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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41647
ORCID: | http://orcid.org/0009-0004-9557-6199 |
Tipo de documento: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
Título: | Projeto da unidade de controle do sistema mecatrônico de uma minimáquina-ferramenta multifuncional híbrida cnc |
Autor: | Silva, Nícolas de Sousa |
Primer orientador: | Fiocchi, Arthur Alves |
Primer miembro de la banca: | Guarato, Alexandre Zuquete |
Segundo miembro de la banca: | Tavares, José Jean Paul Zanlucchi de Souza |
Resumen: | O projeto de uma minimáquina CNC multifuncional de precisão feita de granito sintético surgiu para atender à demanda por sistemas de fabricação híbridos, integrando processos subtrativos e aditivos em uma única máquina-ferramenta para atender aos requisitos avançados de fabricação da Indústria 4.0. Este estudo teve como objetivo desenvolver uma abordagem de projeto aplicada em um sistema mecatrônico para uma minimáquina-ferramenta de granito sintético, com base na pesquisa de Rodrigues (2022) e Alves (2022). A Metodologia de Projeto foi aplicada no projeto mecatrônico e elétrico. O projeto iniciou-se avaliando os tipos de fusos e motores aplicados, dando continuidade ao trabalho desenvolvido por Alves (2022). Sendo avaliada posteriormente o torque necessário em cada eixo, razão de inércia, resolução, unidade de controle do sistema e os métodos de transmissão de dados entre os dispositivos periféricos. Os requisitos de projeto foram: três eixos lineares ortogonais com guias e fusos de precisão de elementos recirculantes; previsão de expansão do sistema mecatrônico, adição de quarto e quinto eixos e novos dispositivos periféricos; 100 N/μm de rigidez estática; um cabeçote vertical; resolução mínima de posicionamento de 1 μm; velocidades de avanço nominais de 100 mm/s; unidade de controle numérico baseada em LinuxCNC; uso de protocolos de comunicação atuais no mercado internacional, visando obter um produto comercializável que atenda aos requisitos industriais; uso de malha fechada entre motores e drivers controladores. Os resultados incluem três protótipos evolutivos, sendo o último detalhado e analisado teoricamente quanto ao conjunto mecatrônico definido e protocolos de transmissão de dados, mostrando que foi possível obter um conjunto mecatrônico que atende aos requisitos de projeto. O projeto de pesquisa exigirá testes experimentais de desempenho dos protocolos de transmissão de dados e ensaios metrológicos do conjunto mecatrônico, dando continuidade ao Projeto de Pesquisa FAPEMIG APQ0175917. |
Abstract: | The design of a multifunctional precision CNC mini-machine tool made of synthetic granite has emerged to address the demand for hybrid manufacturing systems, integrating subtractive and additive processes within a single machine-tool to meet advanced manufacturing requirements of Industry 4.0. The goal was to develop an evolutive structural design approach for a synthetic granite mini-machine tool, based on the research of Rodrigues (2022) and Alves (2022). Design Methodology was applied in the electric and mechatronic design. Firstly, the kind of applied ballscrews and electric motors was assessed, continuing the work developed by Alves (2022). In a posteriori time the torque needed of each axis, inertia ratio, resolution, system control unit and the data transmission method between the peripherals devices. The design requirements were: three orthogonal linear axes with precision guideways and ballscrews of recirculating elements; prediction of expansion of the mechatronic system; addition of fourth and fifth axes and new peripheric devices; 100 N/μm static stiffness; a vertical spindle; minimum positioning resolution of 1μm; nominal feed rate of 100 mm/s; numeric control unit based on LinuxCNC; updated communication protocols in the international market, in the way of get a marketable product that meets the industrial requirements; closed-loop system between motos and driver controllers. The results include three evolutive prototypes, being the last one detailed and analyzed theoretic in the way of the defined mechatronic assembly and the data transmission protocol, showing that it was possible to achieve a mechatronic assembly that meets the design requirements. The design will require experimental trials of data protocol transmission performance and metrological tests of the mechatronic assembly, continuing the FAPEMIG APQ-01759-17 Research Project. |
Palabras clave: | Minimáquina-ferramenta Sistemas servo acionados Usinagem de ultraprecisão LinuxCNC Redes industriais Mini machine tool Servo-driven systems Ultra-precision machining LinuxCNC Industrial networks |
Área (s) del CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
Cita: | SILVA, Nícolas de Sousa. Projeto da unidade de controle do sistema mecatrônico de uma minimáquina-ferramenta multifuncional híbrida cnc. 2024. 76 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecatrônica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41647 |
Fecha de defensa: | 5-ene-2024 |
Aparece en las colecciones: | TCC - Engenharia Mecatrônica |
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