Desenvolvimento de um sistema de troca automática do nozzle de ...
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Res<strong>um</strong>o<br />
Res<strong>um</strong>o<br />
O presente relatório inci<strong>de</strong> sobre o <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> <strong>um</strong> <strong>sistema</strong> <strong>de</strong> <strong>troca</strong> <strong>automática</strong><br />
<strong>de</strong> <strong>nozzle</strong> <strong>de</strong> corte, que se <strong>de</strong>stina a equipar os Centros <strong>de</strong> Corte Laser da ADIRA S.A.<br />
O <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong>ste produto surgiu da necessida<strong>de</strong> crescente em diminuir os<br />
tempos <strong>de</strong> “setup” <strong>do</strong>s centros <strong>de</strong> corte e, por conseguinte, melhorar os rendimentos <strong>de</strong><br />
trabalho. Actualmente, a <strong>troca</strong> <strong>de</strong> <strong>nozzle</strong> é <strong>um</strong>a operação manual que exige a entrada <strong>de</strong><br />
<strong>um</strong> opera<strong>do</strong>r no interior da máquina e, consequentemente, a <strong>de</strong>sactivação <strong>de</strong>sta, pelo<br />
que o objectivo passa por <strong>de</strong>senvolver <strong>um</strong> <strong>sistema</strong> automatiza<strong>do</strong> que aperte/<strong>de</strong>saperte o<br />
<strong>nozzle</strong> da cabeça <strong>de</strong> forma rápida e eficaz, por forma a diminuir o efeito <strong>de</strong>sta operação<br />
sobre os tempos <strong>de</strong> “setup”.<br />
Para resolver este problema mo<strong>de</strong>laram-se duas soluções distintas. A primeira consiste<br />
n<strong>um</strong> prato giratório, cujo princípio <strong>de</strong> funcionamento é semelhante ao <strong>de</strong> <strong>um</strong> <strong>sistema</strong> <strong>de</strong><br />
<strong>troca</strong> <strong>automática</strong> <strong>de</strong> ferramenta das máquinas CNC. Este prato tem 24 orifícios,<br />
dividi<strong>do</strong>s por duas pistas concêntricas, on<strong>de</strong> estão armazena<strong>do</strong>s os <strong>nozzle</strong>s e os<br />
respectivos suportes. A rotação <strong>do</strong> prato permite o transporte <strong>do</strong> <strong>nozzle</strong> pretendi<strong>do</strong> para<br />
<strong>um</strong>a zona <strong>de</strong> “Stand By” (estática), on<strong>de</strong> estão coloca<strong>do</strong>s <strong>do</strong>is motores <strong>de</strong> passo (<strong>um</strong><br />
para cada pista) que transmitem a rotação ao suporte e, por conseguinte, permitem o<br />
aperto/<strong>de</strong>saperto <strong>do</strong> <strong>nozzle</strong> na cabeça. Esta solução acabou por ser aban<strong>do</strong>nada ainda<br />
n<strong>um</strong>a fase embrionária, pois obrigava à criação <strong>de</strong> <strong>um</strong> <strong>sistema</strong> complica<strong>do</strong> <strong>de</strong> engate<br />
entre o motor e o suporte e, ainda, à utilização <strong>de</strong> <strong>um</strong>a motorização bastante precisa para<br />
fazer rodar o prato (prato divisor).<br />
Para resolver os <strong>do</strong>is problemas anteriores mo<strong>de</strong>lou-se <strong>um</strong>a nova solução, a que se <strong>de</strong>u<br />
o nome <strong>de</strong> gaveta. Este protótipo apresenta os <strong>sistema</strong>s <strong>de</strong> aperto/<strong>de</strong>saperto sempre<br />
estáticos e em contacto constante com o motor, através <strong>de</strong> <strong>um</strong>a ca<strong>de</strong>ia <strong>de</strong> engrenagens<br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>nta<strong>do</strong> recto. Como a operação <strong>de</strong> <strong>troca</strong> preconiza <strong>um</strong> eleva<strong>do</strong> controlo <strong>de</strong> binário,<br />
procurou-se <strong>de</strong>terminar as perdas <strong>de</strong> rendimento existentes na ca<strong>de</strong>ia e, por conseguinte,<br />
calcular a diferença <strong>de</strong> binário verificada entre o primeiro e o último <strong>sistema</strong> <strong>de</strong> aperto.<br />
O resulta<strong>do</strong> <strong>de</strong>ste estu<strong>do</strong> conduziu à subdivisão da ca<strong>de</strong>ia inicial em 3 mais pequenas,<br />
com motorização individual, ten<strong>do</strong>-se assim minimiza<strong>do</strong> as perdas para <strong>um</strong> valor <strong>de</strong><br />
apenas 10%.<br />
Com os <strong>do</strong>is protótipos mo<strong>de</strong>la<strong>do</strong>s <strong>de</strong>cidiu-se que a segunda solução era mais simples e<br />
eficaz, pelo que em seguida se iniciou a sua implementação no centro <strong>de</strong> corte. Esta fase<br />
obrigou ao <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> <strong>um</strong>a blindagem, <strong>de</strong> <strong>um</strong> suporte e à <strong>de</strong>finição <strong>de</strong> <strong>um</strong><br />
<strong>sistema</strong> <strong>de</strong> accionamento capaz <strong>de</strong> transportar a gaveta para o interior da área <strong>de</strong> corte,<br />
accionamento este que vai ser efectua<strong>do</strong> por <strong>um</strong> cilindro pne<strong>um</strong>ático <strong>de</strong> duplo efeito.<br />
No final efectuou-se <strong>um</strong>a análise económica às duas soluções, ten<strong>do</strong>-se concluí<strong>do</strong> que a<br />
gaveta é cerca <strong>de</strong> 3 vezes mais cara que o prato, no entanto, este resulta<strong>do</strong> é virtual pois<br />
a utilização <strong>do</strong> prato divisor equalizaria os custos <strong>de</strong> ambas as soluções.<br />
iii