Protótipo de Serra automática para materiais não metálicos.

 FAPEN ON-LINE. Ano 2, Volume 8, Série 18/08, 2021.

Professores da FAPEN do curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial.

Orientadores do Projeto.

Solange Damaceno, Thiago Abraao dos Anjos da Silva, Vander Lunardelli.

Alunos da FAPEN do curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial.

Autores do Projeto.

Bruno Fernandes Garcia, Cândido Afonso Dalécio Alexandre, Denis Lima Zuco,
Richard Philippe dos Santos, Weslei da Silva Ferreira.

RESUMO: Partindo do princípio da automatização de tarefas antes realizadas de formas manuais, foi construído um protótipo para automatizar um Arco de Serra, proporcionando um aumento na sua produtividade e desempenho na realização do mesmo serviço. O projeto foi realizado de forma a atender as novas demandas tecnológicas, através do uso de uma plataforma de processamento baseada em CLP (Controlador Lógico Programável) do fabricante Altus, bem como a utilização de normas técnicas de segurança no trabalho em máquinas (NR-12). O objetivo do protótipo é dispensar o esforço manual e, em contrapartida, agilizar e trazer redução de custos inerentes ao processo de corte feito pela ferramenta.  O sistema foi desenvolvido a partir da transformação do movimento circular, realizado pelo motor elétrico, em um movimento linear, com o uso de uma biela, como comparação, tal movimento é o inverso em motores à combustão. Na fixação da peça a ser cortada, foi projetado um sistema pneumático que atua de forma automatizada. Finalmente, para o desligamento automático, utilizou-se um fim de curso, que ao término da operação de corte é acionado contribuindo para o aumento do nível de confiabilidade e de segurança do protótipo.

PALAVRAS-CHAVE: Serra Arc Automation, CLP Altus, Supervisory.

 

ABSTRACT: Starting from the principle of automating tasks previously performed manually, a prototype was built to automate a Serra Arch, providing an increase in productivity and performance in performing the same service. The project was carried out to meet the new technological demands, using a processing platform based on the PLC (Programmable Logic Controller) from the manufacturer Altus, as well as the use of technical safety standards at work on machines (NR-12). The purpose of the prototype is to dispense with manual effort and, on the other hand, streamline and reduce costs inherent to the cutting process made by the tool. The system was developed from the transformation of the circular movement, performed by the electric motor, into a linear movement, using a connecting rod, as a comparison, such movement is the inverse in combustion engines. When splicing the piece to be cut, a pneumatic system was designed that works in an automated way. Finally, for automatic shutdown, a limit switch is used, which is activated at the end of the cutting operation, contributing to an increase in the reliability and safety level of the prototype.

KEYWORDS: Automation, Serra Arch, CLP Altus, Elipse Scada.

 

1. INTRODUÇÃO.

Desde os primórdios da sociedade humana o homem vem procurando criar e aperfeiçoar ferramentas para facilitar suas atividades diárias.

Deste modo houve a criação de diversas ferramentas com o auxílio do avanço tecnológico e da integração de conhecimentos de diversas áreas(FRANCHI).

Por este motivo tomamos como base uma atividade que geralmente é realizada por meio de força mecânica humana, e decidimos encontrar uma forma de trazer tal atividade aos tempos atuais de forma que possamos realizá-la de forma mecanizada.

Este projeto tem como base as atividades realizadas com o uso da ferramenta de arco de serra, esta ferramenta possui um conceito de funcionamento antigo e ainda muito eficiente.

O princípio de funcionamento é simples, usa-se um arco costumeiramente de aço onde liga-se as duas pontas por meio de uma chapa de metal tal qual que possua na sua extremidade dentes para que possa haver atrito quando o arco de serra for ser utilizado para realizar o corte de algum material.

Emprega-se tal ferramenta geralmente no cotidiano do lar, e não no dia a dia industrial, pois industrialmente se usa ferramentas de corte rotativas para realizar as mesmas tarefas e com a rapidez que a atividade requer.

A diferença entre as ferramentas de corte manual e as ferramentas de corte automáticas não está somente na rapidez em que o mesmo trabalho é realizado, mas em relação a grande diferença em relação ao custo de aquisição de cada equipamento.

Uma ferramenta automática pode chegar a custar 20 vezes o valor de uma ferramenta manual.

 

2. DESCRIÇÃO DO PROTOTIPO DESENVOLVIDO.

O projeto com a aquisição de uma caixa de madeira de 90x50x20 e uma gaveta 86x48x15, a qual servirá de base para as demais estruturas.

Escolheu-se madeira como material da base pois facilitaria o manejo e diminuiria os custos do projeto.

Optamos por acrílico 2 lados 91x38x2, 2 lados 38x41x2, e a tampa 91x42x2 na parte de segurança com o manejo da peça a ser cortada

A biela necessária para transmissão da rotação do motor para que a serra realize o trabalho foi confeccionada por um dos integrantes do grupo, a peça foi forjada em alumínio com furo passante de 10mm e dois parafusos tipo mosca de 2mm para fixação do eixo do motor.

Utilizou-se um motor de para-brisa automotivo para que o custo do projeto não fosse excedido, e porque este tipo de motor forneceria a força necessária para realizar o corte de alguns materiais além de ter um moto-redutor que nos forneceria diferentes velocidades.

Para realizar a fixação do material a ser cortado com a serra, realizou-se a aquisição de uma morsa de furadeira de bancada que se enquadrava nos parâmetros necessários para ser utilizada no projeto.

No decorrer do projeto evidenciou-se possibilidades de melhoria com a automação de alguns processos, e o primeiro passo que tomamos foi a instalação do CLP, tendo em vista que podemos acionar pelos botões físicos com a programação ladder comandando as ações, ou pelos botões programados no Scada possibilitando mais comando e gerenciamento de informações operacionais, administrativas, e elevando, assim, a qualidade do produto fornecido a manutenção, operacional e até mesmo ao consumidor.

Estas soluções computacionais tornam-se eficazes, favorecendo a gestão estratégica com a adoção das melhores práticas operacionais, baseadas em dados confiáveis e representativos (RIBEIRO).

 

3. METODOLOGIA DE PESQUISA.

Idealizamos um projeto com necessidade de baixo investimento visando a mecanização de uma atividade que antes era feita de forma manual, com baixo nível de produtividade e possíveis chances de acidentes.

Entre as pesquisas feitas e os conselhos dos docentes conseguimos chegar a essa foto e concluirmos o nosso objetivo.

Possui como objetivo aumentar a eficiência dos processos, maximizar a produção com o menor consumo de energia, menor emissão de resíduos e melhores condições de segurança, seja material, humana ou das informações (GUPTA, A.K., ARORA, S.K., WESTCOTT, J.R., 2017).

Entre os dispositivos eletroeletrônicos computadorizados capazes de efetuar operações lógicas escolhemos o controlador lógico programável CLP por ser muito utilizado na indústria.

Estes equipamentos substituem tarefas humanas ou realizam outras que o ser humano não consegue realizar. Entre os dispositivos mecânicos, destacam-se motores, atuadores hidráulicos, pneumáticos, além de partes móveis e componentes estruturais (PRUDENTE, F. Rio de Janeiro: LTC, 2013).

 

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES.

Antes de iniciarmos o projeto, foi feito um brainstorm de ideias e possíveis projetos a serem desenvolvidos, a ideia inicial era que o projeto fosse simples, útil e que pudéssemos aprimorá-lo ao longo de todo curso.

Decidimos então desenvolver o protótipo de serra automática, pois atendia todos os requisitos iniciais que buscávamos e seria um projeto inédito na instituição (VENTURELLI).

 

5. CONCLUSÃO.

Inicialmente, após a montagem do projeto foi necessário realizar testes de esforços e resistência, o equipamento conseguiu realizar o corte dos materiais que foram utilizados como teste.

Com isso comprovou-se a efetividade do projeto em comparação com o uso de um arco de serra de forma manual.

O trabalho seguiu como base o projeto conceitual que foi idealizado pelo grupo no início do trabalho, o que nos possibilitou realizar todos os processos tanto elétricos quanto mecânicos de forma assertiva e com objetivos já conhecidos e compactuados por todos os integrantes.      

Grande parte dos materiais foram confeccionados pelos integrantes do grupo, utilizando habilidades de serralheria e caldeiraria, pois os materiais industrializados tem um grande custo e não se adequavam ao projeto.

Com a interface podemos proporcionar mais segurança para o nosso projeto com a criação de usuários, nem todos poderão acionar a serra ou estar alterando algumas informações no sistema que pode vir a prejudicar o operador ou danificar o maquinário.

O levantamento de algumas possibilidades como no semestre posterior aumentar e reforçar a estrutura do nosso projeto para serrar materiais metálicos, aumentando sua efetividade e junto com a automatização atendendo assim um dos critérios do projeto.

 

6. REFERÊNCIAS.

FRANCHI, C.M. Controladores Lógicos Programáveis: Sistemas Discretos. São Paulo: Érica, 2008.

GUPTA, A.K., ARORA,S.K., WESTCOTT, J.R. 2017 (Copyright2017.Laxmi Publications Pvt. Ltd. info@merclearning.com).

PRUDENTE, F. Rio de Janeiro: LTC, 2013.

VENTURELLI, Márcio. Gerenciamento de Projetos de Automação Industrial: Gerenciando a Implantação de Sistemas de Automação Industrial. São Paulo: MHV, 2015.             

MECHTECHGURU.com/2020/05/sawing-machine-classification-of-sawing.

SAWING MACHINE: classification of sawing machines, manual or hand hacksaw, power hack saw, coolant arrangement, hack-saw frame, clamping mechanism, band saw, MECHTECH, 20 de fev. de 2020. Disponível em: <https://www.mechtechguru.com/2020/05/sawing-machine-classification-of-sawing.html?m=1>. Acesso em 10 de maio de 2021.

RIBEIRO, Marco Antônio. Fundamentos da Automação. Salvador: Tek Treinamento & Consultoria, 2003.

 

7. AGRADECIMENTOS.

Agradecemos as orientações dos Docentes da Faculdade Pentágono (FAPEN) durante a jornada da conclusão do curso, bem como na conclusão do protótipo, somadas as experiências profissionais dos integrantes ajudaram a contornar as dificuldades e as etapas propostas pelos professores.

 

8. SOBRE OS AUTORES.

Bruno Fernandes Garcia é graduado em Técnico de Mecatrônica e Mecânica de Refrigeração e Climatização Residencial. Na FAPEN é aluno do curso de Tecnologia em Mecatrônica Industrial. Atua como Mecânico Pleno em refrigeração e climatização no Hospital do Coração- HCOR.

Cândido Afonso Dalecio Alexandre é aluno do curso de Tecnologia Mecatrônica Industrial na FAPEN, atua como Mecânico de Manutenção na General Motors do Brasil. Possuí cursos extracurriculares como técnico em mecatrônica, mecânico de usinagem, hidráulica e pneumática, elementos de soldagem e traçagem de caldeiraria e funilaria industrial.

Denis de lima Zuco é aluno do curso de Tecnologia Mecatrônica Industrial na FAPEN. Possuí cursos extracurriculares como técnico em mecânica, técnico em mecatrônica. Atua na empresa CBC (Companhia Brasileira de Cartuchos) atuo como Mecânico de Manutenção.

Richard Philippe dos Santos Ferreira é aluno do Curso de Tecnológica Mecatrônica Industrial na FAPEN. Atua como Técnico de Manutenção na empresa Comercial Hutlon do Brasil, desempenhando o controle e recuperação de equipamentos eletrônicos. Onde é responsável pelo suporte técnico e criação de conteúdos digitais, explicativos e demonstrativos, aos clientes.

Weslei da Silva Ferreira é aluno do curso de Tecnologia Mecatrônica Industrial na FAPEN. Formado em Técnico em Eletroeletrônico, Mecânica Diesel, Elétrico Automobilístico, Pneumático e Hidráulico. Atua como Técnico de Equipamentos Pesados na empresa Veneza Equipamentos Representantes John Deere, realiza atendimento de diagnóstico e reparação, em motores diesel, transmissão.