Engenharia e Gestão da Produção Robótica Resolução do exame de 1ª época Ano lectivo 1999/2000 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica I Um elevador monta-cargas deve permitir levantar somente massas entre os 60 e 300 kg. Por esta razão apresenta uma plataforma repousando sobre molas que, de acordo com a carga a elevar, vai fazer actuar os contactos reguladores: - vazio, o elevador pode funcionar, pois nenhum dos contactos está actuado; - cargas entre 2 e 60 kg, o elevador não pode funcionar, encontrando-se actuado o contacto a; - cargas entre 60 e 300 kg, o elevador pode funcionar, encontrando-se actuados os contactos a e b; - cargas superiores a 300 kg, o elevador não pode funcionar, encontrando-se actuados os contactos a, b e c. 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica a) Usando os mapas de Karnaugh, sugira várias equações de comando do elevador. Qual aconselharia? Justifique a sua escolha. Condições: E1 a b c 1 E2 a b c 0 E3 a b c 1 E1 a b c 0 Tabela de verdade: a 0 0 0 0 1 1 1 1 b 0 0 1 1 0 0 1 1 c 0 1 0 1 0 1 0 1 d - estado “don’t care” 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa E 1 d d d 0 d 1 0 Engenharia e Gestão da Produção Robótica Mapas de Karnaugh (alguns exemplos): b c d 0 0 1 d d d 1 a E a b c a b c c a b a b 3 não + 3 e + 1 ou E a b c a b c a b c b c E a b c b c a b c b c a b c b c a b c b c 3 não + 1 e + 3 ou 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica Mapas de Karnaugh (alguns exemplos): b c d 0 0 1 d d d 1 a E a b c a b c c a b a b 3 não + 2 e + 1 ou E a b b c E a b b c a b b c a b b c a b b c 2 não + 2 e + 1 ou 30-10-2000 3 não + 1 e + 2 ou Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica Mapas de Karnaugh (alguns exemplos): E a c b c c a b b c d 0 0 1 d d d 1 2 não + 1 e + 1 ou a E a bc b c 3 não + 2 e + 2 ou b c d 0 0 1 d d E a bc d 1 2 não + 1 e + 1 ou a Aconselharia E a b c ou número de elementos lógicos. 30-10-2000 E c a b , Copyright 2000, Jorge Lagoa pois apresentam menor Engenharia e Gestão da Produção Robótica b) Considere que em stock só existem portas NAND. Que equação de comando aconselharia? E a b c a bc a b c a b c 3 nand (2 entradas) E c a b c a b c a b c a b c a b c. a b c. a b 5 nand (2 entradas) Aconselharia 30-10-2000 E a bc , por usar menor número de portas lógicas. Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica II Pretende-se efectuar um ciclo pneumático automático para o fabrico e empacotamento de molhos de 10 moedas. O ciclo é constituído pelo avanço e recuo de um cilindro A (corte), avanço e recuo de um cilindro B (1ª cunhagem) e finalmente avanço e recuo de um cilindro C (2ª cunhagem). O sistema de aquisição e processamento de imagem I colocado sobre o tapete identifica a presença e qualidade de uma moeda s. Caso possua defeito a moeda é rejeitada e retirada por um cilindro D. Quando atingido o número de moedas para empacotamento é enviado um sinal e para a zona de empacotamento. O ciclo pneumático deve ainda conter um botão de arranque i e um botão de paragem (sinal só verificado no fim do ciclo) p. 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica a) Descreva em GRAFCET (nível 1) o funcionamento deste ciclo. 0 Equipamento parado botão de arranque carregado Avanço de A 1 A avançado 2 Recuo de A A recuado Avanço de B 3 B avançado 4 Recuo de B B recuado Avanço de C 5 C avançado 30-10-2000 6 Copyright 2000, Jorge Lagoa Recuo de C A recuado Avanço de B 3 B avançado Engenharia e Gestão da Produção 4 Recuo de B Robótica B recuado Avanço de C 5 C avançado 6 Recuo de C C recuado 7 Aquisição e processamento de imagem moeda sem defeito 81 Avanço de D D avançado 82 30-10-2000 Contagem e comparação 9 < 10 Recuo de D D recuado moeda com defeito = 10 Sinal para empacotamento Verificar botão de paragem 10 botão de paragem não premido Copyright 2000, Jorge Lagoa botão de paragem premido Engenharia e Gestão da Produção Robótica b) Descreva em GRAFCET (nível 2) o funcionamento deste ciclo (considere implementação pneumática). 0 i 1 A+ a1 2 (mola) A- M1 + a0.m11 3 B+ b1 4 (mola) B- M1 - M2 + b0.m21 5 C+ c1 30-10-2000 6 Copyright 2000, Jorge Lagoa C- M2 - 2 A- M1 + a0.m11 3 B+ (mola) Engenharia b1 4 B- M1 - e Gestão da Produção Robótica M2 + b0.m21 5 C+ c1 6 C- M2 - c0.m10.m20 7 I _ s 81 s D+ d1 82 9 Contador e comparador < 10 D- = 10 10 d0 30-10-2000 e _ p Copyright 2000, Jorge Lagoa p Engenharia e Gestão da Produção Robótica III Pretende-se automatizar um dispositivo de imprimir capas de livros, de acordo com o dispositivo indicado na figura. Os livros deslocam-se sobre um tapete rolante até chegarem ao dispositivo. O cilindro D avança, colocando o livro sobre um carro. O cilindro A recua colocando o carro com o livro sob a prensa. O cilindro B avança uma antepara de segurança. O cilindro C avança, comprimindo o livro contra uma espera durante t segundos. O livro desce então com o recuo do cilindro C e, em simultâneo, abre-se a antepara de segurança com o recuo do cilindro B. Aberta a antepara, o cilindro A avança, colocando o carro na posição inicial. A entrada do próximo livro, empurra o anterior para um tapete rolante que o envia para a secção de empacotamento. 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica 1. Tendo em atenção as especificações indicadas e o esquema da figura, sugira a colocação dos sensores, acrescentando ainda os componentes que pense necessários. Justifique a utilização destes últimos. Considerando os cilindros de duplo efeito, precisam-se de 2 fins-de-curso para cada cilindro. Será ainda necessário colocar um sensor no final do tapete de chegada para dar início ao ciclo de impressão da capa. 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica 2. Qual o ciclo pneumático representado na figura. Justifique a posição adoptada para D-. D+/A-/B+/C+t/C-B-/A+/D- D+ A- B+ C+t (C-B-) A+ DD- deve ser colocado no fim, para só então deixar avançar o livro para dar início ao ciclo seguinte. Outra solução poderia ser de o colocar no início do ciclo. 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica 3. Represente o diagrama de funcionamento do dispositivo. Quantas memórias teria necessidade de utilizar? Justifique. D A B C 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 Teria de usar uma memória pois os casos de incompatibilidade encontram-se agrupados. M 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica a1 a0 b1 b0 c1 c0 d1 d0 m1 m0 A+ AB+ BC+ CD+ DM+ M30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica 4. Determine as equações gerais de comando. Que equações de comando mínimas utilizaria? Equações gerais M a 0 b1 d1 M a 0 b1 c 0 d 0 A b 0 c 0 d1 m1 A b 0 c 0 d1 m1 Equações mínimas M b1 M d0 A b 0 m1 A d 1 m1 B a 0 c 0 d1 m 0 B a 0 m 0 C a 0 b1 d1 m1 C b1 D a1 b 0 c 0 d 0 m 0 s D d 0 s B a1 b1 c1 d1 m1 f t C a 0 b1 c1 d1 m1 f t D a 1 b 0 c 0 d1 m1 30-10-2000 A c0 m1 B c1 f t C c1 f t D a 1 m1 Copyright 2000, Jorge Lagoa s - botão de início do ciclo f(t) - temporizador Engenharia e Gestão da Produção Robótica 5. Qual o número e que tipos de componentes sugeriria para implementar o esquema da figura. Justifique as opções adoptadas. 4 cilindros de duplo efeito 8 fins-de curso (válvula 3/2) 1 memória (válvula 5/2) 1 temporizador 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa Engenharia e Gestão da Produção Robótica 6. Desejando-se optar por soluções pneumáticas, no lugar de elementos lógicos, indique que elementos aconselharia como activos e como passivos. Justifique. Elementos activos: b1 , c1, d0 , m0, m1 Elementos passivos: a0, a1, b0 (ou c0), d1, s 30-10-2000 Copyright 2000, Jorge Lagoa
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