DESENVOLVIMENTO DE UM MANIPULADOR ROBÓTICO DE BAIXO CUSTO PARA APLICAÇÃO INDUSTRIAL

INTRODUÇÃO

Este relatório apresenta os resultados obtidos pelo projeto desenvolvido no programa BITEC 2008, na parceria entre a UNIJUÍ (Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul) e a empresa TecnoPlastic, objetivando a transferência tecnológica e a qualificação dos recursos humanos da empresa e da universidade.

O que impede a adoção em massa de robôs na indústria é seu alto custo inicial (ROSÁRIO, 2005), sendo este custo proporcional a suas dimensões, capacidades, grau de sofisticação, exatidão e confiabilidade. Este fator excluiu a possibilidade de empresas pequenas e médias implementarem a robótica em suas linhas de produção, mesmo sabendo-se das inúmeras vantagens trazidas por tais sistemas.

Diante deste problema o presente trabalho propõe o projeto de um robô industrial de baixo custo, como uma solução inovadora de construção mecânica simples, controle fácil e acionamentos baratos, para a aplicação em uma indústria do setor de plásticos, objetivando a transferência tecnológica e a qualificação do sistema produtivo da empresa.

IDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMA

A TecnoPlastic é uma microempresa gaúcha, localizada no noroeste do Rio Grande do Sul, destinada a produção de componentes plásticos pelo processo de Vacuum Forming. Atualmente a empresa produz componentes plásticos para vários segmentos como: máquinas agrícolas, indústria de móveis, equipamentos de ginástica, ventiladores industriais, indústria de cabines, equipamentos para salão de beleza, expositores, etc.

SOLUÇÃO ATRAVÉS DO EMPREGO DA ROBÓTICA

O objetivo da TecnoPlastic é eliminar os processos manuais e a terceirização de sua linha produtiva, porém para isto é necessário algum tipo de equipamento de grande versatilidade, devido a complexidade das tarefas. Seguindo o exemplo da empresa americana “Virginia Industrial Plastics”, líder mundial na manufatura de peças pelo processo de vacuum forming, foi optado pela utilização de uma célula robótica como solução às necessidades da empresa.

Tendo em vista capacidade de investimento da TecnoPlastic, foi elaborado um projeto de um manipulador robótico de baixo custo, porém que ainda assim atende os requisitos do processo.

Robô Gantry com quatro graus de liberdade

Robô Gantry projetado

Robô Gantry projetado (vista explodida)

CONCLUSÔES

O mercado competitivo atinge não só as grandes indústrias, mas também as pequenas que cada vez mais precisam de qualidade e agilidade em seus processos. A robótica industrial é uma solução concreta e viável para o aumento de produtividade e qualidade de produtos e processos, sendo que seu uso vem crescendo vertiginosamente desde a sua criação na década de 60.

A TecnoPlastic é uma empresa jovem com carências em sua linha produtiva. Este trabalho apresentou o desenvolvimento do projeto de um sistema robótico de baixo custo capaz de suprir as necessidades imediatas da empresa, tendo em vista o baixo poder de investimento da mesma.

Este projeto servirá como base para a busca de fomento em editais (FINEP, CNPq) que auxiliem na construção do protótipo do robô.

Projeto PRS-02

Como Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) Paulo Roberto Schmitt projetou e construio um protótipo de um robo SCARA acinado por motores de passo. Segue abaixo o resumo do projeto.

Este trabalho trata do projeto e construção do protótipo de um robô industrial modelo SCARA acionado por motores de passo. À robótica é uma tendência de automatização de processos que visa substitui a mão-de-obra humana em tarefas consideradas insalubre, repetitivas, sujas ou impossíveis de se fazer manualmente. O modelo de robô SCARA foi criado principalmente para atividades de montagem, onde se demandam alta produtividade e grande precisão. Um robô industrial pode ser divido em mecanismo, acionamento e sistema de controle. O mecanismo compreende a estrutura do robô, composta por elos e juntas, o acionamento é formado pelos componentes responsáveis por transformar alguma forma de energia em movimento do manipulador, como atuadores e transmissões de potência, já o sistema de controle pode ser considerado a inteligência do robô, sendo responsável pelo controle das tarefas e movimentos a serem executados, incorporando os hardwares e softwares do robô. No desenvolvimento do trabalho são apresentados princípios de solução para o mecanismo, acionamento e sistema de controle, bem como a seleção e projeto dos mesmos, objetivando a obtenção de um manipulador robótico de baixo custo e adaptado as possibilidades construtivas disponíveis. Por fim, utilizando-se do projeto desenvolvido, construiu-se um protótipo do manipulador SCARA, com a finalidade de validar a idéia do emprego de motores de passo e sistemas alternativos de acionamento e de controle no projeto de robôs industriais.

Peças construidas em alumínio.

Protótipo construído.

Prêmio Santander de Empreendedorismo

Artigo publicado no site da UNIJUÍ (Universidade Regional do Noroeste do Estado do RS).

"Com um projeto de implementação de uma empresa do ramo tecnológico para a fabricação de máquinas CNC (comando numérico computacional), o aluno Paulo Roberto Schimitt, está na final do Prêmio Santander de Empreendedorismo, na categoria Indústria. Na quinta-feira,23, em Porto Alegre ele foi o grande vencedor na etapa regional-sul da categoria. Com o resultado ele será o representante de toda a região sul do país, juntamente com o Estado de Minas Gerais, para a disputa do Prêmio em São Paulo.
O acadêmico, que cursa Engenharia Mecânica em Panambi, disputou com 397 trabalhos inscritos na região Sul do país. Ele aguarda agora, junto com os demais 5 finalistas, mais duas regionais em Salvador e São Paulo, para saber contra quem irão concorrer na final nacional. “Para mim foi uma surpresa ser finalista, até porque havia trabalhos muito bons, então fiquei muito contente com o resultado”, conta Paulo, falando sobre a colocação em Porto Alegre. Segundo ele, para final em São Paulo, a expectativa é de repetir uma boa colocação. “A potencialidade do pessoal do sul sempre é reconhecida, então tomara que se repita e a gente possa conquistar esse prêmio lá”, analisou ele. Cada categoria dos prêmios pagará ao vencedor prêmio em dinheiro no valor de R$ 50 mil. Ao todo serão distribuídos R$ 350 mil. O projeto de Paulo Schimitt foi orientado pelo Pró-Reitor do campus Panambi, Antonio Carlos Valdiero que, juntamente com o Vice-Reitor de Pós-Graduação, Pesquisa e Extensão da UNIJUÍ, Telmo Rudi Frantz, acompanhou o acadêmico para o evento em Porto Alegre."