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CN - Controle Numérico. Níveis de automação. O conceito de automação pode ser aplicado em diversos níveis das operações de fábrica: em nível de dispositivo ; em nível de máquina ; em nível de célula ou sistema ; em nível de planta ; e em nível de corporação. Níveis de automação. 5.
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Níveis de automação O conceito de automação pode ser aplicado em diversos níveis das operações de fábrica: • em nível de dispositivo; • em nível de máquina; • em nível de célula ou sistema; • em nível de planta; • e em nível de corporação.
Níveis de automação 5 2 3 4 1 Célula ou Dispositivo Máquina Planta corporativo Sistema Sensor, Máquinas Grupos máquinas Sistema de Informações atuador individuais (CN), ( células, linhas) Produção corporativas esteiras
nível de máquina • Inclui equipamentos e estações de trabalho • controle de equipamentos • Controle Numérico Computadorizado
Controle Numérico - CN • “O Controle numérico (NC) é uma forma de automação programável na qual as ações mecânicas de um equipamento ou da ferramenta de uma máquina são controladas por um programa contendo dados alfanuméricos codificados (GROOVER, 2001).”
Controle Numérico - CN • NC se refere ao uso de informação numérica codificada no controle automático do posicionamento do equipamento (BEDWORTH et al, 1991).
Controle Numérico - CN • É uma forma de automação programável • As ações de uma máquina-ferramenta são controladas por um programa alfa-numérico
Máquina-ferramenta • Máquina dotada de um conjunto de ferramentas acionadas mecanicamente, e que se destina a dar forma à matéria-prima
Prensa CNC • Prensa para chapeamento • Não utiliza moldes • As chapas são moldadas segundo programa inserido no dispositivo CNC (diretamente ou vindo de outros dispositivos)
Prensa CNC • Serve para fabricação de artigos metálicos • Gabinete de ar-condicionado • Exaustor de cozinha, • Gabinete de computador
Exemplo 2: Máquina de CN (operação de montagem ponto-a-ponto)
?? Controle Numérico CN ouControle Numérico Computadorizado - CNC ??? • Nas máquinas de CN originais o controle das operações era realizado através do uso de componentes eletrônicos elementares • conceito - 1940 • construção - 1952
?? Controle Numérico CN ouControle Numérico Computadorizado - CNC ??? • Com o avanço da computação as máquinas de CN evoluíram para máquinas de CN Computadorizado (CNC), onde o controle da operações é realizado por um microprocessador
CNC • As máquinas de CNC utilizam sistemas de coordenadas para posicionar um cabeçote (onde está presa uma ferramenta) em relação a uma peça que está sendo processada.
Sistemas de coordenadas • Eixos das coordenadas • coordenadas Cartesianas • o plano horizontal definido como xy • e o vertical como z.
Sistemas de coordenadas • peças planas são utilizados os eixos x, y, z. • peças rotacionais cada eixo possui também uma referência angular • eixo x ângulo de rotação a • eixo y ângulo de rotação b • e eixo z ângulo de rotação c.
Flexibilidade • A capacidade de modificar a programação permite o uso de CNC na produção de baixas e médias quantidades.
Os componentes básicos de um sistema de CNC são: • um programa de instruções; • uma unidade de controle de máquina (MCU); • e um equipamento de processamento que realiza algum trabalho.
programa de instruções • Comandos detalhados, em linguagem de programação própria • especificam: • as posições relativas da ferramenta em relação à peça • velocidades • ferramenta selecionada
unidade de controle de máquina (MCU) • Consiste de um microprocessador e equipamentos de controle que armazenam as instruções
equipamento de processamento • É a parte mecânica • furações, laminações, torneamento, montagens, soldas, etc
Sistema CNC Equipamento de processamento programa MCU
Memória CPU Interfaces I/O Barramento de comunicação Controles das ferramentas Controles da máquina-ferramenta MCU - unidade de controle
MCU - unidade de controle • Sistema operacional • programas para fabricação das peças Memória
MCU - unidade de controle • Unidade de processamento central • similar ao computador CPU
MCU - unidade de controle • painel do operador • leitores diversos (disquete, fitas,...) • comunicação com outros computadores • comunicação com outros dispositivos (robôs, esteiras, sensores,...) Interfaces I/O
MCU - unidade de controle • posicionamento • velocidade Controles das ferramentas
MCU - unidade de controle • Dispositivos de resfriamento • fixação da peça trabalhada • troca de ferramentas Controles da máquina-ferramenta
Memória CPU Interfaces I/O Barramento de comunicação Controles das ferramentas Controles da máquina-ferramenta MCU - unidade de controle
As máquinas de CN são mais apropriadas para aplicação em: • produção em pequenos e médios lotes; • os mesmos lotes de produtos são produzidos repetidamente e de forma aleatória; • a geometria da peça é complexa; • é necessária a remoção de grande quantidade de material;
As máquinas de CN são mais apropriadas para aplicação em: • são necessárias muitas operações em diferentes máquinas para a produção da peça; • as peças são caras.
Vantagens • Redução de tempo não produtivo; • Maior precisão e repetitibilidade; • Menores taxas de refugo; • Redução do nº de inspeções; • Possibilidade de produção de peças com geometria complexa;
Vantagens • Facilita alterações de projeto; • As fixações das peças são facilitadas; • Possibilita menores lead times; • Reduz o inventário; • Requer menor espaço; • Reduz o nível de habilidade requerido do operador.
Desvantagens • Alto custo do investimento; • Alto custo de manutenção; • É necessária a programação de cada parte; • Necessita de altas taxas de utilização para viabilizar o investimento.
Níveis de automação 5 2 3 4 1 Célula ou Dispositivo Máquina Planta corporativo Sistema Sensor, Máquinas Grupos máquinas Sistema de Informações atuador individuais (CN), ( células, linhas) Produção corporativas esteiras
DNC • direct numerical control • distributed numerical control
FMS - Exemplo Trocador de ferramentas Trocador de ferramentas Trocador de ferramentas Mesas indexadoras Controle dos computadores Estocagem de matérias-primas Áreas temporárias de estocagem (33 pallets) Est. mat.-primas (esteira) Estações carga/descarga