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CEFET-MG Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Coordenação do Curso Técnico de Eletrônica Relatório Sobre: DINAM0 MR-100: Dobradora de Tubos Estagiário: Gilberto Teodosio da Silva Professor Orientador: Israel Gutemberg

BLM (Revisado)

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CEFET-MG

Centro Federal de Educação Tecnológica

de Minas Gerais

Coordenação do Curso Técnico de Eletrônica

Relatório Sobre:

DINAM0 MR-100: Dobradora de Tubos

Estagiário: Gilberto Teodosio da Silva

Professor Orientador: Israel Gutemberg

Belo Horizonte

Março/2011

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CEFET-MG

Centro Federal de Educação Tecnológica

de Minas Gerais

Coordenação do Curso Técnico de Eletrônica

Relatório Sobre:

DINAM0 MR-100: Dobradora de Tubos

Este relatório tem a finalidade de apresentar

de forma prática o funcionamento.................

......................................................................

......................................................................

......................................................................

Estagiário: Gilberto Teodosio da Silva

Professor Orientador: Israel Gutemberg

Belo Horizonte

Março/2011

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1 INTRODUÇÃO

O tema focalizado é a máquina dobradora de tubos da BLM DINAMO

MR100.

Escolhi esse tema por essa ser uma máquina que contém um grande valor

tecnológico agregado e por haver falta de mão de obra especializada para sua

manutenção.

Essa pesquisa está subdividida em basicamente 2 grandes partes: Base

teórica e Funcionamento da máquina.

Cabe ressaltar que esse tema é extremamente importante na área de

Automação Industrial pois é a respeito de uma máquina que envolve todos os tipos

de tecnologias disponíveis na área industrial, como por exemplo, a eletrônica, a

elétrica, a mecânica, a informática, entre muitas outras.

A empresa tem investido nesse setor, devido à alta produtividade das

máquinas automatizadas e porque essas máquinas muitas vezes realizarem

operações que são impossíveis de serem realizadas por pessoas.

A expectativa da empresa é aumentar cada vez mais a produção e a

diversidade de produtos, e conseqüentemente o número de clientes, para garantir

sua sobrevivência no mercado.

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2 Fundamentação Teórica:

Dobramento e Curvamento:

Nesta sessão será apresentado um pouco do processo pelo qual são

produzidos objetos dobrados de aspecto cilíndrico, cônico ou em forma prismática a

partir de chapas de metal. Vamos estudar as máquinas de dobrar e curvar, os

cuidados a serem tomados durante essas operações e como se efetuam essas

operações em grande escala.

Conceitos:

Dobramento é a operação que é feita pela aplicação de dobra ao material.

Dobra é a parte do material plano que é flexionada sobre uma base de apoio.

Curvamento é a operação feita pela aplicação de curva ao material produzido. Curva

é a parte de um material plano que apresenta uma curvatura ou um arqueamento.

Nas operações de curvamento e dobramento, o esforço de flexão é

feito com intensidade, de modo que provoca uma deformação permanente no

material.

Dobramento:

O dobramento pode ser feito manualmente ou à máquina. Quando a

operação é feita manualmente, usam-se ferramentas e gabaritos. Na operação

feita à máquina, usam-se as chamadas prensas dobradeiras ou dobradeiras.

A escolha de utilização de um ou outro tipo de operação depende das

necessidades de produção.

A operação de dobramento é feita, na maioria das vezes, a frio. Mas

pode ser feita a quente em casos especiais.

Deformação plástica e elástica:

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A operação de dobramento provoca uma deformação permanente no

material trabalhado. A deformação que é feita numa peça por meio do dobramento

chama-se deformação plástica. Antes desta deformação, porém, ocorre outra,

chamada deformação elástica, que não é permanente.

Todo processo de deformação acontece do seguinte modo: tomemos como

exemplo uma mola. Quando tracionamos com pouco esforço e a soltamos, ela volta

à sua posição inicial. Este tipo de deformação chama-se deformação elástica. Se,

entretanto, tracionarmos com muito esforço, o material ultrapassa sua resistência à

deformação e não retorna mais à sua forma inicial. Desse modo, o material é

deformado permanentemente. Chama-se a essa deformação, deformação plástica,

embora nessa fase o material também apresente certa recuperação elástica.

Portanto, ao se planejar uma operação de dobramento, é preciso calcular

corretamente o ângulo de dobramento que se quer. O ângulo deve ser calculado

com abertura menor do que a desejada, para que depois da recuperação elástica a

peça fique com a dobra na dimensão prevista.

Dobramento manual:

No dobramento manual, o esforço de flexão é exercido manualmente

com o auxilio de ferramentas e dispositivos como: martelo, morsa, cantoneira e

calços protetores, como mostra a figura 1 a seguir:

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Figura 1 – Dobramento manual

Numa operação desse tipo, a escolha da ferramenta de impacto, como

o martelo, tem que ser adequada à espessura do material a ser dobrado. Além

disso, para evitar deformações, devem ser usados calços protetores para a peça a

ser dobrada.

Dobramento a quente:

O dobramento a quente é sempre feito manualmente, quando a

espessura do material a ser dobrado é grande, acima de 5 mm. Quando se dobra à

maquina, o processo é sempre a frio, independentemente da espessura do material.

Quando se dobra o material com aplicação do calor, acontece o mesmo

fenômeno que ocorre quando se dobra a frio. As estruturas das fibras do lado

externo da dobra são esticadas e as fibras do lado interno da dobra, comprimidas.

As fontes de calor usadas para o aquecimento da peça são: a forja, o forno elétrico a

gás ou a óleo e o maçarico.

A temperatura de aquecimento varia, dependendo do material com que se

vai trabalhar. No caso de aço, cobre e latão, existe uma tabela de cores para

comparação com o material a ser trabalhado. Cada cor corresponde a uma

temperatura. Conforme a temperatura, a cor do metal muda, e assim é possível

saber quando a chapa está pronta para a operação. Desse modo pode-se ter mais

controle sobre o trabalho que se faz.

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Para um bom resultado é preciso observar tudo aquilo que o trabalho

envolve, como o material de que a chapa é feita, a espessura da chapa, a

quantidade de calor necessária, a pressão que vai ser dada na dobra, os

dispositivos adequados, etc.

Dobradeiras manuais:

As dobradeiras manuais ou viradeiras são maquinas acionadas

manualmente e de grande uso nas indústrias que produzem gabaritos, perfis,

gabinetes de máquinas, armários, etc. Essas máquinas se movimentam pela

aplicação da força de um ou mais operadores.

Para operar essas máquinas, o operador precisa ter conhecimentos de

cálculos de dobra, de preparação do material e de ajuste da dobradeira.

Dependendo do trabalho a ser executado, as dobras são feitas com o auxílio de

dispositivos especiais, existentes ou adaptados à viradeira. Essa operação é

amplamente empregada na confecção de perfilados, abas, corpos de

transformadores, etc.

A figura 2 a faz ilustração de uma dobradeira manual:

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Figura 2 – Dobradeira manual

Dobramento à máquina:

O dobramento à máquina costuma ser executado numa prensa

dobradeira. É uma máquina que executa operações de dobramento de chapas de

diversas dimensões, com medidas pré-determinadas. É, geralmente, uma máquina

de grandes dimensões, formada por uma barra de pressão à qual é acoplado o

estampo com movimento vertical, e uma matriz localizada na mesa inferior da

máquina. Grande número de prensas dobradeiras apresenta a mesa inferior fixa e a

barra de pressão móvel. Entretanto, podem-se encontrar modelos que têm a barra

fixa e a mesa inferior móvel. Muitas dobradeiras chegam a atingir mais de 6 m de

comprimento. A figura 3 dá uma noção do tamanho dessas máquinas.

Figura 3 – Prensa dobradeira

O trabalho é feito por meio da seleção de punções e matrizes, de

acordo com as medidas e o formato que se deseja dar à chapa. A dobradeira é

empregada na produção de perfilados, abas, corpos de transformadores etc.

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A prensa dobradeira pode se movimentar por energia mecânica ou

hidráulica. Alguns modelos mais recentes têm comandos orientados por

computador, que permitem fazer uma série de dobras diferentes na mesma peça,

reduzindo o manuseio e o tempo de fabricação. A figura 4 a seguir mostra diferentes

tipos de dobra, feitos a partir da seleção de punções e matrizes correspondentes.

Figura 4 – Diferentes tipos de dobras

Curvamento:

A operação de é feita manualmente por meio de dispositivos e

ferramentas ou à máquina, como a calandra, uma máquina de curvar chapas, perfis

e tubos.

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Curvamento manual:

O esforço de flexão para a operação de curvamento é feito à mão, como

auxílio de martelo, grifa e gabaritos, sempre de acordo com o raio de curvatura

desejado. Esta operação permite fazer cilindros de pequenas dimensões, suportes,

flanges para tubulações etc. Na figura 5 seguinte vemos o curvamento de uma barra

com auxílio da grifa fixa, presa à morsa, onde são aplicados esforços gradativos

para se conseguir a curvatura planejada, com ajuda da grifa móvel.

Figura 5 – Curvatura manual

Curvatura a quente:

O trabalho de curvar barras torna-se mais fácil quando o material

recebe aquecimento. Peças como anéis, flanges e elos são executados com êxito a

quando observados cuidadosamente os componentes do processo como: calor

aplicado no local correto por meio de maçarico ou forja adequados à espessura da

peça, pressão exercida durante o curvamento e dispositivos adequados a cada tipo

de trabalho.

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Curvamento à máquina:

Uma das máquinas utilizadas para se dobrar chapas é a calandra. As

peças podem ser curvadas de acordo com o raio desejado. Nesse tipo de máquina é

que se fabricam corpos e costados de tanques, caldeiras, trocadores de calor,

colunas de destilação, etc.

Elementos da calandra:

A calandra é constituída por um conjunto de rolos ou cilindros, com

movimento giratório e pressão regulável. O material a ser curvado é colocado entre

os rolos que giram e pressionam até que o curvamento esteja de acordo com as

dimensões desejadas, como mostra na figura 6.

Figura 6 – Princípio de funcionamento da calandra

Outro tipo de maquina que faz a curvatura de tubos é.... ( fazer referencia a

dinam0 )

Falar sobre os fabricantes e modelos de maquinas de curvatura de

tubos...

Mencionar datas referentes à utilização comercial dessas máquinas.

Falar sobre os tubos utilizados como matéria prima11

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Falar sobre a DINAM0 e suas características

Falar sobre a manutenção da DINAM0

Falar das vantagens e desvantagens de se utilizar essas máquinas

Fazer uma conclusão.

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3 FUNCIONAMENTO DA MÁQUINA:

3.1 Introdução:

A BLM DINAM0 NR100 trabalha na empresa fazendo a curvatura de tubos

de liga de alumínio primário, com características elásticas, tratado termicamente

para aumentar estas características. Esta liga é composta basicamente por alumínio

onde é acrescentado Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Zn e Ti para garantir as características

necessárias para suportar as curvaturas feitas nos tubos.

A DINAM0 MR100 da BLM é uma máquina que segue um sistema de

coordenadas em 3D para fazer a curvatura de tubos. Esta é usada na empresa para

fazer a curvatura de tubos de alumínio para caixas de ar automotivas. Ela é uma

máquina completamente automatizada que através de uma cuidadosa programação

possibilita uma infinidade de formas de curvaturas com grande velocidade de

produção. A interface da máquina com o operador é feita através de dois softwares:

o VGP3D e o Albatroz.

A DINAM0 MR100 realiza seus movimentos através de servomotores e

cilindros hidráulicos ou pneumáticos controlados por um CNC. Seus movimentos

são: Asse X (movimentos de avanço e recuo do carro), Asse Z (movimento de

rotação do canhão), Asse R (movimento de giro da Testa), Asse T (movimento

vertical da Testa), Asse Y (movimento do blocaggio), o movimento de abrir e fechar

da pinça que segura o tubo e o movimento do basculante

3.2 Partes físicas:

3.2.1Base:

A BLM DINAM0 MR100 é constituída sobre uma grade base ao redor do

qual toda a máquina é construída. Sobre a base há o Basculante (onde é montado o

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Carro com o Canhão), a Testa, a Anima. Dentro da base fica o painel elétrico, a

bomba de óleo, um conjunto de válvulas solenóides e o motor Asse R.

3.2.2Basculante:

O Basculante é um dispositivo móvel onde é montado o Carro com o

Canhão. Ele é movido por um cilindro hidráulico que desloca o Carro do carregador

à Testa e vice-versa. Este cilindro trabalha somente em dois estados: avançado ou

recuado e ele há um sensor magnético que detecta se o cilindro está avançado ou

recuado.

O CNC envia um sinal para uma válvula solenóide que se abre fazendo o

cilindro avançar ou recuar (depende da válvula solenóide atuada, existe uma válvula

solenóide para avançar e outra para recuar o cilindro). Então o sensor presente no

cilindro envia um sinal de retorno para o CNC informando se a operação requisitada

foi realizada ou não. Assim o basculante se move sobre um trilho com um

amortecedor em cada extremidade para suavizar os impactos.

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3.2.3Carro:

O Carro é preso em um trilho em cima do Basculante. Ele desloca-se

sobre esse trilho através do servomotor Asse X com uma engrenagem acoplada a

uma cremalheira presa na lateral do basculante.

Servomotor é uma máquina que apresenta movimento proporcional a um

comando, em vez de girar ou se mover livremente sem um controle mais efetivo de

posição como a maioria dos motores. Há integrado nele um gerador de sinais

(resolver) que retorna ao CNC valores de velocidade e posição.

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No Carro há o Canhão. O Canhão é um dispositivo rotativo controlado

pelo servomotor Asse Z que possui em sua ponta um dispositivo mecânico com

pinças para segurar o tubo a ser curvado. Essas pinças são atuadas por um cilindro

pneumático.

A máquina dobra somente para a direita ou somente para a esquerda.

Então se a máquina estiver montada para dobrar somente para a esquerda e

desejar-se dobrar o tubo para a direita, o Canhão gira o tubo 180°, o Blocaggio

dobra-o para a esquerda e o Canhão torna a girar o tubo 180°. Assim o tubo foi

dobrado para a direita.

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3.2.4Anima:

Sobre o Basculante há também a Anima. A Anima é um suporte para

uma haste metálica que passa pelo Carro, por dentro do Canhão e penetra dentro

do tubo para evitar rugas no mesmo ao se fazer curvaturas muito acentuadas.

A haste da Anima é presa a um cilindro hidráulico de avanço e recuo

gradual. Os movimentos deste cilindro são comandados por uma eletroválvula

inteligente e um sensor potenciométrico preso ao cilindro retorna ao CNC a posição

atual da haste da Anima.

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3.2.5Testa:

A Testa é presa em um trilho vertical com um fuso. O servomotor Asse

T gira o fuso fazendo a Testa se deslocar para cima e para baixo.

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3.2.6Slitta e Blocaggio:

A Slitta é fixa do lado esquerdo ou do lado direito da Testa,

dependendo do sentido que se deseja dobrar os tubos. O Blocaggio é móvel

podendo girar até 180° sobre seu eixo a partir da Slitta. Nesse eixo há um conjunto

de engrenagens com uma corrente que é presa por um cilindro em cada ponta. O

movimento do Blocaggio se dá quando um dos cilindros avança e o outro recua

puxando a corrente e girando o eixo onde é preso o Blocaggio. Esse movimento é

gradual, assim os cilindros responsáveis pelo mesmo são comandados por

eletroválvulas inteligentes. Um encoder preso no eixo do Blocaggio através de uma

pequena corrente retorna ao CNC a posição atual do Blocaggio.

Na Slitta e no Blocaggio há sobre cada um deles um dispositivo mecânico

acionado por um cilindro hidráulico que se abre ou se fecha para segurar o tubo.

No eixo sobre o qual o Blocaggio se movimenta há um dispositivo

conhecido como matriz. O tubo que está sendo dobrado se apóia na matriz quando

os dispositivos existentes na Slitta e no Blocaggio se fecham.

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3.2.7Carregador:

O Carregador fornece à máquina os tubos para serem dobrados. Há

uma espécie de escadinha móvel que eleva os tubos um a um. Eles caem em um

dispositivo com um cilindro pneumático que empurra o tubo para dentro da pinça

existente no Canhão, o avanço deste cilindro é ajustado de acordo com o tamanho

do tubo. Dois sensores detectam a presença do tubo no dispositivo, caso o tubo não

esteja presente a máquina pára.

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3.2.8Barreira de Segurança:

A Barreira de Segurança protege os colaboradores da empresa contra

acidentes ao se aproximarem da máquina em movimento. A Barreira de Segurança

funciona através de feixes de luz. Ao romper-se o feixe de luz da Barreira de

Segurança a máquina para imediatamente. Pelo fato da Barreira de Segurança estar

a uma distância razoavelmente grande da máquina, essa barreira é de resolução de

corpo, ou seja, impede a entrada de um colaborador na região de segurança

enquanto a máquina estiver em movimento.

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3.2.9Acionamento Bimanual:

O acionamento da máquina é feito por um acionamento bimanual, onde

é necessário apertar os dois botões laterais de acionamento ao mesmo tempo. Isso

evita que a máquina seja acionada acidentalmente. Há também um botão de parada

que permite com que, ao ser reacionada, a máquina continue seu trabalho de onde

parou. E um botão de emergência que para completamente a máquina. Assim ela

perde suas referências, se estiver no meio de uma operação, ao retornar, a máquina

abandona essa operação e começa tudo de novo. Então a peça que estava sendo

produzida é perdida.

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3.2.10 Setup:

A BLM DINAM0 MR100 tem a capacidade de produzir uma grande

gama de produtos, mas é necessário o uso de ferramentas especificas para cada

um deles. Assim para cada modelo de tubo que for produzido é necessário executar

uma operação denominada setup. No setup são trocadas as morças que prendem o

tubo que são especificas para cada modelo de tubo.

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3.3 Partes Lógicas:

3.3.1 IHM:

O IHM é a interface da máquina com o operador, é onde é feito toda a

programação da máquina de acordo com cada tubo a ser produzido. O IHM funciona

com o sistema operacional Windows 2000 e são usados dois softwares: o VGP 3D e

o Albatroz.

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3.3.2VGP 3D:

O VGP 3D é um software gráfico 3D usado para a confecção dos produtos.

No caso do uso da maquina na empresa, para a confecção dos tubos. Nele é

programado todos os movimentos que a maquina deve fazer para confeccionar os

tubos e o próprio software monitora e impede programações que possam causar

colisões. O VGP 3D ainda possibilita a simulação da confecção dos produtos.

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3.3.3Albatroz:

O Albatroz é um programa usado para o monitoramento das posições

das partes móveis da máquina. Através dele é possível movimentar manualmente

cada uma das partes moveis da máquina e verificar se essas partes móveis estão se

deslocando conforme programado.

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3.3.4 Índex:

O Índex é uma operação realizada pela máquina para identificar suas

referências. As partes móveis se movimentam de um extremo a outro e são

definidos os pontos iniciais ou de referência para cada movimento que é realizado

pela máquina. Esta é uma operação que deve ser realizada na máquina sempre que

ela perder suas referências de posicionamento. Isso ocorre, por exemplo, quando a

emergência é pressionada ou quando alguma das partes moveis é movimentada

com as mãos.

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4 CONCLUSÃO

Durante o estágio tive a oportunidade de conhecer na prática os conceitos e

princípios da automação industrial e ainda conhecer os dispositivos e equipamentos

de ponta que tem no mercada baseados nesses conceitos.

A máquina em que fui treinado apresenta grande valor tecnologico agregado

e foi possível conhecer muito da automação industrial ao trabalhar com ela e estudá-

la. Além dessa máquina de dobrar tubos, tem outras máquinas da BLM que fazem o

corte e a conformação dos tubos. Apesar de não ter tido a oportunidade de fazer um

trabalho tão minucioso com essas outras, foi possível aprender ainda mais da area

de automação com o pouco contato que tive com elas.

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