Curso Profissional de Electrónica, Automação e Comando
Disciplina de Automação e Comando
Módulo: Robótica

Apontamentos de Robótica / Ficha de Trabalho 1

Parte 1

Robótica

Automação da Produção

1. História da Robótica

O termo robot foi cunhado pelo escritor checo Karel Capek, que o utilizou pela primeira vez em 1920, numa das suas peças teatrais.
O significado original era “actividade forçada”.
A partir daí a palavra foi sendo cada vez mais utilizada e acabou por ser traduzida para todas as línguas.
Inicialmente, os robots criados ou idealizados apresentavam formas humanas, mas com o aparecimento do computador, este tomou para si a quase totalidade do significado do termo, pois estas máquinas “prometiam” pensar como o ser humano, tida como uma função de nível superior ao “mero” agir como um ser humano.
No entanto tudo isto se passava nas cabeças dos cientistas da cibernética, pois os mais “terra-a-terra” engenheiros industriais criaram os primeiros robots exactamente para agirem como os humanos, designadamente para executarem tarefas difíceis, perigosas e mesmo impossíveis para os humanos. Ou seja, com estas características, estamos mesmo a ver que foram as indústrias quem primeiro se aproveitou dos robots, pois estes aumentavam a produção (e, assim, o lucro), eliminando as tarefas perigosas para os trabalhadores (mais uma forma de poupar, ao fim e ao cabo…)

Hoje em dia, a robótica industrial, como estas bases tão antigas deixam entender, está particularmente desenvolvida, e a maioria das fábricas encontram-se totalmente, ou quase, automatizadas, tendo os poucos humanos que lá trabalham a única tarefa de manter os robots a operarem de forma normal. E isto enquanto a automatização não for total, num devir que em que, eventualmente, a automatização se confundirá com a robótica, com os robots a serem decompostos nas suas partes funcionais mais adequadas para cada operação industrial, formando o todo da fábrica um grande ser omnipresente e omnipotente que tomará conta de si próprio, sem qualquer ajuda humana necessária.
Estes (os actuais) robots industriais são capazes de realizar tarefas, podem ser programados e possuem uma força elevada.
Também existem em desenvolvimento muitos robots com forma humana, ou de outros animais, como, por exemplo, o conhecido Asimo, da Honda, e outros brinquedos do tipo, mas tratam-se sobretudo de robots que se destinam ao entretenimento e a servirem de base a experiências na área, sendo incapazes de realizar tarefas úteis e produtivas.

2. Automação

2.1. Definição:
É uma tecnologia composta por sistemas electrónicos, eléctricos, mecânicos, pneumáticos, hidráulicos e computacionais e destina-se a controlar processos produtivos industriais.

2.2. Exemplos:
2.2.1. Linhas de Montagem Automóvel (fábrica da AutoEuropa, em Palmela)

2.2.2. Linhas de Montagem de Outros Produtos

2.2.3. Máquinas Tipo CNC (Controlo Numérico Computorizado)
São máquinas que realizam o mesmo tipo de tarefas mas que apresentam uma grande flexibilidade e versatilidade. Pense-se no corte de uma chapa, por exemplo. Através de simples programação podemos indicar à máquina o formato e dimensões da peça final que queremos, podendo esses parâmetros serem mudados de valor de uma forma muito fácil através do terminal d o computador. Mais interessante ainda: a mesma máquina, sendo-lhe mudadas algumas peças pode passar a ser uma máquina construção de parafusos com determinadas características, também elas facilmente alteráveis informaticamente.
Este tipo de máquinas usam-se muito também como tornos mecânicos, máquinas capazes de tornear (fazer) peças metálicas, das mais simples às mais complexas, a partir da matéria prima em bruto.

2.2.4. Robots (aka braços robóticos, manipuladores,…)

2.3. Tipo de Automação
Existem três tipos de automação:
– Fixa
– Flexível
– Programável

2.3.1. Automação Fixa
Neste caso, as máquinas são específicas para o produto a ser produzido, pelo que produzem grande quantidade de um único produto ou produtos semelhantes.

Características:
– O volume de produção é elevado
– O custo da máquina é elevado
– O custo do produto é baixo

Exemplos – produção de lâmpadas, fabricação de papel, fabricação de garrafas, etc.

Neste tipo de automação o investimento inicial na máquina é muito elevado, pelo que todo o projecto deve ser muito bem estudado para evitar prejuízos, que é o que acontecerá se a quantidade de artigos vendida não for muito elevada, o que, por sua vez, será uma consequência inevitável se o preço do produto não for competitivo. Por outro lado as vendas devem ser intensivas e rápidas pois o risco de obsolescência, nestes tempos de evolução tecnológica e volatilidade dos gostos, pode ser grande.

2.3.2. Automação Flexível
Está entre os dois outros tipos.

Características:
– O volume de produção é médio e a máquina pode ser programada para produzir
outro produto, ainda que da mesma família;
– O custo do produto e da máquina são médios.

Exemplo de aplicação – Linha de montagem automóvel.

2.3.3. Automação Programável
É a mais flexível das três.

Características
– O volume de produção é baixo;
– Os produtos de elevado valor acrescentado e caros.
– A máquina é altamente programável (assim se adquire a flexibilidade de produção),
os produtos por ela produzidos podem ser muitos e muito diferentes entre si.

Exemplos: máquinas CNC e robots industriais.

A figura seguinte mostra a relação entre o volume de produção e a diversidade de produtos, para os 3 modos de automação. Como se vê, quanto maior uma das características, menor a outra, como já havíamos referido no texto.

Figura 1 – Distribuição dos processos de automação quanto à diversidade de produtos e volume de produção.

A robótica é, de todos os processos de automação, aquele que mais se aproxima da Automação Programável.
Portanto, os volumes de produtos produzidos não são elevados, mas o robot é altamente flexível a adaptável à fabricação de vários produtos diferentes.

O robots são totalmente programáveis, possuem braços móveis, aplicando-se, por exemplo em:

a . Carregamento e descarregamento de máquinas

b. Soldadura a ponto ou outra forma

c. Pintura

d. Processo de conformação ou fabricação

3. Questionário
1. Qual o significado original da palavra robot, no contexto em que foi criada?
2. Por que motivo as formas dos robots passaram dos primordiais em forma humana para outros menos antropomórficos?
3. Quais as funções gerais que, desde o início, foram destinadas aos robots industriais?
4. Quais as principais características que apresentam os robots industriais?
5. O que entende por automação industrial?
6. Qual a diferença entre automação e robótica?
7. Dê três exemplos de utilização prática da automação industrial.
8. Explique o que é e para que serve uma máquina CNC
9. Quais os tipos de automação que conhece?
10. Quais as características da automação fixa?
11. Dê dois exemplos de automação flexível.
12. Os produtos resultantes da automação fixa são apresentam um pequeno valor acrescentado. Porquê?
13. Que tipo de produtos resultam da automação programável? Porquê?
14. Quanto maior a diversidade de produtos fabricados, maior é o volume de produção. Verdadeiro ou Falso?
15. Dê três exemplos práticos de aplicação do braços robóticos.

O Step 7 é um pacote de software que inclui todas as ferramentas necessárias para a programação e operação de sistemas de automação e controlo, baseados em autómatos programáveis da Siemens.
É baseado nos autómatos programáveis Simatic S7/C7, assim como nos sistemas de controlo de computador WinAC

Entre muitas outras funcionalidades, permite-lhe:
– Programar, testar, depurar e correr programas de sistemas individuais de automação, assim como executar a sua manutenção, local ou remotamente;
– Configurar e definir os valores dos parâmetros do equipamento;
– Configurar sistemas industriais e definir os valores dos parâmetros de transmissão de dados;
– Documentar e arquivar os dados do projecto;
– Gerir operacionalmente e diagnosticar o equipamento;

Fornece aos programadores o Simatic Field PG e o Simatic Power PG.
Pode ser fornecido como um pacote de software separado para computadores pessoais a correr sistemas operativos Windows XP Profissional e Windows 7.
Para se poderem ligar PLCs (Programmable Logic Controllers), ou seja, Autómatos Programáveis, os computadores têm de estar equipados com uma carta MPI ou um adaptador PC / MPI e o respectivo cabo de ligação.

Oferece possibilidade de execução paralela de trabalho num projecto por vários desenvolvedores/programadores. A única restrição neste caso é a impossibilidade de gravação simultânea de dados pelos múltiplos programadores.

Manual em Português

Sitrain S7-MANU1 Pt

Tutorial Básico em Português

Step 7[1]

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