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PMR 2450PROJETO DE MÁQUINAS

Julio C. AdamowskiTarcísio 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.

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

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.

Exemplo:

HSMC

Projetos de 2002, 2003 e 2004

mini-fresadorasmini-tornos

fresadoras para usinagem de madeira

O nosso Projeto

Projeto e construção de 4 máquinas CNC

Equipes formadas por 15 alunos

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

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

CON1

CON2

CON3

CON4

JUMPERSTRIMPOTS

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 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

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, 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.

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