Reengenharia de uma máquina de extrusão de solas

Uni e sidade do Minho
Escola de Engenha ia
F ancisco José Al es Sil a
Reengenha ia de uma Máquina
de Ex usão de Solas
janei o 2025
Uni e sidade do Minho
Escola de Engenha ia
F ancisco José Al es Sil a
Reengenha ia de uma Máquina
de Ex usão de Solas
Disse ação de Mes ado
Mes ado em Engenha ia Mecânica
Á ea de especialização em Sis emas Meca ónicos
T abalho e e uado sob a o ien ação de
P o esso Dou o José Mendes Machado
P o esso Dou o Filipe Alexand e Sousa Pe ei a
janei o 2025
i
DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS
Es e é um abalho académico que pode se u ilizado po e cei os desde que espei adas as eg as e
boas p á icas in e nacionalmen e acei es, no que conce ne aos di ei os de au o e di ei os conexos.
Assim, o p esen e abalho pode se u ilizado nos e mos p e is os na licença abaixo indicada.
Caso o u ilizado necessi e de pe missão pa a pode aze um uso do abalho em condições não p e is as
no licenciamen o indicado, de e á con ac a o au o , a a és do Reposi ó iUM da Uni e sidade do Minho.
Licença concedida aos u ilizado es des e abalho
A ibuição-NãoCome cial-SemDe i ações
CC BY-NC-ND
h ps://c ea i ecommons.o g/licenses/by-nc-nd/4.0
ii
AGRADECIMENTOS
Em p imei o luga , que o exp essa a minha p o unda g a idão aos meus pais e à minha i mã, pelo apoio
incondicional demons ado du an e odo o meu pe cu so académico. Sem eles, nada dis o e ia sido
possí el.
Um ag adecimen o especial à minha namo ada, pelo supo e cons an e, sob e udo nos momen os mais
di íceis. Es e e semp e ao meu lado e oi uma on e con ínua de mo i ação, o nando-se uma p esença
essencial ao longo des e aje o e, ce amen e, con inua á a sê-lo pa a o es o da minha ida.
Aos amigos que a uni e sidade me ouxe: Albe o, Diogo, Edua do, Luís, Malhei o, Ma co e Veiga, pela
amizade e companhei ismo. Sem dú ida, o pe cu so académico não e ia sido o mesmo sem eles.
Ag adeço ambém à emp esa
JFROSMAQ, Unipessoal Lda
, pela opo unidade de ealiza es e p oje o e
pelo apoio p es ado ao longo do seu desen ol imen o.
Mani es o ainda a minha g a idão ao P o esso Dou o José Mendes Machado, meu o ien ado , e ao
P o esso Dou o Filipe Alexand e Sousa Pe ei a, coo ien ado , cuja o ien ação, dedicação e
disponibilidade o am undamen ais pa a a conc e ização des e abalho.
Di ijo ambém um ag adecimen o ao P o esso Dou o José Gomes e ao P o esso Dou o Filipe Gomes,
pela disponibilidade em escla ece dú idas ele an es ao p oje o.
Po im, ag adeço à emp esa
ISI Soles
pela isi a p opo cionada e pela opo unidade de acompanha de
pe o as e apas do p ocesso de p odução de solas, uma expe iência en iquecedo a e aliosa.
A odos, o meu since o ob igado!

III
DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE
Decla o e a uado com in eg idade na elabo ação do p esen e abalho académico e con i mo que não
eco i à p á ica de plágio nem a qualque o ma de u ilização inde ida ou alsi icação de in o mações ou
esul ados em nenhuma das e apas conducen e à sua elabo ação.
Mais decla o que conheço e que espei ei o Código de Condu a É ica da Uni e sidade do Minho.
STATEMENT OF INTEGRITY
I decla e ha I ha e ac ed wi h in eg i y in he p epa a ion o his academic wo k and con i m ha I ha e
no engaged in plagia ism o any o m o misuse o alsi ica ion o in o ma ion o esul s a any s age o
i s de elopmen . Fu he mo e, I decla e ha I am awa e o and ha e adhe ed o he Code o E hical
Conduc o he Uni e si y o Minho.
Uni e sidade do Minho, 28 de janei o de 2025
IV
RESUMO
Es e documen o desc e e o p ocesso de eengenha ia ealizado numa máquina de ex usão de
solas pa a calçado, que pe mi e a p odução de solas bicolo es. O iginalmen e p oje ada nos anos
no en a, a máquina so eu deg adação ao longo dos anos de ope ação, es ando desa ualizada em
compa ação com soluções de me cado mais ecen es. Pa a da uma no a ida ao equipamen o e
es au a a sua compe i i idade, o am implemen adas melho ias signi ica i as. Es as melho ias isa am
esol e an o o desgas e acumulado ao longo do empo, como as ca ac e ís icas desa ualizadas da
máquina, ga an indo que es a pudesse compe i no amen e no me cado.
Seguindo es e con ex o, oi desen ol ido um no o sis ema de comando pa a o equipamen o, em
con o midade com as di e izes es abelecidas pela no ma VDI 2206. A implemen ação de um PLC e de
um HMI possibili ou a c iação de um sis ema mais segu o, con iá el e económico, iabilizando a
moni o ização e o con olo de a iá eis essenciais pa a o p ocesso de p odução de solas, esul ando na
melho ia da qualidade do p odu o inal. Adicionalmen e, a ins alação de um a iado de elocidade
pe mi iu ajus a a elocidade de ex usão do uso, o nando o equipamen o mais e sá il, mas ambém
mais e icien e, com uma conside á el edução no consumo de ene gia.
No que diz espei o à segu ança, o am ealizadas al e ações no equipamen o pa a ga an i a
con o midade com os equisi os de inidos pelas no mas eu opeias. Pa a al, o am aplicadas ba ei as
de p o eção, disposi i os de comando bimanual, bo ão de eme gência e ál ula de sus en ação de ca ga.
Os esul ados inais ob idos a a és da a aliação do equipamen o pe mi i am conclui que o
mesmo cump ia os equisi os es abelecidos inicialmen e pa a o p oje o, ga an indo a sa is ação das
necessidades do clien e. Assim, ob e e-se um equipamen o mais segu o, e icien e e iá el.
PALAVRAS-CHAVE: AUTOMAÇÃO, MECATRÓNICA, PLC, SEGURANÇA, SOLAS.
V
ABSTRACT
This documen ou lines he eenginee ing p ocess unde aken o a shoe ou sole ex usion
machine, which enables he p oduc ion o wo-colo ou soles. O iginally designed in he nine ies, he
machine expe ienced deg ada ion o e yea s o ope a ion and had become ou da ed compa ed o newe
ma ke solu ions. To b ea he new li e in o he machine and es o e i s compe i i eness, signi ican
imp o emen s we e implemen ed. These enhancemen s aimed o add ess bo h he wea and ea
accumula ed o e ime and he machine's ou da ed ea u es, ensu ing i could once again compe e
e ec i ely in he ma ke .
In line wi h his con ex , a new con ol sys em was de eloped o he equipmen , in compliance
wi h he guidelines es ablished by he VDI 2206 s anda d. The implemen a ion o a PLC and an HMI
enabled he c ea ion o a sa e , mo e eliable, and cos -e ec i e sys em, acili a ing he moni o ing and
con ol o essen ial a iables o he shoe ou sole p oduc ion p ocess, esul ing in an imp o emen in he
quali y o he inal p oduc . Addi ionally, he ins alla ion o a speed con olle allowed o he adjus men
o he sc ew ex usion speed, making he equipmen mo e e sa ile and e icien , wi h a signi ican
educ ion in ene gy consump ion.
In e ms o sa e y, changes we e made o he equipmen o ensu e compliance wi h he
equi emen s se by Eu opean s anda ds. To achie e his, p o ec i e ba ie s, wo-hand con ol de ices,
an eme gency s op bu on, and a load-holding al e we e implemen ed.
The esul s ob ained h ough he e alua ion o he equipmen allowed o conclude ha i me he
equi emen s es ablished ini ially o he p ojec , ensu ing cus ome sa is ac ion. Thus, a sa e , mo e
e icien , and eliable equipmen was ob ained.
KEY WORDS: AUTOMATION, MECHATRONICS, PLC, OUTSOLES, SAFETY.
VI
ÍNDICE
Ag adecimen os ................................................................................................................................... ii
Resumo.............................................................................................................................................. i
Abs ac ...............................................................................................................................................
Índice ................................................................................................................................................. i
Índice de Figu as ................................................................................................................................ xi
Índice de Tabelas .............................................................................................................................. xi
Lis a de Símbolos .............................................................................................................................. x
1. In odução .................................................................................................................................. 1
1.1. Enquad amen o e Mo i ação .............................................................................................. 1
1.2. Ap esen ação do Pa cei o do P oje o .................................................................................. 2
1.3. Obje i os ........................................................................................................................... 3
1.4. Es u u a da Disse ação .................................................................................................... 3
2. Es ado de A e e Concei os Fundamen ais ................................................................................... 5
2.1. Teo ia do P oje o ............................................................................................................... 5
2.1.1. P oje o Meca ónico ................................................................................................... 6
2.1.2. VDI 2206 – Me odologia de P oje o Pa a Sis emas Meca ónicos ................................ 8
2.2. Segu ança e No malização ............................................................................................... 10
2.2.1. A aliação de Riscos ................................................................................................. 10
2.2.2. Redução de Riscos .................................................................................................. 13
3. P ocesso de P odução de Solas ................................................................................................. 20
3.1. P odução de Solas po Ex usão ....................................................................................... 20
3.1.1. Ma é ia-P ima .......................................................................................................... 20
3.1.2. P ocesso de Ex usão .............................................................................................. 21
3.1.3. Moldagem da Sola ................................................................................................... 22
XIII
Figu a 6.11 – Ec ã que pe mi e ajus a empos associados ao p ocesso. .......................................... 80
Figu a 6.12 – Ec ã ela i o à injeção. ................................................................................................ 80
Figu a 6.13 – Ec ã pa a al e a as elocidades de o ação dos ex uso es. ........................................ 81
Figu a 6.14 – Ec ã que pe mi e con ola a insu lação du an e a injeção e a manual. ........................ 81
Figu a 6.15 – Pop-up co esponden e à pa agem de eme gência. ..................................................... 82
Figu a 7.1 – Iden i icação da zona pe igosa do equipamen o. ............................................................ 85
Figu a 7.2 – Á ea a cob i pelas p o eções, de o ma a espei a a no ma ISO13857:2019. .............. 87
Figu a 7.3 – Á ea necessá ia pa a ealiza a o ação li emen e e o e on al an iga. ....................... 88
Figu a 7.4 – Implemen ação das ba as on ais na máquina. ........................................................... 88
Figu a 7.5 – P o eção mó el abe a e echada, espe i amen e. ........................................................ 89
Figu a 7.6 – P o eção la e al............................................................................................................. 90
Figu a 7.7 – Dis ância mínima pa a disposi i os de comando bimanual [27]. .................................... 91
Figu a 7.8 – Bo ões co espondes es ao comando bimanual. ............................................................ 92
Figu a 7.9 – Localização do bo ão de eme gência. ............................................................................ 93
Figu a 7.10 – Esquema hid áulico do bloco de sus en ação de ca ga implemen ado. ........................ 94
Figu a 7.11 – Esquema de ligações do elé que con ola a pa agem de eme gência. ......................... 96
Figu a 7.12 – Esquema de ligações do con olo da p o eção mó el. .................................................. 97
Figu a 7.13 – A qui e u a de ligações do con olo do comando bimanual. ......................................... 98
Figu a 8.1 – Desgas e no uso. ....................................................................................................... 100
Figu a 8.2 – P ocesso de e i icação da camisa. ............................................................................. 101
Figu a 8.3 – Soldadu a dos ile es pa a ecupe ação da olga desejada. .......................................... 102
Figu a 8.4 – Sis ema an igo de echo do molde. .............................................................................. 103
Figu a 8.5 – Pa a usos da ampa supe io que queb am (a e melho). ............................................ 103
Figu a 8.6 – Mapa de o ças exis en e no sis ema de echo. ............................................................ 104
Figu a 8.7 – Al e ação do sis ema de echo do molde. .................................................................... 105
Figu a 8.8 – Mapa dos es o ços sen idos no echo do molde, com a in e são das ampas. .............. 106
Figu a 8.9 – Sis ema de o ação do cabeço e an igo. ...................................................................... 107
Figu a 8.10 – Ap oximação do cabeço e a um p isma e angula . ................................................... 109
Figu a 8.11 – Sis ema de o ação do cabeço e desen ol ido. .......................................................... 111
Figu a 8.12 – Sis ema de guiamen o das has es. ............................................................................ 116
Figu a 8.13 – Acumulação de esíduos e desgas e nas has es, espe i amen e. .............................. 116
Figu a 8.14 – Aplicação do aspado nas has es. ............................................................................ 117

XIV
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 2.1 - Signi icado das co es na sinalização do equipamen o [26]. ............................................ 15
Tabela 2.2 – Al u a necessá ia das p o eções pa a casos com baixo po encial de pe igo. Adap ado de
[13]. ................................................................................................................................................. 17
Tabela 2.3 - Al u a necessá ia das p o eções pa a casos com al o po encial de pe igo. Adap ado de [13].
........................................................................................................................................................ 17
Tabela 5.1 – P incipais ca ac e ís icas da cha e seccionado escolhida [24]. .................................... 34
Tabela 5.2 – Ca ac e ís icas ele an es da on e de alimen ação escolhida [20]. ................................ 35
Tabela 5.3 – Ca ac e ís icas ele an es do PLC
Mi subishi
FX3G 40MR-DS [18]. ............................... 39
Tabela 5.4 – Ca ac e ís icas ele an es do conjun o escolhido [7]. .................................................... 40
Tabela 5.5 – Ca ac e ís icas mais ele an es do HMI selecionado [33]. ............................................. 42
Tabela 5.6 – Bo ões a u iliza no equipamen o. ................................................................................. 43
Tabela 5.7 – P incipais ca ac e ís icas do con ac o de a inação do ex uso . ..................................... 45
Tabela 5.8 – Ca ac e ís icas ele an es do disjun o magne o é mico escolhido [25]. ......................... 46
Tabela 5.9 – Ca ac e ís icas das zonas de aquecimen o. ................................................................... 47
Tabela 5.10 – P incipais ca ac e ís icas do elé es á ico selecionado [35]. ......................................... 49
Tabela 5.11 – P incipais ca ac e ís icas do módulo de con olo de empe a u a [18]. ........................ 50
Tabela 5.12 – Ca ac e ís icas p incipais do a iado escolhido [19]. .................................................. 52
Tabela 5.13 – Ca ac e ís icas p incipais do disjun o escolhido [1]. ................................................... 54
Tabela 5.14 Ca ac e ís icas p incipais da ca a analógica FX3G-1DA-BD [17]. .................................... 54
Tabela 5.15 – Ca ac e ís icas ele an es do elé de segu ança RLY3-EMSS100 [30]. ......................... 57
Tabela 5.16 – Ca ac e ís icas ele an es do elé de segu ança
SICK
UE42-2HD [28]. ........................ 58
Tabela 5.17 – Ca ac e ís icas ele an es do elé de segu ança
SICK
UE48-2OS [29]. ........................ 59
Tabela 5.18 – Ca ac e ís icas da bomba hid áulica dupla. ................................................................. 62
Tabela 7.1 – Elemen os que cons i uem o bloco de sus en ação de ca ga. ........................................ 94
Tabela 8.1 Ca ac e ís icas do cilind o de o ação do cabeço e. ........................................................ 112
Tabela 8.2 – Desc ição de ajus es p e e enciais u ilizando o sis ema de u o básico [4]. .................. 114
XV
LISTA DE SÍMBOLOS
Siglas, ab e ia u as e ac ónimos
AC Co en e Al e nada
CAD Conceção Assis ida po Compu ado
DC Co en e Con ínua
EEPROM
Elec ically E asable P og ammable Read-Only Memo y
EPROM
E asable P og ammable Read-Only Memo y
EVA Espuma Vinílica Ace inada
FDB
Func ion Block Diag am
FLASHRAM
Flash
Random Access Memo y
HMI
Human-Machine In e ace
IEC
In e na ional Elec o echnical Commission
IL
Ins uc ion Lis
ISO
In e na ional O ganiza ion o S anda diza ion
LD
Ladde Diag am
PID P opo cional In eg al De i a i o
PLC Con olado Lógico P og amá el
PVC Policlo e o de Vinilo
RAM
Random Access Memo y
SSR
Solid S a e Relay
ST
S uc u ed Tex
TPR Bo acha Te moplás ica
TPU Poliu e ano Te moplás ico
UE União Eu opeia
VDI
Ve ein Deu sche Ingenieu e
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
1
1. INTRODUÇÃO
A ualmen e, com um me cado cada ez mais compe i i o, exis e uma c escen e p ocu a pela
indus ialização e au omação das linhas de p odução, isando ele a a compe i i idade das emp esas e
a cadência das linhas de p odução. Nesse sen ido, é essencial pa a as emp esas o imiza os seus
sis emas de p odução, em busca do aumen o das quan idades p oduzidas, mas sem comp ome e o
pad ão de exigência e qualidade do p odu o inal.
Es e ní el de compe i i idade exigido às emp esas impulsiona o desen ol imen o ecnológico, uma
ez que exige in es imen os na c iação de p odu os ino ado es, mas ambém na p ocu a de p ocessos
de ab ico mais e icien es e económicos. Es e p og esso con ínuo apenas é iá el a a és da simbiose
en e a Engenha ia Mecânica, Engenha ia Ele ónica e as Tecnologias de In o mação, que cons i uem a
Meca ónica.
No en an o, nem odas as emp esas êm possibilidades de assumi es e comp omisso de
cons an e melho ia e ino ação, p incipalmen e de ido a a o es económicos. Como al, os p oje is as
de em se capazes de es abelece um comp omisso en e a uncionalidade e o cus o, seguindo as
exigências de inidas pelo clien e. Po ezes, o na-se a é necessá io abdica de algumas soluções mais
e icien es em de imen o de ou as menos e icien es, mas mais económicas, que pe mi em a iabilidade
do p oje o.
1.1. ENQUADRAMENTO E MOTIVAÇÃO
Po ugal é conhecido como um país de e e ência na indús ia do calçado, mais conc e amen e
na egião no e, com um ele ado núme o de emp esas que se dedicam a es e amo. Em 2021, segundo
a
BPs a
, exis iam 1864 emp esas elacionados ao se o do calçado em Po ugal, com um o al de 2175
milhões de eu os mo imen ados [2].
De ido ao ele ado núme o de emp esas a apos a em nes e se o , são á ios os equipamen o de
p odução de solas exis en es em Po ugal. Po ém, mui as emp esas possuem equipamen os obsole os,
que não pe mi em cump i as demandas do me cado da o ma mais e icien e e en á el. De o ma a
esol e es e p oblema, as emp esas pode iam apos a na ob enção de máquinas no as, ou na al e ação
dos equipamen os que possuem, pe mi indo uma edução conside á el nos in es imen os. Des a o ma,
oi p opos a a eengenha ia de uma máquina de p odução de solas, com o in ui o de consegui um
equipamen o capaz de colma a as necessidades da indús ia.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
2
A sola é o elemen o do calçado esponsá el pelo con ac o di e o com o solo e, como al, de e se
capaz de abso e os choques, bem como possui ele ada esis ência à ab asão, de o ma a se um
elemen o du á el. As solas podem se ab icadas po uma a iedade de ma e iais, desde e moplás icos
(TPR, TPU), bo acha, poliu e ano, EVA, en e ou os. Dependendo do ipo de ma e ial, o p ocesso de
p odução da sola pode a ia .
A máquina u iliza o p ocesso de ex usão pa a a p odução das solas, com possibilidade de p oduzi
solas a é duas co es. Es a oi p oduzida na década de 90, pela an iga emp esa po uguesa
Gi ão
. Desde
en ão, exis iu um a anço ecnológico que pode se implemen ado no equipamen o, pe mi indo que o
mesmo ol e a se compe i i o no me cado. Assim, se á ealizado um no o sis ema de au omação no
equipamen o, que o ne a máquina mais iá el e p odu i a. Po ou o lado, no que diz espei o à
segu ança do equipamen o, exis em a ualmen e no mas de segu ança mais es i as, pelo que ambém
e ão de se ealizadas al e ações a es e ní el. Po úl imo, se ão analisados os sis emas mecânicos, com
subs i uição/ epa ação dos componen es que ap esen a em desgas e e al e ação de alguns sis emas
que ap esen am algumas alhas.
1.2. APRESENTAÇÃO DO PARCEIRO DO PROJETO
A
JFROSMAQ, Unipessoal LDA
é uma emp esa especializada no comé cio, ab ico, epa ação e
manu enção de máquinas indus iais. Sediada na eguesia de Pon e, no concelho de Guima ães, a maio
pa e do seu abalho incide na indús ia do calçado, de ido à o e p esença des a indús ia na zona do
Vale do A e.
Apesa da especialização na indús ia do calçado, a emp esa ambém e e ua os mais di e sos
se iços de se alha ia, a a és de equipamen os de o neamen o, esagem, soldadu a, en e ou os,
que pe mi em a ealização de qualque se iço mecânico. Além da componen e mecânica, são ambém
e e uados se iços de ele ónica, onde se inclui a p og amação de au óma os.
Em e mos de es u u a, a
JFROSMAQ
é uma emp esa de pequena dimensão, compos a po
apenas 4 colabo ado es. Es a equipa eduzida pe mi e um ambien e de abalho mais p óximo e ágil,
onde as decisões podem se omadas com maio lexibilidade e e iciência. A pequena escala da emp esa
não só acili a a pe sonalização dos se iços, mas ambém p omo e uma colabo ação di e a en e os
memb os da equipa, a o ecendo a implemen ação de soluções ápidas e adap adas às necessidades
especí icas de cada p oje o.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
3
1.3. OBJETIVOS
A p esen e disse ação em como obje i o ge al a eengenha ia de uma máquina de ex usão de
solas. O obje i o inicial do p oje o esume-se ao es udo e análise do uncionamen o da máquina, com a
ealização de um es udo de me cado, a im de consegui pe cebe que ipo de melho ias podem se
aplicadas no equipamen o. Depois, se á idealizado o sis ema de comando da máquina, com a
implemen ação de um PLC e de um HMI pa a con olo e moni o ização dos pa âme os do p ocesso.
De uma o ma ge al, de em se a ingidos os seguin es obje i os:
− Es uda o p ocesso de p odução de solas;
− Realiza o p ocesso de engenha ia in e sa no equipamen o, azendo a documen ação dos
componen es do equipamen o;
− Au oma iza o equipamen o, desen ol endo um no o sis ema de comando, mais iá el e
p odu i o;
− Inco po ação de um HMI, que pe mi a a moni o ização e al e ação de pa âme os de p ocesso;
− Aplicação de um a iado de elocidade, de o ma a pe mi i a al e ação da elocidade de
ex usão, bem como aumen a a e iciência ene gé ica da máquina;
− Es uda as no mas de segu ança aplicá eis, de o ma a implemen a sis emas de segu ança
que pe mi em ob e um equipamen o segu o e iá el;
− Desen ol e um no o sis ema de oca de molde, que seja mais p eciso e exa o;
− Desen ol e um sis ema que pe mi a uma u ilização simples, ápida e in ui i a.
1.4. ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
Es e documen o ap esen a de o ma cla a e o ganizada odo o abalho desen ol ido no âmbi o
des a disse ação, es u u ado em capí ulos, cuja in odução b e e é desc i a a segui :
Capí ulo 1: In oduz o ema, ap esen a o enquad amen o e a mo i ação pa a a ealização do
abalho. Também são mencionados os pa cei os do p oje o e de inidos os obje i os iniciais.
Capí ulo 2: Explo a o es ado da a e, abo dando os concei os necessá ios pa a o desen ol imen o
do p oje o. Inclui a me odologia ado ada no p oje o e os equisi os de segu ança pa a ga an i a
con o midade no ma i a.
Capí ulo 3: Desc e e de alhadamen e o p ocesso de p odução de solas po ex usão, desde a
eceção da ma é ia-p ima a é à ob enção do p odu o inal.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
4
Capí ulo 4: Ap esen a a máquina a au oma iza , des acando os di e en es componen es ele an es
pa a o p oje o.
Capí ulo 5: De alha o p ocesso de seleção dos componen es necessá ios pa a o sis ema de
comando, com uma undamen ação écnica pa a cada escolha.
Capí ulo 6: Expõe o comando desen ol ido pa a o con olado , desc e endo o uncionamen o
p e is o pa a o equipamen o.
Capí ulo 7: Foca-se na cons ução de uma máquina segu a, ap esen ando as modi icações
ealizadas pa a ga an i a con o midade com as no mas de segu ança aplicá eis.
Capí ulo 8: P opõe co eções mecânicas no equipamen o, isando melho ias no desempenho e
na iabilidade do sis ema.
Capí ulo 9: Ap esen a as conside ações inais sob e o p oje o desen ol ido, com suges ões pa a
u u as melho ias e ape eiçoamen os.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
5
2. ESTADO DE ARTE E CONCEITOS FUNDAMENTAIS
An es da conceção e desen ol imen o de um equipamen o é impo an e es abelece -se um pon o
de pa ida pa a o es udo p opos o. Como al, é impo an e es uda o conhecimen o cien í ico exis en e
em elação aos di e sos concei os p esen es no p oje o. Des a o ma, oi ealizado um es udo sob e as
e apas necessá ias pa a a ealização de um p oje o, com pa icula a enção pa a a no ma VDI 2206,
seguido de um es udo às no malizações associadas à segu ança e saúde pa a ce i icação de máquinas.
Po úl imo, es udou-se o p ocesso de p odução de solas.
2.1. TEORIA DO PROJETO
Ao longo dos anos o am desen ol idas me odologias pa a guia o p oje is a na conceção de no os
equipamen os. De uma o ma ge al, são de inidos dois ipos de modelos: desc i i os e p esc i i os [5].
Modelos desc i i os
Os modelos desc i i os ealçam, ge almen e, a impo ância da ge ação de uma solução conce ual
no início do p oje o. Es a solução inicial é depois sujei a a qua o e apas dis in as, das quais: explo ação,
conceção, a aliação e comunicação ( e Figu a 2.1). A ase de explo ação co esponde à análise e
de inição do p oblema. Segue-se a ge ação de uma solução concep ual capaz de esponde às
necessidades expos as na de inição do p oblema. Depois, az-se a a aliação das soluções em unção dos
equisi os de inidos inicialmen e. Caso a solução não seja sa is a ó ia, ou seja, não se encon e de aco do
com os pa âme os de inidos, ecomeça-se o p ocesso de ge ação de solução. Po úl imo, a solução
ob ida é comunicada ao clien e [5].
Figu a 2.1 - Fluxog ama de um modelo desc i i o de qua o e apas. Adap ado de [5].
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
6
Modelos p esc i i os
Po ou o lado, os modelos p esc i i os êm como obje i o p omo e um abalho mais de alhado
du an e a ge ação de soluções, de o ma a ga an i que nenhum elemen o impo an e é esquecido nes a
análise, a a és da adoção de p ocedimen os sis emá icos e algo í micos.
O o ganismo alemão VDI elabo ou uma sé ie de documen os que suge em me odologias pa a a
esolução de p oje os, nos quais se inclui a VDI 2221 – “
Sys ema ic App oach o he Design o Technical
Sys ems and P oduc s”
[27]. Es a no ma suge e uma abo dagem sis emá ica na conceção de um p oje o
(Figu a 2.2) a a és da subdi isão do p oblema ge al em á ios subp oblemas, com pos e io solução de
cada um deles. A solução inal pa a o p oblema ge al co esponde á a uma combinação das subsoluções
ob idas an e io men e.
Figu a 2.2 - Modelo de desen ol imen o de soluções da no ma VDI 2221. Adap ado de [27].
Es a mesma o ganização oi au o a de ou a no ma especí ica pa a sis emas meca ónicos, a VDI
2206 – “
Design me hodology o mecha onic sys ems
” [26], que se á abo dada num subcapí ulo
seguin e.
2.1.1. PROJETO MECATRÓNICO
Com o a anço da ecnologia e com a implemen ação da Indús ia 4.0, exis e a p ocu a cons an e
de melho ias ecnológicas que pe mi am a o imização dos sis emas de p odução. Como al, o uso da
Meca ónica é indispensá el, de o ma a p omo e a au oma ização das indús ias, bem como consegui
aumen a os ní eis de p odução.
A Meca ónica em como base a simbiose en e a Engenha ia Mecânica, Engenha ia Ele ónica e
as Tecnologias de In o mação, al como demons a a Figu a 2.3.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
7
Figu a 2.3 – Simbiose en e as di e en es engenha ias p esen es na Meca ónica. Adap ado de [31].
Es a simbiose em como obje i o melho a o compo amen o de um sis ema a a és do uso de
senso es, de modo a ob e in o mações sob e o ambien e e o sis ema. A a és da inco po ação das
ecnologias de in o mação, é possí el a ealização de sis emas écnicos adap a i os, que são capazes de
esponde às mudanças na sua izinhança, de e ando es ados ope acionais c í icos e o imizando
sequências que di icilmen e pode iam se con oladas sem o uso des as ecnologias de con olo [31].
A Figu a 2.4 mos a a es u u a básica de um Sis ema Meca ónico. Es a é compos a po um
sis ema, senso es, a uado es e disposi i os esponsá eis pelo p ocessamen o da in o mação. A
izinhança onde o Sis ema Meca ónico ope a ambém é impo an e. A moni o ização do sis ema é
ealizada a a és de senso es que comunicam com o con olado . O p ocessamen o des a in o mação
de e mina quais as ações necessá ias a ealiza pa a a e a as a iá eis do sis ema. A implemen ação
de ações é ealizada a a és dos a uado es [31].
Figu a 2.4 – Es u u a Básica de um Sis ema Meca ónico. Adap ado de [31].
Meca ónica
Engenha ia
Mecânica
Tecnologias
de
In o mação
Engenha ia
Ele ónica
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
14
Cons ução Mecânica
O obje i o p imo dial da cons ução mecânica de e se p e eni a p odução de pe igos. Es e
obje i o pode se alcançado, po exemplo, a a és de [26]:
− E i a bo das a iadas, can os e peças salien es;
− E i a pon os de esmagamen o, pon os de cisalhamen o e pon os de ema anhamen o;
− Limi a a ene gia ciné ica (massa e elocidade);
− Conside a p incípios e gonómicos.
Figu a 2.9 – Exemplos de como eduzi pe igos na cons ução mecânica [26].
Concei o de ope ação e conse ação
A necessidade de exposição a á eas de pe igo de e se a meno possí el. Esse obje i o pode se
alcançado, po exemplo, po meio de:
− Uso de es ações de ca ga e desca ga;
− Realização dos abalhos de ajus e e de manu enção a pa i do “ex e io ”;
− U ilização de componen es con iá eis e disponí eis de o ma a e i a abalhos de
manu enção;
− Possui um concei o de comando cla o e inequí oco, po ex. iden i icação cla a dos
componen es de comando.
Em elação aos bo ões de comando, sinalizado es e indicações cons an es nas elas, es es de em
se iden i icados po co es, onde cada co e á um de e minado signi icado. Es a lógica de co es pode
se encon ada na abela abaixo.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
15
Tabela 2.1 - Signi icado das co es na sinalização do equipamen o [26].
2.2.2.1. MEDIDAS DE PROTEÇÃO
As medidas de p o eção são de inidas com o obje i o de eduzi os iscos que não o am
eliminados na ase de p oje o. Es as de em se de inidas de o ma p ecisa, de modo a ob e a segu ança
necessá ia com os cus os adequados. Dependendo do ipo de pe igo associado, podem se u ilizadas
di e en es ipos de medidas de p o eção, como [26]:
− Impedi o acesso de o ma pe manen e;
− Impedi o acesso de o ma empo á ia;
− Re e pa ículas, subs âncias e adiações;
− P e enção de pa ida, de pa ida inespe ada e combinação de ambas;
− Pe missão da passagem de ma e iais;
− Moni o ização dos pa âme os da máquina;
− U ilização de indicações e ala mes ele an es pa a a segu ança;
− Pa agem de Eme gência;
− En e ou as.
Pa agem de Eme gência
Segundo a no ma EN ISO 13850:2015, a pa agem de eme gência em como obje i o e i a
si uações de eme gência eais ou eminen es deco en es do compo amen o de pessoas ou de um e en o
pe igoso inespe ado. Es a unção de e se iniciada a a és de uma única ação humana.
A unção de pa agem de eme gência de e ambém obedece aos seguin es c i é ios [3]:
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
16
− De e es a semp e disponí el e ope acional e de e anula odas as ou as unções e
ope ações de odos os modos de ope ação da máquina, sem p ejudica ou as unções
de p o eção;
− Assim que a pa agem de eme gência o acionada, es a de e pe manece a i ada a é que
seja ei o o ea me manualmen e;
− A unção de pa agem de eme gência de e se einiciada a a és de ação in encional
humana. Es a de e se ealizada a a és do desenga e de um disposi i o de pa agem de
eme gência. No en an o, es a ação não de e inicia o uncionamen o da máquina;
− A unção de pa agem de eme gência é uma medida de p o eção complemen a e não
de e se aplicada como subs i u a de medidas de p o eção ou de ou as unções de
segu ança;
− A unção de pa agem de eme gência não de e p ejudica a e icácia de ou as unções de
segu ança;
− A unção de pa agem de eme gência de e se p oje ada de modo que, após a a uação do
disposi i o de pa agem de eme gência, os mo imen os e ope ações pe igosas da máquina
sejam in e ompidos de manei a adequada, sem c ia iscos adicionais e sem qualque
in e enção adicional.
A pa agem de eme gência pode unciona de aco do com as seguin es ca ego ias:
− Ca ego ia de pa agem 0 – pa agem a a és da imedia a emoção de ene gia dos
a uado es da máquina;
− Ca ego ia de pa agem 1 – ene gia disponí el nos a uado es pa a ealização de
mo imen os e ope ações de pa agem, que de e se co ada assim que a pa agem o
alcançada.
Cada máquina de e con e , pelo menos, uma unção de pa agem de ca ego ia 0, podendo ou não
con e pa agens de ca ego ia 1.
Os disposi i os de pa agem de eme gência de em se p oje ados de o ma a se em acilmen e
iden i icados e acionados pelo ope ado ou po ou a pessoa que possa necessi a de o aciona . Es es
podem se de um dos seguin es ipos:
− Bo ões que sejam acilmen e a i ados pela palma da mão;
− Disposi i os acionados a a és de ios, co das ou ba as;
− Pedais sem capa p o e o a, caso ou as soluções não o em aplicá eis.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
17
Dimensão do campo de P o eção Necessá io
A c iação de es u u as de p o eção de e se ealizada de o ma que não seja possí el o acesso
po cima a zonas de pe igo. Po ou o lado, pa a e i a o acesso po baixo da p o eção, no malmen e é
su icien e que esses equipamen os comecem a 200 mm acima do ní el de e e ência.
Figu a 2.10 – Acesso a zona de pe igo a a és da passagem po cima da ba ei a de p o eção [26].
A no ma EN ISO 13857 de ine a al u a necessá ia pa a e i a es a si uação, a a és da elação
en e a al u a da á ea de pe igo, o a as amen o ho izon al ela i amen e à á ea de pe igo e a al u a da
p o eção. De aco do com o g au de isco associado
Tabela 2.2 – Al u a necessá ia das p o eções pa a casos com baixo po encial de pe igo. Adap ado de [13].
Al u a a da zona
de pe igo (mm)
A as amen o ho izon al c ela i amen e à á ea de pe igo (mm)
2500
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2400
100
100
100
100
100
100
100
100
0
2200
600
600
500
500
400
350
250
0
0
2000
1100
900
700
600
500
350
0
0
0
1800
1100
1000
900
900
600
0
0
0
0
1600
1300
1000
900
900
500
0
0
0
0
1400
1300
1000
900
800
100
0
0
0
0
1200
1400
1000
900
500
0
0
0
0
0
1000
1400
1000
900
300
0
0
0
0
0
800
1300
900
600
0
0
0
0
0
0
600
1200
500
0
0
0
0
0
0
0
400
1200
300
0
0
0
0
0
0
0
200
1100
200
0
0
0
0
0
0
0
0
1100
200
0
0
0
0
0
0
0
Segundo ISO
13857:2008
Al u a b da p o eção (mm)
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2500
Tabela 2.3 - Al u a necessá ia das p o eções pa a casos com al o po encial de pe igo. Adap ado de [13].
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
18
Al u a a da zona
de pe igo (mm)
A as amen o ho izon al c ela i amen e à á ea de pe igo (mm)
2700
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2600
900
800
700
600
600
500
400
300
100
0
2400
1100
1000
900
800
700
600
400
300
100
0
2200
1300
1200
1000
900
800
600
400
300
0
0
2000
1400
1300
1100
900
800
600
400
0
0
0
1800
1500
1400
1100
900
800
600
0
0
0
0
1600
1500
1400
1100
900
800
500
0
0
0
0
1400
1500
1400
1100
900
800
0
0
0
0
0
1200
1500
1400
1100
900
700
0
0
0
0
0
1000
1500
1400
1000
800
0
0
0
0
0
0
800
1500
1300
900
600
0
0
0
0
0
0
600
1400
1300
800
0
0
0
0
0
0
0
400
1400
1200
400
0
0
0
0
0
0
0
200
1200
900
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1100
500
0
0
0
0
0
0
0
0
Segundo ISO
13857:2008
Al u a b da p o eção (mm)
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2500
2700
2.2.2.2. INFORMAÇÃO SOBRE RISCOS RESIDUAIS
Após a aplicação de medidas pa a se e um p oje o segu o e de p o eções écnicas, é possí el
que ainda exis am pe igos associados ao equipamen o e ao seu uncionamen o. Caso es es exis am, o
ope ado de e ecebe ale as adicionais quan o aos iscos esiduais exis en es, bem como sob e a
necessidade de u ilização de medidas de p o eção adicionais, em especial o uso de equipamen os de
p o eção indi idual. São exemplos de in o mações ela i amen e a iscos esiduais [26]:
• Disposi i os de ale a acús icos e isuais;
• In o mações e a isos na máquina;
• Ale as no manual de ope ação;
• Ins uções de abalho, exigências de eino ou escla ecimen os aos ope ado es;
• Ins uções pa a o uso de equipamen os de p o eção indi idual.
Os disposi i os de ale a acús icos e ó icos de em se u ilizados quando a máquina não é
supe isionada (sem a cons an e supe isão de um ope ado ). Nes e caso, de em se p o idos
disposi i os de ale a que in o mem sob e a exis ência de pe igos esul an es de um e en ual mau
uncionamen o da máquina. Os disposi i os de ale a de em demons a cla amen e que se es á sob
uma si uação de pe igo [26].
Rela i amen e a in o mações e a isos exis en es nas máquinas, es es de em se
p e e encialmen e símbolos e pic og amas. De em ambém es a edigidos no idioma o icial do país em
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
19
que a máquina é come cializada, sendo possí el ambém a u ilização de ou as línguas o iciais. As
in o mações ele an es pa a a segu ança de em se cla as, de ácil comp eensão e o muladas de modo
conciso e p eciso [26].
Figu a 2.11 – Exemplos de sinalé ica de segu ança [26].
Po úl imo, em elação ao manual de ope ação, es e de e con e odas as in o mações ele an es
pa a a segu ança da máquina, em especial [26]:
• A isos e e en es ao possí el mau uso da máquina;
• Indicações sob e a colocação em uncionamen o, a ope ação da máquina, assim como
sob e o eino necessá io e/ou escla ecimen os aos ope ado es;
• In o mações sob e os iscos esiduais que ainda pe sis em apesa das medidas pa a
in eg a a segu ança no p oje o e aplicação de disposi i os de p o eção e de medidas de
p o eção complemen a es;
• Ins uções sob e as medidas de p o eção a se em omadas pelos ope ado es e os
equipamen os de p o eção indi idual necessá ios;
• Condições sob as quais as exigências e e en es à es abilidade são cump idas nas
di e sas ases da ida ú il da máquina
• Indicações de segu ança ela i amen e a anspo e, manuseamen o e a mazenamen o;
• Ins uções sob e o p ocedimen o necessá io em caso de aciden es e pa a a solução de
p oblemas ela i os à segu ança;
• Ins uções sob e a con igu ação segu a, sob e a manu enção e as de idas medidas de
p o eção;
• Especi icação das peças de eposição a se em usadas que podem a e a a segu ança e a
saúde dos p o issionais de ope ação.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
20
3. PROCESSO DE PRODUÇÃO DE SOLAS
An es de se inicia o p oje o p op iamen e di o, é necessá io ealiza um enquad amen o ao ema,
is o é, pe cebe odo o concei o de p odução de solas, desde a chegada da ma é ia-p ima, a é à ob enção
do p odu o inal.
3.1. PRODUÇÃO DE SOLAS POR EXTRUSÃO
Tal como e e ido an e io men e, exis em di e sos p ocessos pa a a p odução de solas. O p ocesso
que se á analisado se á a p odução po ex usão, dado se es e o mecanismo u ilizado na máquina a
au oma iza .
O p ocesso de p odução de solas po ex usão pode se di idido em qua o e apas p incipais, das
quais: a amen o da ma é ia-p ima, p ocesso de ex usão, moldagem da sola e acabamen o.
3.1.1. MATÉRIA-PRIMA
A ma é ia-p ima u ilizada num p ocesso de ex usão consis e em pequenos g ãos sólidos de
e moplás ico. O ma e ial pode se adqui ido com colo ação neu a – sendo pos e io men e mis u ado
com pigmen os pa a da a colo ação p e endida à sola – ou adqui ido com a colo ação inal.
Figu a 3.1 – Ma é ia-p ima com di e en es colo ações [30].
Após o ma e ial chega à áb ica, es e é colocado em mis u ado es, que i ão descompac a o
ma e ial e sol a os g ãos que es ejam aglome ados. Caso o ma e ial necessi e de se mis u ado, é
ambém aqui ealizada a mis u a. Pos e io men e, o ma e ial é colocado em secado es, que pe mi em a
secagem do ma e ial, acili ando a ex usão e melho ando a qualidade do p odu o inal. Depois de
concluído o p ocesso de secagem, o ma e ial encon a-se p on o pa a se p ocessado na máquina.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
21
3.1.2. PROCESSO DE EXTRUSÃO
O p ocesso de ex usão consis e em de e e os g ãos de ma é ia-p ima e p ocessá-la, de o ma a
se u ilizada pa a p odução de ilmes con ínuos. A Figu a 3.2 mos a o esquema de uncionamen o de
uma unidade de ex usão.
Figu a 3.2 – Unidade de Ex usão. Adap ado de [21].
Uma máquina de ex usão é compos a po uma camisa que é alimen ada na ex emidade opos a
ao molde pela emonha, que con ém o políme o a se inje ado em o ma de g anulado. Ao longo da
camisa, exis em esis ências que p omo em a usão do ma e ial, que jun amen e com a o ação do uso,
pe mi em uma mis u a homogénea e um aumen o da p essão, que ai pe mi i a ex usão do ma e ial
pela ma iz [21].
O calo o necido pelas esis ências acopladas ao cilind o e a ação de mis u a quando o ma e ial
é mo ido pelo pa a uso sem- im pe mi em o aquecimen o homogéneo do ma e ial, a a és da condução
de calo e da icção exis en e. Assim, a elocidade de o ação do uso i á in luencia no luxo de ma e ial
ex udado, bem como na ex u a, uma ez que meno es elocidades de o ação i ão pe mi i que o
ma e ial ique mais empo den o do uso, e ice- e sa [21].
Figu a 3.3 – Exemplo de um uso u ilizado no p ocesso de ex usão.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
22
Es e p ocesso pode se di idido em 3 zonas dis in as: a zona de anspo e de sólidos (ou de
compac ação), a zona de anspo e (ou de usão) e a zona de medição (ou de bombagem), al como
mos a a Figu a 3.2. Es a di isão em zonas de e-se à al e ação da geome ia do uso. Como se pode
isualiza na igu a, o diâme o ex e no dos anéis do uso pe manece cons an e ao longo do seu
comp imen o, po ém o seu diâme o in e no ai aumen ando ao longo do mesmo, diminuindo os espaços
en e o uso e a camisa.
A zona de anspo e de sólidos é a ase inicial do p ocesso e em como obje i o o anspo e do
ma e ial desde a emonha pa a o in e io da camisa. Dado se es a a zona de en ada do ma e ial, es e
ainda se encon a em o ma de g anulado e, como al, são necessá ios mais espaços en e a camisa e
o uso, o que implica um meno diâme o in e io do uso. Assim que o ma e ial en a na camisa, inicia-
se o seu aquecimen o, compac ação e anspo e ao longo do canal.
De seguida, em-se a zona de ansição, onde se inicia o p ocesso de plas i icação do ma e ial.
Com o aumen o da empe a u a, o ma e ial começa a undi , o que implica uma diminuição do olume
ocupado pelo mesmo, dado que os espaços en e as pa ículas que ou o a es a am solidi icadas deixa
de exis i . Como al, é necessá io que o diâme o in e io do uso comece a aumen a , de o ma a diminui
o olume da câma a, pa a que se consiga a mis u a e aumen o da p essão do ma e ial.
Po úl imo, em-se a zona de medição, esponsá el po ge a p essão su icien e pa a pe mi i a
injeção do ma e ial. Es e de e acumula -se na quan idade e es ado desejado pa a se expelido de den o
da camisa [21].
3.1.3. MOLDAGEM DA SOLA
O p ocesso de ex usão po si só não é su icien e pa a consegui da a o ma desejada à sola,
dado que o mesmo apenas pe mi e a o mação de pe is con ínuos que espei am a o ma da ma iz.
Assim sendo, é necessá io que o ma e ial seja ex udado pa a den o de um molde, com a o ma nega i a
da sola p e endida.
Du an e a en ada do ma e ial p o enien e do p ocesso de ex usão pa a den o do molde, es e
em de es a echado sob de e minada p essão, de o ma a ga an i que as o ças in e io es ge ados pela
en ada do ma e ial não ab am o molde e des uam o p odu o inal. Assim, o echo de molde é ealizado
com o auxílio de uma p ensa, que impede que o ma e ial aze pelas jun as e ga an a a co e a p odução
das solas. Após o a e ecimen o do ma e ial den o do molde, es e pode se abe o e a sola es á p on a
pa a se e i ada.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
23
Figu a 3.4 – Exemplo de uma sola p oduzida numa máquina de ex usão [14].
Na p odução de solas bicolo es, o molde é cons i uído po ês pa es: a base, que é colocada na
mesa da máquina, e as duas pa es espe i as à p imei a e segunda co , colocadas na cabeça da
máquina. Inicialmen e, o molde é echado na p imei a co , e p ocede-se à ex usão do ma e ial pa a
den o do mesmo. Depois de ul apassado o empo de a e ecimen o necessá io, o molde ab e e a cabeça
oda, de modo a se possí el o echo do molde na segunda co e a ex usão da mesma, concluindo o
p ocesso. Pa a is o, é necessá io que a máquina possua duas unidades de ex usão, sendo cada uma
delas esponsá el pela injeção de uma co .
3.1.4. ACABAMENTO
Após a ex usão da sola, o p ocesso de p odução da mesma pode ainda não es a concluído, is o
que pode se ainda necessá io ealiza algum ipo de aplicação ou acabamen o, como po exemplo
umos, pin u as, lixados, en e ou os.
Figu a 3.5 – Pin u a de uma sola e p odu o inal [14].
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
30
E iciência Ene gé ica:
− Ope ação Con ínua do Mo o Elé ico: O mo o elé ico da unidade ene gé ica ope a
con inuamen e na sua elocidade nominal, mesmo du an e os empos ociosos do p ocesso,
que co espondem a ce ca de me ade do empo de p odução. Is o esul a em consumos de
ene gia desnecessá ios, e, consequen emen e, numa e iciência ene gé ica baixa.
4.1.3. FUNCIONAMENTO PRETENDIDO
Com base na a aliação dos p oblemas iden i icados, o uncionamen o p e endido pa a o
equipamen o de e cen a -se na melho ia da e iciência ope acional, da p ecisão dos p ocessos, da
segu ança e da sus en abilidade ene gé ica. As al e ações e ajus es p opos os de e ão ga an i um
equipamen o mais iá el, p odu i o e alinhado com as necessidades a uais de p odução.
Assim, se á desen ol imen o pa a o equipamen o um no o sis ema de comando, com a
implemen ação de um no o au óma o. Se á ambém implemen ada uma consola, com a de inição de
um conjun o de ec ãs i e a i os, que i ão pe mi i uma usabilidade mais simples e in ui i a pa a os
ope ado es.
Do pon o de is a da e iciência ene gé ica, se á implemen ado um a iado de equência, que
pe mi i á eduzi a elocidade do mo o elé ico, p omo endo melho ias signi ica i as nos gas os
ene gé icos do equipamen o. Po ou o lado, a implemen ação do a iado ambém pe mi i á a al e ação
das elocidades de ex usão, o e ecendo uma maio e sa ilidade ao equipamen o, de ido à maio
compa ibilidade com ou os ma e iais.
Do pon o de is a mecânico, se ão analisadas e co igidas as alhas iden i icadas, assim como
se ão epos as as olgas co e as nos componen es sujei os a desgas e.
Com es as melho ias, o equipamen o se á capaz de a ende às exigências da indús ia, o e ecendo
maio e iciência ene gé ica e ope acional, além de maio segu ança pa a os ope ado es. O obje i o inal
é desen ol e um equipamen o obus o e lexí el, p epa ado pa a esponde de o ma e icien e às
exigências a uais e u u as.
4.1.4. CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE SEGURANÇA
A segu ança é um dos pila es undamen ais no desen ol imen o e mode nização do equipamen o.
Pa a ga an i um ambien e de abalho segu o e minimiza a oco ência de si uações de isco, se á
implemen ado um sis ema de pa agem de eme gência. Es e sis ema pe mi i á a in e upção imedia a do
uncionamen o em caso de necessidade, p e enindo aciden es e p o egendo an o os ope ado es quan o
o p óp io equipamen o.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
31
Além disso, se á ado ado um conjun o de medidas écnicas pa a impedi o acesso a zonas de
pe igo du an e a ope ação. Essas medidas inclui ão a ins alação de ba ei as ísicas, senso es de
segu ança e disposi i os de bloqueio que e i a ão o con a o di e o com á eas c í icas.
Todas as medidas implemen adas es a ão em con o midade com as no mas e egulamen ações
de segu ança aplicá eis, assegu ando que o equipamen o a enda aos pad ões da indús ia. O obje i o é
não só cump i com os equisi os legais, mas ambém p opo ciona uma ope ação segu a, con iá el e
e icien e pa a os ope ado es e o ambien e de abalho.
4.2. REQUISITOS DO PROJETO
Tal como de ine a no ma VDI 2206 ( e 2.1.2), a p imei a e apa do p oje o a a-se da cla i icação
dos equisi os, seguindo os obje i os ap esen ados em 1.3. Nesse sen ido, oi elabo ada uma á o e de
obje i os, onde se p ocu a ob e um equipamen o segu o, e sá il, iá el e
use - iendly
.
Figu a 4.7 – Á o e de obje i os desen ol ida pa a o equipamen o desejado.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
32
4.3. ESTUDO DE MERCADO
Numa ase inicial, ealizou-se um es udo de me cado com o obje i o de iden i ica equipamen os
semelhan es ao obje o de es udo. En e os ab ican es analisados, des acou-se a emp esa i aliana
Pie ella S. .l
., ep esen ada em Po ugal pela
JFROSMAQ
. Den o do po e ólio de máquinas da emp esa,
oi dada especial a enção à gama BE 150, de ido às suas ca ac e ís icas que ap esen am maio
semelhança com a máquina em análise.
O modelo
BE 150
encon a-se disponí el em ês a ian es —
Twin
,
T is
e
Poke
— con o me a
máquina possua dois, ês ou qua o pos os de abalho, espe i amen e. Tal como o equipamen o a se
au oma izado, es a linha pe mi e a p odução de solas bicolo es a a és do p ocesso de ex usão,
con ando com dois ex uso es po cada pos o de abalho. Em Po ugal, exis em di e sos exempla es
des e modelo em ope ação, o que iabilizou uma análise mais de alhada das suas ca ac e ís icas.
Figu a 4.8 – Máquina de ex usão de solas
Pie ella BE 150 T is
[22].
Es e equipamen o é equipado com se omo o es nos ex uso es, possibili ando o con olo p eciso
da elocidade de o ação do uso, com uma a iação en e 5 e 240 pm. O cilind o de echo ap esen a
uma capacidade de ge a a é 150 oneladas de o ça, com um cu so o al de 300 mm. Além disso, a
o ação do cabeço e é ealizada a a és de um cilind o hid áulico de has e passan e, pe mi indo o
posicionamen o do cabeço e em ês ângulos dis in os: 0º, 90º e 180º.
A máquina es á ambém equipada com uma HMI, que p opo ciona ao ope ado a capacidade de
moni o iza e ajus a os pa âme os do p ocesso, p omo endo maio con olo e e iciência na ope ação.
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33
5. SELEÇÃO DE COMPONENTES
A mode nização do sis ema de comando da máquina de p odução de solas eque a escolha
c i e iosa de componen es que a endam aos equisi os écnicos, no ma i os e ope acionais do p oje o.
Esses componen es são undamen ais pa a ga an i a uncionalidade, e iciência e segu ança do
equipamen o. Es a seleção oi ealizada com base nos seguin es c i é ios p incipais:
• Compa ibilidade com o sis ema de au omação: Todos os disposi i os de em in eg a -se com o
au óma o p og amá el (PLC) e ao es an e do sis ema de comando;
• Con o midade com no mas de segu ança: Os componen es o am escolhidos em con o midade
com no mas como a IEC 60204-1:2016 e a ISO 13849, ga an indo a segu ança ope acional;
• Facilidade de manu enção: Op ou-se po componen es amplamen e disponí eis no me cado,
acili ando a manu enção e a eposição em caso de alhas.
De seguida, são de alhados os componen es selecionados pa a o sis emas, di ididos pelo ci cui o
de po ência, comando e de segu ança, jus i icando as suas escolhas com base nas necessidades
especi icas da sua aplicação.
5.1. CIRCUITO DE POTÊNCIA
5.1.1. CHAVE SECCIONADORA
A cha e seccionado a é um dos componen es p incipais do ci cui o de po ência, sendo esponsá el
po isola ele icamen e o sis ema du an e manu enções ou em si uações de eme gência, al como de ine
a no ma IEC 60204-1:2016. Es e componen e pe mi e que o ope ado desconec e a alimen ação elé ica
do equipamen o de o ma segu a e con iá el [10].
Requisi os Técnicos
• Tensão nominal de ope ação: 400 V AC.
• Capacidade de co en e: De e supo a a co en e nominal o al do sis ema (20 A).
• Ca ego ia de u ilização: AC-22A, adequada pa a manob as em ci cui os mis os com ca gas
indu i as le es.
• Posição de bloqueio: De e pe mi i o a amen o mecânico em posição "OFF" pa a segu ança
du an e a manu enção.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
34
Seleção e Jus i icação
Pa a a ende a esses equisi os, oi selecionada a cha e seccionado a
Schneide Elec ic
VCF5
(Figu a 5.1). Es e modelo ap esen a:
• Capacidade de co en e nominal: 125 A, ga an indo uma ma gem de segu ança acima do
consumo espe ado do equipamen o (50 A);
• Supo e pa a ensão de a é 690 V AC, o e ecendo e sa ilidade pa a aplicações indus iais;
• Posição de bloqueio mecânico, pe mi indo o uso de cadeados pa a a amen o;
• Cons ução obus a e compa í el com o ambien e indus ial do equipamen o.
Figu a 5.1 – Cha e seccionado a
Schneide Elec ic
VCF5 [24].
As ca ac e ís icas mais ele an es des e componen e es ão ap esen adas na Tabela 5.1.
Tabela 5.1 – P incipais ca ac e ís icas da cha e seccionado escolhida [24].
Modelo
Schneide Elec ic
VCF5
Capacidade Nominal
125 A
Tensão máxima
690 V AC
Ca ego ia de u ilização
AC-22A
S anda d
IEC 60947-3
5.1.2. FONTE DE ALIMENTAÇÃO
A on e de alimen ação é um componen e essencial no ci cui o de comando, sendo esponsá el
po o nece ene gia es á el e con iá el pa a os disposi i os do sis ema. Es a on e de e a ende aos
equisi os do ci cui o p oje ado, ga an indo que odos os componen es ope em de o ma segu a, mesmo
nas condições de maio consumo.
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35
Requisi os Técnicos
− Tensão de en ada: Compa í el com a ede elé ica disponí el, 240 V AC a 50 Hz;
− Tensão de saída: 24 V DC, pad ão pa a alimen ação de ci cui os de comando;
− Po ência de saída: Igual ou supe io a 160 W, pa a a ende ao consumo máximo do sis ema.
Dimensionamen o da Po ência
Pa a calcula a po ência necessá ia, conside ou-se a si uação de maio consumo do sis ema, que
oco e quando as cinco ál ulas hid áulicas são ene gizadas simul aneamen e. Como cada ál ula possui
um consumo indi idual de 30 𝑊, o consumo o al nesse cená io é de:
𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 5 × 30 =150 𝑊
Aplicando uma ma gem de segu ança de 30%, a po ência mínima especi icada é de 195 𝑊.
Seleção e Jus i icação
Com base nos equisi os écnicos e no dimensionamen o, oi selecionada a on e de alimen ação
OMRON
S8VK-G24024 (Figu a 5.2), que ap esen a as seguin es ca ac e ís icas p incipais (Tabela 5.2):
Figu a 5.2 – Fon e de alimen ação
OMRON
S8VK-G24024 [20].
Tabela 5.2 – Ca ac e ís icas ele an es da on e de alimen ação escolhida [20].
Tensão de En ada
100 - 240V DC
F equência de En ada
50 Hz
Tensão de Saída
24V
Co en e de Saída
10 A
Po ência de Saída
240 W
A on e de alimen ação escolhida não só cump e os equisi os do sis ema com olga, mas ambém
o e ece obus ez e lexibilidade pa a u u as adap ações, ga an indo e iciência ene gé ica e al a
con iabilidade pa a o ci cui o de comando.

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36
5.2. CIRCUITO DE COMANDO
5.2.1. CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL (PLC)
O con olado lógico p og amá el (PLC) desempenha um papel cen al no sis ema de au omação,
sendo esponsá el po con ola e moni o iza o uncionamen o do equipamen o. Es e disposi i o
p ocessa in o mações p o enien es de di e sos senso es e disposi i os de en ada e emi e comandos
pa a os a uado es, ga an indo o uncionamen o coo denado e e icien e do sis ema.
Os PLCs são amplamen e u ilizados em aplicações indus iais, podendo con ola desde sis emas
simples e independen es a é g andes unidades de p ocessamen o. Esses con olado es podem se
classi icados em dois ipos p incipais [16]:
− Compac os: In eg am odos os elemen os necessá ios pa a ope ação em um único bloco;
− Modula es: São compos os po módulos indi iduais conec ados a um bas ido , o e ecendo
maio lexibilidade e escalabilidade.
Es u u a de Funcionamen o
Do pon o de is a do u ilizado , o PLC ealiza o p ocessamen o de in o mações po meio de um
ciclo ope acional. Esse ciclo inclui [16]:
1. Lei u a das en adas (scan): Cap u a dos sinais p o enien es de senso es e disposi i os;
2. Execução do p og ama: P ocessamen o das in o mações lidas pa a de e mina os comandos
a se em emi idos;
3. A ualização das saídas: En io dos comandos pa a os a uado es e disposi i os conec ados.
A es u u a básica de um PLC inclui os seguin es componen es p incipais [16]:
− Mic op ocessado : Responsá el pelo p ocessamen o das in o mações;
− Memó ia: A mazena o p og ama e os dados necessá ios pa a ope ação;
− Fon e de alimen ação: Ga an e o uncionamen o dos componen es in e nos do PLC;
Figu a 5.3 – Esquema da es u u a de um PLC [16].
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
37
As en adas e saídas do PLC podem se de di e sos ipos, como elé, ansís o , acoplado ó ico
ou
iac
. Pa a além disso, os es ados lógicos dessas en adas e saídas são ge almen e indicados po
LEDs
p esen es no co po do PLC, acili ando a isualização do seu es ado.
Memó ia
A memó ia do PLC em como unção sal agua da odas as ins uções do p og ama, mesmo
quando es e não es á a se alimen ado. As memó ias podem se classi icadas da seguin e o ma [16]:
− RAM (
Random Access Memo y):
pode se esc i a e al e ada acilmen e, sendo a mais u ilizada
na ase de desen ol imen o do p og ama, ou quando o sis ema a con ola so e al e ações. Es a
memó ia é uma memó ia olá il, ou seja, pe de a in o mação quando não es á a se alimen ada.
− EEPROM (
E asable P og ammable Read Only Memo y):
não pe de a in o mação em caso de
alha de alimen ação, po ém a sua al e ação é ex emamen e mo osa, pois em de se apagada
po exposição a aios ul a iole a e p og amada a a és de equipamen o especí ico.
− EPROM (
Elec icaly E asable P og ammable Read Only Memo y):
não pe de a in o mação po
al a de alimen ação e pode se esc i a e apagada di e amen e no PLC. Ap esen a an agens em
elação aos modelos an e io es, po ém possui um núme o limi ado de ciclos de esc i a e um
cus o supe io quando compa ado à memó ia RAM.
− FLASHRAM: ap esen a ca ac e ís icas semelhan es à EEPROM, pe mi indo ambém uma esc i a
e lei u a no p óp io ci cui o onde é u ilizada e sendo ambém limi ada pelo núme o de ciclos de
esc i a. Po ém, a elocidade de esc i a é supe io à da EEPROM.
P og amação
A p og amação de um PLC i á de ini de que o ma se ão a uadas as saídas, em unção dos alo es
dos dados lidos nas en adas.
Implemen ados no CPU, exis em memó ias em o ma de
bi s
esponsá eis po e e in o mações
lógicas, is o é, ligado/desligado, e dadei o/ also ou 1/0, necessá ias pa a a execução do p og ama.
Es es
bi s
, ambém denominados po elés, es ão no malmen e associados em g upos de 16, aos quais
se dá o nome de
wo d
ou canal. Exis em di e sas á eas de elés p esen es num PLC, des acando-se
[16]:
− Relés com I/O, associados a en adas e saídas;
− Relés in e nos com e enção, que man êm o seu es ado mesmo quando o PLC não es á
a se alimen ado;
− Relés in e nos de empo izado es e con ado es, que êm o seu es ado associado a um
de e minado empo izado ou con ado ;
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38
− Relés in e nos especiais, com unções p ede inidas.
Exis em di e sas linguagens de p og amação no malizadas que podem se u ilizadas na
p og amação de um PLC. A no ma IEC 61131-3 p opõe qua o linguagens de p og amação, que podem
se g á icas,
Ladde Diag am
(LD) e
Func ion Block Diag am
(FBD), ou ex uais,
Ins uc ion Lis
(IL) e
S uc u ed Tex
(ST) [7][9].
5.2.1.1. SELEÇÃO DO PLC
An es de seleciona o equipamen o a u iliza , é necessá io de ini os equisi os que o mesmo
de e á se capaz de cump i . Pos o is o, encon a-se de seguida enume ados os equisi os pa a o
equipamen o a u iliza .
− Se um equipamen o compac o;
− Possui 17 en adas e 16 saídas a elé;
− Pe mi i a p og amação em FBD;
− Possui memó ia adequada pa a o sis ema de au omação desen ol ido;
− Ga an i empos de execução e espos a adequados pa a o con olo do sis ema;
− Possui
backup
de memó ia;
− Pe mi i adiciona um módulo de con olo de empe a u a;
− Pe mi i a comunicação com compu ado e HMI;
− Pe mi i a comunicação com um a iado de elocidade.
Tendo em con a os equisi os sup aci ados, op ou-se pelo con olado indus ial
Mi subishi
FX3G
40MR-DS (Figu a 5.4). As suas ca ac e ís icas mais ele an es es ão ap esen adas na Tabela 5.3.
Figu a 5.4 – PLC
Mi subishi
FX3G 40MR-DS [18].
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39
Tabela 5.3 – Ca ac e ís icas ele an es do PLC
Mi subishi
FX3G 40MR-DS [18].
Tensão de Alimen ação
24 V DC
Co en e Consumida
3,15 A
Po ência Consumida
25 W
Nº de En adas Digi ais
24 en adas
Nº de Saídas e Tipologia
16 saídas a elé
Linguagens de P og amação
Supo adas
Ladde , Ladde /FBD e Tex o
Es u u ado
Backup de Memó ia
✓ (sem ecu so a ba e ia)
Capacidade do P og ama
32 000 passos
Tempo de Execução Lógica
0.21 μs
O PLC em ques ão oi selecionado po se um con olado compac o, con iá el e e sá il, com
capacidade pa a a ende a odas as exigências do sis ema de au omação. A sua compa ibilidade com
módulos adicionais, como o con olo de empe a u a e saída analógica, bem como a sua obus ez em
aplicações indus iais, ga an e lexibilidade e e iciência pa a o p oje o. Além disso, a escolha ecaiu sob e
es e modelo po pe ence a uma gama da
Mi subishi
já u ilizada pela emp esa.
5.2.2. RELÉS
Os elés i ão a ua como in e mediá ios en e as saídas do au óma o e os disposi i os con olados,
nes e caso, as bobinas das ál ulas hid áulicas e pneumá icas. A sua u ilização em como obje i o
p incipal p o ege as saídas do PLC, aumen ando a sua ida ú il e ga an indo a con iabilidade do sis ema.
Embo a as bobinas das ál ulas pneumá icas ope em com co en es signi ica i amen e meno es
que as ál ulas hid áulicas, oi decidido u iliza elés do mesmo modelo em odas as saídas. Essa
pad onização acili a a manu enção e a subs i uição u u a de componen es, eduzindo os cus os
ope acionais e simpli icando o
s ock
de peças sob esselen es.
Requisi os Técnicos
Os elés a u iliza no sis ema e ão de cump i os seguin es equisi os:
− Tensão de alimen ação: 24 V DC, compa í el com o sis ema de comando;
− Co en e nominal: Supe io a 5 A, co esponden e ao alo máximo consumido pelas bobinas;
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
46
equisi os de ope ação. Esse disposi i o é essencial pa a e i a danos ao mo o , ga an indo a sua
in eg idade.
Requisi os Técnicos
− Tensão de alimen ação: Compa í el com o sis ema i ásico de 380 V AC;
− Capacidade de p o eção: Ope a com mo o es de a é 0,37 kW, o e ecendo p o eção é mica
ajus á el pa a condições de sob eca ga;
− Faixa de egulação de co en e: Ajus á el pa a o consumo nominal do mo o , que é de 1 A,
incluindo ma gem pa a picos de co en e du an e a pa ida.
Seleção e Jus i icação
Pa a a ende a esses equisi os, oi selecionado o disjun o
Schneide Elec ic
TeSys GV2ME
(Figu a 5.10), com as ca ac e ís icas ap esen adas na Tabela 5.8.
Figu a 5.10 – Disjun o magne o é mico
Schneide Elec ic
TeSys GV2ME [25].
Tabela 5.8 – Ca ac e ís icas ele an es do disjun o magne o é mico escolhido [25].
Tensão Nominal [V AC]
400
400
500
500
500
690
390
Po ência de alimen ação [kW]
0,37
0,55
0,37
0,55
0,75
0,75
1,1
Co en e nominal
1,6 A
Gama de egulação de p o eção
1 – 1,6 A
O disjun o
Schneide Elec ic TeSys
GV2ME oi escolhido de ido à sua obus ez e con iabilidade
em aplicações indus iais. Es e pe mi e um ajus e p eciso pa a p o ege o mo o de 0,37 kW, o e ecendo
segu ança an o con a sob eca gas quan o con a cu os-ci cui os. Além disso, a sua con o midade com
no mas in e nacionais como a IEC 60947-4-1 e o ça a segu ança e a e iciência do sis ema.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
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5.4. SISTEMA DE AQUECIMENTO DOS EXTRUSORES
O sis ema de aquecimen o dos ex uso es é essencial pa a ga an i que o ma e ial seja p ocessado
à empe a u a ideal pa a ex usão. Esse sis ema é esponsá el po aquece uni o memen e as zonas do
ex uso e man e essas empe a u as es á eis du an e a ope ação.
Nes e capí ulo, se ão desc i os os p incipais componen es do sis ema de aquecimen o, incluindo
as esis ências, os e mopa es, os elés es á icos e a ca a de con olo de empe a u a, que pe mi e a
in eg ação do sis ema com o au óma o p og amá el (PLC).
5.4.1. RESISTÊNCIAS
Cada ex uso possui qua o esis ências que p omo em o seu aquecimen o ao longo do seu
comp imen o. Es as es ão di ididas em duas zonas (Figu a 5.11), p oje adas pa a a ende às
necessidades é micas especí icas dos di e en es ma e iais. Cada zona con ola esis ências especí icas,
cujas ca ac e ís icas es ão de alhadas na Tabela 5.9.
Figu a 5.11 – Zonas de aquecimen o.
Tabela 5.9 – Ca ac e ís icas das zonas de aquecimen o.
Zona 1
Po ência
1000+1000 = 2000 W
Tensão
230 V
Co en e
8,7 A
Zona 2
Po ência
1000 + 250 = 1250 W
Tensão
230 V
Co en e
5,5 A
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
48
5.4.2. TERMOPARES
Os e mopa es são disposi i os u ilizados pa a a medição da empe a u a, que uncionam com
base no e ei o
Seebeck
. Es e oco e quando dois me ais di e en es es ão unidos em uma ex emidade e
expos os a di e en es empe a u as. Essa di e ença en e as duas ex emidades ge a uma pequena
ensão elé ica que é p opo cional à empe a u a lida [6].
Requisi os Técnicos
Pa a a escolha des es componen es, impo a pe cebe qual a aixa de empe a u a a que es a ão
sujei os. Nes e caso, as ex uso as i ão ope a en e os 100 a 200ºC, pelo que se escolheu o e mopa
do ipo J, que pe mi e ope a en e 0 a 600ºC.
Seleção e Jus i icação
Pa a o sis ema de aquecimen o dos ex uso es, oi selecionado o e mopa ipo J (Figu a 5.12).
Essa escolha oi mo i ada pelas seguin es ca ac e ís icas:
− Faixa de medição: 0 a 600°C, adequada pa a o con olo de empe a u a dos ex uso es;
− Tole ância: ±2,2°C ou ±0,75% da lei u a, con o me a no ma IEC 60584-1;
− Cus o-bene ício: O ipo J é uma opção económica em compa ação com ou os ipos;
− Compa ibilidade: To almen e compa í el com a ca a de con olo de empe a u a u ilizada no
sis ema.
Figu a 5.12 – Te mopa pa a lei u a da empe a u a.
Localização dos Te mopa es
Cada zona de aquecimen o possui um e mopa esponsá el pela medição da empe a u a nessa
zona. Como al, se ão p ecisos 4 e mopa es pa a o con olo da empe a u a dos dois ex uso es.
5.4.3. RELÉS ESTÁTICOS
Os elés es á icos são esponsá eis po con ola o acionamen o das esis ências de aquecimen o,
modulando a passagem de co en e elé ica de aco do com os comandos en iados pelo con olado de
empe a u a.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
49
Requisi os Técnicos
Com base nas ca ac e ís icas das zonas de aquecimen o, os elés es á icos selecionados de em
a ende aos seguin es equisi os:
− Tensão de comando: 25 V DC, pa a compa ibilidade com o au óma o;
− Tensão de po ência: 230 V AC, co esponden e à alimen ação das esis ências de
aquecimen o;
− Co en e de saída: Supe io a 8,7 A, conside ando o consumo máximo da Zona 1, que possui
maio demanda de co en e.
Seleção e Jus i icação
O modelo
CG
SSR-25DA (Figu a 5.13) oi escolhido pa a a ende aos equisi os es ipulados. Es e
elé es á ico ap esen a ca ac e ís icas écnicas ideais pa a o con olo das esis ências de aquecimen o,
como de alhado na Tabela 5.10.
Figu a 5.13 – Relé es á ico
CG
SSR-25DA [35].
Tabela 5.10 – P incipais ca ac e ís icas do elé es á ico selecionado [35].
Tensão de ca ga
24 – 480 V AC
Co en e de ca ga
25 A
Tensão de comando
3 – 32 V DC
Co en e de comando
5 – 25 mA
Como o sis ema possui duas zonas de aquecimen o pa a cada ex uso , se á necessá io u iliza
qua o elés es á icos no o al, pe mi indo o con olo indi idualizado de cada zona.
5.4.4. CARTA DE CONTROLO DA TEMPERATURA
O módulo de con olo de empe a u a é esponsá el po ge encia o aquecimen o das esis ências
dos ex uso es, ga an indo que as empe a u as pe maneçam es á eis e den o dos alo es
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
50
especi icados. Pa a isso, o módulo ealiza a lei u a das empe a u as a a és dos e mopa es e ajus a a
po ência aplicada às esis ências com base nos alo es lidos, u ilizando algo i mos de con olo PID.
Requisi os Técnicos
− Tensão de alimen ação: 24 V DC, pa a compa ibilidade com o sis ema de comando;
− Comunicação com o au óma o: Capacidade de se in eg a ao au óma o Mi subishi FX3G-60M,
u ilizado no sis ema;
− Canais de lei u a: No mínimo, 4 canais pa a a lei u a de empe a u as nas zonas de
aquecimen o dos dois ex uso es;
− Compa ibilidade com e mopa es: Supo e pa a e mopa es do ipo J, u ilizados no sis ema;
− Con olado PID in eg ado: Pa a egula a empe a u a de o ma p ecisa e e icien e.
Seleção e Jus i icação
Com base nesses c i é ios, oi selecionado o módulo Mi subishi FX3U-4LC (Figu a 5.14), p oje ado
pa a in eg ação di e a com au óma os da linha Mi subishi FX. Es e módulo o e ece uncionalidades
a ançadas de con olo de empe a u a e a ende plenamen e às exigências do p oje o.
Figu a 5.14 – Módulo de con olo de empe a u a Mi subishi FX3U-4LC [18].
Tabela 5.11 – P incipais ca ac e ís icas do módulo de con olo de empe a u a [18].
Tensão de Alimen ação
24 V DC
En adas Analógicas In eg adas
4 (pa a lei u a dos e mopa es)
Saídas Analógicas In eg adas
4 (pa a con olo das esis ências)
Tempo de Ciclo de Con olo
250 ms
Tipos de con olado es
Con olado de duas posições
Con olado PID
Con olo PID pa a aquecimen o e a e ecimen o
Con olado po casca a
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
51
O Mi subishi FX3U-4LC oi escolhido pela sua compa ibilidade di e a com o FX3G-60M, a sua
capacidade de lei u a e con olo de múl iplas zonas de empe a u a, e pela p esença de unções PID
in eg adas, essenciais pa a o con olo p eciso das esis ências.
5.5. CONTROLO DA VELOCIDADE E VARIADOR DE FREQUÊNCIA
O con olo da elocidade do mo o da bomba hid áulica desempenha um papel undamen al na
ope ação e icien e do equipamen o. O iginalmen e, a máquina ope a a com o mo o em elocidade
nominal cons an e, independen emen e da demanda do sis ema, esul ando num consumo ene gé ico
ele ado. Nes e sen ido, aplicou-se um a iado de equência no mo o elé ico que comanda a bomba,
de o ma a não só pe mi i uma edução signi ica i a no consumo ene gé ico do equipamen o, como
ambém a pe mi i o con olo da elocidade de ex usão.
5.5.1.1. VARIADOR DE VELOCIDADE
A escolha do a iado de elocidade adequado é um aspe o essencial pa a ga an i a e iciência
ene gé ica e a ope ação lexí el do sis ema.
Requisi os Técnicos
Baseado nas especi icações do mo o elé ico e nas exigências ope acionais do sis ema, o am
de inidos os equisi os que o a iado de elocidade de e cump i :
− Tensão de alimen ação: O a iado de e se compa í el com uma ensão de 380 V AC,
con o me a alimen ação elé ica do sis ema;
− Co en e de saída: O a iado de e o nece uma co en e de saída supe io a 38 A pa a
supo a a ope ação do mo o de 18,5 kW;
− Capacidade de po ência: O a iado de e se capaz de ope a com um mo o de 18,5 kW, o
que ep esen a a po ência nominal do mo o elé ico u ilizado;
− In eg ação com o PLC: O a iado p ecisa se compa í el com o sis ema de con olo (PLC),
ga an indo a comunicação e icien e en e o a iado e o es an e da au omação da máquina.
Seleção e Jus i icação
Pa a a ende às demandas especí icas do sis ema hid áulico e assegu a a ope ação e icien e da
máquina, oi selecionado o a iado de equência
Mi subishi
FR-E840-0440-4-60 (Figu a 5.15). As suas
ca ac e ís icas es ão ap esen adas na Tabela 5.12.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
52
Figu a 5.15 – Va iado de elocidade
Mi subishi
FR-E840-0440-4-60 [19].
Tabela 5.12 – Ca ac e ís icas p incipais do a iado escolhido [19].
Modelo
Mi subishi FR-E840-0440-4-60
Tensão Nominal
380 – 480 V AC
Modo
Ligh Du y (LD)
No mal Du y (ND)
Po ência nominal do mo o
30 kW
22 kW
Co en e de saída nominal
60 A
44 A
Sob eca ga de co en e
120% du an e 60 s
150% du an e 3 s
150% du an e 60 s
200% du an e 3 s
A seleção do modelo oi baseada na sua capacidade de a ende aos seguin es equisi os:
− Capacidade de ope ação: O modelo escolhido i á ope a no modo
No mal Du y
(ND),
pe mi indo uma sob eca ga de co en e de a é 150% du an e 60 segundos e 200% du an e
3 segundos, o que p opo ciona uma ma gem de segu ança du an e picos de ca ga;
− Compa ibilidade: A e são do a iado em modo ND é p oje ada pa a supo a mo o es de
a é 22 kW, o que es á acima da po ência do mo o de 18,5 kW, ga an indo que o a iado
ope e de o ma e icien e, sem sob eca ega o sis ema;
− Flexibilidade e e iciência: O a iado o e ece excelen e desempenho em e mos de con olo
de elocidade e e iciência ene gé ica, essencial pa a o uncionamen o e icien e e sus en á el
da máquina de p odução de solas.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
53
5.5.2. DISJUNTOR DE PROTEÇÃO AO VARIADOR
O disjun o de p o eção ao a iado desempenha uma unção c ucial ao ga an i a p o eção do
a iado con a sob eca gas, cu o-ci cui os e alhas na alimen ação elé ica. Além de p ese a a
in eg idade do a iado , es e componen e ambém p o ege o mo o associado, aumen ando a
con iabilidade e a segu ança ge al do sis ema.
Requisi os Técnicos
− Co en e nominal: Compa í el com a ca ga o al do mo o e as ca ac e ís icas do a iado ;
− Capacidade de in e upção: Supo a co en es de cu o-ci cui o ípicas do ambien e
indus ial;
− Cu a de dispa o ipo C: Adequada pa a ca gas indu i as como mo o es e a iado es, que
ap esen am picos de co en e na pa ida.
Seleção e Jus i icação
Pa a a ende a esses c i é ios, oi selecionado o disjun o
ABB
SH203-C63 (Figu a 5.16), que
ap esen a:
− Co en e nominal: 63 A, compa í el com a ca ga espe ada do sis ema;
− Cu a de dispa o Tipo C: Pe mi e o uncionamen o no mal do a iado e do mo o , e i ando
dispa os inde idos du an e picos de co en e;
− Capacidade de in e upção: Supo a a é 6 kA, p opo cionando p o eção adequada pa a
cu os-ci cui os em ambien es indus iais le es;
− Design compac o: Adequado pa a ins alação em quad os elé icos com espaço limi ado.
Figu a 5.16 – Disjun o
ABB
SH203-C63 [1].
As p incipais especi icações do disjun o ABB SH203-C63 es ão de alhadas na Tabela 5.13.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
54
Tabela 5.13 – Ca ac e ís icas p incipais do disjun o escolhido [1].
Modelo
ABB SH203-C63
Tensão Nominal
400 V AC
Co en e Nominal
63 A
Cu a de Dispa o
Tipo C
Capacidade de In e upção
6 kA
5.5.3. MÓDULO DE SAÍDA ANALÓGICA
De ido à ausência de saídas analógicas in eg adas no au óma o Mi subishi FX3G-60M, oi
necessá io adiciona um módulo ex e no que pe mi isse a ge ação de sinais analógicos, ga an indo a
compa ibilidade com o a iado de equência e a endendo aos equisi os do sis ema de con olo da
elocidade do mo o .
Requisi os Técnicos
Pa a a ende às demandas do sis ema, o módulo de saída analógica p ecisa de cump i os
seguin es equisi os:
− Compa ibilidade com o au óma o: In eg ação di e a com o
Mi subishi
FX3G-60M, sem
necessidade de adap ado es adicionais;
− Capacidade de ge a sinais analógicos: O e ece supo e a ensões en e 0 e 10 V DC e
co en es en e 4 e 20 mA, con o me eque ido pelo a iado .
Seleção e Jus i icação
Com base nos equisi os de inidos, oi selecionado o módulo FX3G-1DA-BD (Figu a 5.17), da
Mi subishi
. Es e modelo o e ece uma solução compac a, p oje ada pa a se conec ada di e amen e no
au óma o, simpli icando a ins alação e eduzindo o espaço necessá io. As suas p incipais ca ac e ís icas
es ão ap esen adas na Tabela 5.14.
Figu a 5.17 –
Mi subishi
FX3G-1DA-BD [17].
Tabela 5.14 Ca ac e ís icas p incipais da ca a analógica FX3G-1DA-BD [17].
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
55
Núme o de canais
1 saída analógica
In e alo de ensão de saída
0 a 10 V DC
In e alo de co en e de saída
4 a 20 mA DC
5.6. CIRCUITO DE SEGURANÇA
A segu ança é um dos pila es undamen ais no desen ol imen o de sis emas indus iais,
especialmen e em equipamen os onde há in e ação di e a en e ope ado es e máquinas. Nes e p oje o,
o am selecionados di e sos componen es de segu ança pa a ga an i que o equipamen o ope e den o
dos pa âme os no ma i os e minimize os iscos associados a alhas humanas ou mecânicas.
A seleção dos componen es de segu ança oi ei a com base nos equisi os uncionais do
equipamen o, na con o midade com no mas in e nacionais, como a EN ISO 13849-1 e a IEC 62061, e
na necessidade de p opo ciona um sis ema segu o, con iá el e e icien e. En e os disposi i os de
segu ança selecionados es ão elés de segu ança, cha es de segu ança e bo ão de eme gência, que
desempenham papéis c uciais no con olo e moni o ização de condições c í icas do sis ema [27].
Nes e subcapí ulo, se ão de alhados os componen es escolhidos pa a o sis ema de segu ança do
equipamen o, pa a ês aplicações p incipais:
1. Comando bimanual, que p o ege o ope ado de ações aciden ais ao exigi o uso de ambas as
mãos pa a inicia mo imen os pe igosos;
2. Con olo da p o eção mó el, que ga an e que a máquina só ope e quando a p o eção es i e
comple amen e echada, impedindo o acesso a á eas pe igosas du an e o uncionamen o;
3. Con olo do bo ão de eme gência e das po as de segu ança la e ais, que assegu am a
in e upção imedia a do sis ema em caso de eme gência ou iolação das p o eções.
Cada aplicação se á desc i a com base nos seus equisi os especí icos, jus i icando a seleção dos
componen es e de alhando como eles con ibuem pa a o uncionamen o segu o do equipamen o.
5.6.1. CONTROLO DO BOTÃO DE EMERGÊNCIA E PORTAS DE SEGURANÇA LATERAIS
Pa a o con olo do bo ão de eme gência e das po as de segu ança la e ais, o elé de segu ança
de e se capaz de desa i a a alimen ação do PLC em caso acionamen o do bo ão de eme gência ou da
al e ação do es ado das p o eções la e ais.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
62
não há necessidade de mo imen os hid áulicos, a bomba unciona á na elocidade mínima
ecomendada, ope ando no caudal máximo apenas quando os mo imen os o em eque idos.
Essa mudança possibili a o dimensionamen o do ese a ó io hid áulico com base no caudal
médio ao qual a bomba es a á subme ida. Na Tabela 5.18 es ão desc i as as ca ac e ís icas da bomba
hid áulica.
Tabela 5.18 – Ca ac e ís icas da bomba hid áulica dupla.
Modelo da bomba
PFED-43/056/010
Capacidade do p imei o elemen o [𝑐𝑚3/𝑟𝑒𝑣]
56
Capacidade do segundo elemen o [𝑐𝑚3/𝑟𝑒𝑣]
10
Velocidade mínima admissí el [𝑟𝑝𝑚]
800
Velocidade máxima admissí el [𝑟𝑝𝑚]
2500
Com a possibilidade de a ia a elocidade de o ação da bomba, o cálculo se á ealizado
conside ando o caudal médio a que a bomba pode á ope a . Em elação à elocidade mínima,
conside ou-se como sendo 800 𝑟𝑝𝑚, uma ez que es e é o alo mínimo que a bomba pode ope a sem
dani ica os seus componen es. Já a elocidade máxima oi escolhida como 2000 𝑟𝑝𝑚, ga an indo uma
ma gem de ope ação e icien e e segu a. Conside ando es es alo es, ob ém-se uma o ação média de
1400 𝑟𝑝𝑚. Sabendo que a capacidade o al da bomba é de 66 𝑐𝑚3/𝑟𝑒𝑣, ob ém-se um caudal médio
de 92,4 𝑑𝑚3/𝑚𝑖𝑛. Uma ez que o olume mínimo de óleo necessá io pa a um sis ema hid áulico de e
se duas ezes o caudal da bomba, ob ém-se um olume de pelo menos 184,8 𝑑𝑚3 de óleo. Assim,
conclui-se que o olume do ese a ó io pode á se diminuído sem comp ome e o co e o uncionamen o
do sis ema.
Pa a in eg a o quad o elé ico na es u u a da máquina, se ia necessá ia uma p o undidade de
200 𝑚𝑚. Es e alo oi de e minado pelas dimensões do maio componen e a se acomodado, o a iado
de elocidade. A im de minimiza os cus os de implemen ação, as al e ações no ese a ó io o am
planeadas pa a eduzi o núme o de modi icações necessá ias. No la e al di ei a do equipamen o, local
onde se á implemen ado o quad o elé ico, apenas exis ia uma p o undidade de 70 mm. Como al, oi
necessá io desloca o ese a ó io hid áulico, assim como eduzi à sua la gu a, de o ma a ob e a
p o undidade p e endida.
Assim, oi necessá ia uma edução de 10% do olume do ese a ó io, ob endo um olume o al
de 220 𝑑𝑚3, pe mi indo acomoda 206 𝐿 de óleo. Uma ez que es es alo es se encon am den o dos

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
63
alo es ecomendados, es a al e ação do depósi o não aca e a possí eis dano à bomba. A al e ação do
ese a ó io hid áulico es á ep esen ada na Figu a 5.23.
Figu a 5.23 – Al e ação do ese a ó io hid áulico pa a implemen ação do quad o elé ico.
5.7.2. DESENVOLVIMENTO DO QUADRO ELÉTRICO
O quad o elé ico oi desen ol ido conside ando as dimensões necessá ias pa a o encas amen o
na máquina e os componen es enunciados an e io men e. A is a explodida do modelo pode se
isualizada na Figu a 5.24.
Figu a 5.24 – Vis a explodida do quad o elé ico.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
64
Na Figu a 5.25 pode se isualizada a con igu ação dos componen es ele ónicos a u iliza no
sis ema de au omação desen ol ido.
Figu a 5.25 – Con igu ação dos componen es no quad o elé ico.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
65
6. SISTEMA DE COMANDO DO EQUIPAMENTO
Nes e capí ulo, se á ap esen ada a mode nização do sis ema de comando da máquina de
p odução de solas, com o in ui o de ap imo a a e iciência ope acional e o con olo do p ocesso. A
e o mulação en ol e a subs i uição do au óma o an igo po um no o modelo, mais a ançado, e a
ins alação de uma consola mode na com in e ace in ui i a, que acili a á a al e ação e moni o ização
dos pa âme os c í icos do p ocesso. A a qui e u a de comando desen ol ida se á de alhada, abo dando
os di e en es modos de uncionamen o, bem como os senso es e a uado es essenciais pa a ga an i o
bom desempenho do sis ema. Além disso, se á discu ida a in eg ação de um a iado de equência,
cuja p incipal inalidade é o imiza o consumo ene gé ico da máquina, pe mi indo ambém o con olo
dinâmico da elocidade de o ação dos ex uso es.
6.1. CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA DE COMANDO EXISTENTE
A máquina de p odução de solas, ab icada na década de 90, ap esen a um sis ema de comando
obsole o, compos o po um au óma o an igo e uma consola udimen a , com capacidade limi ada de
in e ação e uncionalidades es i as.
Ou o pon o c í ico es á elacionado à con o midade com as no mas de segu ança a uais. O
sis ema de comando da máquina não possui um modo de pa agem de eme gência, ep esen ando um
isco signi ica i o em caso de alha ou ope ação inadequada. Além disso, o sis ema exis en e não supo a
a in eg ação de um a iado de equência, pois não pe mi e a comunicação necessá ia pa a o seu
uncionamen o, limi ando as possibilidades de mode nização e o imização.
Dian e des e cená io, o obje i o p incipal des e capí ulo é ealiza a e o mulação comple a do
sis ema de comando da máquina, azendo-a pa a os pad ões a uais de segu ança, e iciência e
con iabilidade. Pa a isso, se ão implemen ados os seguin es pon os:
− Subs i uição do au óma o e da consola: Ins alação de um au óma o mode no, capaz de se
comunica com ou os disposi i os, e de uma consola com ela in ui i a, pe mi indo a c iação
de in e aces g á icas pe sonalizadas e áceis de ope a ;
− Adequação às no mas de segu ança: Inclusão de disposi i os de pa agem de eme gência e
elemen os adicionais pa a ga an i a segu ança du an e a ope ação do equipamen o;
− In eg ação de um a iado de equência: Con olo dinâmico da elocidade do mo o da bomba
hid áulica, pe mi indo ajus es na o ação dos ex uso es e ga an indo e iciência ene gé ica.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
66
Es as melho ias êm como obje i o o imiza a ope ação do equipamen o, eduzi o consumo
ene gé ico, aumen a a segu ança, acili a a manu enção e p opo ciona maio lexibilidade ao p ocesso
p odu i o.
6.2. ESPECIFICAÇÃO DO SISTEMA DE COMANDO DESENVOLVIDO
O sis ema desen ol ido é sequencial e con olado po e en os disc e os, sendo especi icado de
aco do com o o malismo G a ce , em con o midade com a no ma IEC 60848, que é especialmen e
indicada pa a aplicações desse ipo [16]. Em compa ação com a p og amação di e a em Ladde , essa
abo dagem p opo ciona uma ep esen ação g á ica cla a e in ui i a, acili ando an o o desen ol imen o
quan o a manu enção do comando do sis ema. Pa a além disso, a es u u ação do comando oi baseada
no modelo GEMMA.
Pa a a edição e simulação de odo o p og ama da máquina, oi u ilizado o
so wa e
Au oma ion
S udio
, que o e ece e amen as a ançadas pa a modelagem e alidação do compo amen o do sis ema.
Pa a o uncionamen o e icien e do equipamen o, o am de inidos ês modos p incipais:
− Modo Manual: Pe mi e a execução de ope ações indi iduais, sendo usado pa a es es, ajus es
e moni o ização das di e en es e apas do p ocesso de p odução de solas;
− Modo Au omá ico: Realiza a p odução de solas de o ma comple amen e au ónoma,
execu ando uma sequência p é-de inida de e apas a é à inalização do ciclo p odu i o;
− Modo de Pa agem de Eme gência: Ga an e a in e upção imedia a de odos os mo imen os
da máquina em si uações de isco ou eme gência.
De seguida, se ão ap esen ados os modos de uncionamen o de o ma de alhada, abo dando as
suas especi icidades, os luxog amas associados e as es a égias de coo denação.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
67
6.2.1. COORDENAÇÃO DOS MODOS DE FUNCIONAMENTO
A al e nância en e os modos de uncionamen o é ealizada po meio do in e up o sele o de
duas posições. Semp e que a posição do sele o o al e ada de au omá ico pa a manual, a ope ação em
cu so no modo au omá ico é imedia amen e in e ompida.
O compo amen o do sis ema em elação à coo denação dos modos é ep esen ado no luxog ama
da Figu a 6.1. Em si uações no mais, ou seja, na ausência de eme gências, o sis ema al e na en e os
modos manual e au omá ico com base na posição do sele o .
Pa a acili a a iden i icação do modo a i o, o LED do in e up o sele o é iluminado apenas quando
o modo au omá ico es á selecionado.
Figu a 6.1 – Fluxog ama ela i o à coo denação dos modos de uncionamen o.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
68
6.2.2. MODO MANUAL
No modo manual, o ope ado pode execu a indi idualmen e qualque uma das e apas do
p ocesso, sem a necessidade de segui a o dem sequencial do ciclo au omá ico, sendo ú il pa a:
− Tes a componen es especí icos ou ope ações indi iduais;
− Ajus a o uncionamen o de de e minados p ocessos;
− Diagnos ica e co igi alhas ou a a ias no sis ema.
O luxog ama e e en e ao uncionamen o do modo manual es á ep esen ado na Figu a 6.2, e o
espe i o G a ce encon a-se de alhado no Apêndice F.
Figu a 6.2 – Fluxog ama do modo manual.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
69
6.2.3. MODO AUTOMÁTICO
O modo au omá ico co esponde à po ção de comando esponsá el pela p odução de solas de
o ma o almen e au ónoma. Nes e modo, o ope ado apenas necessi a de da o comando pa a início do
p ocesso, onde a máquina execu a á au oma icamen e uma sequência de e apas a é p oduzi um pa
de solas. No inal do ciclo, o ope ado de e emo e as solas do molde, podendo einicia o p ocesso
pa a uma no a p odução.
Es e modo de e se lexí el o su icien e pa a pe mi i modi icações no p ocesso, de aco do com
as necessidades de p odução. O ope ado pode seleciona se a máquina ai p oduzi solas bicolo es,
com a ex usão das duas co es, ou solas monocolo es, com a ope ação de apenas um ex uso .
No modo monocolo , o sis ema de e possibili a o uso an o do ex uso esponsá el pela p imei a
co , quan o do ex uso da segunda co , o e ecendo maio e sa ilidade ao p ocesso p odu i o.
Além disso, a máquina de e pe mi i a seleção da pa agem do cabeço e a 90 g aus du an e a
e i ada das solas. Essa o ação pode se selecionada não só pa a acili a a e i ada das solas, mas
ambém pa a aplicação de algum componen e na sola an es do ciclo, ga an indo uma ope ação mais
e icien e e e gonómica pa a o ope ado .
Pa a além dis o, es e modo de e ambém pe mi i a modi icação de pa âme os essenciais pa a
ga an i a ope abilidade com di e en es modelos de solas. Como cada modelo possui ca ac e ís icas
p óp ias, é impo an e ajus a as seguin es a iá eis:
− Tempo de injeção;
− Tempo de pausa en e injeção e e a do;
− Tempo de e a do;
− Tempo de a e ecimen o da sola;
− Tempo de insu lação du an e a injeção;
− Tempo de insu lação após a injeção;
− Tempe a u a dos ex uso es;
− Velocidades de injeção e e a do.
Pa a ga an i a lexibilidade do modo au omá ico, é undamen al a implemen ação da consola.
Es a in e ace se á c ucial pa a ajus a a ope ação da máquina con o me as especi icações de cada ipo
e modelo de sola, ga an indo que o p ocesso seja adap á el e e icien e, independen emen e das
ca ac e ís icas do ma e ial ou do design das solas.
O luxog ama ela i o a es e modo encon a-se esquema izado na Figu a 6.3, com a especi icação
do comando p esen e no Apêndice F.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
70
Figu a 6.3 – Fluxog ama do modo au omá ico.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
71
6.2.4. MODO DE PARAGEM DE EMERGÊNCIA
O modo de pa agem de eme gência é concebido pa a se a i ado em si uações de isco, como
colisões iminen es, alhas écnicas c í icas ou qualque condição que ep esen e pe igo pa a os
ope ado es, equipamen o ou o ambien e de abalho. A sua a i ação esul a na in e upção imedia a de
odos os mo imen os da máquina, ga an indo segu ança ins an ânea.
Pa a assegu a acesso uni e sal e imedia o, o modo de eme gência é acionado a pa i de qualque
es ado da máquina, de duas o mas dis in as: p essionando o bo ão de eme gência ou ab indo uma das
p o eções la e ais. O compo amen o des e modo es á ilus ado no luxog ama da Figu a 6.4.
Figu a 6.4 – Fluxog ama do modo de pa agem de eme gência.
Con a iamen e aos ou os modos, o modo de pa agem de eme gência não se á di e amen e
con olado pelo PLC. A moni o ização do es ado do bo ão de eme gência se á ealizada po um elé de
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
78
Figu a 6.7 – Localização da consola no equipamen o.
A segui , se ão ap esen ados os ec ãs de aco do com a sua aplicação p á ica, começando pelo
menu p incipal, que se e como pon o de pa ida pa a a na egação pelas di e sas uncionalidades da
consola.
Menu P incipal:
P imei amen e, c iou-se um ec ã p incipal (Figu a 6.8), que mos a o logó ipo da emp esa e
pe mi e sal a pa a qualque um dos es an es ec ãs desen ol idos. Os es an es ec ãs o am di ididos
consoan e o ipo de a iá eis a al e a .
Figu a 6.8 – Ec ã co esponden e ao menu p incipal.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
79
Tipo de P odução:
O ec ã seguin e (Figu a 6.9) pe mi e liga /desliga a unidade ene gé ica e de ini um empo de
ina i idade que, quando ul apassado, az desliga a unidade ene gé ica pa a poupança de ene gia. As
es an es a iá eis ap esen adas nes e ec ã pe mi em al e a o ipo de p odução e, consequen emen e,
o compo amen o da máquina.
Figu a 6.9 – Ec ã que pe mi e de ini o ipo de p odução.
Con olo da Tempe a u a:
O p óximo ec ã diz espei o ao con olo da empe a u a dos ex uso es (Figu a 6.10). Es e pe mi e
liga ou desliga o aquecimen o, assim como con ola a empe a u a de
Se Poin
p e endida e isualiza
a empe a u a a ual medida pelas sondas. Po úl imo, cada zona dos ex uso es possui um led que
acende quando o sis ema es á a aquece .
Figu a 6.10 – Ec ã pa a o con olo da empe a u a dos ex uso es.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
80
Al e ação dos Tempos do P ocesso:
Os ec ãs seguin es pe mi em al e a a iá eis que i ão in luencia di e amen e o p ocesso de
p odução de solas. Sem es a possibilidade, o na-se di ícil ab ica p odu os com qualidade, uma ez que
cada modelo de sola é único e, como al, os pa âme os adequados pa a o seu ab ico são di e en es. O
p imei o ec ã es á ep esen ado na Figu a 6.11 e pe mi e al e a os empos necessá ios pa a adequa o
p ocesso ao ipo de sola.
Figu a 6.11 – Ec ã que pe mi e ajus a empos associados ao p ocesso.
Ademais, oi c iado um ec ã pa a o con olo da injeção (Figu a 6.12), que pe mi e ao ope ado
al e a as elocidades de o ação dos ex uso es. O alo esc i o no ende eço de memó ia é comunicado
ao PLC, esponsá el po comunica com o a iado assim que o necessá ia a injeção. De no a que
pa a es e ei o o am de inidos uma elocidade mínima e máxima de o ação, de o ma p o ege o mo o
e a bomba hid áulica. Po ou o lado, é possí el con ola se a injeção é ealizada u ilizando o caudal
máximo da bomba, is o é, u ilizando os dois elemen os da bomba dupla, ou se apenas é u ilizado o
elemen o de maio caudal.
Figu a 6.12 – Ec ã ela i o à injeção.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
81
Con olo da Insu lação:
Depois, c iou-se um ec ã pa a o con olo da insu lação do molde, p esen e na Figu a 6.13. Es e
pe mi e liga /desliga os ês ipos de insu lação, assim como al e a os espe i os empos.
Figu a 6.13 – Ec ã pa a al e a as elocidades de o ação dos ex uso es.
Moni o ização dos Sinais:
O ec ã subsequen e (Figu a 6.14) em como obje i o a moni o ização dos sinais de en ada do
sis ema de comando. Es e em o in ui o de auxilia o écnico no diagnós ico de a a ias u u as.
Figu a 6.14 – Ec ã que pe mi e con ola a insu lação du an e a injeção e a manual.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
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Pop-up
de Eme gência:
Po úl imo, oi implemen ado um
pop-up
que é despole ado caso a pa agem de eme gência es eja
a i ada. A Figu a 6.15 mos a um exemplo pa a o ec ã p incipal.
Figu a 6.15 –
Pop-up
co esponden e à pa agem de eme gência.
6.6. CONSIDERAÇÕES DE SEGURANÇA
O sis ema de segu ança da máquina oi e is o, de modo a ga an i a con o midade com as no mas
de segu ança. Assim, o am aplicadas di e sas al e ações, de modo a consegui desen ol e uma
máquina segu a, que es ão de alhadas no Capí ulo 7.
6.7. IMPLEMENTAÇÃO E TESTES
Após o é mino do p oje o de au omação, seguiu-se a implemen ação e es e de odo o sis ema de
comando, sendo es e ealizado de o ma aseada, de o ma a acili a a iden i icação de possí eis alhas.
Numa ase inicial, ealizou-se a e i icação das en adas e saídas (I/O) do PLC. Cada senso e
a uado oi es ado indi idualmen e, assegu ando que os sinais de en ada e saída co espondiam
co e amen e às lei u as e comandos espe ados. Es a alidação pe mi iu ga an i que o
ha dwa e
es a a
uncional e co e amen e conec ado ao PLC, e i ando p oblemas u u os de comunicação.
Depois, oi ealizado o es e do sis ema de aquecimen o dos ex uso es. Nes a ase, o am es ados
as esis ências e os e mopa es, de o ma a assegu a a co e a ins alação de capa componen e,
e i icando a con inuidade elé ica e a co e a pola idade das conexões. Ademais, es ou-se a
p og amação do con olo PID, ga an indo que as lei u as dos e mopa es co espondessem às
empe a u as espe adas e que o sis ema osse capaz de man e os alo es de
se poin
es ipulados, sem
g andes oscilações.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
83
Com a alidação das I/Os e do sis ema de aquecimen o, p ocedeu-se à execução e alidação do
p og ama de comando, começando pelo modo manual. Es e modo oi escolhido inicialmen e po pe mi i
a e i icação isolada de cada ope ação da máquina, acili ando a iden i icação de p oblemas pon uais
an es de se p ocede ao es e no modo au omá ico. A u ilização do modo manual assegu a que cada
componen e uncione co e amen e de o ma independen e, o nando a ansição pa a o modo
au omá ico mais con iá el.
Após o sucesso nos es es do modo manual, oi implemen ado o modo au omá ico, no qual oi
e i icado o uncionamen o conjun o do sis ema e a ansição co e a en e os di e en es es ados
ope acionais. Nes e pon o, ambém oi possí el in eg a a consola nos es es, e i icando a comunicação
co e a en e as a iá eis p og amadas na consola e a p og amação do PLC, ga an indo uma ope ação
sinc onizada de odo o sis ema.
Po úl imo, e i icou-se a segu ança do sis ema. Os es es execu ados pe mi i am alida que, em
si uações de isco ou alha, o sis ema desa i a os p ocessos au oma icamen e e de o ma segu a,
p o egendo an o o equipamen o quan o os ope ado es. Todos os mecanismos de p o eção e
con ingência o am alidados, con o me os equisi os das no mas de segu ança aplicá eis.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
84
7. NORMALIZAÇÃO E SEGURANÇA
Es e capí ulo abo da os pe igos associados à u ilização do equipamen o e as al e ações ealizadas
pa a assegu a a con o midade com as no mas de segu ança, minimizando os iscos iden i icados. Pa a
al, se á desc i o o conjun o de medidas écnicas de p o eção aplicadas, em conco dância com as no mas
de segu ança ele an es. Adicionalmen e, se á ap esen ada a a qui e u a do sis ema de segu ança
p oje ado, de alhando a sua implemen ação e impac o na segu ança ge al da máquina.
7.1. MEDIDAS TÉCNICAS DE PROTEÇÃO
As medidas écnicas de p o eção são ecu sos ísicos, ecnológicos ou mecânicos p oje ados pa a
p o ege os ope ado es e ou os en ol idos em ope ações de equipamen os, con a iscos e pe igos que
não podem se eliminados di e amen e na conceção do mesmo. Es as medidas, que azem pa e de
es a égias de segu ança indus ial, isam a minimização da p obabilidade de oco ência de aciden es
ou danos du an e o uso dos equipamen os.
Es as medidas podem inclui :
− Ba ei as ísicas, como g ades, p o eções mó eis ou ixas.
− Disposi i os ele ónicos ou mecânicos, como senso es, cha es de segu ança ou co inas de
luz;
− Sis emas de eme gência, como bo ões de eme gência.
Nos subcapí ulos seguin es, se ão abo dadas as medidas écnicas de segu ança c iadas, com o
in ui o de ob e uma máquina segu a.
7.1.1. IDENTIFICAÇÃO DAS ZONAS PERIGOSAS
Pa a p e eni a oco ência de lesões, é undamen al iden i ica , numa ase inicial, os pe igos
associados ao equipamen o e as ope ações que ep esen am maio isco pa a o ope ado . Es a análise
de iscos pe mi e comp eende as á eas c í icas que eque em p o eção e, consequen emen e, de ini
as medidas de segu ança adequadas.
Ao impedi o acesso a zonas de pe igo du an e a ope ação do equipamen o, é possí el mi iga
signi ica i amen e a p obabilidade de aciden es e ga an i a segu ança do ope ado . A aplicação de
disposi i os de p o eção nessas á eas é, assim, uma e apa indispensá el pa a a con o midade com as
no mas de segu ança e pa a a c iação de um ambien e de abalho con olado e segu o.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
85
Com base na análise ealizada, o am iden i icadas ope ações especí icas que expõem o ope ado
a iscos ele ados, de e minando as zonas pe igosas que eque em a implemen ação de disposi i os de
p o eção. Abaixo, são lis adas as ope ações que con ibuí am pa a a de inição dessas á eas c í icas:
− Fecho da p ensa hid áulica: cons i ui o maio pe igo pa a a segu ança do ope ado , uma
ez que pode le a a danos i e e sí eis, ou a é mesmo à mo e, po pe igo de
esmagamen o;
− Ro ação da cabeça: du an e o p ocesso de o ação, o ope ado pode se a ingido, podendo
causa danos se e os no ope ado ;
− Ex usão manual: embo a menos se e a, a ex usão sem o molde echado pode o igina
a p ojeção de ma e ial a empe a u as ele adas con a o ope ado ;
A Figu a 7.1 ilus a a iden i icação da zona pe igosa do equipamen o, des acando as á eas c í icas
onde de em se implemen adas al e ações e disposi i os de p o eção pa a p e eni a oco ência de
aciden es e minimiza os iscos associados às ope ações iden i icadas.
Figu a 7.1 – Iden i icação da zona pe igosa do equipamen o.
7.1.2. DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO NECESSÁRIOS
Pa a ga an i a segu ança do ope ado e minimiza os iscos iden i icados nas ope ações, se á
necessá io implemen a uma sé ie de disposi i os de p o eção que delimi am e con olam o acesso às
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
86
zonas de pe igo. Es es disposi i os se ão concebidos de o ma a ga an i que o ope ado não consiga
acede inad e idamen e às á eas c í icas du an e o p ocesso de abalho.
Assim, se ão aplicadas as seguin es al e ações:
− Delimi ação do acesso à zona pe igosa: o acesso à pe igosa do equipamen o se á delimi ado
a a és da aplicação de p o eções que impeçam o acesso a es a zona, sem a u ilização de
e amen as especí icas ou emoção de componen es da p o eção.
− Aplicação de comando bimanual: pa a e i a que o ope ado a i e o equipamen o com uma
única mão, se á in oduzido um sis ema de comando bimanual. Es e mecanismo exigi á que
o ope ado use ambas as mãos pa a inicia a ope ação, eduzindo signi ica i amen e o isco
de ações inad e idas ou p essas que possam coloca em isco a sua segu ança;
− Aplicação de bo ão de eme gência e sis ema de pa agem de eme gência: se á ins alado um
bo ão de eme gência, de ácil acesso e isibilidade, que pe mi i á ao ope ado in e ompe
imedia amen e o p ocesso caso seja de e ado algum isco ou si uação de eme gência. O
sis ema se á p oje ado de o ma que a pa agem seja ápida e e icaz, ga an indo que a
segu ança do ope ado não seja comp ome ida em nenhuma si uação.
A combinação desses disposi i os de p o eção assegu a que o ope ado não e á acesso às á eas
pe igosas du an e as ope ações mais c í icas do equipamen o, eduzindo assim a p obabilidade de
aciden es. De seguida, se á abo dado cada um dos disposi i os a implemen a , assim como as unções
de segu ança ine en es à sua implemen ação.
7.1.3. CONDICIONAR O ACESSO ÀS ZONAS PERIGOSAS
O impedimen o de acesso às zonas pe igosas do equipamen o é essencial pa a ga an i a
segu ança do ope ado , p e enindo a en ada inad e ida em á eas de isco ele ado. Pa a isso, se ão
implemen adas p o eções adequadas que bloquea ão o acesso às zonas pe igosas, assegu ando que o
ope ado não consiga ap oxima -se dessas á eas du an e a ope ação do equipamen o.
As p o eções se ão dimensionadas com base nas exigências da no ma EN ISO 13857:2019 ( e
2.2.2.1), que es abelece as dis âncias de segu ança necessá ias pa a e i a que as zonas de pe igo
sejam alcançadas pelos memb os supe io es e in e io es. Pa a o caso em ques ão, a no ma es abelece
as seguin es dis âncias:
− Al u a de segu ança mínima: a no ma de e mina que a al u a mínima das p o eções de e se
de 2000 mm pa a ga an i que o ope ado não enha acesso a zonas de pe igo sob as
p o eções implemen adas;
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
87
− Dis ância de alcance com limi ação de mo imen o: e e e-se à dis ância de segu ança
necessá ia pa a e i a que o ope ado consiga alcança a zona de pe igo ao es ende o b aço
ou pa e do co po. A no ma especi ica que essa dis ância de e se de pelo menos 850 mm.
Assim, as p o eções de em e mina a uma al u a mínima de 2000 mm a con a do solo, sendo
que as p o eções la e ais de em e mina a uma dis ância de 850 mm da zona pe igosa. A Figu a 7.2
mos a a á ea a ocupa pelas p o eções, a e de, assim como a zona pe igosa, a e melho.
Figu a 7.2 – Á ea a cob i pelas p o eções, de o ma a espei a a no ma ISO13857:2019.
7.1.3.1. TORRES FRONTAIS
De o ma a consegui impedi o acesso à zona pe igosa da máquina, oi necessá io al e a as
o es on ais que o equipamen o possuía. As o es on ais an igas ap esen a am dois p oblemas:
− Al u a máxima abaixo do necessá io: as o es on ais an igas apenas inham uma al u a de
1650 mm, es ando abaixo do e e enciado pela no ma;
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
94
Figu a 7.10 – Esquema hid áulico do bloco de sus en ação de ca ga implemen ado.
Tabela 7.1 – Elemen os que cons i uem o bloco de sus en ação de ca ga.
N .
Tipo
Fo necedo
Modelo
1
Vál ula de Sequência
FLUIDWORLD
WSDC30S10NC02
2
Vál ula de Sus en ação
WALVOIL
VMP 20 3/4
3
Vál ula de Re enção
OFC VILLA
CVC 120
Funcionamen o do Bloco de Sus en ação
A ál ula de e enção (3) é esponsá el po pe mi i a passagem do óleo pa a o in e io do cilind o
quando se p e ende a abe u a do molde.
Uma ez que o molde es á abe o, a ál ula de sus en ação (2) en a em ação, man endo a p essão
desejada na câma a do cilind o. Isso impede que o cilind o al e e sua posição de o ma não planeada,
ga an indo a es abilidade do sis ema e p e enindo mo imen ações in olun á ias que pode iam causa
aciden es ou comp ome e o equipamen o.
No en an o, ao se inicia o p ocesso de echo do molde, a ál ula de sus en ação isoladamen e
c ia ia uma con ap essão con a a câma a opos a do cilind o, impedindo que o sis ema a ingisse a
p essão máxima de echo. Pa a soluciona esse p oblema, oi implemen ada no bloco hid áulico uma
ál ula de sequência (1). Essa ál ula pe mi e a passagem li e do óleo quando o cilind o es á a se
p essu izado pa a o echo do molde, eliminando a con ap essão e o imizando o desempenho do sis ema.
Assim, a combinação das ês ál ulas — e enção, sus en ação e sequência — p opo ciona um
uncionamen o segu o e e icien e do equipamen o, a endendo aos equisi os de segu ança ope acional.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
95
7.2. ARQUITETURA DO SISTEMA DE SEGURANÇA
O sis ema de segu ança p oje ado pa a o equipamen o oi concebido com o obje i o de moni o iza
con inuamen e as ope ações ealizadas, assegu ando a p o eção do ope ado e ga an indo a
con o midade com as no mas de segu ança aplicá eis. Es e sis ema undamen a-se em ês pila es
essenciais: o con olo dos disposi i os de pa agem de eme gência, o con olo do es ado da p o eção
mó el e o con olo do comando bimanual.
Cada um desses pila es é ge ido po elés de segu ança dedicados, cuja seleção oi desc i a no
Subcapí ulo 5.6. Es es elés o am p oje ados pa a es ingi ações especí icas caso as condições de
segu ança de inidas sejam ioladas, assegu ando assim uma ope ação segu a e con olada. A segui ,
se ão de alhados os ês pila es que sus en am es e sis ema.
7.2.1. CONTROLO DOS DISPOSITIVOS DE PARAGEM DE EMERGÊNCIA
A máquina de p odução de solas de e desencadea a pa agem de eme gência caso seja
p essionado o bo ão de eme gência ou se alguma p o eção la e al o abe a. Es e sis ema é con olado
pelo elé de segu ança
SICK
RLY3 EMSS100, cuja unção é moni o iza con inuamen e o es ado do bo ão
de eme gência e das cha es de segu ança ins aladas nas p o eções la e ais.
Es e elé possui duas en adas de segu ança independen es, que, ao ecebe em co en e elé ica,
pe mi em o acionamen o das suas saídas de segu ança. Quando as condições de segu ança es ão
ga an idas (is o é, com o bo ão de eme gência desa i ado e as p o eções la e ais echadas), o elé
ene giza as suas saídas, pe mi indo que a co en e lua pa a o au óma o e possibili ando o uncionamen o
no mal da máquina.
No en an o, caso alguma des as condições seja iolada, o ci cui o de segu ança é in e ompido.
Es a in e upção desene giza as en adas do elé de segu ança, que, po sua ez, desa i a as suas saídas.
Com as saídas desa i adas, a alimen ação do au óma o é co ada, esul ando na pa agem imedia a da
máquina, independen emen e do es ado em que se encon a. Es e compo amen o ga an e que a
máquina seja colocada em um es ado segu o assim que qualque condição de isco seja de e ada.
Além disso, após a a i ação da pa agem de eme gência, é necessá io p essiona o bo ão de
ea me pa a es abelece as condições no mais de ope ação. Es e ea me só pode se ealizado após a
e i icação e eposição de odas as condições de segu ança, como o echo das p o eções la e ais e a
desa i ação do bo ão de eme gência.
O esquema de ligações que ilus a o uncionamen o des e sis ema de segu ança es á ap esen ado
na Figu a 7.11.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
96
Figu a 7.11 – Esquema de ligações do elé que con ola a pa agem de eme gência.
7.2.2. CONTROLO DO ESTADO DA PROTEÇÃO MÓVEL
A p o eção mó el é um elemen o essencial pa a ga an i a segu ança do ope ado du an e o
uncionamen o da máquina de injeção de solas. Es e sis ema pe mi e que o ope ado enha acesso à
zona do molde quando a máquina es á pa ada, assegu ando, ao mesmo empo, que as condições de
segu ança são man idas quando a máquina es á em uncionamen o. Pa a al, é imp escindí el a
exis ência de um sis ema segu o que moni o ize con inuamen e o es ado da p o eção mó el.
A moni o ização é ealizada a a és de um elé de segu ança, cuja unção é ga an i a
con o midade com os pad ões de segu ança e p o ege con a alhas no sis ema. O elé de segu ança
ecebe in o mações de dois ins de cu so que azem a lei u a da posição da p o eção mó el. Es a
con igu ação edundan e, com dois ins de cu so, é u ilizada pa a aumen a a iabilidade do sis ema e
p e eni alhas únicas que pode iam comp ome e a segu ança.
Quando a p o eção mó el es á echada e ambas as lei u as dos ins de cu so con i mam es a
condição, o sis ema conside a que as condições de segu ança es ão es abelecidas. Nes a si uação, o
elé de segu ança libe a as duas saídas segu as, cada uma esponsá el po alimen a a bobina de um
de dois con ac o es do sis ema. Es es con ac o es, ambém con igu ados de o ma edundan e, são
ligados em sé ie pa a o ma uma ba ei a de segu ança adicional, que impede o uncionamen o da
máquina em caso de alha de um dos componen es.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
97
Com a ene gização das bobinas dos con ac o es, é pe mi ida a passagem de co en e elé ica pa a
as ele o ál ulas que con olam os mo imen os hid áulicos da máquina.
Caso oco a qualque al e ação no es ado da p o eção mó el, seja de ido a uma abe u a
in encional ou a uma alha nos ins de cu so, o elé de segu ança in e ompe imedia amen e as saídas
segu as, desene gizando as bobinas dos con ac o es. Es e mecanismo co a a alimen ação das
ele o ál ulas, p o ocando a in e upção dos mo imen os hid áulicos e, consequen emen e, a pa agem
imedia a do p ocesso.
O esquema de ligações que iabiliza o uncionamen o segu o e edundan e do sis ema desc i o
es á ilus ado na Figu a 7.12.
Figu a 7.12 – Esquema de ligações do con olo da p o eção mó el.
7.2.3. CONTROLO DO COMANDO BIMANUAL
O comando bimanual oi implemen ado pa a ga an i que o ope ado man enha ambas as mãos
ocupadas ao da início ao p ocesso de p odução de solas, aumen ando a segu ança e e i ando que os
memb os do ope ado es ejam na zona de pe igo du an e a ope ação.
A moni o ização des e comando é ealizada pelo elé de segu ança
SICK
UE42-2HD, um
disposi i o especí ico e p oje ado pa a o con olo de comandos bimanuais. Es e elé assegu a que o
p ocesso apenas é iniciado quando ambas as condições de acionamen o são sa is ei as de o ma co e a
e den o de pa âme os segu os.
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98
Pa a que o elé pe mi a o acionamen o da p o eção mó el e o início do p ocesso, o ope ado de e
p essiona simul aneamen e os dois bo ões de echo do comando bimanual. É impo an e essal a que
exis e uma ole ância máxima de 50 milissegundos na disc epância de empo en e o acionamen o dos
dois bo ões. Caso es a condição não seja cump ida, o elé conside a que o comando não oi acionado
co e amen e, impedindo o início do p ocesso.
Es a con igu ação ga an e que o ope ado enha ambas as mãos ocupadas no momen o do
acionamen o, minimizando signi ica i amen e o isco de aciden es, como a p esença das mãos na zona
de pe igo enquan o a máquina en a em uncionamen o.
O esquema de ligações que pe mi e es a con igu ação encon a-se ep esen ado na Figu a 7.13.
Figu a 7.13 – A qui e u a de ligações do con olo do comando bimanual.
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99
8. REENGENHARIA DA COMPONENTE MECÂNICA
Nes e capí ulo, se ão abo dadas as in e enções ealizadas na componen e mecânica da máquina
de ex usão, com o obje i o de melho a a sua e iciência, con iabilidade e desempenho. Inicialmen e,
se á elabo ado o diagnós ico das alhas exis en es, seguido da desc ição das soluções p opos as pa a
co igi os p oblemas iden i icados. Se ão de alhados os p ocedimen os de implemen ação das
melho ias, bem como os es es ealizados pa a alida as al e ações e e uadas. Po im, se á ap esen ada
uma análise dos esul ados ob idos, des acando os bene ícios alcançados com as in e enções
mecânicas ealizadas.
8.1. DIAGNÓSTICO INICIAL
Após a desmon agem da máquina, oi ealizada uma a aliação de alhada dos seus componen es,
com o obje i o de iden i ica aqueles que necessi a am de in e enção.
Pa a os componen es susce í eis ao desgas e, p ocedeu-se a uma inspeção isual e dimensional,
u ilizando ins umen os de medição como mic óme os e elógios compa ado es. Além disso, o am
de e adas alhas es u u ais em alguns sis emas, comp ome endo o uncionamen o adequado do
equipamen o.
Fo am iden i icadas as seguin es condições mecânicas:
− Folga excessi a en e o uso e a camisa nos ex uso es;
− Ru u a po adiga mecânica dos pa a usos de ixação do cilind o hid áulico de echo do
molde.
− P oblemas de posicionamen o e a inação no sis ema de o ação do cabeço e;
− Desgas e excessi o nos casquilhos esponsá eis pela o ação do cabeço e;
− Desgas e das i as guia das has es, com danos supe iciais signi ica i os nas has es;
As condições sup aci adas se ão analisadas em de alhe nos subcapí ulos seguin es, com a
desc ição das soluções p opos as pa a cada p oblema.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
100
8.1. REPARAÇÃO DA FOLGA NOS EXTRUSORES
Pa a ga an i o uncionamen o e icien e dos ex uso es, oi necessá io co igi as olgas exis en es
en e o uso e a camisa, uma ez que o desgas e ao longo dos anos comp ome eu a e iciência do sis ema.
A olga excessi a ocasiona o azamen o de ma e ial po en e a osca do pa a uso, eduzindo o
endimen o da ex usão e di icul ando o con olo de empe a u a e p essão [8].
8.1.1. AVALIAÇÃO INICIAL E DEFINIÇÃO DAS FOLGAS
A olga ideal en e o uso e a camisa de e se cuidadosamen e es abelecida pa a pe mi i a
mo imen ação adequada do ma e ial undido, sem comp ome e a e iciência do sis ema. Em ambos os
ex uso es, a maio pa e do desgas e es a a concen ado no pa a uso, sendo o desgas e na camisa
mínimo. Especi icamen e, a olga o al en e o uso e a camisa oi medida em 1,2 mm pa a o ex uso
da p imei a co e em 1,1 mm pa a o uso da segunda co , sendo que apenas 0,1 mm dessa olga es a a
localizada na camisa.
De aco do com [8], uma olga ípica pa a es e ipo de equipamen o a ia en e 0,1 mm e 0,2 mm,
dependendo do ma e ial a se p ocessado e das condições ope acionais. Conside ando a aplicação
especí ica da máquina e o desgas e acumulado, oi es abelecida uma olga inal de 0,1 mm como ideal
pa a o p ocesso.
Figu a 8.1 – Desgas e no uso.
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8.1.2. REPARAÇÃO DAS CAMISAS
O p ocesso de epa ação dos ex uso es e e início com a ecupe ação das camisas (Figu a 8.2).
Es as o am subme idas a um p ocesso de e i icação in e na, com o obje i o de co igi i egula idades
dimensionais e es au a o diâme o in e no pa a 65,3 mm, ga an indo o ajus e adequado com o uso.
Figu a 8.2 – P ocesso de e i icação da camisa.
Pa a aumen a a esis ência ao desgas e e p olonga a ida ú il das camisas, oi ealizado um
a amen o é mico po ca boni u ação. Esse p ocesso consis e na di usão con olada de ca bono e
ni ogênio na supe ície do ma e ial, o mando uma camada endu ecida que eduz signi ica i amen e o
desgas e causado pelo con a o cons an e com o uso e o ma e ial p ocessado. A ca boni u ação ambém
melho a a esis ência ao a i o e à co osão, o imizando o desempenho das camisas no ambien e se e o
de ope ação.
8.1.3. REPARAÇÃO DOS FUSOS
Os usos ap esen a am desgas e conside á el na egião dos ile es, p incipalmen e de ido ao
con ac o con ínuo com a camisa du an e o p ocesso de ex usão. Es e desgas e é mais acen uado nos
usos em compa ação com as camisas, uma ez que os usos es ão em mo imen o cons an e e so em
maio a i o di e o com o ma e ial p ocessado e com a camisa, que pe manece es á ica.
Inicialmen e, os usos o am colocados num o no pa a e i ica a sua concen icidade e a alia
possí eis empenos, ga an indo que es i essem adequados pa a o p ocesso de epa ação. Após con i ma
a in eg idade es u u al, p ocedeu-se à ecupe ação dos ile es a a és da soldadu a po elé odo
e es ido (Figu a 8.3). Es e mé odo pe mi iu a deposição con olada de ma e ial nas á eas desgas adas,
c iando uma supe ície uni o me pa a o abalho subsequen e.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
102
Figu a 8.3 – Soldadu a dos ile es pa a ecupe ação da olga desejada.
Na e apa seguin e, os usos o am e i icados u ilizando uma máquina de e i icação de ex e io es,
com o obje i o de es au a o diâme o nominal e es abelece a olga desejada de 0,1 mm en e o uso
e a camisa. Es e ajus e é essencial pa a ga an i o uncionamen o e icien e e p eciso dos ex uso es,
minimizando pe das e maximizando a ida ú il dos componen es.
8.1.4. RESULTADOS OBTIDOS
Com as in e enções ealizadas, o am alcançados os seguin es esul ados:
− Res abelecimen o das olgas ideais: A olga inal de 0,1 mm oi ga an ida, assegu ando um luxo
e icien e de ma e ial du an e o p ocesso de ex usão e melho ando a p ecisão do sis ema;
− Aumen o da esis ência ao desgas e: A ca boni u ação das camisas esul ou na o mação de
uma camada endu ecida, eduzindo o a i o e aumen ando signi ica i amen e a ida ú il dos
componen es. Além disso, os ile es dos usos o am e ei os com ma e ial de ele ada du eza,
con ibuindo pa a uma maio esis ência ao desgas e nas á eas c í icas de con ac o;
− Melho ia da e iciência do p ocesso: O sis ema oi es au ado às suas condições ideais de
ope ação, eliminando as pe das causadas pela olga excessi a, o imizando o consumo
ene gé ico e ga an indo uma ex usão uni o me;
− Redução do empo de ex usão: A es au ação das condições ideais do sis ema pe mi iu uma
diminuição do empo de ex usão, aumen ando a p odu i idade do equipamen o.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
103
8.2. FADIGA MECÂNICA NO SISTEMA DE FECHO
O sis ema de echo do molde p esen e no equipamen o es á ep esen ado na Figu a 8.4. De modo
a ga an i a qualidade das solas, o cilind o hid áulico de e se capaz de exe ce a o ça necessá ia pa a
ga an i o echo do molde du an e oda a ope ação, ga an indo que não exis a azamen o do ma e ial
po en e as jun as do molde.
Figu a 8.4 – Sis ema an igo de echo do molde.
O cilind o de echo da máquina oi p oje ado pa a supo a uma p essão de 200 ba , ge ando uma
o ça de echo de 760 kN. No en an o, e i ica-se que após um ce o núme o de ciclos de echo, oco e
a u u a dos pa a usos das ex emidades da lange do cilind o ( e Figu a 8.2). Es a alha suge e que os
pa a usos não conseguem supo a adequadamen e as ensões cíclicas, o que indica que os mesmos
não esis em às condições de adiga impos as pela ope ação con ínua da máquina.
Figu a 8.5 – Pa a usos da ampa supe io que queb am (a e melho).
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
110
𝛼 = 2 × 𝜋
22= 1,57 𝑟𝑎𝑑/𝑠2
(8-7)
Subs i uindo o momen o de iné cia e a acele ação angula na equação (8-5), ob ém-se:
𝑇𝐼= 7,47 × 1,57 =11,7 𝑁. 𝑚
(8-8)
O o que o al necessá io pa a ealiza a o ação é ob ido pela soma dos dois o ques calculados
na Equação (8-3) e (8-8):
𝑇𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 =45,64 +11,7 = 57,34 𝑁. 𝑚
(8-9)
A o ça necessá ia pa a oda o cabeço e depende do o que o al calculado (Equação (8-9)) e da
dis ância do pon o de aplicação da o ça ao eixo de o ação. Uma ez que a ansmissão do mo imen o
se á ealizada po um sis ema pinhão-c emalhei a, es a dis ância se á igual ao aio p imi i o do pinhão
escolhido. Assim, em-se que:
𝑇𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐹 × 𝑟
𝑝 ⟺ 𝐹 = 𝑇𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑟
𝑝
(8-10)
Subs i uindo na Equação (8-10), em:
𝐹 = 45,64 +11,7
0,0525 = 1,1 𝑘𝑁
(8-11)
Po an o, a o ça necessá ia pa a inicia o mo imen o de o ação do cabeço e é de 1,1 𝑘𝑁 a uma
dis ância de 0,0525 𝑚𝑚 do eixo de o ação.
8.3.2. SISTEMA DE ROTAÇÃO DO CABEÇOTE DESENVOLVIDO
Dian e das limi ações obse adas no sis ema an igo, como a al a de epe ibilidade na pa agem,
desalinhamen os de ido à lexão es u u al e ausência de amo ecimen o no cilind o hid áulico, oi
necessá io desen ol e uma solução que a endesse às exigências ope acionais da máquina. Os
p incipais obje i os do no o sis ema incluí am aumen a a obus ez, ga an i maio p ecisão no
posicionamen o e elimina os p oblemas de desalinhamen o p o ocados pelas o ças aplicadas du an e
o ciclo de ope ação.
O sis ema desen ol ido pa a a o ação do cabeço e es á ep esen ado na Figu a 8.9. A ansmissão
de mo imen o po um conjun o pinhão-c emalhei a oi man ida, mas com ajus es impo an es que
esul a am em um sis ema mais obus o e compac o.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
111
Figu a 8.11 – Sis ema de o ação do cabeço e desen ol ido.
Al e ações Realizadas no Sis ema
Pa a soluciona o p oblema de lexão causado pelo cilind o de echo, o sis ema oi edesenhado
de o ma a ga an i que es i esse solidá io com a es u u a. Di e en emen e do design an e io , em que
o sis ema e a ixado a dois componen es dis in os, o no o p oje o assegu ou que odo o sis ema osse
ixado a uma única chumacei a. Essa mudança elimina possí eis deslocamen os di e enciais en e os
pon os de ixação, ga an indo maio igidez e alinhamen o.
Além disso, oi eduzida a dis ância en e o cilind o hid áulico e o pon o de eng enamen o do
pinhão com a c emalhei a. Essa al e ação p opo cionou um sis ema mais compac o e minimizou a
oco ência de desalinhamen os.
Seleção e Implemen ação do Cilind o Hid áulico
Uma das p incipais mudanças no sis ema oi a subs i uição do cilind o hid áulico de has e
passan e po um cilind o de has e simples. Essa escolha oi ei a com base nas seguin es an agens:
− Redução de cus os: Cilind os de has e simples ap esen am um cus o de ab icação in e io
em elação aos cilind os de has e passan e, de ido à sua meno complexidade cons u i a.
− Design mais compac o: cilind os de has e simples êm um comp imen o o al in e io a
cilind os de has e passan e, con ibuindo pa a um sis ema mais compac o;
No en an o, é ambém impo an e menciona as des an agens associadas à implemen ação de
um cilind o de has e simples quando compa ado com um cilind o de has e passan e:
− Di e ença de o ças: De ido às di e en es á eas nas aces do cilind o, a o ça exe cida
du an e o a anço é meno do que a o ça exe cida du an e o ecuo;
− Velocidades desiguais: Como consequência da di e ença de á eas, a elocidade de a anço
é ligei amen e meno que a elocidade de e o no.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
112
Pa a o sis ema em ques ão, as des an agens sup aci adas não são signi ica i as, uma ez que os
mo imen os ope acionais são len os e oco em sob p essões baixas. Além disso, o a o económico e e
um peso ele an e na decisão, o nando a edução de cus os um bene ício conside á el.
A ausência de amo ecimen o no cilind o hid áulico e a uma das maio es limi ações do sis ema
an igo, uma ez que esul a a em pa agens b uscas e pouco con oladas, p ejudicando a epe ibilidade
do mo imen o. No no o sis ema, o cilind o selecionado inclui um sis ema de amo ecimen o in e no, que
desacele a o mo imen o p og essi amen e p óximo ao inal do cu so. Essa ca ac e ís ica pe mi e uma
pa agem mais sua e e p ecisa, eliminando mo imen ações b uscas que pode iam comp ome e o
alinhamen o e o desempenho ge al da máquina.
As ca ac e ís icas do cilind o hid áulico escolhido encon am-se ap esen adas na Tabela 8.1.
Tabela 8.1 Ca ac e ís icas do cilind o de o ação do cabeço e.
Tipo de cilind o
Duplo e ei o
Diâme o do êmbolo
50 mm
Diâme o da has e
22 mm
Cu so
170 mm
Á ea a anço
15,8
Á ea ecuo
19,6
P essão de uncionamen o
50 ba
Fo ça a anço
9,8 kN
Fo ça ecuo
7,9 kN
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
113
8.4. SUBSTITUIÇÃO DOS CASQUILHOS DO CABEÇOTE
8.4.1. DIAGNÓSTICO E IDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMA
Du an e o p ocesso de desmon agem da máquina, oi ealizada uma análise de alhada dos
casquilhos esponsá eis pela o ação do cabeço e, com o obje i o de a alia o seu es ado. Obse ou-se
um desgas e signi ica i o nos casquilhos, ab icados em b onze, enquan o o eio associado, ab icado
em aço, não ap esen a a desgas e signi ica i o. Além disso, cons a ou-se que os casquilhos
ap esen a am um desgas e em o ma o al, sendo as zonas de maio de e io ação localizadas na pa e
supe io e in e io . Essa ca ac e ís ica é a ibuída à o ça exe cida du an e o p ocesso de echo do
cabeço e, que a ua di e amen e nessas á eas, p omo endo um desgas e mais signi ica i o. O desgas e
na zona o al oi medido em 0,72 mm e 0,84 mm, espe i amen e, o que es á mui o acima do acei á el
pa a um uncionamen o e icien e.
Com base nesse diagnós ico, concluiu-se que os casquilhos de e iam se subs i uídos, com
ole âncias adequadas pa a co igi as olgas e es au a o desempenho mecânico do cabeço e. De
seguida, se á de alhado o p ocesso de de inição das olgas ideais, ab icação e alidação da solução
implemen ada.
8.4.2. DETERMINAÇÃO DAS FOLGAS MÁXIMAS E IDEAIS
Pa a ga an i o uncionamen o e icien e do sis ema de o ação do cabeço e, oi necessá io
de e mina a olga ap op iada en e o casquilho de b onze a se ab icado e o eio de aço exis en e.
Como o eio já es á ab icado e ins alado, as suas dimensões eais o am medidas pa a ob e o diâme o
exa o do componen e e, assim, ajus a o diâme o do u o no casquilho.
Com o auxílio de um mic óme o, o am ealizadas 10 medições ao longo do comp imen o do eio.
A média dos alo es ob idos indicou um diâme o inal de 114,980 mm.
De aco do com a abela de ajus es p esen es no li o de
Shigley
(Tabela 8.1), o ajus e mais
adequado pa a o uncionamen o do sis ema se ia um ajus e H7/g6, classi icado como deslizan e. Esse
ipo de ajus e pe mi e libe dade de o ação en e as peças, man endo um ní el de p ecisão su icien e
pa a e i a desgas es excessi os no longo p azo.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
114
Tabela 8.2 – Desc ição de ajus es p e e enciais u ilizando o sis ema de u o básico [4].
Cálculo das Folgas Máximas e Mínimas
Com base nos alo es no ma i os da ISO 286-1:2010 pa a o ajus e H7/g6 e conside ando o
diâme o nominal de 115 mm, o am ob idos os seguin es pa âme os:
− Diâme o do u o (casquilho) =115 𝐻7 𝑚𝑚
o Classe IT7 =35

𝑚
o Des io supe io = +35

𝑚
o Des io in e io = +0

𝑚
o Diâme o máximo =115,035 𝑚𝑚
o Diâme o mínimo =115,000 𝑚𝑚
− Diâme o do eio =115 𝑔6 𝑚𝑚
o Classe IT6 =22

𝑚
o Des io supe io = −12

𝑚
o Des io in e io = −34

𝑚
o Diâme o máximo =114,988 𝑚𝑚
o Diâme o mínimo =114,966 𝑚𝑚
o Diâme o eal =114,980 𝑚𝑚
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
115
− Folga esul an e:
o Folga mínima =115,000 −114,980 = 0,020 𝑚𝑚
o Folga máxima =115,035 −114,980 = 0,055 𝑚𝑚
Os cálculos ealizados demons am que o diâme o do eio es á den o dos alo es no ma i os
pa a o ajus e g6. Sendo assim, du an e o ab ico do casquilho se á necessá io ga an i que o u o es eja
den o das ole âncias especi icadas pa a o ajus e H7. Essa abo dagem assegu a á a ob enção de uma
olga deslizan e ideal pa a o sis ema de o ação do cabeço e, p omo endo um uncionamen o e icien e e
com edução de desgas es ao longo do empo.
8.4.3. FABRICAÇÃO DOS CASQUILHOS
Após a de e minação das olgas e ole âncias adequadas pa a o ajus e H7/g6, p ocedeu-se ao
ab ico dos no os casquilhos de b onze, ga an indo que o diâme o do u o espei asse os alo es
de inidos nos cálculos do subcapí ulo an e io . Es e p ocesso oi ealizado em con o midade com as
especi icações no ma i as, u ilizando écnicas de maquinação pa a assegu a a qualidade do
componen e.
O ma e ial selecionado pa a os casquilhos oi o b onze CB3, amplamen e u ilizado em aplicações
mecânicas de ido às suas p op iedades de esis ência ao desgas e, boa condu i idade é mica e baixa
icção, essenciais pa a o uncionamen o e icien e do sis ema de o ação do cabeço e.
Com o ab ico e subs i uição des es componen es, a olga ideal se á ees abelecida, p omo endo
uma o ação sua e e e icien e.

Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
116
8.5. APLICAÇÃO DE RASPADOR NAS HASTES
A unidade de moldagem es á equipada com duas has es que desempenham um papel essencial
no guiamen o da p ensa, assegu ando o alinhamen o p eciso e o mo imen o co e o du an e o p ocesso
de moldagem das solas. Es as has es deslizam sob e i as guias ins aladas na mesa, que ga an em
sua idade no mo imen o e eduzem o a i o, como ilus ado na Figu a 8.10.
Figu a 8.12 – Sis ema de guiamen o das has es.
En e an o, com o empo e de ido à exposição con ínua ao ambien e de abalho, as has es
acumulam poei a, esíduos de ma e ial e ou os con aminan es. Es es de i os, quando não emo idos,
acabam po se acumula en e as has es e as i as guia. O mo imen o deslizan e, combinado com a
p esença desses con aminan es, in ensi ica o a i o e p omo e o desgas e p ema u o, an o na supe ície
das has es quan o nas i as guia. Esse desgas e eduz a e iciência do sis ema, le ando à necessidade de
manu enção equen e, que pode inclui a subs i uição das i as guia e o polimen o das has es, esul ando
em cus os ope acionais ele ados e empos de ina i idade p olongados.
Figu a 8.13 – Acumulação de esíduos e desgas e nas has es, espe i amen e.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
117
Pa a mi iga esse p oblema, se ão implemen ados aspado es nas has es (Figu a 8.12). Es es
componen es êm a unção de emo e pa ículas de poei a, esíduos e ou os con aminan es da
supe ície das has es an es que es as en em em con a o com as i as guia. Com isso, e i a-se a en ada
de de i os nas zonas c í icas, p e enindo iscos e desgas es desnecessá ios.
De modo a pe mi i a ins alação dos aspado es, oi necessá io ab ica um espaçado especí ico,
al como mos a a Figu a 8.13, c iando espaço adequado pa a acomoda os aspado es sem in e e i
no mo imen o e alinhamen o das has es.
Figu a 8.14 – Aplicação do aspado nas has es.
Com a implemen ação dos aspado es, espe a-se um desempenho mais e icien e e con iá el do
sis ema de guiamen o, con ibuindo pa a a o imização do p ocesso de moldagem e pa a a edução de
cus os associados ao desgas e p ema u o. Assim, espe a-se ob e os seguin es bene ícios:
− Aumen o da ida ú il dos componen es: Reduzindo o desgas e das i as guia e das has es,
p olonga-se o in e alo en e manu enções;
− Funcionamen o mais sua e e e icien e: Com menos con aminan es acumulados, o mo imen o
das has es se á mais luido e com meno esis ência;
− Redução de cus os ope acionais: A diminuição da equência de manu enção e a p ese ação
dos componen es diminuem o empo de ina i idade da máquina e os gas os com peças de
eposição.
Reengenha ia de uma Máquina de Ex usão de Solas
118
9. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Nes e capí ulo, é ealizada uma e lexão sob e o p oje o desen ol ido, com ap esen ação das
conclusões e i adas. Po úl imo, enunciam-se um conjun o de a e as a desen ol e no u u o, com o
in ui o de melho a o p oje o desen ol ido.
9.1. CONCLUSÕES
Es e p oje o e e o igem na necessidade de mode niza um equipamen o de ex usão de solas,
o iginalmen e ab icado na década de 1990, cuja ecnologia se encon a a desa ualizada ace às
exigências a uais da indús ia do calçado. O obje i o p incipal oi e alo iza es e equipamen o, o nando-
o mais e icien e, segu o e adap ado às necessidades ope acionais da emp esa.
Pa a alcança es e p opósi o, iniciou-se o p oje o com um es udo ap o undado do p ocesso de
p odução de solas e do uncionamen o mecânico da máquina. Es a análise pe mi iu iden i ica os
p incipais pon os c í icos e de ini os equisi os pa a a sua au oma ização.
Com base nes e diagnós ico, oi desen ol ido um no o sis ema de comando, inco po ando um
PLC e uma HMI, que pe mi i am um con olo mais in ui i o e e icaz dos pa âme os de p ocesso. A
espos a dos ope ado es à no a in e ace oi mui o posi i a, des acando-se a acilidade de u ilização e a
melho ia na qualidade do p odu o inal.
A ins alação de um a iado de elocidade esul ou num p ocesso de ex usão mais e sá il e
ene ge icamen e e icien e, pe mi indo uma edução de a é 40% no consumo de ene gia. Po ou o lado,
a epa ação das olgas nos ex uso es e a o imização dos componen es mecânicos le a am a um
aumen o es imado de 25% na p odu i idade.
Em e mos de segu ança, o am implemen adas soluções em con o midade com as no mas
eu opeias, incluindo ba ei as de p o eção, comando bimanual e bo ão de eme gência. Es as al e ações
ga an i am não só a p o eção dos ope ado es como ambém a con o midade legal da máquina.
Pa a além dos ganhos ope acionais e écnicos, des aca-se a iabilidade económica do p oje o.
Com um in es imen o o al na o dem dos 30 000 €, o p ocesso de
e o i ing
e elou-se
signi ica i amen e mais acessí el do que a aquisição de um no o equipamen o com ca ac e ís icas
semelhan es, cujo cus o pode ia ul apassa os 50 000 €. Es a abo dagem pe mi iu à emp esa alcança
um ní el de mode nização ele ado com um in es imen o con olado, e o çando a sua compe i i idade
sem comp ome e a sus en abilidade inancei a.
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Em sín ese, o p oje o cump iu in eg almen e os obje i os inicialmen e de inidos, esul ando num
equipamen o mais mode no, e icien e e segu o. A eengenha ia pe mi iu não só p olonga a ida ú il da
máquina como ambém posicioná-la de o ma compe i i a no a ual con ex o da indús ia do calçado.
9.2. PERSPETIVAS E TRABALHOS FUTUROS
Após a ealização des e abalho, oi possí el desen ol e um equipamen o p on o pa a
desempenha as suas unções na indús ia. Como al, se ia impo an e a elabo ação de um manual de
ins uções que ap esen asse odos os aspe os necessá ios pa a o co e o uncionamen o do
equipamen o. O manual de e con e in o mações sob e as especi icações écnicas do equipamen o,
ins uções de ope ação, a isos e ecomendações ela i os à segu ança e um plano de manu enção
p e en i a e co e i a.
Apesa do equipamen o ob ido se capaz de desempenha as unções p e endidas pelo clien e,
pode se in e essan e a aplicação de u u as melho ias que complemen em o sis ema desen ol ido.
Uma das melho ias que pode iam aumen a a e sa ilidade do equipamen o se ia a
implemen ação de um sis ema de ex ação de solas. Esses sis emas são p oje ados pa a o imiza a
emoção de solas que, de ido à sua geome ia complexa ou ade ência ao molde, são di íceis de ex ai
manualmen e. Sem a inclusão de um sis ema de ex ação, o na-se impossí el a p odução des e ipo de
solas, limi ando a capacidade ope a i a da máquina. Assim, a aplicação des e sis ema pe mi i ia que o
equipamen o a endesse a uma maio a iedade de o ma os, aumen ando a sua alo ização.
Ademais, se ia in e essan e implemen a um sis ema de con olo de ní el de ma e ial nos silos,
que en iasse um ale a pa a a consola semp e que o ní el es i esse baixo. Assim, o ope ado se ia
no i icado sob e a necessidade de eabas ecimen o, assegu ando semp e o eabas ecimen o a empo.
Com is o, e i a -se-iam si uações onde o ope ado não no asse a escassez de ma é ia-p ima, que apenas
se ia de e ada após a o mação de solas de ei uosas, e i ando o despe dício de ma e ial e de empo.
Além dis o, e embo a bas an e mais dispendioso, es e sis ema pode ia unciona com alimen ação
au omá ica, dispensando a in e enção manual e ga an indo mais e iciência no p ocesso.
Po úl imo, a análise ao cilind o de echo oi ealizada de o ma supe icial, uma ez que a emp esa
já inha uma solução aplicada nou os equipamen os. No en an o, se ia in e essan e aze um análise
mais ap o undada, com o in ui o de pe cebe o que le a à o u a dos pa a usos.
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Apêndice C – ESQUEMA PNEUMÁTICO
Cilind o
P o eção Mó el
Y17Y16
Y14 Y15
0,5-10 ba
Insu lação Molde
1ª co
Insu lação Molde
2ª Co
MC104-D00 MC104-L00

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Apêndice D – ESQUEMA ELÉTRICO
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