Projecto Final Músculo

DELEGAÇÃO REGIONAL DO ALENTEJO

CENTRO DE EMPREGO E FORMAÇÃO PROFISSIONAL DE ÉVORA

Curso Técnico de Electrónica, Automação e Comando

2013 - 2015

Grupo de Trabalho: Formadora:

Ana Valente Paula Farinha

Joaquina Valverde

José Fortes

José Frango

Sérgio Cortes



Índice

Página

• Introdução 3

• Concepção do Projecto 4

Pneumática 5

Eléctrica 7

Diversos 9

• Desenvolvimento do Projecto 12

Instalação Eléctrica 12

Instalação Pneumática 13

Programação PLC 14

• Conclusão 17



Introdução

Inserido no contexto de Formação Tecnológica, foi-nos proposto o

desenvolvimento de um projecto, de final de curso, em que fossem aplicados os

conhecimentos adquiridos ao longo da formação.

Para este desafio, foi-nos entregue um músculo pneumático, um cilindro de

duplo efeito com acoplamento magnético, uma ventosa, uma bancada de

demonstração/trabalho e a pré-concepção de como poderíamos aplicar estes

equipamentos.

Decidimos projectar um modelo de transporte de carga, entre dois pontos,

conjugando equipamentos eléctricos, com destaque para o autómato

programável (PLC), e pneumáticos, em que o destaque maior vai, claramente,

para o Músculo Pneumático.

Surge, deste modo, o projecto final que denominámos:

‘ Little White Pneumatic Muscle’



Concepção do Projecto

Constituído o grupo de trabalho – Ana Valente, Joaquina Valverde, José Fortes, José Frango

e Sérgio Cortes, demos de imediato início à concepção do projecto.

Avaliámos os equipamentos disponíveis e fizemos um primeiro esboço do que poderíamos

realizar.

Ficou definido o desenvolvimento de um projecto que consistia no transporte de uma

determinada carga, entre duas bases.

Para o efeito, vamos utilizar a alimentação pneumática de rede disponível no Centro, e a

alimentação eléctrica de rede a 230V AC / 50Hz.

Passamos a discriminar os equipamentos aplicados, em cada um dos sistemas referidos.



Músculo pneumático Festo,

Aberto em um dos lados, com força de compensação integrada de

rosca interna (M16 X 1,5),

Modelo MXAM – 20 – AA

Ventosa Festo,

Modelo 152606 VAS 125 – 3/8 – PU

Cilindro Festo,

de duplo efeito e com acoplamento magnético,

Modelo DGC-50-570-G-PPV-A

Regulador de pressão Festo

Distribuidor de ar comprimido Festo



Electroválvula Festo,

de duplo efeito e com 5 vias para 2 posições

Electroválvula Festo,

de efeito simples com retorno por mola e com 3 vias para 2 posições

(2 unidades)

Válvula Festo,

De vácuo e com escape rápido

Acessórios Festo,

para acoplamento ao músculo (para insuflar e produzir vácuo)

Acessórios Festo,

para acoplamento ao cilindro

Tubo pneumático Festo,

em PVC, de 10mm e 20mm



Fonte de Alimentação, Input 100-240V AC, Output 24V DC/2,5A

Modelo Siemens LOGO!Power 6EP1332-1SH42

PLC 12/24V DC, Input 8x DC, Output 4x Relay/10A,

Modelo Siemens LOGO! 12/24RC, 6ED1 052-1MD00-0BA5; e,

Contactos auxiliares 12/24V DC, Input 4x DC, Output 4x Relay 5A,

Modelo Siemens LOGO! DM8 12/24R, 6ED1 055-1MB00-0BA0

Diferencial Legrand, F+N, 25A, 30 mA

Disjuntor Unipolar Legrand, 10A (2 unidades)

Sinalizador de Fase Legrand - Azul

Sinalizador de Fase Legrand – Verde (Start)

Sinalizador de Fase Legrand – Vermelho )Stop)

Repartidor modular monobloco Legrand, bipolar (2 unidades)



Bornes vikings Weidmüller, 4mm, castanhos e azuis

Botoneira Start e Stop, com botões de pressão NO e

Cabo FVV5G2,5

Cabo FVV3G1,5

Sensores fotoeléctricos, PNP, ajustáveis (2 unidades)

Fins de curso (2 unidades)



Lâmpada 230V Azul e Casquilho

Caixa em acrílico 8mm, que será a Base de Carga

Prateleira em alumínio, que será a Base de Descarga

Suportes diversos para fixação dos sensores e dos fins de curso,

juntamente com diversos tipos de parafusos e roscas.



No decorrer do inventário de material a utilizar, deparámos com algumas dificuldades, nomeadamente:

• O correcto acoplamento da ventosa e do acessório de ar ao músculo pneumático, face a divergência

de tipo de roscas;

• A fixação do músculo pneumático ao cilindro;

• Configuração das bases que serviriam de Carga e Descarga;

• Acoplamento dos sensores e fins de curso a toda a estrutura.

Nesse sentido, solicitámos a colaboração do formador de CNC, João Raimundo, e da sua equipa/turma para

desenhar e produzir as peças que permitiriam o correcto acoplamento dos acessórios ao músculo e, deste

ao cilindro.

Depois de várias alternativas, decidiu-se em conjunto por uma peça única que será aparafusada ao cilindro,

em local que este disponibiliza. Dessa peça, saem 2 braços que serão aparafusados à cabeça do músculo,

ficando assim assegurada a fixação deste ao cilindro.

Foi ainda necessário desenhar 2 adaptadores devido às diferentes roscas que o músculo, os acessórios e a

ventosa apresentam.

Assim, foram concebidos dois adaptadores. Um para acoplar o acessório de insuflação no músculo e outro

para acoplar a ventosa, tendo este sido acrescido de furação para acessório para produção de vácuo.



Solicitámos ainda a concepção de 3 peças, que irão servir de Carga.

Utilizando os recursos disponibilizados pelo Centro, construímos uma caixa em acrílico de 8mm, que além

de servir de Base de Carga, irá servir para produzir efeito visual durante o momento de carga. Para o efeito,

colocámos uma lâmpada azul no seu interior.

Para acoplamento dos sensores e fins de curso, recorremos a vários tipos de parafusos,

cantoneiras/poleias e muita imaginação.



Desenvolvimento do Projecto

Definidos os materiais, equipamentos e acessórios que seriam utilizados, e estando definido o trabalho que

seria realizado pelo equipamento, passámos ao desenvolvimento do projecto, recorrendo às aplicações

necessárias para desenhar e testar os vários equipamentos, suas ligações e modo de funcionar/trabalhar.

Instalação Eléctrica-

Tendo sido definido que a alimentação eléctrica geral seria a de rede (230V AC/50Hz), teria de ser

acautelada a correcta ligação ao PLC, dos sensores, dos fins de curso e das electroválvulas, uma vez que

opera a 24V DC.

Assim, foram instalados dois repartidores de fase.

Um dos repartidores foi ligado à saída do Diferencial e distribuí 230V AC para os dois Disjuntores. Sendo

que um Disjuntor alimenta a Fonte de Alimentação do PLC e outro alimenta a lâmpada sinalizadora Azul e

as saídas do PLC referentes às outras duas Lâmpadas sinalizadoras (Verde e Vermelha), todas localizadas

no quadro eléctrico.

O outro repartidor foi ligado à saída da Fonte de Alimentação e distribuí os 24V DC para a botoneira, os

sensores, fins de curso, saídas do PLC para as electroválvulas e, alimenta o PLC.

Esquema eléctrico realizado em CADeSIMU



Foi instalada uma botoneira, com dois botões de pressão, normalmente abertos (NO), que dará início a

todo o trabalho e/ou pausa o trabalho, por ordem de um operador.

Foram ainda instalados dois sensores fotoeléctricos, PNP e ajustáveis, acoplados nas Bases de Carga e de

Descarga, que permitem identificar a presença da Carga; e, nas extremidades do cilindro, instalámos dois

fins de curso, que permitem identificar se o cilindro se encontra na posição A (zona de Carga) ou na posição

B (zona de Descarga).

Ainda sob a Base de Carga, foi instalada uma lâmpada Azul, no interior da caixa acrílica, que acenderá

durante o processo de descida do músculo e captação da Carga e até que esta seja elevada para

transporte.

Instalação Pneumática-

Recorrendo à rede pneumática disponível no Centro, foi instalado um regulador de pressão, de forma a

assegurar que nunca seria ultrapassada a capacidade do componente mais susceptível, o músculo

pneumático, que permite uma pressão máxima de 6 bar. Optámos por operar em os 4 e 5 bar.

A este regulador, foi ligado um distribuidor de ar que alimenta as electroválvulas de comando de todo o

sistema pneumático, nomeadamente:

• 1 electroválvula de duplo efeito, de 5 vias por 2 posições – que faz actuar o cilindro de duplo efeito

com acoplamento magnético, entre a Posição A (zona de Carga) e a Posição B (zona de Descarga);

• 2 electrovávulas de efeito simples e retorno por mola, de 3 vias e 2 posições – uma que faz actuar

a insuflação do músculo pneumático; outra, que alimenta a válvula de vácuo e que actua como

reforço ao trabalho desempenhado pela ventosa para captação da Carga

Esquema pneumático realizado em Festo FluidSim



Programação PLC-

Para o sistema de comando e respectiva programação utilizámos:

• Uma Fonte de Alimentação, Input 100-240V AC, Output 24VDC/2,5A, Modelo Siemens LOGO!Power

6EP1332-1SH42;

• Um PLC 12/24V DC, Input 8x DC, Output 4x Relay/10A, Modelo Siemens LOGO! 12/24RC, 6ED1 052-

1MD00-0BA5;

• Um módulo de Contactos Auxiliares 12/24V DC, Input 4x DC, Output 4x Relay 5A, Modelo Siemens

LOGO! DM8 12/24R, 6ED1 055-1MB00-0BA0.



(Continuação)

Programação realizada em LOGO Comfort

A programação delineada, define o seguinte modo de funcionamento:

• Ligar bancada à rede eléctrica, acendendo luz sinalizadora Azul, no quadro eléctrico;

• Abrir sistema de Ar Comprimido da rede do Centro, assegurando que o Regulador da instalação

pneumática está devidamente ligado e que a pressão estabelecida se encontra entre os 4 e 5 bar;

• Assegurar que não está nenhuma Carga nas Bases de Carga e Descarga;

• Pressionar Botão de Pressão Start (Botão Verde na Botoneira);

• O Músculo Pneumático irá insuflar, activar o Vácuo da ventosa e o cilindro vai deslocar-se para a

posição B (caso não esteja já posicionado);

• Em simultâneo, liga luz sinalizadora Verde, no quadro de instalação eléctrica.

• Ao chegar à posição B irá actuar um fim de curso, que acciona um temporizador, que irá promover

a desinsuflação após 2 segundos e, em simultâneo, desactiva a electroválvula do Cilindro A-B;

• Passados 2 segundos, irá também desactivar o Vácuo da ventosa;



• O Músculo irá ficar nessa posição de repouso até que o sensor da Base de Carga detecte a

respectiva Carga;

• Ao colocarmos a Carga na respectiva Base, será insuflado o Músculo e o cilindro vai-se deslocar para

a posição A;

• Ao chegar à posição A, acciona o fim de curso, que irá desinsuflar o Músculo, activar o Vácuo da

ventosa e acender uma Lâmpada Azul, que se encontra no interior da Base de Carga;

• Em simultâneo, é activado um temporizador, que, passados 3 segundos, irá insuflar o Músculo e

apagar a Lâmpada Azul;

• Esse mesmo temporizador irá repôr o trabalho indicado em Start: desloca o cilindro para a posição

B, ao activar o respectivo fim de curso acciona um temporizador para desinsuflar e outro para

desactivar o Vácuo, largando assim a Carga;

• É então activado o sensor da Base de Descarga;

• Ao se colocar de novo Carga na Base de Carga, reinicia o processo. Contudo, caso o sensor na Base

de Descarga se mantenha activo, o Músculo irá manter desinsuflado sobre a Carga na Base de

Carga, não activando o Vácuo;

• Ao se desactivar o sensor na Base de Descarga, activa-se o Vácuo e reinicia o processo de

transporte;

Se nalgum momento e por algum motivo o Operador accionar o Botão de Stop (Botão Vermelho na

Botoneira), irá acender a luz sinalizadora Vermelha, no quadro eléctrico, apagando-se a Verde.

Em simultâneo, o Músculo fica Insuflado e com o Vácuo activo, salvaguardando uma situação de transporte

de Carga e evitando que esta caia.

Não existindo nenhuma Carga nas Bases (sensores de Bases desactivados), o cilindro irá posicionar-se no

sentido da última ordem recebida, em virtude de estar a ser utilizada apenas uma electroválvula de duplo

efeito, 5 vias/2 posições.

Caso exista alguma Carga nas Bases, o Operador deverá removê-las de imediato, de forma a evitar a

deslocação do cilindro entre a Posição A e B.



Conclusão:

Orgulho, Conhecimento, Realização Pessoal e uma certa dose de Vaidade, são adjectivos

que consideramos ser merecedores ao olharmos para o nosso Projecto Final e constatar o

que conseguimos realizar e apresentar, dignificando a excelência de formação e formadores

que o Centro de Formação Profissional de Évora nos facultou.

A heterogeneidade do grupo de trabalho, pelas suas individuais características pessoais e

pelas diferentes experiências, constituiu-se um trunfo importantíssimo para o

desenvolvimento do projecto.

A forma como foram enfrentadas as dificuldades, maioritariamente de ordem logística, face

aos recursos disponíveis no centro, e a capacidade de improvisação e imaginação, em muito

contribuíram para que o desafio tivesse sido superado.

Dos recursos disponibilizados pelo Centro, temos de destacar a colaboração dos

Formadores de Maquinação – CNC, João Raimundo e Hélder Nunes, e das suas

equipas/turmas. A sua colaboração foi essencial para a concepção e fabrico das peças

acessórias de fixação do Músculo Pneumático ao Cilindro e as peças de acoplamento dos

acessórios de ar.

No decorrer de todo o projecto, sempre pudemos contar com a colaboração dos nossos

colegas de curso e da nossa Formadora Paula Farinha.

Agradecemos a todos, o apoio e o tempo que nos dispensaram.

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