Implementação de célula robótica na fabricação de peças e esculturas de rochas ornamentais
| dc.contributor.advisor | Colombo, Adelair Lino | |
| dc.contributor.author | Manera, Rodrigo Della Giustina | |
| dc.contributor.other | Linzmaier, Paulo Roberto | |
| dc.contributor.other | Telli, Giovani Dambros | |
| dc.date.accessioned | 2026-07-29T17:25:39Z | |
| dc.date.issued | 2026-07-21 | |
| dc.date.submitted | 2026-07-14 | |
| dc.description | O setor de beneficiamento de rochas ornamentais, fundamental na economia, ainda depende fortemente de processos manuais de usinagem e acabamento, os quais exigem elevado esforço físico e expõem os trabalhadores a sérios riscos ergonômicos e ocupacionais, como ruído, vibrações e ambientes úmidos. Diante disso, este trabalho tem como objetivo central estudar e desenvolver a implementação de uma célula robótica aplicada à fabricação de peças e esculturas de rochas ornamentais. O estudo de caso foi conduzido na empresa Marmoraria O Caminho das Pedras, visando automatizar o processo produtivo para aumentar a produtividade, a padronização e a qualidade, além de minimizar os riscos à saúde do trabalhador. A metodologia adotada consistiu no levantamento de dados do processo atual, na seleção de uma peça-piloto com curvas em 3D, no dimensionamento da célula robótica e na realização de simulações computacionais utilizando sistemas CAD/CAM (software Ency) para a geração de trajetórias e prevenção de colisões. O projeto utilizou o robô articulado KUKA KR 240-2 US, cuja análise de carga comprovou que o conjunto de ferramentas e esforços dinâmicos exigiram apenas 90,3 kg (cerca de 38%) de sua capacidade nominal que é de 240 kg, garantindo rigidez mecânica e operação sem vibrações prejudiciais. Para a validação, uma peça-piloto foi fabricada tanto pelo método manual quanto pelo processo robótico, permitindo uma análise comparativa de tempos, qualidade visual e precisão dimensional. Os resultados demonstraram que, embora o tempo total de produção líquido tenha sido semelhante (27h55min no manual e 26h18min no robótico), a automação reduziu o lead time da operação pela metade, caindo de 5 dias para 2,5 dias úteis, devido à capacidade de trabalho contínuo do robô sem necessidade de pausas por fadiga. Na análise de qualidade, a usinagem robótica produziu um acabamento de superfície uniforme e precisão milimétrica, com desvios dimensionais mínimos (de 0,1 mm a 2,4 mm), enquanto o processo manual apresentou variações orgânicas e desvios que chegaram a 16,9 mm em partes complexas da escultura. Conclui-se que a implementação da célula robótica é uma solução tecnológica altamente viável e inovadora para o setor de rochas. A tecnologia integra os conceitos de engenharia mecânica e automação industrial, resultando não apenas em um ganho significativo no padrão estético exigido por mercados de alto padrão, mas também na melhoria direta na segurança operacional dos trabalhadores. [resumo fornecido pelo autor] | pt_BR |
| dc.description.abstract | The ornamental stone processing sector, a cornerstone of the economy, still relies heavily on manual machining and finishing processes. These methods demand significant physical exertion and expose workers to serious ergonomic and occupational hazards, such as noise, vibration, and damp environments. Consequently, this study aims to develop and implement a robotic cell for manufacturing ornamental stone parts and sculptures. The case study was conducted at the company Marmoraria O Caminho das Pedras with the goal of automating the production process to boost productivity, standardization, and quality, while also minimizing health risks to workers. The methodology involved gathering data on the current process, selecting a pilot workpiece featuring 3D curves, sizing the robotic cell, and running computer simulations using CAD/CAM systems (Ency software) to generate toolpaths and prevent collisions. The project utilized a KUKA KR 240-2 US articulated robot; a load analysis confirmed that the combined tooling and dynamic forces required only 90.3 kg (approximately 38%) of the robot's 240 kg rated capacity, ensuring mechanical rigidity and vibration-free operation. To validate the approach, a pilot workpiece was produced using both manual and robotic methods, enabling a comparative analysis of production times, visual quality, and dimensional accuracy. The results showed that, although the net production time was similar (27h 55min for manual vs. 26h 18min for robotic), automation cut the operation's lead time in half—dropping from 5 days to 2.5 working days—thanks to the robot's ability to work continuously without needing breaks for fatigue. Quality analysis revealed that robotic machining produced a uniform surface finish and millimeter-level precision, with minimal dimensional deviations (ranging from 0.1 mm to 2.4 mm), whereas the manual process exhibited organic variations and deviations reaching up to 16.9 mm on complex sections of the sculpture. It is concluded that the implementation of the robotic cell represents a highly viable and innovative technological solution for the stone industry. This technology integrates mechanical engineering and industrial automation concepts, resulting not only in a significant improvement in the aesthetic standards demanded by high-end markets but also in a direct enhancement of worker operational safety. [resumo fornecido pelo autor] | en |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ucs.br/11338/15771 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.subject | Engenharia mecânica | pt_BR |
| dc.subject | Rochas ornamentais | pt_BR |
| dc.subject | Robótica | pt_BR |
| dc.subject | Automação | pt_BR |
| dc.subject | Usinagem | pt_BR |
| dc.title | Implementação de célula robótica na fabricação de peças e esculturas de rochas ornamentais | |
| dc.type | Monografia | |
| mtd2-br.advisor.instituation | Universidade de Caxias do Sul | |
| mtd2-br.campus | Campus Universitário de Caxias do Sul | |
| mtd2-br.program.name | Bacharelado em Engenharia Mecânica |
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