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PMR 2450PROJETO DE MÁQUINAS
Julio C. AdamowskiTarcísio Hess Coelho
Gilberto F. Martha de Souza
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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.
O projeto de uma máquina CNC exige a participação de uma equipe de trabalho atuando no projeto dos vários sub-sistemas que compõem esse tipo de máquina e na integração desses sub-sistemas.
Máquina CNC:
vários sub-sistemas, conhecimento multidisciplinar
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Organização da disciplinaAulas 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.
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Exemplo:
HSMC
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Projetos de 2002, 2003 e 2004
mini-fresadorasmini-tornos
fresadoras para usinagem de madeira
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O nosso Projeto
Projeto e construção de 4 máquinas CNC
Equipes formadas por 15 alunos
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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
Máquinas
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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
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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.
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Exemplo de placa disponível para utilização no projeto:
acionamento de motor de passo
CON1
CON2
CON3
CON4
JUMPERSTRIMPOTS
Manual de aplicação, esquema elétrico
Data sheet dos componentes
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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.
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Documentação do projetoPropostas 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
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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
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Bibliografia Básica:
Hyman, B. “Fundamentals of Engineering Design”, 1a edição, Prentice-Hall, 1998.
Slocum, A.H. “Precision Machine Design”, 1a edição, Prentice-Hall, 1992.
Altintas, Y., Manufacturing Automation – Metal Cutting Mechanics, Machine Toll Vibrations, and CNC Design, Cambridge University Press, 2000.
Bibliografia Complementar:
Mehta, N.K. “Machine Tool Design”, 1a edição, Tata McGraw-HillPublishing, 1988.
Pahl, G. ; Beitz, W. “Engineering Design: A Systematic Approach”, 2a
edição, Spring-Verlag, 1996.
Catálogos de Fabricantes.
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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