Projeto mecatrónico de um equipamento para a indústria automóvel

Abstract

Esta dissertação resulta do trabalho desenvolvido no âmbito de um estágio curricular na empresa ITEC - Iberiana Technical, situada em Frossos, Braga. Esta dissertação aborda o projeto e desenvolvimento de um equipamento semi-automático para depositar grease num produto destinado à indústria automóvel. Inicialmente realizou-se uma pesquisa bibliográfica com o intuito de se estudar metodologias de projeto mecatrónico bem como temáticas de componente mais prática relacionada com o projeto de equipamentos. O estudo de temáticas relacionadas com o projeto para a manufatura e fabrico, segurança de máquinas segundo a diretiva máquina 2006/42/CE e ergonomia do posto de trabalho revelaram-se essenciais para se realizar o projeto, de um equipamento industrial. Inicialmente definiu-se especificações, objetivos e funções do equipamento, gerou-se soluções possíveis e avaliou-se as mesmas. Posteriormente, com essas soluções selecionadas realizou-se a fase do projeto detalhado que consiste em elaborar o conceito idealizado para uma solução possível de ser fabricada. Para tal, foi necessário selecionar os componentes off-the-shelf e dimensionar os componentes pertencentes aos diferentes conjuntos do equipamento, como o sistema de fixação do produto, ferramenta de deposição e estrutura. Todos estes componentes foram projetados respeitando as normas do projeto para montagem e manufatura, segurança de equipamento e ergonomia. Além disso, foi desenvolvido um protótipo em Matlab de um sistema de visão que tem como objetivo verificar se a ferramenta de deposição se encontra com a agulha bem colocada, na inclinação correta e se é o tamanho correto. Os resultados das medições do tamanho da agulha e do aperto da agulha provam a grande precisão desse sistema de visão. Após o fabrico e montagem do equipamento realizou-se uma sucessão de testes experimentais. Nestes testes verificou-se que houve erros de projeto que deveriam ter sido evitados durante o projeto detalhado, contudo foram todos corrigidos e verificou-se que as especificações definidas pelo cliente foram alcançadas. No entanto, após comercialização, verificou-se que a fiabilidade da válvula de deposição era duvidosa uma vez que ao longo do tempo começava a colocar menor quantidade de grease, sendo esta solução resolvida com novos vedantes.

This master thesis results from the work developed in an internship at the company ITEC - Iberian Technical, located in Frossos, Braga. This thesis describes the development of a semi-automatic equipment to dispense grease in a rib of a polymeric product. First a bibliography research was conducted to identify mechatronic project methodologies and also topics related to practical issues about equipment project. The study of concepts related with design for manufacturing and assembly, equipment safety by machine directive 2006/42/CE and ergonomic concerns reveals essential to this mechatronic project. This work was based on the design project methodology in which first specifications, objectives and functions are defined and then solutions are idealized and evaluated. After that, the conceptual solution is detailed to obtain a result possible to be executed and is based in the concept developed. This also involves the selection of off-the-shelf components and the dimension of the components related to which assembly group, such as: product housing, dispensing tool and structure. All of these components were projected considering the norms defined by design for manufacturing and assembly, equipment safety and ergonomics. In order to verify if the dispensing tool and the needle are in the correct position, if the needle squeeze is complete and if it is the right size, a vision system prototype was developed. The results of the measurements of the needle size and the needle squeeze show the high precision that this system can have. After manufacturing and assembling, the equipment was tested. These tests revealed project errors that should have been avoided, however, all of them were immediately corrected and the specifications defined by the client were achieved. After the equipment was sent to the costumer, it was noted that the amount of grease dispensed was decreasing with time. This problem was solved by replacing the valve by a recent model. Thus, we can conclude that the specification of the off-the-shelf components sometimes does not match what is specified by the provider.