Aplicação da tecnologia de identificação por radiofrequência em oficinas de pintura automotiva

Sumário

Este artigo explora e analisa o sistema de Identificação Automática de Veículos (AVI), com foco particular na aplicação de sistemas de Identificação por Radiofrequência (RFID) em linhas de produção de pintura automotiva. Discute os tipos de identificação de veículos, a composição do sistema e suas funcionalidades.

Palavras-chave

Sistema de Identificação Automática de Veículos (AVI), Sistema de Identificação por Radiofrequência (RFID), Memória Somente de Leitura Programável e Apagável Eletricamente (EEP-ROM)

I. Introdução

A tecnologia de Identificação por Radiofrequência (RFID), uma tecnologia emergente de identificação automática desenvolvida na década de 1980, utiliza sinais de radiofrequência para realizar a transferência de informações sem contato por meio de acoplamento espacial (campos magnéticos ou eletromagnéticos alternados) com o objetivo de identificar, controlar, detectar e rastrear objetos.

O processo de pintura automotiva é extenso e complexo, dividido principalmente em etapas como pré-tratamento, eletroforese, secagem em estufa após eletroforese, aplicação da camada de fundo, secagem em estufa da camada de fundo, aplicação da camada intermediária, secagem em estufa da camada intermediária, aplicação da camada de acabamento, secagem em estufa da camada de acabamento, além de inspeção, retificação, usinagem, seleção de cores, polimento e injeção de cera.

Em linhas de produção de pintura automotiva, a implementação de um sistema de Identificação Automática de Veículos (AVI) permite a coleta de dados em tempo real, o monitoramento e a análise estatística ao longo de todo o processo produtivo. A aplicação de sistemas AVI desempenha um papel crucial no estabelecimento de informações sobre a produção de veículos, no aumento da eficiência produtiva, na facilitação da gestão da produção baseada em informações, na agilização do planejamento da produção e no monitoramento do processo produtivo.

II. Funcionalidades dos Sistemas RFID

Ao selecionar um sistema RFID, vários fatores-chave devem ser considerados:

1. Capacidade de armazenamento de etiquetas RFID

As etiquetas RFID podem variar em capacidade de armazenamento, desde algumas dezenas de bytes até várias dezenas de kilobytes. Em oficinas de pintura, uma capacidade de armazenamento de 1 KB geralmente é suficiente. O meio de armazenamento pode ser uma memória somente de leitura programável e apagável eletricamente (EEP-ROM), que elimina a necessidade de baterias e evita a perda de dados devido a falhas de energia.

2. Distância de leitura/gravação de sistemas RFID

Isso se refere à distância entre a superfície da antena e a superfície da etiqueta RFID para operação normal. Uma faixa de 0 a 30 mm geralmente é adequada. Em estações industriais de curto alcance, a seleção de dispositivos apropriados, como leitores RFID de alta frequência, pode ajudar a atender às necessidades de leitura/gravação estáveis ​​em curtas distâncias.

3. Taxa de transmissão de sistemas RFID

Isso engloba a taxa de leitura/gravação do dispositivo de leitura/gravação da etiqueta RFID e a taxa de comunicação entre o dispositivo de leitura/gravação e o Controlador Lógico Programável (CLP). CLPs de alto desempenho são necessários para atender a essas demandas.

4. Temperatura de operação dos sistemas RFID

A temperatura normal de circulação de ar quente em estufas de secagem ronda os 160°C, havendo uma tendência para temperaturas mais baixas devido à promoção de revestimentos à base de água.

5. Tipo de interface de sistemas RFID

O tipo de interface deve facilitar a conexão com o CLP, com opções incluindo RS-232C, RS-422 e RS-485.

6. Etiquetas RFID

As etiquetas RFID servem como dispositivos para a tecnologia de identificação automática sem contato, identificando automaticamente objetos-alvo e adquirindo dados relevantes por meio de sinais de radiofrequência. Em oficinas de pintura, as etiquetas RFID são normalmente feitas de resina PPS.

III. Configuração de Sistemas RFID

1. Composição do hardware

Um sistema RFID típico é composto por equipamentos de nível superior (PLC), controladores de identificação, amplificadores, antenas (leitura/gravação de tags RFID) e tags RFID. As tags RFID são fixadas em plataformas e os veículos se movem pela oficina de pintura sobre essas plataformas, garantindo informações consistentes e transferíveis sobre o veículo. Essencialmente, o sistema RFID funciona como um sistema móvel de armazenamento de dados, com a maior parte ou todas as informações do veículo armazenadas na tag RFID e acessadas por meio da leitura da mesma.

A composição do sistema está ilustrada abaixo:

Controlador de identificação PLC RS-232C/422/485, amplificador de antena, etiqueta RFID

2. Caso de Aplicação

Atualmente, um sistema RFID amplamente utilizado em linhas de produção de pintura consiste em PLCs da série Q da Mitsubishi, telas sensíveis ao toque da série GOT e produtos RFID da série V680 da Omron.

a. Sistema de controle PLC

Este sistema utiliza redes CC-Link e MELSECNET/10H para construir um barramento de campo para o sistema AVI, controlando diferentes seções. Os dados de informação do veículo são então transmitidos para a área de armazenamento de seleção de cores e para o sistema de controle do robô de pulverização através da rede MELSECNET/10H, para controlar as atividades de produção correspondentes. As informações são transmitidas para a central de controle via Ethernet industrial para visualização ou impressão.

b. Estações de Campo

Cada estação está equipada com uma tela sensível ao toque (IHM) e um sistema PLC, permitindo a escrita, exibição e modificação de informações de produção do veículo, bem como a leitura e gravação de números de lote. Em cada estação, as informações de uso da etiqueta RFID podem ser lidas, auxiliando os usuários a monitorar a vida útil da etiqueta e as alterações no desempenho de armazenamento.

As principais estações de campo incluem:

• Estação P1: A primeira estação após a chegada da carroceria branca à oficina de pintura. Um sensor detecta a chegada do skid e a antena lê informações como o número do skid, a data de comissionamento da etiqueta, a data da última utilização e a contagem de leituras/gravações. As informações de produção, incluindo modelo do veículo, cor, número do skid e código de produção interno, são então inseridas através da tela sensível ao toque.

• Estação P2: Localizada antes da sala de aplicação do adesivo de vedação. Após o veículo passar pela estufa de secagem por eletroforese e antes de entrar no processo de aplicação do adesivo de vedação, o skid é trocado. As informações do veículo são lidas da etiqueta RFID do skid de eletroforese e gravadas na etiqueta RFID do novo skid, levando as informações de produção para o próximo processo.

• Estação P3: Localizada na oficina de reparação de metais. Com base nas informações lidas do veículo, determina-se se o veículo está qualificado e necessita de retrabalho ou remoção.

• Estação P4: Localizada na entrada da área de seleção de cores. Ela se comunica com a esteira transportadora para posicionar os veículos em diferentes faixas, com base nas informações lidas de cada veículo, aguardando a pintura.

• Estação P5: Localizada na saída da área de seleção de cores. Ela se comunica com o robô de pulverização, transmitindo os dados de cor de pulverização lidos para o robô. A cor de pulverização e as ações de perfilamento do robô são determinadas com base em diferentes informações do modelo do veículo.

• Estação P6: Localizada antes da estação de inspeção. Com base nas informações lidas do veículo, determina-se se o veículo está em conformidade, se foi repintado ou se possui pintura multicolorida. O processo de produção da peça é então definido de acordo com essa classificação.

• Estação P7: Localizada antes da estação de injeção de cera, é a última estação antes que os veículos qualificados saiam da oficina de pintura. As informações do veículo são lidas e enviadas para a sala de controle central da oficina de pintura via MELSECNET/10H e, em seguida, para a oficina de montagem final via Ethernet, servindo como dados fundamentais para as operações do sistema de identificação de peças da oficina de montagem final.

Estações de monitoramento adicionais podem ser instaladas de acordo com as diferentes necessidades de produção. Quando os dados do veículo não puderem ser lidos normalmente, eles podem ser reescritos. Estações com um único modo de backup também podem ser configuradas.

c. Etiquetas RFID

As etiquetas RFID são instaladas em cada palete e circulam por todo o processo de produção. Portanto, o impacto do ambiente metálico sobre a antena deve ser considerado. Durante a instalação, mantenha um espaço mínimo de 100 mm entre a antena e a superfície metálica. Além disso, a altura do ambiente metálico não deve exceder a altura da antena. Ambientes de alta temperatura podem afetar o desempenho dos componentes internos da etiqueta, impondo uma limitação à sua vida útil.

Em instalações que também operam pontos de identificação de baixa frequência (LF RFID), a compatibilidade do layout da linha com dispositivos adequados, como leitores LF RFID, pode garantir um reconhecimento consistente em diferentes requisitos de estação.

IV. conclusão

Atualmente, diversas montadoras nacionais implementaram sistemas AVI em importantes áreas de produção, como pintura, montagem final e fabricação de motores. A aplicação desses sistemas aprimorou os níveis de gestão da produção, aumentou a eficiência produtiva, reduziu os custos logísticos e facilitou a produção sob encomenda. Os arquivos de informações do veículo acompanham o veículo desde a fabricação até a venda e mesmo o serviço pós-venda, fornecendo dados de referência essenciais para a gestão da produção e o serviço pós-venda, permitindo a rastreabilidade das informações de produção do veículo e impulsionando a construção de uma indústria baseada em informações.

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