Method Article

Simulação de um Processo de Montagem em Escala com Colaboração de um Braço Robótico e Monitoramento através de um Sistema de Visão para Controle de Qualidade

DOI:

10.3791/68888

August 29th, 2025

In This Article

Summary

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Aqui, apresentamos um protocolo para a simulação e monitoramento de um processo de montagem semiautomatizado em escala, através da colaboração de um robô colaborativo e verificação via um sistema de visão computacional para controle de qualidade.

Abstract

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Este protocolo descreve a simulação semiautomatizada de uma linha de produção em escala para montagem de um conjunto de engrenagens helicoidais educacionais, usando um braço robótico colaborativo e um sistema de visão computacional para monitorar a qualidade do produto avaliando dois critérios principais: forma e cor. O objetivo deste estudo é gerar dados consistentes e confiáveis para avaliar a capacidade, estabilidade e conformidade do processo de acordo com as especificações do cliente. O protocolo fornece uma estrutura metodológica clara para coletar e analisar indicadores-chave por meio do Controle Estatístico de Processo (SPC), usando índices de capacidade, como capacidade de processo (Cp), índice de capacidade de processo ajustado para centralização (Cpk), capacidade de processo superior (Cpu) e capacidade de processo inferior (Cpl) e ferramentas gráficas, como histogramas e gráficos de controle. Isso permite a identificação de desvios e tendências nas características críticas do produto. Os resultados da avaliação da forma indicam que o processo automatizado está sob controle estatístico, embora com tendência ao limite superior de especificação, sugerindo a necessidade de ajuste da média do processo. Em contraste, a avaliação de cores revela maior variabilidade, baixa capacidade (Cpk = 0,539) e pontos fora do controle, indicando instabilidade que requer ações corretivas imediatas. Com base nesses achados, recomenda-se a implementação de ações corretivas para reduzir a variabilidade de cores, como controle mais rigoroso dos insumos, padronização das condições de iluminação e revisão dos métodos operacionais. De forma geral, os resultados reforçam a importância da integração de tecnologias automatizadas com ferramentas estatísticas como o CEP para identificar desvios críticos, otimizar processos e garantir a conformidade do produto. Essa sinergia entre automação e análise estatística constitui um pilar fundamental para manter a competitividade em ambientes industriais cada vez mais exigentes. Além disso, este protocolo fornece uma base sólida para a implementação de melhorias em linhas de produção reais.

Introduction

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O rápido avanço da automação em processos industriais levou a uma transformação significativa nos sistemas de manufatura. Essa evolução melhorou significativamente as áreas críticas, incluindo eficiência operacional, economia de custos, padronização de processos e otimização da qualidade do produto1. Nesse contexto, os avanços tecnológicos têm impulsionado a implementação de soluções mais complexas e especializadas, capazes de atender às demandas de uma produção cada vez mais ágil, precisa e adaptável2.

Um dos avanços mais significativos nesta nova era industr....

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Protocol

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Este documento descreve o protocolo de simulação projetado para replicar semiautomaticamente um processo de produção em escala usando um braço robótico colaborativo. O processo é monitorado para verificar se a montagem foi concluída corretamente ou se contém erros. O protocolo está estruturado em duas etapas principais: i) execução das operações necessárias para realizar a montagem com o apoio do braço robótico (Seções 1-3); ii) configuração do sistema de visão computacional usado para monitorar e verificar o componente montado (Seções 4-8).

1. Condição de montagem inicial

  1. Ative....

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Results

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Este documento apresenta um protocolo para a simulação semi-automatizada de um modelo em escala de um processo produtivo utilizando um braço robótico colaborativo. A qualidade do produto final é avaliada por meio de um sistema de visão computacional que inspeciona características críticas da montagem.

Uma ferramenta essencial para identificar e analisar possíveis falhas em um processo produtivo é o Controle Estatístico de Processo (CEP), que se baseia na aplic.......

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Discussion

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No competitivo mercado global atual, a melhoria contínua e a adaptabilidade são essenciais para que uma empresa mantenha sua competitividade e garanta sua sobrevivência. Portanto, é crucial superar as expectativas dos clientes, entregando consistentemente produtos de qualidade no prazo e a custos competitivos29.

A simulação em escala de processos de produção, usando tecnologias avançadas, como braços robóticos colaborativos e sistemas d.......

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Disclosures

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Os autores não têm conflitos de interesse a divulgar.

Acknowledgements

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Este artigo é apoiado pelo Instituto Politécnico Nacional do México por meio do projeto nº 20250776, concedido pela Secretaria de Pesquisa e Pós-Graduação (Secretaría de Investigación y Posgrado), Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI). Apoios adicionais foram recebidos através da bolsa concedida com CVU 1145035 pela Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI). Além disso, este artigo também é apoiado pela Universidade Autônoma Metropolitana do México por meio do Projeto SI004-20. Além disso, esta pesquisa faz parte da Chamada de Projetos de Colaboração Interinstitucional 2025 I....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Braço robótico colaborativoUniversal Robot Modelo UR3 (CB-3 UR3)
Esteira transportadoraGamalier Uma esteira transportadora medindo 30 x 150 cm
Sensor fotoelétricoOMRONE3F2-DS10B4-N 
Sistema de visãoKeyenceCV-X-300 

References

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  1. Broday, E. E. The evolution of quality: from inspection to quality 4.0. Int J Qual Serv Sci. 14 (3), 368-382 (2022).
  2. Galindo-Salcedo, M., Pertúz-Moreno, A., Guzmán-Castillo, S., Gómez-Charris, Y., Romero-Conrado, A. R. Smart manufacturing applications for inspection....

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