Desenvolvimento de Uma Linha de Fabrico de Módulos Parede Para Casas CoolHaven

Abstract

Uma casa CoolHaven é constituída por módulos standard, também designados por paredes, que permitem a formação de qualquer tipologia, podendo adaptar-se a um projecto já existente ou a um novo ao gosto do próprio cliente. Estes módulos possuem dimensões optimizadas e podem ter três tipologias: cantos, pilares e paredes. Um módulo parede é constituído por 4 componentes diferentes: uma estrutura metálica que é revestida com lã de rocha e placas OSB, Oriented Strand Board, em ambos os lados e ainda uma estrutura auxiliar, em madeira, para o espaçamento (“ripado”). A montagem das paredes inclui as tarefas: rebitagem e fresagem. É ainda necessário o contributo de um operador para efectuar trabalhos manuais, nomeadamente para a passagem de fios e cabos no interior do módulo. O objectivo desta dissertação passa por projectar um layout optimizado e com elevada flexibilidade para o fabrico de módulos parede. Com estas características procura-se fabricar paredes modulares em tempos reduzidos, com elevada qualidade e produtividade. Ao longo deste trabalho desenvolveram-se duas propostas de células robóticas que satisfazem as condições exigidas. O RobotStudio, para além de ferramenta de desenho, auxiliou na concepção do layout. Permitiu simular e, consequentemente, obter a duração das várias tarefas executadas no fabrico de um módulo parede. Esses tempos foram analisados com recurso a diagramas de Gantt, facultando a visualização das vantagens e inconvenientes de ambos os layouts. Foram comparadas diferentes soluções para diferentes níveis de produção. Para produções até 111 casas/ano foi desenhada uma solução que oferece baixo custo de implementação, utilizando apenas dois equipamentos robotizados. Requer um reabastecimento periódico, que implica a imobilização da célula. Caso se pretenda maior nível de produção terá de recorrer-se a uma segunda opção que consiste numa distribuição em “U”, com recurso a duas passadeiras, e necessita de 5 robôs. O tempo de paragem para reabastecimento é, neste caso, menor. Apesar do investimento inicial ser maior, permite taxas de produção mais elevadas.

Abstract A CoolHaven house consists of standard modules, also designated by walls that allow any type of construction and can be adapted to an existing project or a new one according to the customer’s needs and requirements. These modules have optimal dimensions and can have three types: corners, pillars and walls. A wall module consists of four different components: a steel frame that is covered with rockwool and OSB plates on both sides and also an auxiliary wooden structure for the spacing (“slatted”). The assemblage of the walls includes following tasks: riveting and milling. It is still necessary the contribution of an operator to carry out the manual work, in particular fitting the wires and cables inside the module. The purpose of this study is to design an optimized layout and with high flexibility in the manufacture of wall modules. With these features it is intended to manufacture modular walls in a very short time, with high quality and productivity. Throughout this work were developed two proposals for robotic cells that meet the required conditions. The RobotStudio helped not only as a drawing tool but also in the design of the layout. It allowed the simulation and how to figure out the duration of the various tasks performed in the manufacture of a wall module. The duration was analysed using Gantt diagrams providing a preview of the advantages and disadvantages of both layouts. Different solutions for different production levels were compared. It was designed a solution that offers low cost of implementation just by using two robotics equipments, in order to production 111 houses per year. It requires a periodic refuelling, which implies the immobilization of the cell. For a higher level of production it will have to be applied a second option. It consists of a “U” distribution using two conveyors and five robots. The replenishment time for this case is smaller. Although the initial investment is bigger it allows higher production rates.