fatec-sp - esteira transportadora automatizada

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Faculdade de Tecnologia de São Paulo Esteira Transportadora Automatizada Autores Diego Ferreira Gomes Fernando Li Igor Reginato João Marcos Stumpf Oswaldo Mazini Júnior Raphael Tanuri Thiago De Marco Ventura 2006

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Esteira Transportadora Automatizada

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  • Faculdade de Tecnologia de So Paulo

    Esteira Transportadora Automatizada

    Autores

    Diego Ferreira Gomes Fernando Li

    Igor Reginato Joo Marcos Stumpf

    Oswaldo Mazini Jnior Raphael Tanuri

    Thiago De Marco Ventura

    2006

  • Curso Mecnica de Preciso

    Discipl ina Construo em Mecnica de Preciso

    Trabalho de Concluso de Curso Esteira Transpor tadora Automat izada

    Professor orientador Prof . Srgio Augusto M. de Mel lo Senra Departamento de Mecnica de Preciso

    Autores Diego Ferre ira Gomes

    Fernando Li Igor Reginato

    Joo Marcos Stumpf Oswaldo Mazin i Jn ior

    Raphael Tanur i Th iago De Marco Ventura

    2006

  • Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    3

    DEDICATRIA

    (Diego Ferreira Gomes) minha famlia, a qual muitas vezes estive ausente quando eles

    precisavam para eu poder realizar esse trabalho e me ajudaram muito ao longo do curso nos momentos mais difceis, a todos os meus amigos de grupo, e a

    Deus que me deu a oportunidade de estar esses trs anos com esse grupo que

    em minha opinio virou minha segunda famlia.

    (Fernando Li) A todos os que me apoiaram e me deram suporte para concluir meus

    objetivos.

    (Igor Reginato) A Deus que sempre esteve sobre todas as coisas, aos meus pais que

    sempre estiveram ao meu lado, aos amigos que contriburam com

    conhecimento e ateno para as necessidades ao longo do curso e, as

    pessoas que me incentivaram a terminar o curso.

    (Joo Marcos Stumpf) A todos os meus familiares, e a todas as pessoas que esto do meu

    lado, as quais no me deixaram desistir dos meus objetivos.

  • Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    4

    DEDICATRIA

    (Oswaldo Mazini Jr.) minha esposa Janete, meus filhos Carolina e Lucas e a minha sogra

    Antonia por compreenderem o motivo de minha ausncia e pelo incentivo dado

    para continuar os meus estudos.

    (Raphael Tanuri) minha namorada Marcela, minha famlia e meus amigos por

    compreenderem a minha ausncia e ajudarem nos momentos de deciso.

    (Thiago De Marco Ventura) Aos meus amigos, professores, familiares, a minha namorada, a Deus e

    a todas as pessoas que me incentivaram nessa fase de aprendizado. Gostaria

    de agradecer em especial aos professores de Clculo, Maria Ilria Rossi e

    Paulo Katsuyoshi Kurata, pelas orientaes, aprendizado e conhecimentos,

    que foram para mim de fundamental importncia pessoal e profissional.

  • Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    5

    AGRADECIMENTOS

    Aos professores(as) da Faculdade de Tecnologia de So Paulo FATEC SP , pelos ensinamentos ministrados durante o curso que nos

    auxiliaram na obteno de solues para os problemas apresentados, em

    especial ao Prof. Srgio Augusto M. Mello Senra e Prof.Jorge Ueno pela

    orientao e ajuda na confeco do projeto e apoio no uso do laboratrio de Eletrnica e Oficina de Mecnica de Preciso da Fatec-SP.

    A HABASIT especialmente na pessoa de seu Diretor Maurizio Cozzi pelo

    apoio e fornecimento de catlogos e da correia transportadora.

    As empresas Mersh, Kitani, Grupo Delga, ABB, Nossa Caixa, Vivo e

    Mller, pela contribuio com orientaes, ferramental e materiais, bastante

    teis a nossa pesquisa.

    Aos instrutores da Oficina de Mecnica de Preciso, aos colegas do

    Departamento de Soldagem da FATEC, aos colegas do Laboratrio de

    Eletrnica pelo apoio e auxilio na confeco do projeto, aos colegas do laboratrio de Mecnica que por muitas vezes nos possibilitaram o uso das

    mquinas.

    E a todos os colegas que de uma forma ou de outra contriburam para

    que o projeto pudesse ser realizado com sucesso.

  • Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    6

    RESUMO

    Durante o andamento do curso de Mecnica de Preciso, foram vistas

    diversas disciplinas que englobavam conhecimentos em mecnica, eletrnica e

    programao. Visando o aperfeioamento e a prtica desses conhecimentos,

    temos como projeto de concluso de curso, a elaborao de uma esteira transportadora automatizada.

    A esteira transportadora funciona como uma mesa de inspeo, sendo

    que a sua estrutura foi construda e moldada com ao, dispostos para a

    formao da base e suportes laterais.

    Um ou mais recipientes colocados por vez sobre a mesa, sendo

    movimentados atravs de uma correia e passam por uma inspeo feita por

    sensores de luz, que verificaro o volume de liquido contido nesses recipientes

    e atravs de um circuito construdo especialmente para essa finalidade,

    identificara se a garrafa em teste ser aprovada ou reprovada.

    Palavras chave: esteira; garrafas; sensores de luz; volume.

  • Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    7

    ABSTRACT

    During the time that the Precision Mechanics (Mecnica de Preciso) course was in process, several subjects that embody acquirements in themes like mechanics, electronics and programming were seen. Aiming to improve and

    practice these acquirements, it will be done as a graduation work, an automated

    conveyor belt.

    This conveyor belt works like an inspection table with a structure

    specially built and designed with steel. Theses materials are disposed as main

    base and side supports.

    One or more recipients put on the table by turns, being dragged by a belt

    to an inspection area where they will be checked by light sensors, which will

    examinee the bottles volume and using an electronic circuit specially built to

    that go which will evaluate if the testing recipient is approved or reproved.

    Keywords: conveyor belt; bottles; light sensors; volume.

  • SUMRIO

    1. INTRODUO________________________________________________________________ 10

    1.1. OBJETIVO________________________________________________________________ 10

    1.2. METODOLOGIA DE TRABALHO ______________________________________________ 10

    2. ESTADO DA ARTE DO PROJETO _______________________________________________ 12

    2.1. COMPONENTES MECNICOS DA ESTEIRA____________________________________ 12 2.1.1. Acoplamento Rgido____________________________________________________ 12

    2.1.1.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 13 2.1.2. Barra de apoio 01 _____________________________________________________ 13

    2.1.2.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 14 2.1.3. Barra de apoio 02 _____________________________________________________ 14

    2.1.3.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 15 2.1.4. Barra de apoio 03 _____________________________________________________ 15

    2.1.4.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 16 2.1.5. Barra principal 01 _____________________________________________________ 16

    2.1.5.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 17 2.1.6. Barra principal 02 _____________________________________________________ 17

    2.1.6.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 18 2.1.7. Chapa de Apoio Lateral. _______________________________________________ 18

    2.1.7.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 19 2.1.8. Chapa Motor 01_______________________________________________________ 19

    2.1.8.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 20 2.1.9. Chapa Motor 02_______________________________________________________ 20

    2.1.9.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 21 2.1.10. Chapa Trava _________________________________________________________ 21

    2.1.10.1. Processo de Fabricao _____________________________________________ 22 2.1.11. Mancal ______________________________________________________________ 22

    2.1.11.1. Processo de Fabricao _____________________________________________ 23 2.1.12. Mesa de Apoio Central_________________________________________________ 23

    2.1.12.1. Processo de Fabricao _____________________________________________ 24 2.1.13. Rolete de Apoio ______________________________________________________ 24

    2.1.13.1. Processo de Fabricao _____________________________________________ 25 2.1.14. Rolete Movido ________________________________________________________ 25

    2.1.14.1. Processo de Fabricao _____________________________________________ 26 2.1.15. Rolete Motor _________________________________________________________ 26

    2.1.15.1. Processo de Fabricao _____________________________________________ 27

  • 8

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.2. MONTAGEM DOS COMPONENTES ___________________________________________ 28

    2.3. COMPONENTES ELTRICOS/ ELETRNICOS/ DE CONTROLE____________________ 31 2.3.1. Fonte de Alimentao __________________________________________________ 31

    2.3.1.1. Fundamentos das fontes reguladas discretas ______________________________ 32 2.3.1.2. Reguladores Monolticos ______________________________________________ 34 2.3.1.3. Especificaes da Fonte ______________________________________________ 35

    2.3.2. Motor de Passo ________________________________________________________ 36 2.3.2.1. Modos de Acionamentos de Motores de Passo ____________________________ 38

    2.3.2.1.1. Modo wave ____________________________________________________ 38 2.3.2.2. Projeto de Hardware do Sistema ________________________________________ 40 2.3.2.3. Concluses sobre o projeto de controle do Motor de Passo ___________________ 42

    2.3.2.3.1. Vantagens e Desvantagens _______________________________________ 42 2.3.2.3.2. Viso geral_____________________________________________________ 43 2.3.2.3.3. Aplicaes _____________________________________________________ 43

    2.3.3. Programao do Basic-Step _____________________________________________ 44 2.3.3.1. Programa de identificao da esteira_____________________________________ 44 2.3.3.2. Controle do motor de passo____________________________________________ 48

    3. MEMORIAL DE CLCULO DO PROJETO _________________________________________ 50

    3.1. ESCOLHA DOS COMPONENTES DO PROJETO_________________________________ 50 3.1.1. Dados da correia transportadora _________________________________________ 50 3.1.2. Formulrio ____________________________________________________________ 51

    3.1.2.1. Clculo da fora para transporte do material_______________________________ 52 3.1.3. Seleo dos materiais __________________________________________________ 53

    3.1.3.1. Seleo da Correia___________________________________________________ 53 3.1.3.1.1. Especificaes da Correa _________________________________________ 53

    3.1.3.2. Outros materiais selecionados__________________________________________ 54 3.1.3.2.1. Especificaes dos Materiais ______________________________________ 54

    4. CONCLUSO ________________________________________________________________ 55

    5. BIBLIOGRAFIA_______________________________________________________________ 56

    6. ANEXOS ____________________________________________________________________ 57

  • 9

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    LISTA DE FIGURAS

    Figura 1 - Acoplamento rgido ______________________________________________ 12 Figura 2 - Barra de apoio 01_________________________________________________ 13 Figura 3 - Barra de apoio 02 ________________________________________________ 14 Figura 4 - Barra de apoio 03 ________________________________________________ 15 Figura 5 - Barra Principal 01_________________________________________________ 16 Figura 6 - Barra Principal 02 ________________________________________________ 17 Figura 7 - Chapa de Apoio Lateral____________________________________________ 18 Figura 8 - Chapa Motor 01 __________________________________________________ 19 Figura 9 - Chapa Motor 02 __________________________________________________ 20 Figura 10 - Chapa Trava ____________________________________________________ 21 Figura 11 Mancal ________________________________________________________ 22 Figura 12 - Mesa de Apoio Central ___________________________________________ 23 Figura 13 - Rolete de apoio _________________________________________________ 24 Figura 14 - Rolete Movido___________________________________________________ 25 Figura 15 - Rolete Motor ____________________________________________________ 26 Figura 16 - Barras de Apoio ________________________________________________ 28 Figura 17 - Esteira Montando________________________________________________ 28 Figura 18 - Esteira Montando _______________________________________________ 29 Figura 19 - Esteira Montando _______________________________________________ 29 Figura 20 - Esteira Montando _______________________________________________ 30 Figura 21 - Esteira Montando _______________________________________________ 30 Figura 22 - Circuito bsico da fonte de alimentao ____________________________ 32 Figura 23 - Circuito com a estrutura bsica do Regulador Srie __________________ 32 Figura 24 - Circuito utilizando um regulador de tenso __________________________ 34 Figura 25 - Circuito driver do motor de passo por fonte de tenso.________________ 38 Figura 26 - Alimentao do motor de passo por fonte de tenso. _________________ 39 Figura 27 - Circuito final driver do motor de passo____________________________ 40 Figura 28 - Hardware do sistema de controle de motor de passo. _________________ 41 Figura 29 Estrutura Tubular Retangular _____________________________________ 54 Figura 30 Parafusos Allen M6 com cabea __________________________________ 54

  • 10

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    LISTA DE TABELAS

    Tabela 1 - Relao dos valores de ngulo de passo e respectivos passos por volta ___36 Tabela 2 - Dados iniciais da Esteira____________________________________________51 Tabela 3 - Fora Tangencial na correia ________________________________________51 Tabela 4 Clculos para seleo da correia transportadora _______________________52 Tabela 5 - Clculo da carga de tenso da esteira (BP), em kg/m ____________________52 Tabela 6 - Ajuste do BP calculado para condies especficas de servio ___________52 Tabela 7 - Clculo da resistncia admissvel da esteira, ABS ______________________52 Tabela 8 - Confirmao da resistncia do eixo motor ___________________________ 53

  • 10

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    1. INTRODUO

    1.1. OBJETIVO

    Este projeto tem como objetivo projetar, calcular, fabricar, montar, programar, simular e descrever o funcionamento de uma esteira transportadora de recipientes

    plsticos. Esta por sua vez, far o reconhecimento de uma quantidade de lquido

    especificada contida nos recipientes. Caso haja um volume inferior especificada no programa, os sensores contidos na esteira, os quais tm a funo de verificar a

    quantidade de lquido e definir que tipo de liquido presente nos recipientes, avaliaro

    se estes recipientes sero aprovados.

    1.2. METODOLOGIA DE TRABALHO

    O estudo para realizao deste trabalho baseou-se em todas as etapas que

    compem a construo de um prottipo de uma esteira transportadora automatizada,

    cujo objetivo identificar o nvel de liquido mnimo para vasilhames de plstico atravs de um sensor LDR e um Laser Pointer alocados na altura correspondente ao

    nvel de 500ml para efetuar a medio e atravs de um microcontrolador

    devidamente programado, efetuar a coleta de dados para anlise.

    Essa medio feita em movimento executado por um motor de passo e

    correia transportadora. A velocidade controlada atravs de um microprocessador.

  • 11

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    O processo de confeco da esteira foi dividido em quatro etapas:

    - Projeto Clculos e desenhos; - Fabricao Mecnica operaes de usinagem, corte, dobra, furao

    e montagem mecnica;

    - Automao confeco dos circuitos eletrnicos, fonte de

    alimentao e sensores;

    - Integrao montagem da parte mecnica junto com a parte eletrnica e ajustes e testes.

    Sendo que cada etapa da confeco do prottipo foi detalhada nos captulos

    com se seguem.

    O captulo 2.1 trata do estudo dos materiais a ser utilizados (estrutura mecnica), desenho do projeto, confeco dos processos de fabricao (usinagem, corte, furao, dobra, etc.), especificao de funcionamento e montagem da parte mecnica.

    O captulo 2.2 trata do processo de integrao de todos os elementos

    envolvidos para o funcionamento da esteira e sua montagem, ajustes necessrios, e testes realizados a fim de verificar a eficincia do projeto.

    O captulo 2.3 trata do estudo, projeto e confeco da parte eletrnica da esteira, envolvendo para isso a escolha de componentes eletrnicos adequados

    para a montagem de mdulos como a fonte de alimentao, o circuito de controle e

    programao, os sensores e o motor de passo.

    O terceiro captulo trata da descrio dos valores limites estipulados para a

    confeco do projeto, funcionalidade e capacidade, onde so apresentados os clculos efetuados e os dados obtidos para a realizao das especificaes do

    projeto.

  • 12

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2. ESTADO DA ARTE DO PROJETO

    2.1. COMPONENTES MECNICOS DA ESTEIRA

    Neste item ser detalhada a construo de todas as partes mecnicas do

    conjunto, incluindo os processos de fabricao.

    2.1.1. Acoplamento Rgido

    O Acoplamento utilizado para transmitir o movimento do motor de passo

    para o rolete de trao da esteira.

    Figura 1 - Acoplamento rgido

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 13

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.1.1.1. Processo de Fabricao

    a) A Partir do Blank cilndrico, cortado previamente prximo as dimenses especificadas, foi usinado, em torno mecnico, at ser

    atingido o dimetro nominal de 20mm;

    b) Faceamento das laterais do cilindro delimitando o comprimento de uma polegada;

    c) Furao interna de 13mm para o eixo do rolete; d) Furao interna de 7mm para o eixo do motor; e) Furao passante dos furos de apoio (dimetro de 5mm); f) Torqueamento das Roscas M6.

    2.1.2. Barra de apoio 01

    A barra de apoio 01 tem como funo sustentar o conjunto e garantir o paralelismo da esteira em relao ao plano de apoio, superfcie de contato, garantindo tambm, o alinhamento das barras principais.

    Figura 2 - Barra de apoio 01

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 14

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.1.2.1. Processo de Fabricao

    a) Serrou-se um perfil retangular de 20mm x 50mm at o comprimento nominal.

    b) Remoo das rebarbas com a lima fina. c) Acabamento com a lixa para remoo da ferrugem. d) Furao na face superior para fixao dos outros componentes,

    dimetro de 6mm.

    e) Furao na face inferior para insero das porcas de fixao para travamento da barra principal 02.

    2.1.3. Barra de apoio 02

    A barra de apoio 02 tem como funo sustentar o conjunto e garantir o alinhamento do motor com o eixo motriz.

    Figura 3 - Barra de apoio 02

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 15

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.1.3.1. Processo de Fabricao

    a) Serrou-se um perfil retangular de 20mm x 50mm at o comprimento nominal.

    b) Remoo das rebarbas com a lima fina. c) Acabamento com a lixa para remoo da ferrugem. d) Furao na face superior para fixao dos outros componentes,

    dimetro de 6mm.

    2.1.4. Barra de apoio 03

    A barra de apoio 03, assim como a barra 01, tem como funo sustentar o

    conjunto e garantir o paralelismo da esteira em relao ao plano de apoio, superfcie de contato, garantindo tambm, o alinhamento das barras principais.

    Figura 4 - Barra de apoio 03

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 16

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.1.4.1. Processo de Fabricao

    a) Serrou-se um perfil retangular de 20mm x 50mm at o comprimento nominal.

    b) Remoo das rebarbas com a lima fina. c) Acabamento com a lixa para remoo da ferrugem. d) Furao na face superior para fixao dos outros componentes,

    dimetro de 6mm.

    2.1.5. Barra principal 01

    A barra principal 01 a barra transversa em que se apiam todos os itens da

    esteira, nela que ficam apoiados correia, a mesa, a parte eletrnica e os

    sensores, tem atuao igual a da barra principal 02.

    Figura 5 - Barra Principal 01

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 17

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.1.5.1. Processo de Fabricao

    a) Serrou-se um perfil retangular de 20mm x 50mm at o comprimento nominal.

    b) Remoo das rebarbas com a lima fina. c) Acabamento com a lixa para remoo da ferrugem. d) Furao na face superior para fixao dos outros componentes,

    dimetro de 6mm.

    e) Fresagem da face superior para deslocamento do rolo movido e ajuste de paralelismo da esteira.

    f) Furao Lateral para apoio da mesa central.

    2.1.6. Barra principal 02

    A barra principal 02 a barra transversa em que se apiam todos os itens da esteira, nela que ficam apoiados correia, a mesa, a parte eletrnica e os sensores.

    Figura 6 - Barra Principal 02

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 18

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.1.6.1. Processo de Fabricao

    a) Serrou-se um perfil retangular de 20mm x 50mm at o comprimento nominal.

    b) Remoo das rebarbas com a lima fina. c) Acabamento com a lixa para remoo da ferrugem. d) Furao na face superior para fixao dos outros componentes,

    dimetro de 6mm.

    e) Fresagem da face superior para deslocamento do rolo movido e ajuste de paralelismo da esteira.

    f) Furao Lateral para apoio da mesa central.

    2.1.7. Chapa de Apoio Lateral.

    Esta chapa onde se localizam as unidades de leitura ptica, o circuito

    eletrnico e a fonte de alimentao.

    Figura 7 - Chapa de Apoio Lateral

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 19

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.1.7.1. Processo de Fabricao

    a) Recorte da Chapa at sua dimenso sem as dobras. b) Dobra 90 no comprimento para apoio. c) Dobra 90 no lado oposto. d) Furao para aparafusamento a Mesa Central. e) Furao para Apoio dos Sensores.

    2.1.8. Chapa Motor 01

    Esta chapa utilizada principalmente para a regulagem vertical e horizontal

    do eixo do motor com o eixo motriz, regulagem esta feita atravs de oblongos.

    Figura 8 - Chapa Motor 01

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 20

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.1.8.1. Processo de Fabricao

    a) Recorte da Chapa at sua dimenso sem as dobras. b) Dobra 90 no comprimento para apoio. c) Fresagem dos Oblongos para deslocamento horizontal. d) Fresagem Central para deslocamento vertical. e) Furao Fixao do Motor.

    2.1.9. Chapa Motor 02

    Esta chapa utilizada para criar uma superfcie de apoio ao Motor de Passo,

    que quando fixado a ela obtm dois furos para ajuste junto com a chapa motor 01.

    Figura 9 - Chapa Motor 02

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 21

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.1.9.1. Processo de Fabricao

    a) Recorte da Chapa at sua dimenso sem as dobras. b) Furao Central para o eixo do motor. c) Furao para fixao do motor (4 furos eqidistantes do centro). d) Furao para fixao da chapa motor 01.

    2.1.10. Chapa Trava

    Esta chapa utilizada com o intuito nico de garantir o paralelismo entre a

    barra de apoio 01 e a barra de apoio 02, possibilitando maior firmeza para os ajustes do motor.

    Figura 10 - Chapa Trava

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 22

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.1.10.1. Processo de Fabricao

    a) Recorte da Chapa at sua dimenso sem as dobras. b) Dobra 90 no comprimento. c) Furao para fixao as barras de apoio.

    2.1.11. Mancal

    Os Mancais so utilizados para sustentar os rolamentos, rolamentos estes

    que permitem suavidade no movimento da esteira. Usinados na Fatec para atender

    as nossas necessidades especficas os mancais so uma das peas mais

    importantes do projeto.

    Figura 11 Mancal

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 23

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.1.11.1. Processo de Fabricao

    a) Corte do Blank de uma placa de ao 1020. b) Planificao na Fresa da espessura. c) Esquadrejamento por Fresagem. d) Torneamento do Furo de apoio do Rolamento. e) Furao dos parafusos de fixao do mancal as barras principais.

    2.1.12. Mesa de Apoio Central

    A Mesa de Apoio Central e aonde a correia da esteira descansa e retransmite

    o peso dos vasilhames lquidos, alm da atuao de suporte, tambm o link de

    ligao com a estrutura de suporte dos componentes eletrnicos.

    Figura 12 - Mesa de Apoio Central

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 24

    Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada

    2.1.12.1. Processo de Fabricao

    a) Corte do Blank da placa de alumnio me. b) Corte da chapa at a dimenso nominal. c) Dobra 90 no comprimento. d) Dobra 90 no comprimento lado oposto. e) Fresagem dos canais de insero na barra principal (quatro canais

    para montagem nas laterais das barras principais). f) Fresagem para insero do Rolo de Apoio (terceiro eixo). g) Furao para fixao da Chapa de Apoio Lateral.

    2.1.13. Rolete de Apoio

    O Rolete de apoio fixo, e tem a funo de tencionar apropriadamente a

    correia da esteira atravs do lado de carga da mesma.

    Figura 13 - Rolete de apoio

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 25

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    2.1.13.1. Processo de Fabricao

    a) Corte do Blank Cilndrico. b) Torneamento at o dimetro nominal. c) Faceamento das Laterais. d) Furao no sentido axial dos dois lados. e) Torqueamento para aparafusamento no interior da Mesa de Apoio

    Central.

    2.1.14. Rolete Movido

    O Rolete Movido ligeiramente mais largo que o motor para promover uma

    inclinao adequada ao conjunto, possui possibilidade de transladar longitudinalmente para tencionar mais ou menos a esteira.

    Figura 14 - Rolete Movido

    Fonte: LAP- FATEC-SP

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    2.1.14.1. Processo de Fabricao

    a) Corte do Blank Cilndrico. b) Torneamento at o dimetro nominal. c) Faceamento das Laterais. d) Torneamento dos eixos na regio de apoio com o rolamento. e) Torneamento da zona de transio. f) Torneamento da regio cnica.

    2.1.15. Rolete Motor

    O Rolete Motor tem a funo de tencionar a esteira e os vasilhames, precisa

    ter aderncia e suavidade em seu movimento, aps a usinagem foi recoberto com

    um material termo retrtil emborrachado.

    Figura 15 - Rolete Motor

    Fonte: LAP- FATEC-SP

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    2.1.15.1. Processo de Fabricao

    a) Corte do Blank Cilndrico.

    b) Torneamento at o dimetro nominal.

    c) Faceamento das Laterais.

    d) Torneamento dos eixos na regio de apoio com o rolamento.

    e) Torneamento da zona de transio.

    f) Fresagem do Chanfro de Trava do Acoplamento.

  • 28

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    2.2. MONTAGEM DOS COMPONENTES

    O Processo de Montagem rene todos os componentes mecnicos num

    conjunto s, os processos de montagem utilizados so principalmente: aparafusamento e rebitagem.

    a) Seleo e Unio dos Componentes; b) Posicionamento das Barras de Apoio;

    Figura 16 - Barras de Apoio

    Fonte: LAP- FATEC-SP

    c) Montagem das Barras Principais;

    Figura 17 - Esteira Montando

    Fonte: LAP- FATEC-SP

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    d) Aparafusamento do Motor na Chapa Motor 02; e) Aparafusamento do Chapa Trava nas Barras de Apoio; f) Aparafusamento da Chapa Motor 01 nas Barras de Apoio; g) Montagem do subconjunto motor na Chapa Motor 01; h) Ajuste do PowerTrain da esteira;

    Figura 18 - Esteira Montando

    Fonte: LAP- FATEC-SP

    i) Montagem dos Rolamentos nos Mancais; j) Montagem nos Roletes Motor e Movido nas caixas de mancais;

    Figura 19 - Esteira Montando

    Fonte: LAP- FATEC-SP

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    k) Insero do Acoplamento Rgido; l) Ajuste do Acoplamento Rgido; m) Aparafusamento do Rolete de Apoio na Mesa de Apoio Central; n) Aparafusamento da Mesa de Apoio Central no Conjunto;

    Figura 20 - Esteira Montando

    Fonte: LAP- FATEC-SP

    o) Processo de rebitamento da Chapa de Apoio Lateral com a Mesa de Apoio Central;

    p) Ajustes para compra da correia transportadora; q) Marcao para costura da correia transportadora; r) Costura da correia transportadora; s) Ajustes e concluso de Montagem.

    Figura 21 - Esteira Montando

    Fonte: LAP- FATEC-SP

  • 31

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    2.3. COMPONENTES ELTRICOS/ ELETRNICOS/ DE CONTROLE

    Na confeco da esteira transportadora foram utilizados trs elementos

    principais no que tange aos componentes eltricos, os quais sero descritos a seguir:

    - Fonte de Alimentao;

    - Motor de Passo;

    - Circuito de controle utilizando o Basic Step.

    2.3.1. Fonte de Alimentao

    Uma fonte de alimentao regulada um circuito eletrnico projetado para proporcionar uma tenso contnua pr-determinada VOreg independente da corrente

    de sada IL, da temperatura ou de quaisquer variaes na tenso da rede CA de

    alimentao de entrada [Millman].

    Vrios tipos de fonte de alimentao reguladas esto disponveis, dentre as

    quais podem ser destacadas:

    - Fontes de alimentao lineares

    - Fontes de alimentao chaveadas

    - Fontes de alimentao ressonantes

    Inicialmente, sero abordados os fundamentos bsicos das fontes lineares

    discretas, passando-se utilizao dos CI's e finalmente, s orientaes gerais dos

    projetos a serem executados.

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    2.3.1.1. Fundamentos das fontes reguladas discretas

    Basicamente, as fontes de alimentao reguladas lineares so compostas

    pela estrutura representada no diagrama em blocos dado a seguir:

    Figura 22 - Circuito bsico da fonte de alimentao

    Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP

    A seo no-regulada contm os componentes responsveis pela

    transformao da tenso da rede para o nvel de tenso CA desejado (transformador), pela converso CA/CC (retificador) e pela reduo das oscilaes (ripple) da tenso retificada (filtro).

    Figura 23 - Circuito com a estrutura bsica do Regulador Srie

    Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP

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    O resistor Rs dever garantir a polarizao do diodo zener Dz, por sua vez

    responsvel pela tenso de referncia, Vz.

    O transistor Q2, conectado na configurao seguidor de emissor, providencia

    que a tenso no seu emissor (VOreg) esteja 0.7 volts (valor correspondente tenso VBE ativo ) acima da tenso fornecida sua base. Observe que toda a corrente disponvel na sada dever fluir pelo transistor Q2. O divisor de tenso R1-R2 amostra

    a tenso de sada VOreg, fornecendo a tenso de realimentao VF base do

    transistor Q1. O transistor Q1, operando na regio ativa, estar comparando as

    tenses VF e VZ , comportando-se da seguinte forma:

    - Se Vo tende a aumentar, VF aumenta e em conseqncia, aumenta a tenso

    na base do transistor Q1. Desta forma, a corrente de coletor do transistor Q1

    aumenta, reduzindo a sua tenso de coletor a emissor (VCE) e consequentemente, a tenso na base de Q2. Novamente, a tenso de emissor de Q2 - seguindo a tenso

    de base ser reduzida, compensando o aumento inicialmente suposto.

    Considerando a tenso do diodo zener, a tenso de sada pode ser

    determinada como:

    ZBEF VVV += (1)

    Da relao,

    FF V

    RRRV

    RRV

    RV

    2

    210

    21

    0

    2

    +=

    +=

    (2)

    Ou seja,

    )(2

    210 ZBE VVR

    RRV ++= (3)

  • 34

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    O potencimetro P1 permite que a tenso de sada seja ajustada dentro de uma faixa de valores pr-escolhidos, compensando ainda as tolerncias em relao

    aos valores dos resistores e diodo zener.

    Alguns aspectos devem ainda ser considerados nas fontes de alimentao

    reguladas como a dissipao de potncia do transistor Q2, o uso de pares Darlington

    substituindo Q2 para o aumento da capacidade de corrente de sada, o uso de

    capacitores como filtros de rudos de alta freqncia, dentre outros.

    2.3.1.2. Reguladores Monolt icos

    Com o advento da Microeletrnica, tornou-se econmica e tecnologicamente

    realizvel a incorporao de todos os componentes da fonte regulada na forma

    monoltica, obtendo-se todas as vantagens dos circuitos integrados: - excelente

    desempenho, dimenses reduzidas, fcil utilizao e alta confiabilidade.

    Um regulador monoltico de grande aplicabilidade a srie 78XXC,

    constituda de reguladores de tenso fixa. A figura abaixo representa sua aplicao

    usual, onde os capacitores Ci e Co so utilizados para a filtragem de rudos de alta

    freqncia e o aumento da estabilidade de sada em relao temperatura.

    Figura 24 - Circuito utilizando um regulador de tenso

    Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP

    Estes dispositivos no exigem qualquer ajuste, tm valores de tenses de sada disponveis em 5, 6, 8, 12, 15, 18 ou 24V e capacidade de corrente at

  • 35

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    aproximadamente 1A. Possuem proteo interna contra curto-circuito, desconexo

    trmica automtica, dentre outras caractersticas de bom desempenho.

    Outros tipos de reguladores monolticos encontram-se disponveis em

    diversas verses: - tenso de sada fixa ou varivel, alta corrente, sadas simples ou

    simtricas.

    2.3.1.3. Especif icaes da Fonte

    A esteira transportadora utilizar uma fonte conforme circuito abaixo e

    utilizando os componentes descritos anteriormente para formar duas sadas de

    tenso reguladas de +5V e +24 volts respectivamente. Nota-se que o circuito

    referente tenso de +5V possui um regulador 7824 que fornece uma tenso

    regulada de 24volts na entrada do coletor do regulador 7805, isto foi feito para evitar

    que tenses da rede acima de 110V pudessem originar uma variao na tenso de

    sada do regulador 7805 acima do 5 volts devido a uma saturao do componente

    por aumento de tenso de entrada do regulador.

    Com isso podemos garantir uma tenso regulada independente da variao

    da rede externa. Os capacitores eletrolticos apresentados no circuito tm a funo

    de manter o nvel de tenso de sada e filtrar possveis transientes. J os diodos

    1n4001 tm a funo de proteo do circuito para uma sobrecorrente.

    As duas pontes retificadoras na sada do transformador visam criar uma

    independncia dos circuitos para as tenses de +5 e +24volts.

    .

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    2.3.2. Motor de Passo

    O motor de passo (Stepping Motor) um transdutor que converte pulsos eltricos em movimento mecnico. A rotao do eixo do motor caracterizada por

    um especifico ngulo incremental de passo para cada pulso de excitao. Esse

    ngulo incremental repetido precisamente em cada pulso, gerado por um

    apropriado circuito excitador. O erro que possa existir num determinado ngulo

    incremental, geralmente menor que 5%, sendo este erro no acumulativo.

    O resultado preciso e de movimento fixo, sendo que a cada pulso temos o

    movimento de um nico ngulo incremental de passo, possibilita um eficiente

    controle de posio. Sendo assim, o motor de passo possibilita um controle de

    velocidade, direo e distncia, podendo em certos casos, dispensar o controle em

    malha fechada (ou realimentao), bastando para tal haver uma segurana que o torque produzido pelo motor seja suficiente para movimentar a carga acoplada.

    O circuito excitador constitudo por um circuito seqencial e um estgio

    amplificador de sada. O circuito seqencial pode ser projetado para que o motor gire seu ngulo incremental de passo a cada pulso na sua entrada, ou para que o motor

    gire apenas meio ngulo de passo.

    A tabela descrita a seguir, ilustra os valores de ngulos de passo dos motores

    comumente encontrados no mercado, com seus respectivos nmeros de passos por

    volta.

    Tabela 1 - Relao dos valores de ngulo de passo e respectivos passos por volta Passos/Volta 500 200 180 144 72 48 24

    ngulo de passo 0,72 1,8 2,0 2,5 5,0 7,5 15,0

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    O estgio amplificador de sada pode excitar o motor por fonte de tenso ou

    fonte de corrente. Sendo adotada a fonte de tenso por ser de mais fcil acesso.

    Outros parmetros esto relacionados a seguir:

    - Holding Torque: a potncia necessria para o motor sair da posio parado;

    - Torque Residual: o resultado do fluxo magntico permanente que age nos plos do estator;

    - Resposta de Passo: o tempo de atraso para o motor dar um passo comandado. Esse tempo funo do quociente torque/inrcia. Para o motor sem

    carga da ordem de milisegundos;

    - Ressonncia: O motor de passo possui certa freqncia natural

    caracterstica, sendo que quando o motor atinge esta freqncia, ocorre um aumento

    de rudo, vibrao e o motor pode ainda perder alguns passos ou at oscilar. O valor

    dessa freqncia depende do motor, carga, e circuito driver. Sendo assim, podemos

    modificar esse valor atravs de projeto; - Slew Rate: Impossibilidade de parar, comear ou reverter o movimento

    instantaneamente.

    Estes e outros parmetros evidenciam que o motor de passo utilizado em

    movimentos que requerem baixa velocidade de operao, mesmo porque, seu limite

    superior determinado em aproximadamente 500 passos/segundo em alguns

    modelos de motores.

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    2.3.2.1. Modos de Acionamentos de Motores de Passo

    Independente do tipo de alimentao ser unipolar ou bipolar, os enrolamentos

    do motor de passo podem ser acionados segundo quatro modos:

    a) Modo manual; b) Modo wave; c) Modo meio passo; d) Modo micro passo.

    O modo utilizado foi o Modo Wave.

    2.3.2.1.1. Modo wave

    O modo wave caracteriza-se pelo acionamento de uma nica fase a cada

    passo. O consumo menor se comparado ao modo normal, porm com menor

    torque.

    Primeiramente ser mostrado o projeto de um estgio de sada por fonte de tenso, conforme figura mostrada abaixo:

    Figura 25 - Circuito driver do motor de passo por fonte de tenso. Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP

    A figura ilustra o circuito bsico driver de motor de passo por fonte de tenso.

    Foi escolhido o transistor BD 140 (conforme folha de dados em anexo) porque a corrente de coletor e da ordem de 300mA.

  • 39

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    Devido carga indutiva do motor, podemos ter o aparecimento de tenses

    reversas de valor elevado. Para assegurar um bom funcionamento do circuito,

    evitando inclusive uma eventual queima dos transistores, devem ser colocados

    diodos em paralelo com as fases do motor para limitar esta tenso reversa, junto com resistncia para dissipar e limitar a corrente. Principalmente em baixas

    freqncias, observa-se uma melhora quanto trepidao e rudos, quando se

    utiliza os diodos protetores.

    Desta forma, utiliza-se o seguinte circuito driver por fonte de tenso para o

    motor:

    Figura 26 - Alimentao do motor de passo por fonte de tenso. Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP

    O acionamento da figura acima nos mostra que com o aumento da freqncia

    de rotao do motor, ocorre uma diminuio da corrente no caso de alimentao por

    fonte de tenso. Esta situao ocasiona uma diminuio do torque, pois sabemos

    que o torque esta relacionado potncia eltrica consumida.

    O manual do fabricante de motores de passo apresenta esta curva,

    mostrando a diminuio do torque com o aumento da freqncia de rotao.

    Para melhorar o funcionamento do motor na regio de ressonncia, podemos

    associar uma resistncia de potncia em srie com o motor, a fim de diminuir a

    relao L/R.

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    A associao diminui a oscilao do motor, mas alm de existir uma

    dissipao de potncia indesejada em cima das resistncias, temos uma diminuio do torque do motor pela reduo da corrente, podendo o motor no suportar a carga

    acoplada.

    Alm disso, com esta associao, foi possvel excitar o motor com freqncias

    altas porque ocorre uma diminuio da freqncia de corte superior.

    Porm no tivemos xito com a resistncia em srie, por isso acabamos

    usando sem esta resistncia, ficando o circuito conforme figura 10.

    2.3.2.2. Projeto de Hardware do Sistema

    Conforme verificado anteriormente, o sistema de controle digital de motor de

    passo composto por um sistema bsico de microprocessador, circuito de

    acionamento seqencial e driver do motor.

    O motor, a ser utilizado no sistema de controle digital de motor de passo, e o

    motor de 1,80.

    Esse motor de quatro fases possui o neutro ligado na terra e as fases

    ativadas com +24V. Sendo assim, os circuitos driver, mostrados anteriormente, no

    podem ser utilizados.

    A figura desenhada a seguir ilustra um circuito driver para acionamento de motor de passo com fio neutro ligado em terra.

    Figura 27 - Circuito final driver do motor de passo. Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP

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    A figura 27 ilustra um circuito driver por fonte de tenso para acionamento

    de motor de passo com fio neutro, aterrado e fases ativadas com +Vcc.

    Observamos que o transistor BC546 na entrada do circuito inverte a lgica,

    ativando a fase i do motor, saturando o transistor BD140 quando Zi est com nvel

    lgico 1.

    Da mesma forma, com nvel lgico 0 na entrada Zi, a fase i do motor fica

    desativada porque o transistor BD140 entra em corte.

    importante ressaltar que pelo fato do motor ter quatro fases distintas, so necessrios quatro circuitos driver para o acionamento do motor. A sada Z1 aciona

    o fio marrom do motor, o Z2 o vermelho, o Z3 o branco e o Z4 o verde. O fio neutro

    preto deve ser conectado terra.

    De maneira a facilitar a visualizao do hardware do sistema de controle digital de motor de passo, a figura dada a seguir, ilustra a interligao de todos os blocos descritos anteriormente.

    Figura 28 - Hardware do sistema de controle de motor de passo. Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP

  • 42

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    2.3.2.3. Concluses sobre o projeto de controle do Motor de Passo

    2.3.2.3.1. Vantagens e Desvantagens

    Em relao aos demais tipos de motores, o motor de passos apresenta

    evidentes vantagens: como tamanho e custo reduzidos, total adaptao lgica

    digital (o que permite o controle preciso da velocidade direo e distncia), caractersticas de bloqueio, pouco desgaste e dispensa realimentao.

    Outra vantagem do motor de passos em relao aos outros motores a

    estabilidade. Quando quisermos obter uma rotao especfica de certo grau,

    calcularemos o nmero de rotao por pulsos o que nos possibilita uma boa

    preciso no movimento. Os antigos motores passavam do ponto e para voltar

    precisavam da realimentao negativa. Por no girar por passos a inrcia destes

    maior e assim so mais instveis. Como a inrcia dos motores de passos menor a

    possibilidade de eles passarem do ponto desejado existe, mas se passarem podem facilmente voltar, pois so controlados por uma lgica digital.

    So poucas as desvantagens mais elas existem: m relao potncia -

    volume e principalmente controle relativamente complexo.

  • 43

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    2.3.2.3.2. Viso geral

    Conclumos que o motor de passo traz vrias vantagens de controle,

    facilidade da determinao da posio e velocidade de deslocamento. Todo controle

    externo, o que caracteriza o motor de passo como um motor eltrico sem

    comutadores, pois todos os bobinados no motor so parte do estator, e o rotor

    geralmente um im permanente ou de indutncia varivel com um bloco dentado

    de algum material magntico suave.

    2.3.2.3.3. Aplicaes

    Como os motores de passos tm movimentos precisos, qualquer

    equipamento pequeno que precise de preciso no movimento utilizaram estes

    motores.

    Podemos citar, por exemplo, o controle de microcmeras num circuito interno

    de vigilncia, em clnicas radiolgicas no auxlio de operadores para os mesmos

    orientem o posicionamento das pessoas submetidas a uma radiografia,

    posicionamento de uma mesa de trabalho em duas dimenses, furao automtica

    de acordo com instrues em fita sobre as posies dos furos. Sua utilizao muito

    ampla no permitindo a declarao de toda sua utilidade, mas podemos dizer que

    vai desde o controle de mquinas industriais (robs) at pequenas demonstraes num curso de robtica. Alem de ser muito bem aplicado em nossa esteira

    transportadora.

  • 44

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    Segue em anexo ainda uma compilao dos Data-Sheets dos principais

    componentes utilizados no projeto.

    2.3.3. Programao do Basic-Step

    Para a calibrao, reconhecimento, aceitao ou rejeio dos recipientes, foi feito um programa para o Basic Step a partir do computador, conforme os itens a

    seguir.

    2.3.3.1. Programa de ident if icao da esteira

    timer1 on 256 'seta timer1 parmetros do boto start%=0000 stop% =0000 plus% =0000 minus%=0000

    'parametros do ldr direta%= 0000 'incidncia direta do laser sem_liquido%= 0000 'laser atravessando garrafa sem liquido com_liquido%= 0000 'laser atravessando garrafa com liquido sem_laser%= 0000 'sem incidncia do laser

    selecao=0 'determina se est havendo seleo ou no identificado=0 'determina se houve identificao (0 no, 1 aprovado, 2 reprovado)

    timer_atual%=0 'valor "atual" do timer timer1 read timer_ant% 'valor "anterior" do timer timer%=0 'diferena entre timer anterior e atual pass_id=0

    'seta pinos da porta b como sada makeout b,0 'motor de passo makeout b,1 'motor de passo

  • 45

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    makeout b,2 'motor de passo makeout b,3 'motor de passo makeout b,4 'buzzer makeout b,5 'led reprova makeout b,6 'led aprova

    'seta primeiro passo clr b,3 set b,2 clr b,1 set b,0

    speed= 0 'velocidade de 0 a 10 ant_speed= 0 'velocidade antes de parar time_stp%= 20 incremento do tempo entre passos real_speed%=speed*speed_stp

    makein C,0 'AD para LDR clrbit C,0

    makein C,1 'AD para Botes clrbit C,1

    le_botao: a2d x%, 1, idle filter botao%, x%, 4

    if botao%

  • 46

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    goto le_ldr

    if botao%

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    endif goto passo

    if ldr%>sem_liquido% then 'reprova identificado=2 set b,5 'acende led vermelho set b,4 'liga buzzer

    ant_speed=speed

    speed=0

    endif

    goto passo

    if ldr%>com_liquido% then 'aprova

    set b,6 'acende led verde

    identificado=1

    endif

    goto passo

    if ldr%>sem_laser% then 'inicio_selecao

    selecao=1

    endif

  • 48

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    2.3.3.2. Controle do motor de passo

    makeout b,0 makeout b,1 makeout b,2 makeout b,3 makeout b,4 makeout b,5 makeout b,6 makeout b,7 makein d,7 makein d,6 makein d,4

    setbit b,4

    do setbit b,0 pause 20 clrbit b,0 setbit b,1 pause 20 clrbit b,1 setbit b,2 pause 20 clrbit b,2 setbit b,3 pause 20 clrbit b,3

    inbit presenca,d,4 'd4 vai no ldr

    if presenca = 0 'fazer leitura setbit b,5 'b5 acende e apaga o laser de leitura pause 1000 inbit sensor1,d,6 l`e o sensor de leitura clrbit b,5

    if sensor1 = 0 then

    goto continua

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    end if

    inbit bot,d,7paga 'pisca o led ate d7 ficar nivel alto while bot = 0 inbit bot,d,7 'd7 o botao do operador pra tirar a garrafa.

    pause 700 'b7 para fazer um led piscar que ta reprovado. setbit b,7 pause 700 clrbit b,7 next

    loop

    'fim fazer leitura end if

    continua: while presenca = 0 inbit presenca,d,4 'continuando motor ate sumir a garrafa setbit b,0 pause 20 clrbit b,0 setbit b,1 pause 20 clrbit b,1 setbit b,2 pause 20 clrbit b,2 setbit b,3 pause 20 clrbit b,3

    loop

    loop

  • 50

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    3. MEMORIAL DE CLCULO DO PROJETO

    Verifica-se abaixo o memorial de clculo para a confeco de uma esteira

    rolante para inspeo e seleo de recipientes com envasamento de 500ml de um

    determinado lquido.

    3.1. ESCOLHA DOS COMPONENTES DO PROJETO

    Distncia entre vasilhame (p) = 6 a 8 cm Dimetro do cilindro motor e movido (D) = 20mm (min)

    3.1.1. Dados da correia transportadora - Habasit sugerido TU-5

    - Material Poliamida com induo de poliuretano

    - Espessura 0,70mm

    - Peso da esteira 0,65 kgf/m

    - Trao Admissvel - 3,5 kgf/cm (adm)

    - Resistncia ruptura 60 kgf/cm (rup)

    - Trao por alongamento de 1% = 1,7 kgf/cm ( 1%)

    - Resistncia temperatura permanente= -20C/+100C

    - Coeficiente de Atrito

    Sobre o tambor-motor

    Ao = 0,20 (a)

    Borracha = 0,35 (b)

    Sobre a mesa de apoio

    ao = 0,32 (g)

    sinttico = 0,32 (g)

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    3.1.2. Formulrio

    - Quantidade de frascos n = L/p

    -

    - Peso dos frascos total Q = n x 0,5 (kgf) -

    - Peso distribudo dos frascos qm = Q/L = n x 0,5 /L (kgf/m) -

    Tabela 2 - Dados iniciais da Esteira Comprimento da mesa (m): 0,64 Largura da mesa (m): 0,15 Distncia entre frascos (m): 0,08 Quantidade de frascos: 8,00 Peso total dos frascos (kgf): 4,00 Peso distribudo frascos (kgf/m): 6,28 Dimetro externo do Tambor (0,02 m no min) (m): 0,03 Dimetro externo do rolete de retorno (m): 0 Comprimento da mesa de ao (m): 0,64 Largura da mesa de ao (m) 0,15 Espessura da mesa de ao (m) 0,01 Peso da mesa de ao (kg) 7,65

    Tabela 3 - Fora Tangencial na correia Fora de atrito na mesa (Kgf): 0,82

    coeficiente de atrito entre mesa e correia: (0,32) 0,20 Peso distribudo frascos (Kgf/m): 6,28 peso distribudo da correia (kgf/m) 0,14 peso da correia por m (kgf/m) 0,90

    Fora de atrito nos roletes de retorno e tambores (kgf): 0,003572889 Coeficiente de atrito nos roletes de retorno (0,001~0,003) 0,002 n. de roletes de retorno 0,00 n. de tambores 2,00 Peso dos roletes de retorno (kg) 0,00 peso dos tambores (kg) 0,85 Peso total de roletes e tambores (kg) 1,70

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    3.1.2.1. Clculo da fora para transporte do material

    Tabela 4 Clculos para seleo da correia transportadora Coeficiente de atrito tambor/correia (0,2): 0,15 ngulo de abraamento (Digite em graus): 180,00 ngulo de abraamento transformado em radianos: 3,14 T2 (kgf) 1,36 T1 (kgf) 2,18 Tenso na correia (kgf/cm) 0,14 Status dos clculos (tenso mxima adm = 3,5 Kgf/cm) OK

    Clculo da potncia do motor (kW): 0,000258208 Potncia em W: 0,26

    Velocidade admissvel (1,6 a 2,2 m/min) 1,80 Rendimento do redutor (0,8) 0,80 Rendimento transmisso por correia sincronizada (0,95) 0,95

    Seleo da rotao do motor e relaes de transmisso Rotao do motor eltrico (RPM): 100,00 Rotao do tambor (RPM): 19,10 Relao de transmisso (ic): 5,24

    Tabela 5 - Clculo da carga de tenso da esteira (BP), em kg/m M = Carga do produto, kg/m 0,03

    W = Peso da esteira, kg/m 0,90 L = Comprimento da transportadora em metros 0,64 H = Diferena de altura da transportadora em metros (ps) 0,00 Fw = Coeficiente de atrito entre a guia de desgaste e a esteira 0,20 Mp = M x (Fp x % Acumulado da Esteira) 0,00

    OBS: Fw e Fp obtidos da pgina de DADOS DA ESTEIRA Tenso da esteira (BP) --> BP = [(M + 2W) x Fw + Mp] x L + (M x H) 0,23

    Tabela 6 - Ajuste do BP calculado para condies especficas de servio Determinao de SF (consultar tabela ao lado)

    Digite o Fator de Servio (SF) 0,10 Digite o valor de BP 0,23

    Valor ABP ajustado 0,02

    Tabela 7 - Clculo da resistncia admissvel da esteira, ABS BS = Resistncia da esteira 0,10 T = Fator de Temperatura 0,00 S = Fator de resistncia 0,00

    ABS = Resistncia admissvel da esteira 0,00

    - Comparao entre os valores de ABP e ABS ;

    - Determinao do espaamento mximo das engrenagens de acionamento;

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    Tabela 8 - Confirmao da resistncia do eixo motor Peso do eixo (Q), em kg/m 0,00

    largura da esteira (B), em m 0,00 Carga total do eixo (w) 0,00 Obs.: Para eixo apoiado em dois mancais, a DEFLEXO, D, calculada a partir de: Onde:

    Ls = Comprimento do eixo entre mancais em (mm) 0,00 E = Mdulo de elasticidade 0,01 I = Momento de Inrcia 0,01

    Deflexo do eixo (D) 0,00

    3.1.3. Seleo dos materiais

    3.1.3.1. Seleo da Correia

    Seleo da correia baseado no catlogo do fabricante: - Correa Selecionada: FAB-2E Fabricante: Habasit

    3.1.3.1.1. Especif icaes da Correa

    - Para mesa de apoio e roletes de suporte - Capa de trao [material PES (Polister)] - Face de transporte [material TPU (Poliuretano termoplstico)] - Cor branca - Espessura = 0,7 mm - Peso da correia = 0,7 [kg/m] - Dimetro mnimo do Tambor 8mm (dmin) - Trao por alongamento por 1% = 2 N/mm (k1%) - Trao Admissvel = 3 N/mm (kadm) - Resistncia admissvel =60 N/mm - Temperatura Admissvel de trabalho permanente = -30C/+110C

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    - Coeficiente de atrito sobre o tambor motriz = 0,15 (a) - Coeficiente de atrito sobre o tambor movido = 0,30 (a) - Coeficiente de atrito sobre a mesa de apoio

    ao= 0,2 (g) ao inoxidvel = 0,15 (g) Resina termoendur = 0,2 (g) Madeira dura = 0,2 (g) Tamanho de fabricao = 4000 mm

    3.1.3.2. Outros materiais selecionados

    3.1.3.2.1. Especif icaes dos Materiais

    Estrutura Bsica da Esteira - Estrutura Tubular Retangular #16 de ao: A=50mm e B=25mm

    Figura 29 Estrutura Tubular Retangular Fonte: LAP - FATEC-SP

    - Mancais de Rolamento: Ao 1020 utilizando rolamentos SKF blindados - Mesa de apoio: Alumnio de 2,5 mm de espessura

    Parafusos - Allen M6 x 80mm

    Figura 30 Parafusos Allen M6 com cabea

    Fonte: LAP- FATEC-SP

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    4. CONCLUSO

    Durante a elaborao desse projeto foi necessria a aplicao de conceitos aprendidos em vrias disciplinas do curso de tecnologia em mecnica de preciso, o

    que foi de grande valia para a consolidao e aplicao de tais conceitos.

    Foi constatado ao final do projeto que o motor utilizado no o mais adequado, uma vez que este apresenta um superaquecimento quando a correia

    permanece ligada por alguns minutos. Outro inconveniente deste motor o fato de

    no poder inverter sua rotao limitando assim os controles da esteira.

    O controle de velocidade da esteira tambm no se mostrou adequado uma

    vez que esta no teve um funcionamento perfeito ao longo de toda faixa de ajuste. Este dispositivo tambm provocou uma perda de torque no motor.

    O micro controlador selecionado foi hiperdimensionado, ou seja, no houve necessidade de utilizao total dos recursos que o chip dispunha, mas devido a

    problemas de software o programa foi simplificado para adequao e utilizao no

    projeto. A esteira tambm apresentou um pequeno desalinhamento, o que fez com

    que correia encostasse, por algumas vezes, na lateral da estrutura.

    No entanto o dispositivo desenvolvido atingiu as expectativas como um

    transportador didtico de esteira, uma vez que reproduz, dentro de suas limitaes,

    o funcionamento bsico de uma esteira transportadora.

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    5. BIBLIOGRAFIA

    (1) Tipler, Paul. Eletricidade e Magnetismo . Editora LTC. 3 Edio. 1995

    (2) Halliday, Resnick, Walker. Eletromagnetismo . Editora LTC. 3 Edio.1994.

    (3) Hayt, Will iam. Eletromagnetismo . Editora LTC. 3 Edio. 1983

    (4) Schimidt, Walfredo. Materiais Eltricos . Editora Edgard Blucher Ltda. 2 Edio. 1986

    (5) Kosow, Irv ing Leonel. Mquinas Eltricas e Transformadores . Editora Globo. 5 Edio. 1972.

    (6) Mamede, Fi lho Joo. Instalaes eltricas Industr iais . Editora LTC. 4 Edio. 1995

    (7) Mellman, Jacob e Halkias, Christos C.. Eletrnica Disposit ivos e Circuitos . Editora McGraw-Hil l Ltda. 1981.

    (8) Martignore, Afonso. Eletrotcnica . Editora Globo. 8 Edio. 1970.

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    ANEXOS

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