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Título
Módulo de comunicação para habilitar um sistema automático de pré-ajustagem de ferramentas a operar em ambiente de produção físico cibernético
Orientador
Alexandre Tadeu Simon
Autor
Ivan Correr
Palavra chave
Indústria 4.0. Sistemas físicos cibernéticos. Sistemas de produção físico cibernéticos. Sistemas automáticos de pré-ajustagem de ferramentas
Grupo CNPQ
Programa
DR - ENGENHARIA DE PRODUÇÃO (PPGEP)
Área
ENGENHARIAS
Data da defesa
30/09/2021
Nº Downloads
394
Resumo
A indústria 4.0 caracteriza-se pela busca de benefícios como o aumento da eficiência operacional e redução dos custos de produção a partir da integração e desenvolvimento de um ambiente de manufatura inteligente no qual os Sistemas de Produção Físicos Cibernéticos (CPPS) desempenham papel fundamental. Nesse ambiente, a Máquina-Ferramenta 4.0 destaca-se como um dos elos importantes nos CPPS, interconectando sistemas e dispositivos físicos ao ambiente cibernético. Um dos dispositivos críticos é o sistema automático de pré-ajustagem de ferramentas interno, que possibilita a redução do tempo de setup e melhoria da qualidade do processo a partir da medição automática de ferramentas. Apesar dos benefícios propiciados, estes sistemas, ainda não estão habilitados a operar em ambiente de produção físico cibernético, visto que ainda se integram exclusivamente com o CNC da máquina-ferramenta. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um módulo de comunicação para habilitar um sistema automático de pré-ajustagem de ferramentas interno a laser a operar no ambiente de produção físico cibernético. A pesquisa apoia-se na identificação dos requisitos dos CPPS, funcionalidades dos sistemas de pré-ajustagem existentes no mercado e no desenvolvimento experimental do módulo de comunicação (definição das funcionalidades, projeto e construção do protótipo). A validação da proposta se deu a partir da montagem de um banco de ensaios, implementação da plataforma de computação em nuvem e aplicação da sincronização de eventos (notificações). A aplicação do módulo de comunicação se mostrou adequada uma vez que permitiu a implementação das funcionalidades de diagnóstico remoto, IHM online, serviços online e monitoramento de indicadores produtivos de máquinas-ferramenta CNC. A pesquisa contribui para o avanço da teoria sobre os sistemas de produção físicos cibernéticos e suas implicações práticas se refletem no desenvolvimento tecnológico de sistemas e dispositivos aptos a operarem em ambiente de produção físicos cibernéticos.
Abstract
Industry 4.0 stands out for its search for benefits such as increased operational efficiency and reduced production costs from the integration and development of an intelligent manufacturing environment in which Cyber-Physical Production Systems (CPPS) play a fundamental role. In this environment, Machine-Tool 4.0 stands out as one of the important links in CPPS, interconnecting physical systems and devices to the cyber environment. One of the necessary devices is the internal automatic tool setter system, which makes it possible to reduce setup time and improve process quality through automatic tool evaluation. Despite the benefits provided, these systems are not yet able to operate in a physical cybernetic production environment, as it is still exclusively integrated with the CNC machine tool. The objective of this work is to develop a communication module to enable an automatic tool setter system to operate in the cyber-physical production systems. The research is based on the identification of CPPS requirements, functionalities of the tool setter system existing in the market and on the experimental development of the communication module (definition of functionalities, design and construction of the prototype). The proposal was validated by setting up a test bench, implementing the cloud-based platform and applying event synchronization (notifications). The application of the communication module is specified once you want the implementation of remote diagnosis features, online HMI, online services and monitoring of CNC machine tool production indicators. The research contributes to the advancement of theory on cyber-physical production systems and their practical practices are reflected in the technological development of systems and devices capable of operating in cyber-physical production systems.
