Automatização de uma mesa alimentadora tipo tesoura
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Data
2001
Autores
Diniz, Antonio João [UNESP]
Arato Junior, Adyles [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Com a necessidade de aumentar a produtividade, as industrias moveleiras começaram a se equipar com um grande número de máquinas automáticas para os processos de fabricação, destacando-se as destinadas ao corte, furação, esquadrejamento, capeamento e pintura dos móveis. Para essa automação os fabricantes estão adquirindo máquinas relativamente complexas, que são montadas de forma individual, caso das furadeiras/tupia, ou na forma de conjuntos, como, por exemplo, uma seqüência de capeadoras, envernisadoras ou capeadoras e esquadra bordas. Em qualquer caso, a fábrica fica constituída de um conjunto de máquinas automáticas para a confecção das peças dos móveis, seguida de um setor de pré-montagem e embalagem. Devido a grande variedade de formas e dimensões das peças que compõe um móvel, as fábricas as produzem por lotes que são transferidos por vagonetes entre uma máquina e outra que, devidamente preparadas, processam esses lotes como unidades de produção. A alimentação dessas máquinas pode ser feita de forma manual ou automática. Em qualquer caso, o processo deve considerar o manuseio dos mais diferentes lotes de peças, envolvendo uma grande diversidade de formas e dimensões ao longo do dia. Os fabricantes de equipamentos para a indústria de móveis, produzem e instalam as máquinas automáticas de processamento de forma individualizada ou, no máximo, na forma de conjuntos. Fica por conta do adquirente a feitura do "lay-out" de fabricação, e a instalação de equipamentos para movimentação, alimentação e descarga das peças nestas máquinas. Neste ponto, empresas tipo a MASTER Indústria de Máquinas - Votuporanga - SP, comparecem, com sua experiência no desenvolvimento de "lay-outs" e instalação/fabricação de vagonetes, transportadores, "transfer" e mesas alimentadoras. Na situação atual, existem algumas empresas deste tipo no mercado brasileiro que atuam no oferecimento de "soluções" para o transporte, alimentação, descarga e armazenagem de componentes ou móveis completos. Todas trabalham com tecnologia de domínio público, salvo pequenos detalhes de desenho industrial, que as tornam concorrentes diretas, na medida em que uma mesma planta industrial pode contratar, para cada caso, uma "solução" de uma empresa qualquer. Entende-se por uma "solução", o transporte em vagonetes, uma pista de roletes, uma mesa alimentadora, um "transfer", ou conjuntos desses equipamentos arranjados especialmente para atender as necessidades do cliente. A partir do interesse de um grande fabricante de móveis populares, a MASTER verificou que existe um bom mercado para um sistema que proceda a alimentação automática das máquinas processadoras, desde que seja mantida a operação dentro dos moldes de lotes, transladados de um ponto a outro da fábrica, na forma de pilhas sobre os vagonetes de transporte já existentes. Procurada, a FEIS/UNESP através dos professores Adyles e Diniz, ambos do Departamento de Engenharia Mecânica, se propôs a ajudar no desenvolvimento de tal equipamento. A partir de visitas e reuniões com o desenhista industrial da MASTER, se elaborou o projeto de desenvolvimento de um sistema para alimentação e descarga automatizada, aqui apresentado. Analisando-se a linha de produtos da MASTER, verificou-se que ela possui uma mesa alimentadora hidráulica e um "transfer". A mesa hidráulica é do tipo tesoura e tem acionamento manual através de dois pedais: um para erguer e outro para abaixar a mesa. O "transfer" é uma mesa de roletes acionados, através de correntes e coroa dentada, por um motor elétrico com velocidade regulada por um inversor de freqüência. A proposta tecnologicamente viável e com garantia de absorsão pela empresa, foi o desenvolvimento um sistema baseado nesta mesa já fabricada pela MASTER, automatizando-a e dotando-a de um sistema de movimentação das peças de madeira para cima de um "transfer" alimentador, desenvolvido a partir do já fabricado por eles. O sistema, tem a seguinte arquitetura básica: · Mesa tipo tesoura hidráulica automática, dotada de um sistema de reposicionamento da altura de sua plataforma, baseado no sinal de um sensor de nível tipo ultra-sônico. · Movimentador de peças pneumático, com controle de partida acoplado ao sensor ultra-sônico, para movimentação da peça posicionada, na altura desejada, pela mesa. · "Transfer" para recepção das peças da mesa e transferência para a máquina a ser alimentada. No caso de descarga, o "tranfer" recebe as peças da máquina processadora. Em adição, o sistema com esta configuração tem uma estrutura modular, onde para cada caso de "lay-out" distinto, é possível montar o alimentador ora sobre a mesa, ora sobre o "tranfer", atendendo aos requisitos de espaço e movimentação da fábrica. A solução adotada, foi a de não se definir uma estrutura para o sistema pneumático, mas apenas o seu circuito, cilindro e velocidade máxima, deixando-se a sua fixação e desenho de dispositivos para contato com as peças de madeira, por conta do desenhista industrial da MASTER, que definirá uma configuração para cada caso e necessidade. O desenvolvimento do projeto, até a construção do primeiro protótipo, seguiu as etapas: · Análise e redimensionamento da estrutra mecânica da mesa tipo tesoura fabricada pela MASTER, com reespecificação de componentes e ajustagem exigidas para sua automatização. · Desenvolvimento, especificação e dimensionamento de um circuito hidráulico automático, com controle de posição dos cilindros no avanço e recuo, através de circuito digital discreto alimentado por um sensor de posição da mesa. · Projeto e desenvolvimento de um sensor ultra-sônico, para detectar a posição das pranchas de madeira, com resolução compatível com a lógica do sistema e que pode trabalhar em ambientes ruidosos. · Desenvolvimento, especificação e dimensionamento de um circuito pneumático para movimentação das pranchas de madeira, com ação de um ciclo e controle de partida através de um circuito digital discreto, com base no sinal do sensor de posição da mesa. · Desenvolvimento, especificação e dimensionamento de um mecanismo para receber e depositar sobre o "transfer", as pranchas de madeira movimentadas pelo sistema pneumático. · Acompanhamento técnico do processo de detalhamento e desenho das soluções de montagem do sistema mecânico, eletro-hidro-pneumático como conjunto anexo a mesa ou anexo ao "transfer". · Avaliação do desempenho e verificação dos ajustes e correções necessárias. Para a MASTER, o resultado foi a inclusão em sua linha de produtos de um sistema que permitirá o oferecimento de uma solução modular, adequada a cada caso particular, para alimentação e descarga automática de algumas máquinas de processamento da indústria moveleira. Para o setor moveleiro, se ofereceu um produto nacional, com custo competitivo, para aumentar o grau de automatização de sua produção, com os conseqüentes ganhos de produtividade e qualidade. A solução do problema técnico apresentado pela MASTER Indústria de Máquinas, foi baseada em produtos já fabricados pela empresa, e emprega tecnologia bem estabelecida para sistemas servocontrolados hidráulicos e pneumáticos. O sensor de posição por ultra-som, bem conhecido como sensor de presença, exigiu um desenvolvimento para sua aplicação como sensor de posição em ambientes ruidosos, com a resolução exigida pela lógica do problema. Neste momento, a Universidade pode aplicar sua base de conhecimento e agregar tecnologia com o envolvimento de técnicos e alunos da Pós-graduação.