PMR 2450 PROJETO DE MÁQUINAS. Julio C. Adamowski Tarcísio Hess Coelho Gilberto F. Martha de Souza

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Kléber César Cavalheiro
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2 Objetivos Exercitar o projeto de uma máquina-ferramenta controlada por computador, aplicando os conceitos a serem apresentados na disciplina e os conhecimento adquiridos em outras disciplinas do curso. Exercitar o trabalho em equipe na execução do projeto. Máquina CNC: vários sub-sistemas, conhecimento multidisciplinar O projeto de uma máquina CNC exige a participação de uma equipe de trabalho atuando no projeto dos vários subsistemas que compõem esse tipo de máquina e na integração desses sub-sistemas.

3 Organização da disciplina Aulas expositivas sobre: sistemas mecânicos e eletrônicos e de controle que compõem máquinas CNC, tópicos sobre projeto de máquinas-ferramentas, metodologia de projeto, documentação do projeto, gerenciamento de trabalho em equipe. Aulas de laboratório de projeto em sala de aula: discussão do projeto dos sub-sistemas com os colegas e professores, verificação de etapas do projeto e avaliação do progresso do projeto. Aulas de laboratório: acompanhamento da fabricação das peças, implementação de software de movimentação e controle (motores, sensores), software de interface com usuário, montagem mecânica, integração mecânica eletrônica e software.

4 Exemplo: HSMC

6 Projetos de 2002, 2003 e 2004 mini-fresadoras mini-tornos fresadoras para usinagem de madeira

14 O nosso Projeto Projeto e construção de 4 máquinas CNC Equipes formadas por 15 alunos

15 Máquinas 1) mini-torno com contra-ponta 2 eixos com com guias lineares e acionamento através de motores de passo e sincronização da rotação com as translações com encoder óptico 2) mini-fresadora para usinagem de placas de circuito impresso 3 eixos com guias lineares e acionamento através de motores de passo 3) fresadora para usinagem de madeira 3 eixos com guias lineares e acionamento através de fusos de esferas e motores CC com encoder 4) fresadora para usinagem de madeira com a peça parada 2 eixos com guias lineares e acionamento por correias sincronizadoras e motores de passo e 1 eixo com fuso de esferas e motor de passo

16 Máquina de controle numérico: estrutura e sistema de movimentação controlador acionamento dos motores leitura dos sensores, controle de trajetória, interpretador de linguagem de máquina inteface com o usuário

17 Componentes mecânicos e eletrônicos: guias lineares, fusos com castanhas de esferas recirculantes, acoplamentos, polias e correias sincronizadoras, rolamentos radiais, tubos quadrados de aço para a estrutura, tarugos de aço e alumínio, motores de passos, servo motores CC, motor CA, encoders, placas microprocessadoras, placas de acionamentro de motores de passos e de motores CC, inversor de freqüência, leitura de encoder e acionamento de relés.

18 Exemplo de placa disponível para utilização no projeto: acionamento de motor de passo TRIMP OTS JUMPERS CON3 CON1 CON2 CON4 Manual de aplicação, esquema elétrico Data sheet dos componentes

19 Responsabilidades Cada equipe receberá os componentes em condições de uso demonstradas na entrega e deverão repor componentes que sofram danos que não possam ser reparados no PMR. Exemplo: Placa do microcontrolador BL 1800 que deixou de funcionar por uma conexão errada ou algum curto-circuito. Essa placa não pode ser reparada no PMR e, portanto, deverá ser reposta pela equipe caso deixe de funcionar.

20 Documentação do projeto Propostas de soluções e escolha da melhor solução, esboços, etc. Desenhos mecânicos de conjunto e de fabricação das peças (esboços e utilização de um software de CAD: Solid Edge, Autocad, Solid Works, Inventor, etc.) Memorial de cálculos Esquemas elétricos Programas de controle de trajetória, interpretador de linguagem de máquina (código G), acionamento de motores de passo e CC, leitura de encoder, comunicação serial com PC, interface com o usuário, etc. Relatório final do projeto

21 Entrega do protótipo Demonstração do protótipo funcionando de acordo com requisitos mínimos, tais como: Movimentação manual e automática (curvas de acelerações dos motores) Interpretação do programa de usinagem (funções essenciais do código G) no controlador da máquina Interpolação linear em 3 eixos Comunicação serial com um computador externo para envio de programa e monitoração de posição na movimentação manual Usinagem de peças

22 Bibliografia Básica: Hyman, B. Fundamentals of Engineering Design, 1 a edição, Prentice- Hall, Slocum, A.H. Precision Machine Design, 1 a edição, Prentice-Hall, Altintas, Y., Manufacturing Automation Metal Cutting Mechanics, Machine Toll Vibrations, and CNC Design, Cambridge University Press, Bibliografia Complementar: Mehta, N.K. Machine Tool Design, 1 a edição, Tata McGraw-Hill Publishing, Pahl, G. ; Beitz, W. Engineering Design: A Systematic Approach, 2 a edição, Spring-Verlag, Catálogos de Fabricantes.

23 Avaliação Média M = 0,4*P + 0,1*AE + 0,5*T Sendo: T = nota do projeto; P = média aritmética de três provas AE = média das avaliações intermed. do projeto. Prova Substitutiva com toda a matéria ao final do curso

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