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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553 Apresentação
Disciplina de 34 horas aula. Início : 01/02/2010. Término : 21/05/2010. Professor: Amaro Nunes Formação superior em Engenharia Mecânica pela UFF. Pós graduação em Design de Produto. Engenheiro Senior da Ford Motor Company.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Planejamento de Curso – 34 horas aula
Ementa :
Conceitos de flexibilidade de produção. Partes componentes de um sistema
flexível de manufatura. Centro de usinagem. Torno CNC.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Planejamento de Curso
Ementa :
Acessórios especiais para máquinas-ferramenta CNC.
Sistemas de armazenamento e transporte. Robótica. Manutenção de máquinas CNC. Produção.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Planejamento de Curso
Objetivos a serem alcançados:
Fornecer aos alunos conhecimentos básicos de sistemas flexíveis de produção.
Fornecer aos alunos conhecimentos básicos dos processos de fabricação mecânica.
Ao final da disciplina os alunos devem estar aptos a identificar sistemas flexíveis de produção, dando apoio aos equipamentos envolvidos.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Planejamento de Curso
Recursos utilizados:
Losa Eletrônica / CPU. Imagens dos processos de fabricação. Imagens das máquinas utilizadas. Vídeos de sistemas flexíveis robotizados.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Planejamento de Curso
Sistema de avaliação:
Primeira avaliação : Valor ( 4,0 ) Segunda avaliação : Valor (6,0 ) Segunda Chamada : Terceira avaliação : Valor (4,0 ) Quarta avaliação : Valor (4,0 ) Segunda Chamada :
Entrega dos trabalhos : Valor ( 2,0 )
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Métodos e Processos de Produção II – MPP 253Planejamento de Curso
Bibliografia recomendada :
Módulo de SIS da FBE. Automação – Telecurso 2000
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Conceito de sistema flexível de produção
Definição : Sistemas de produção altamente
automatizados, capacitados a produzir uma grande variedade de diferentes peças e produtos, usando o mesmo equipamento e o mesmo sistema de controle.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Conceito de sistema flexível de produção
Um Sistema Flexível de Manufatura é um agrupamento de estações de trabalho semiindependentes controladas por computador, interligadas por um sistema automatizado de transporte (ou manuseio). Sua implantação é indicada quando se tem alta variedade de peças a produzir, em volumes de produção baixo e médio.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Conceito de sistema flexível de produção
O que levou aos FMS ?
Economia globalizada.
Integração das economias mundiais que trocam entre si matérias primas, produtos e entre outras coisas produzidas internamente. E, com o advento de novas tecnologias e desenvolvimentos das tecnologias de comunicação e de transporte possibilitam a troca de informação e de mercadorias.
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Produtos Globalizados
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Conceito de sistema flexível de produção
O que levou aos FMS ?
Concorrência acirrada. Desejo do cliente.
"A concorrência entre empresas promove o que há de pior entre os concorrentes e o que há de melhor, em benefícios aos clientes. A falta de concorrência promove o beneficio para os concorrentes e o que há de pior, em prejuízos para os clientes."
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Conceito de sistema flexível de produção
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Conceito de sistema flexível de produção
O que levou aos FMS ?
Produto Customizado.
¨Adequado às necessidades dos clientes ¨Adequado às necessidades dos clientes atuais.¨atuais.¨
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Conceito de sistema flexível de produção
Vantagens dos FMS
Maior competitividade. Menores prazos de entrega. Melhor controle da produção. Maior qualidade dos produtos. Cliente satisfeito.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Componentes de um FMS - Subsistemas
Sistemas de armazenamento e processamento de material.
Sistema de processamento do produto. Sistema de controle computadorizado.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Componentes de um FMS - Subsistemas
Atividades desenvolvidas numa fábrica.
Todas elas devem ser automatizadas
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Componentes de um FMS - Subsistemas
Operação É a atividade de adicionar um valor ao material
em processo. Etapas : Exemplo do torneiro mecânico. Antes : Responsável pela principal operação. Mediana : Carregar e descarregar peças,
inspecionando-as. Final : Relocação de função.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Operação
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Operação
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Operação
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Componentes de um FMS - Subsistemas
Inspeção
Medir a característica que define a qualidade desejada e, em seguida, atuar no processo para corrigir os desvios verificados.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Inspeção
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Inspeção
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Componentes de um FMS - Subsistemas
Transporte
Há vários tipos de máquinas, controladas por computador, destinadas a transportar materiais.
Entre elas, destacam-se os AGVs e os RGVs.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Componentes de um FMS - Subsistemas
AGV = Automatically Guided Vehicle RGV = Rail Guided Vehicle
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Componentes de um FMS - Subsistemas
RGV
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Esteiras Transportadoras
Embora não sejam tão flexíveis como os AGVs e RGVs, as esteiras transportadoras, como a apresentada abaixo, são meios baratos de transportar materiais por trajetórias fixas.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Esteiras Transportadoras
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Componentes de um FMS - Subsistemas
Armazenamento
A atividade de armazenamento também pode ser automatizada por meio de depósitos atendidos por RGVs.
O trabalho nas estações de carga é realizado pelo homem.
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Métodos e Processos de Produção II – MPP 253Visão Geral de um FMS
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
SISTEMA REAL FMS
O projeto FMS consiste em executar atividades visando a integração de equipamentos numa célula flexível de manufatura (FMC) e seu uso na fabricação local e remotas de peças. Estes equipamentos de manufatura, que consistem de uma fresadora CNC, um torno CNC, um robô industrial e um sistema automatizado de armazenamento e retirada de materiais.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
SISTEMA REAL FMS
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Carroceria soldada por robôs
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Carroceria soldada por robôs
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
SISTEMA DE PRODUÇÃO ASSISTIDOS PELO COMPUTADOR
Sistema onde todas as etapas da fabricação de um componente é assistido pelo computador.
Desde o projeto ( CAE ), desenhos (CAD), processos ( CAPP ) e fabricação ( CAM ).
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
C A E - Computer Aided Engineering
Ferramenta que analisa e processa cálculo de forma a minimizar esforços braçais do engenheiro, se preocupando menos com a parte operacional e mais com a questão estratégica.
Vantagens :
O tempo e custo despendidos no projeto são reduzidos. Os erros de projeto podem ser corrigidos e testados
mais rapidamente. A realização de cálculos complexos na fase de
engenharia por computador aumentam a produtividade
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
C A P P - Computer Aided Planning Process Preparar instruções de operação detalhadas para
transformar um desenho de engenharia em produto final.
Consiste, basicamente, nas etapas:
Seqüenciação de operações, Determinação do maquinário e ferramentas aplicáveis,
definição das condições de processo, Respectivos tempos de fabricação.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
C A P P - Computer Aided Planning Process
Formas de planejamento :
Por variante ou por recuperação, Generativa, Automática.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
C A P P - Computer Aided Planning Process
Forma por recuperação
Formar grupos de peças baseado na semelhança geométrica ou de processo.
Cada peça da fábrica é agrupara em famílias.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
C A P P - Computer Aided Planning Process
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C A P P - Computer Aided Planning Process
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C A P P - Computer Aided Planning Process
Neste tipo de sistema, para cada tipo de família de peças é armazenado um processo de fabricação padrão no computador
Amplia-se depois para peças da mesma família.
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C A P P - Computer Aided Planning Process
Forma Generativa
O plano é gerado sem intervenção do operador.
Ao receber o desenho da peça e as informações de material, o sistema seleciona a seqüência, as operações das máquinas, ferramentas e parâmetros de corte para fabricar a peça
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C A P P - Computer Aided Planning Process
Forma Automática
A forma automática gera um plano completo a partir de um modelo em CAD, sem necessidade de intervenção do operador.
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C A P P - Computer Aided Planning Process
Características :
É uma interface CAD inteiramente automatizada.
É um sistema planejador completo e inteligente.
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C A P P - Computer Aided Planning Process
Vantagens : Racionalização do processo. Maior produtividade. Maior legibilidade. Integração com outros softwares.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
CAM – Computer Assisted Manufacturing
Consiste no uso de sistemas computacionais para planejamento, gerenciamento e controle de operações de uma fábrica.
Os sistemas CAM trabalham tendo como base modelos matemáticos provenientes do sistema CAD.
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CAM – Computer Assisted Manufacturing
Alguns exemplos do CAM como suporte de manufatura são: programação CNC de peças por software; planejamento e programação da produção;
Planejamento de necessidades de material (MRP), de controle de chão de fábrica etc.
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CAM – Computer Assisted Manufacturing
Aplicação dos sistemas CAD/CAM.
Metalúrgica. Automobilística. Plásticos. Têxtil.
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LEAN MANUFACTURING
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Sistemas Robotizados
I – Opção econômica.
II – Porquê robôs ?
III – Integração em sistemas de produção modernos.
IV – Exemplos.
V – Conclusões.
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Sistemas Robotizados – Opção econômica
Os robôs podem executar tarefas de forma quase humana.
São os equipamentos que apresentam o menor índice de custo de produção por unidade do produto.
Versatilidade – Produto definido pelo cliente. Multifuncional – Produtos com ciclo de vida
curtos.
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Sistemas Robotizados – Opção econômica
Exigência crescente de mais qualidade com mais baixo preço.
As empresas produzem por encomenda e não arriscam estoques.
Produtos densos e extremamente complexos.
Produção flexível e ágil.
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Sistemas Robotizados – Opção econômica
Organização. Padrões regulares de fabricação. Equipamentos programáveis. Sistemas de informação e apoio à
decisão.
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Sistemas Robotizados – Opção econômica
Automação programável. Robótica. Computação Industrial.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Sistemas Robotizados – Porquê Robôs ?
Máquinas programáveis poderosas, com interface com vários equipamentos.
Equipamentos flexíveis por excelência. Resposta rápida a mudanças de mercado
e mudanças no produto.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Integração em sistemas de produção modernos
Adaptabilidade com outros equipamentos. Interface segura de comunicação. Hardware e software confiáveis. Planejamento de tarefas e tempos das
operações anteriores e posteriores. Integração com o ser humano.
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Exemplos de sistemas robotizados
Pintura de automóveis
Soldagem de carroceria de automoveis
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Conclusões
A aplicação dos robôs uniformiza a qualidade da operação.
Reduz o custo da operação. Exige mão de obra qualificada para
implantação e manutenção. Retira o homem de operações insalubres.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553 MÁQUINAS CNC
CNC – COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO.
Desenvolvido pela necessidade da produção de lotes iguais de peças.
Também para flexibilizar a manufatura de peças diferentes.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553 MÁQUINAS CNC
Vantagens : Mudar rapidamente a sequência de
operações. Usinagem em altas velocidades. Excelente acabamento. Flexibilidade.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553 MÁQUINAS CNC
Componentes : Computador. Sensores de posição. Servomotor. Fusos com esferas recirculantes. Trocadores de ferramentas.
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Centros de Usinagem
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Centros de Usinagem
Os Centros de Usinagem representam hoje o que há de mais moderno, eficiente e produtivo em matéria de equipamento para a indústria de Serralheria, Moveleira, Metalúrgica ou outra que trabalhe com fabricação de componentes de média e alta complexidade.
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Centros de Usinagem
Velocidade de corte muito alta, cerca de 18000 a 27000 rpm, possibilita um trabalho preciso e isento de rebarbas.
Ideal para execução de usinagens difíceis, tanto em formato, como em localização.
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Centros de Usinagem
Usinagem em até quatro eixos, com perfeita repetitividade dimensional.
Todas as operações podem ser executadas com um só posicionamento da peça, obtendo-se enormes ganhos de produtividade e qualidade.
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Centros de Usinagem
A tarefa do operador resume-se em carga e descarga do refil, evitando-se assim falhas humanas
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Multi Task Machining
Fusão de um torno CNC com um centro de usinagem equipado com trocador automático de ferramentas.
Contam com 7 ou mais eixos, além de sub-spindles, contra-pontos, lunetas e torres porta ferramentas.
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Multi Task Machining
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Multi Task Machining
Torneamento interno e externo, Canais frontais e radiais, fresamento,
fresamento circular, Fresamento de cames Eixos excêntricos, Controle através de cabeçotes
apalpadores.
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Multi Task Machining - Vantagens
Alta flexibilidade; Em muitos casos, a usinagem de um produto
pode ser realizada em uma só máquina e em uma só fixação;
Maior qualidade devido ao menor número de fixações;
Menor espaço ocupado nochão de fábrica; Reduções drásticas nos tempos totais de
usinagem de certos produtos.
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Multi Task Machining
Devido ao grande número de eixos que podem se movimentar ao mesmo tempo, o risco de ocorrerem colisões é consideravelmente maior.
Programa de treinamento e capacitação
da mão-de-obra .
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE PRODUÇÃO – SIS 553
Multi Task Machining
Sistema que mais cresce atualmente. 8 a 10 mil novos equipamentos
produzidos a cada ano.