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PMR 2450 PROJETO DE MÁQUINAS Julio C. Adamowski Tarcísio Hess Coelho Gilberto F. Martha de Souza
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.
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.
Exemplo: HSMC
Projetos de 2002, 2003 e 2004 mini-fresadoras mini-tornos fresadoras para usinagem de madeira
O nosso Projeto Projeto e construção de 4 máquinas CNC Equipes formadas por 15 alunos
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
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
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.
Exemplo de placa disponível para utilização no projeto: acionamento de motor de passo TRIMP OTS
J UMP ERS CON3
CON1
CON2 CON4
Manual de aplicação, esquema elétrico Data sheet dos componentes
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.
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
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
Bibliografia Básica: Hyman, B. “Fundamentals of Engineering Design”, 1a edição, PrenticeHall, 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-Hill Publishing, 1988. Pahl, G. ; Beitz, W. “Engineering Design: A Systematic Approach”, 2a edição, Spring-Verlag, 1996. Catálogos de Fabricantes.
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
