Projeto de uma célula robotizada de soldadura

• Autor(a) principal: Castro, André Filipe Costa
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/13826
• topic: Robótica; Soldadura; Automação; Autocarro; Segurança; Qualidade; Projeto; Simulação; Robotic; Welding; Automation; Bus; Safety; Quality; Design; Simulation; Automação e Sistemas

A implementação de sistemas automáticos destinados à execução de tarefas na indústria automóvel tem diversas vantagens em relação aos processos manuais. Apesar do aumento da produtividade ser uma melhoria considerável, não é a principal razão para substituir o ser humano por sistemas automáticos. A qualidade e a fiabilidade do processo surgem como duas vantagens importantes no uso de sistemas automáticos. Desde que a segurança se tornou a prioridade número um dos padrões europeus, estes dois fatores têm uma importância enorme na indústria automóvel. Além dos veículos mais comuns produzidos em massa pelos grandes grupos da indústria automóvel, veículos especiais (tais como autocarros, ambulâncias e camiões de recolha de resíduos) circulam diariamente nas estradas de todo mundo. Estes são produzidos por empresas mais pequenas e especializadas em um ou mais tipos de veículos. A produção de pequenas séries, com elevado grau de personalização por cada cliente faz com que seja impossível usar linhas de produção completamente automatizadas. No entanto, os requisitos legais para produzir estes veículos especificam tolerâncias dimensionais e padrões de qualidade que começam a ser difíceis de atingir com trabalhadores humanos. As empresas estão a encontrar a solução para este problema no uso de células de fabrico flexíveis capazes de executar as tarefas mais importantes. Além das vantagens mencionadas anteriormente, estas células de fabrico permitem adaptar a sua produção às necessidades momentâneas da empresa. Este estudo teve como objetivos determinar as vantagens associadas ao uso de uma célula robotizada de soldadura para produzir estruturas de carroçarias para autocarros e acompanhar o processo de desenvolvimento e implementação da solução no processo produtivo. De forma a realizar uma comparação fidedigna, foi escolhida uma subestrutura do compartimento de bagagem de um autocarro para efetuar todos os testes necessários. Além disso, a utilização de um robô fora de serviço também foi estudada uma vez que o equipamento, que já estava na posse da empresa, apresentava todas as características necessária para executar as tarefas propostas, permitindo valorizar o desempenho global do projeto e prolongar o tempo de vida útil de ferramentas importantes com custos elevados. O método inclui o desenvolvimento de uma simulação com recurso a software, um teste com recurso à célula robotizada de soldadura e dez testes com recurso a um soldador. O tempo de ciclo medido no uso da célula é considerado constante e o tempo de ciclo associado ao soldador é calculado através da média dos dez testes. O tempo de preparação não foi considerado para este estudo devido à possibilidade de serem usados os mesmos meios auxiliares de produção para ambos os testes. As peças utilizadas nos testes foram analisadas através de ensaios não-destrutivos e destrutivos para recolher informação sobre a qualidade da junta de soldadura: porosidade, penetração e acabamento. No final deste estudo, constatou-se a existência de uma redução significativa do tempo necessário para produzir uma peça e uma melhoria significativa da qualidade do produto. O tempo de ciclo mais reduzido apresenta um beneficio económico: o baixo custo de produção e as maiores margens de lucro permitem que a empresa evolua para novos mercados e novos clientes. Espera-se que a redução seja significativa, permitindo uma rápida amortização do investimento. O aumento da qualidade é justificado pelo uso de processos de fabrico altamente precisos, que se tornam possíveis devido ao uso de controlos robotizados. Esta vantagem contribui para o aumento da competitividade da empresa e torna possível cumprir com os standards europeus cada vez mais exigentes.