um tamanho diferente de clipe e decidiu se que as tr s m quinas produziriam simultaneamente por dez dias clipes grandes nos dez dias seguintes clipes m dios e nos ltimos dez dias do m s clipes pequenos Por que essas tentativas n o tiveram xito Este um problema t pico de produ o que abrange v rios aspectos da automa o conforme veremos nesta aula O mercado atual Devido s necessidades atuais de aumentar a produtividade reduzir custos e aumentar a flexibilidade o mercado vem se organizando de forma a atender a estas exig ncias Os profissionais buscam conhecimentos para se tornarem mais ecl ticos adequando se a v rias ocupa es no mercado de trabalho por sua vez as empresas buscam maior variedade de produ o para atender ao cliente que se torna mais exigente NUM ESA Um problema 12 Sistema autom tico sistema no qual o resultado definido previamente e o sistema se encarrega de atingi lo sem que haja interfer ncia de um controlador externo operador Sistema r gido de automa o o controle autom tico mas n o permite altera es do processo depois da defini o do sistema e de seus componentes Sistema flex vel de automa o permite fazer algumas altera es no sistema e em seus componentes como incluir ou retirar entradas e sa das Automatiza o No in cio
179. utar um programa CNC para usinar uma pe a c traduzir instru es dadas em uma linguagem qualquer para a linguagem da UCP d simular a usinagem de uma pe a na tela do computador Exerc cio 5 Assinale as alternativas que representam afirma es v lidas sobre a rela o entre software e automa o a Osoftware aparece como intermedi rio entre usu rio e m quina b Quanto mais sofisticado o software maior a dist ncia entre o usu rio e as opera es de m quina c Embora seja importante para a automa o a aus ncia do software faz pouca diferen a em ambientes de f brica automatizados d O surgimento de novos programas acaba interferindo na forma de produ o em ambientes de f brica automatizados A UTL A Um problema CAD conceitos b sicos L empresa de acess rios para autom veis que fabrica calotas volantes ma anetas grades etc vem passando por dificuldades financeiras devido falta de competitividade de seus produtos Seus pre os de varejo s o superiores aos dos concorrentes muitos deles estrangeiros O principal problema a pouca agilidade da empresa para atender s crescentes exig ncias denovos produtos pelo mercado consumidor Para fabricar calotas pl sticas por exemplo leva se em m dia dois meses desde a concep o do modelo at a coloca o no mercado A dificuldade consiste em confeccionar moldes de inje o na ferramentaria Se voc fosse um consultor
180. utoma o ou uma propriedade particular de algum de seus componentes Exemplos termopares para medi o de temperatura e encoders para medi o de velocidade e controle utiliza a informa o dos sensores para regular o acionamento Por exemplo para manter o n vel de gua num reservat rio usamos um controlador de fluxo que abre ou fecha uma v lvula de acordo com o consumo Mesmo um rob requer um controlador para acionar o motor el trico que o movimenta e comparador ou elemento de decis o compara os valores medidos com valores preestabelecidos e toma a decis o de quando atuar no sistema Como exemplos podemos citar os termostatos e os programas de computadores e programas cont m informa es de processo e permitem controlar as intera es entre os diversos componentes elemento de acionamento elemento de controle i elemento comparador elemento de sensoreamento Classifica o A automa o pode ser classificada de acordo com suas diversas reas de aplica o Por exemplo automa o banc ria comercial industrial agr cola de comunica es transportes A automa o industrial pode ser desdobrada em automa o de planejamento de projeto de produ o Essa automa o pode ser classificada tamb m quanto ao grau de flexibilidade A flexibilidade de um sistema de automa o depende do tipo e da quanti dade do produto desejado Isto significa que quanto mais variado
181. vidas no processo No caso do torno mec nico por exemplo de acordo com o material a ser usinado o torneiro seleciona a rota o da placa o avan o a ser utilizado a quantidade de material a ser removido e verifica se vai utilizar ou n o fluido de corte etc O torneiro o controlador do torno mec nico Com um instrumento de medi o ele verifica a dimens o real da pe a A informa o chega ao seu c rebro atrav s dos olhos Tamb m atrav s dos olhos o c rebro recebe informa es da dimens o desejada contida no desenho da pe a No c rebro ambas as informa es s o comparadas a dimens o desejada e a dimens o real O resultado dessa compara o o desvio uma nova informa o enviada agora atrav s do sistema nervoso aos m sculos do bra o e da m o do torneiro O torneiro ent o gira o man pulo do torno num valor correspondente ao desvio deslocando a ferramenta para a posi o desejada e realizando um novo passe de usinagem A seguir mede novamente a pe a e o ciclo se repete at que a dimens o da pe a corresponda requeridano desenho ou seja at que o desvio seja iguala zero controle posi o de realimenta o medi o de posi o esquema de controle manual de um torno mec nico Mas o homem percebeu que quando tinha que usinar v rias pe as iguais o trabalho tornava se mon tono e cansativo Repetir diversas vezes as mesmas opera es al m de se
182. vil e VersaCad outras PROGRAMAS DE AUX LIO Elabora o de programas para Master Cam MANUFATURA CAM confeccionar pe as em SmartCam m quinas CNC Software e automa o Podemos dizer que a raiz do software est na automa o O software n o faz a m quina pensar pelo contr rio ele apenas faz a m quina trabalhar Ao criar um software o programador define uma sequ ncia de opera es que levam realiza o de algo Ent o aquilo que um programa de computador faz na verdade a automa o de uma seqii ncia de opera es Vejamos um caso relacionado com programa o de m quinas CNC Comando Num rico Computadorizado Programar um Comando Num rico Computadorizado consiste em passar para o computador da m quina todas as informa es geom tricas e tecnol gicas necess rias usinagem de uma pe a Entende se por informa es geom tricas o percurso da ferramenta que definir o contorno final da pe a e por informa es tecnol gicas as condi es de usinagem avan o profundidade e velocidade de corte e as ferramentas a serem utilizadas Como isto pode ser feito Pode se passar estas informa es utilizando se uma das diversas linguagens de programa o padronizadas para CNC A figura a seguir mostra um exemplo de programa feito para torno CNC O programa foi digitado num editor de textos e gravado em disco A UCP do computador da m quina CNC incapaz de entender a linguagem
183. xigem inclus o de outros par metros para a sua altera o Exerc cio 2 Os CLPs s o dispositivos eletr nicos que a executam l gicas exclusivamente combinacionais com os sinais de suas entradas b executam l gicas combinacionais e sequenciais com os sinais de suas entradas c copiam os sinais em suas entradas e sa das exclusivamente Exerc cio 3 As l gicas executadas pelos CLPs podem ser alteradas do seguinte modo a com altera o f sica do circuito b com altera o dos dispositivos ligados ao CLP c com altera o do programa do CLP Software S algu m adormecesse em 1960 e acordasse em meados dos anos 1990 ao olhar o parque industrial levaria um grande susto Quanta coisa mudou O que mais impressiona s o as m quinas que trabalham sozinhas E os computadores que maravilha Parte l gica do computador Na Aula 10 voc viu que o computador uma m quina formada de hardware e software parte f sica e parte l gica Mas de fato o que vem a ser esta parte l gica do computador e qual sua real import ncia N s humanos tamb m somos hardware e software em certo sentido Temos nossa parte f sica cabe a tronco bra os pernas etc isto nosso corpo Na cabe a temos a consci ncia nossos conhecimentos na mem ria os pensamentos e a forma de pensar adquiridos com a experi ncia de vida A consci ncia que temos e que nos permite comandar a
184. xilie a identificar a melhor solu o para um problema ou uma situa o que exija uma tomada de decis o satisfat ria 19 Pesquisas heur sticas As pesquisas heur sticas s o as realizadas com m todos de solu o de problemas baseados no procedimento de tentativa e erro Tenta se encontrar um caminho para a solu o de determinado problema Se um n o der certo tenta se outro at se obter a solu o No in cio das pesquisas relativas intelig ncia artificial foi fundamental a utiliza o dos m todos heur sticos principalmente nos casos em que se tentava jogar xadrez como computador Verificava se que para responder a determinada jogada o computador realizava uma pesquisa para escolher entre bilh es de possibilidades ajogada certa Mas a escolha em 90 dos casos era incompat vel com a situa o do jogo Para resolver este problema da escolha da jogada certa usava se um subconjunto de jogadas para as quais o computador estava programado Poderia ocorrer que o computador tentasse uma jogada in til e se ela levasse a erro era substitu da por outra jogada tentativa e erro at que se conseguisse uma jogada de efeito usando se uma fun o de varia o com par metros tais como dom nio do centro do tabuleiro pe as importantes defendidas etc Isto um exemplo do emprego da heur stica para jogar xadrez A busca de solu es A habilidade para resolver problemas frequentemente usada como medida de
185. zar e gerenciar uma empresa com o objetivo principal de aumentar a produtividade com vantagens em rela o concorr ncia e sem preju zo da rela o custo benef cio Empresas especializadass na rea de intelig ncia artificial desenvolvem programas no campo da tecnologia do conhecimento Com a rob tica e aux lio a projetos de engenharia poss vel criar programas mais inteligentes inclu sive sistemas especialistas Como exemplos de empresas que utilizam intelig ncia artificial com resultados favor veis podemos citar a Embratel o Serpro a IBM e a Unisys Dataprev Embrapa Fepasa Sperry As grandes universidades do Brasil fazem 19 Exerc cios pesquisas de desenvolvimento em intelig ncia artificial como IME R J PUC RJ UFPB UFRGs UFF UFU e ITA Atualmente muitos trabalhos v m sendo desenvolvidos com a finalidade de integrar e automatizar sistemas de manufaturas de forma que o gerenciamento da produ o a determina o de tempos de ajuste e o controle de qualidade ocorram em tempo real facilitando o controle do sistema por parte de pessoas e agilizando o processo de decis o Outra aplica o crescente dos sistemas especialistas no planejamento dos processos de usinagem Empregando m todos heur sticos poss vel reduzir significativamente o n mero de alternativas a serem analisadas sem risco de descartar a solu o tima Teste sua aprendizagem Fa a os exerc cios e confira suas respo

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