Implementação de robótica colaborativa num laboratório para teste de peças de marroquinaria

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia MecânicaO mercado de luxo de bens de marroquinaria é muito competitivo, no qual a satisfação do cliente é a prioridade número um para qualquer empresa. Para garantir que o cliente fica satisfeito é necessário aplicar técnicas e métodos desenvolvidos para aumentar a qualidade dos produtos fabricados. Uma destas atividades envolve a identificação de defeitos, visíveis ou não, nos bens produzidos. Este processo deve ser realizado o mais cedo possível no ciclo de vida do produto, caso contrário poderá ser o cliente a identificar os defeitos no produto final. Este tipo de problemas acarreta um grande impacto para a empresa, não só devido a custos diretos, mas também a custos indiretos. Na presente dissertação analisa-se um exemplo de um problema desta natureza e desenvolve-se um método para o identificar atempadamente, possibilitando o desenvolvimento de soluções. O problema analisado nesta dissertação é o aparecimento de um rasgão em porta-cartões, após um número de anos de utilização. Esta falha é recorrente, não controlável nem identificável, e constitui o maior motivo de reclamação por parte dos clientes em produtos da mesma família. Para recriar esta falha foi necessário desenvolver um sistema de testagem que permitisse simular o gesto humano de inserir e retirar um cartão. O sistema teria que repetir estes movimentos durante vinte mil ciclos (equivalente a cerca de vinte anos de uso normal de um utilizador) de forma precisa e intuitiva. Este foi constituído por um braço robótico colaborativo articulado de 6 DOF, um end-effector na sua extremidade com dois cartões afixados e um suporte para imobilizar uma peça enquanto esta é testada. O suporte foi desenvolvido para albergar peças de formatos variáveis graças a três paredes móveis, ajustáveis com o auxílio de três fusos roscados. Assim que foi concluída a montagem do sistema físico e se programou o braço robótico, procedeu-se à seleção das peças a testar. Foram submetidas um total de sete amostras ao teste desenvolvido, sendo três de um modelo A, três de um modelo B e uma de um modelo C. Após um período de tempo de 17 horas para testar cada peça, obtiveram-se resultados de desgaste que comprovaram o sucesso no desenvolvimento do teste. Constatou-se que todos os exemplares apresentavam sinais de um rasgão na área estudada, com uma aparência comum e muito semelhantes a um caso real por parte de um cliente. A semelhança entre as peças testadas e as peças danificadas de clientes e a baixa variabilidade entre os resultados permitiu ainda a validação do procedimento para aplicar em projetos similares futuros.The luxury leather goods market is seriously competitive, in which customer satisfaction is the number one priority for any company. To ensure customer satisfaction it is necessary to apply certain techniques and methods to increase the quality of the products produced. One of these activities involves identifying defects, visible or not, in the leather goods. This process must be carried out as soon as possible in a product's life cycle, otherwise it may be the customer who identifies these defects in the final product. This type of problem has a greater impact on the company, not only because of its direct costs, but also because of its indirect costs. In this dissertation it is analyzed an example of this problem and it is developed a method for carefully identifying the problem, in a timely manner, and therefore enabling the creation of possible solutions. The problem analyzed in this dissertation is the creation of a tear in card holders, after several years of use. This failure is recurrent, not controllable, or identifiable, and constitutes the biggest reason for complaints by customers on products of the same family. To recreate this flaw, it was necessary to develop a testing system that would allow simulating the human gesture of inserting and removing a card. The system would have to repeat these movements for twenty thousand cycles (equivalent to about twenty years of normal use of a user) in a precise and intuitive way. This was made up of an articulated collaborative robotic arm of 6 DOF, an end-effector with two fixed cards and a support to immobilize a piece while it is being tested. The support was developed to accommodate pieces of variable shapes thanks to three movable walls, adjustable with the aid of three threaded spindles. Once the assembly of the physical system was completed and the robotic arm was programmed, it was time to select the parts to be tested. A total of seven samples were submitted to the test, from which three of a model A, three of a model B and one of a model C. After a period of 17 hours to test each part, wear and tear results were obtained and proved that the development of the test proved was successful. It was found that all specimens showed signs of a tear in the studied area, with a common appearance and very similar to a real case of a client. The similarity between the tested parts and damaged customer parts and the low variability between the results also allowed for the validation of the procedure in order to be applied in similar future projects