Desenvolvimento de um sistema robotizado de encaixotamento de potes para uma empresa de produtos lácteos

Abstract

Nas últimas décadas a robótica passou a ser uma realidade no atual mercado produtivo, tornando-se o centro do que hoje conhecemos como células de trabalho robotizadas. Células de trabalho robotizadas são estruturas multifuncionais em que um ou vários robôs industriais interagem com outros equipamentos (esteiras, alimentadores, máquinas CNC, etc.) a fim de realizar operações, como soldagem, pintura ou operações de pick & place. A partir disso, o presente trabalho apresenta os principais resultados obtidos e os procedimentos realizados no projeto e implementação de uma célula de trabalho robotizada para o encaixotamento de produtos lácteos de acordo com uma receita de produção preestabelecida. Essa célula de encaixotamento robotizada é constituída de dois subsistemas para facilitar o seu funcionamento e operação. Os subsistemas que constituem a estrutura dela são a formadora de caixas e a encaixotadora. Um dos principais atores da célula é um robô industrial cuja tarefa é a de realizar a acomodação dos produtos dentro de caixas utilizando a capacidade de pick & place presente nos sistemas robotizados. O controle do sistema é realizado por vários Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) que determinam a lógica de funcionamento e coordenam todas as ações da célula de encaixotamento robotizado. Este documento apresenta também, as principais rotinas de programação de cada um desses controladores junto com as suas interfaces de usuário (IHM). A empresa de produtos lácteos para a qual foi projetada a célula de encaixotamento robotizada, e cujo nome será mantido sob sigilo, produz mais de 200 tipos de produtos diferentes, dentre eles o creme e a manteiga, produtos estes que foram selecionados para serem encaixotados pela célula projetada. Atualmente o processo de encaixotamento é executado manualmente por 12 operários e a uma velocidade muito inferior à velocidade de produção e envasamento dos produtos, motivo pelo qual pode se argumentar a grande relevância da implementação da solução proposta, já que esse sistema aumentará significativamente a produção e reduzirá o número de operários na tarefa manual, para que eles possam ser reposicionados e qualificados para tarefas mais importantes.

In the last decades, robotics has become an reality in the current productive market, becoming the center of what we now know as robotic work cells. Robotic work cells are multifunctional structures in which one or more industrial robots interact with many other equipment (conveyors, feeders, CNC machines, etc.) in order to perform operations such as welding, painting or pick & place. From that, this work presents the main results obtained and the procedures carried out in the design and implementation of a robotic work cell aimed for the packaging of dairy products according to a pre-established production recipe. This robotic packing cell consists of two subsystems to facilitate its operation and operation. The subsystems that make up its structure are the box former and the boxer. One of the main actors in the cell is an industrial robot whose task is to carry out the accommodation of products inside boxes using the pick & place capacity present in robotic systems. The control of the system is carried out by several Programmable Logic Controllers (PLCs) that determine the operating logic and coordinate all the actions of the robotic boxing cell. This document also presents the main programming routines for each of these controllers together with their user interfaces (HMI). The dairy company for which the packaging robotic cell was designed, and whose name will be kept secret, produces more than 200 different types of products, including cream and butter, products that were selected to be boxed by projected cell. Currently, the boxing process is performed manually by 12 workers and at a much lower speed than the production and filling speed of the products, which is why it is possible to argue the great relevance of implementing the proposed solution, since this system will significantly increase production and it will reduce the number of workers in the manual task, so that they can be repositioned and qualified for more important tasks.