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Tiago Jorge Ruela Arieiro Manutenção e reparação de máquinas

1. 99 Descri o Chapa 20 mm Correia PowerGrip HTD 475 5M Parafuso de fixa o do cilindro Cilindro pneum tico de simples efeito com retorno de mola Chapa de suporte do sensor indutivo Parafuso M6 Cabo de informa o do sensor indutivo BES 516 324 E4 C PU 5 Correia PowerGrip 187 L 075 Polia O85 mm Parafuso de fixa o da polia Parafuso de fixa o da polia M8 Polia 045 mm Chapa 16 mm Manga de prote o para cabos de informa o iguala 49 e 65 Quantidade 1 1 1 BN PPP RAN Anexo B Nr 100 Motor SIEMENS 1FT5044 0AF01 1 Z 101 Encoder tico Incremental ROD 426 102 Cabo de informa o do enconder tico 103 Parafuso M4 Manga de prote o para cabos de informa o 104 para o motor do eixo Y Descri o Quantidade BP HA 151 Anexo B 152
2. ZE Fotod odo Revolu o completa AS Figura 4 36 Posi o dos fotod odos e sinal de sa da de encoders ticos absolutos 46 70 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Outro tipo de dispositivos utilizados no controlo em malha fechada de uma m quina ferramenta de comando num rico e que fornecem informa o acerca da posi o s o os sensores de fim de curso Estes t m por fun o principal evitar que na eventualidade de uma perda de posi o do carro de suporte da ferramenta de corte este choque acidentalmente com a estrutura da m quina Quando um destes dispositivos atuado o sistema ordenado a parar ficando nesse momento a conhecer a sua posi o real uma vez que estes servem tamb m de refer ncia para o sistema de posicionamento 28 Existem no mercado v rias solu es para aplica es de controlo de final de curso no entanto neste documento ir ser feita apenas a discri o de sensores indutivos sendo estes os mais aplicados em m quinas ferramentas de comando num rico 46 Segundo Slocum 36 os sensores indutivos de proximidade s o compostos por quatro elementos fundamentais Um oscilador Um nucleo Um detetor Um dispositivo de produ o de sinal de sa da Neste dispositivo o oscilador respons vel pela cria o de um campo magn tico de grande frequ ncia em torno do centro do n cleo que normalmente constitu do por ferrite e focado na dire o da frente
3. pontos de refer ncia Figura 5 25 Localiza o dos sensores de fim de curso Estes sensores podem ser identificados pela etiqueta branca permitindo dessa forma retirar o seu modelo BES 516 300 S 166 PU 5 e o seu fabricante Balluff 54 Estes sensores s o do tipo indutivo geram um sinal em corrente cont nua e o seu estado normalmente aberto O fabricante disponibiliza um cat logo em anexo com informa o t cnica compilada na Tabela 5 10 Characteristic data Assured operating distance Sa Eff switching distance Sr Tolerance Sr Hysteresis H max in of Sr Repeat accur R max of Sr Ambient temperature Temp drift max of Sr Switching freq f max Ready delay tv max Utilisation category Function indicator Power indicator Short circuit protected Protected against polarity reversal Protected against miswiring Enclosure Type per IEC 60529 Principle of operation Electrical data Operating voltage Ripple max of Ue Rated operating voltage Ue DC Voltage drop static max Rated insulation voltage Ui Effective operating current le No load current lo damped max Max no load cur lo undamped Off state current Ir max Minimum operating current Im Rated short circuit current Output resistance Ra Load capacitance max at Ue 10 30 V DC Connection type Cable diameter D max Cable short designation LiI9Y11Y Cable length 5m Number of conductors
4. 5 6 7 8 9 G Seliger Sustainable Manufacturing Shaping Global Value Creation Springer 2012 2012 N Tewari Modern Trends In Manufacturing Technology Concept Publishing Company 1998 F Giudice e G La Rosa Product Design for the Environment A Life Cycle Approach CRC Press 2006 B Reddy K Maharaja e V Murali Retrofitting a case study Indian Institue of tecnhology 2000 F Monchy La fonction maintenance Masson 1991 J Souris La Maintenance Source de Profits Les Editions D Organisation 1990 X O AFNOR NF F J G Fernandez Teoria y practica del mantenimiento industrial avanzado FC Editorial 2005 R F B Magalh es Disserta o de Mestrado Estudo e analise de procedimentos de manuten o industrial Guimar es Portugal Universidade do Minho 2012 10 M Ben Daya S O Duffua e A Raouf Handbook of Maintenance Management Springer Verlag London Limited 2009 11 R K Mobley An Introduction to Predictive Maintenance Van Nostrand Reinhold 1990 12 A A S Miranda Apontamentos das aulas de Manuten o Guimar es Universidade do Minho 1993 13 EN13306 e Norma 14 P Silva Disserta o de Mestrado Manuten o condicionada baseada na an lise de vibra es Porto Portugal Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto 1994 117 Capitulo 9 Refer ncias 15 J Farinha Disserta o de mestrado Uma abordagem Tero tecnol gica
5. Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Apesar da Tabela 4 2 referir a utiliza o de v rios sistemas de convers o de movimento nas m quinas ferramentas atuais a utiliza o de fusos tornou se predominante Na figura 4 16 encontra se a representa o de um fuso de esferas 23 Figura 4 16 Fuso de esferas recirculantes 21 Os fusos de maneira geral podem ser classificados quanto forma do atrito a que est o sujeitos Fusos de escorregamento trapezoidais Fusos de elementos rolantes Fusos epicicloidais Fusos hidrost ticos No entanto em aplica es em que n o sejam permitidas folgas ou atrito excessivo e muito rigor no deslocamento relativo existe uma predomin ncia na utiliza o de fusos de esferas recirculantes em rela o a outros sistemas de fusos Este predom nio assenta numa maior rela o custo benef cio registado neste tipo de fusos 23 Na figura 4 17 o esquema de funcionamento de um fuso de esferas recirculantes Pista de reenvio 6080 Figura 4 17 Vista em corte de um fuso de esferas recirculantes 21 46 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas De forma a permitir o movimento cont nuo este tipo de fuso recorre ao sistema de recircula o que consiste na introdu o na porca do fuso de pistas de reenvio das esferas que produzem o movimento relativo Segundo Youssef 21 este dispositivo de convers o de movimento tem por vantagens Elevado rendimento mec
6. Com o princ pio de recuperar a m quina ferramenta em estudo e como anteriormente descrito fez se um levantamento dos registos t cnicos dispon veis no Departamento de Engenharia Mec nica relativos mesma Existem v rios documentos relativos aquisi o do equipamento um invent rio das ferramentas de corte e auxiliares e alguma documenta o t cnica do comando SIEMENS e manuais de programa o incluindo Princ pios b sicos de programa o CNC Rotinas e sub rotinas 78 Capitulo 5 Planeamento do trabalho C digos de aviso Desenhos t cnicos de liga o el trica Para al m dos manuais t cnicos do comando existem ainda dois documentos do construtor da m quina ferramenta SWISSPERFO SP que delineiam princ pios b sicos da manuten o e de inicia o de sistema Apesar destes documentos contemplarem alguma informa o relevante n o continham qualquer descri o dos principais componentes sua localiza o e montagem O autor deste documento define componentes importantes como sendo todos os elementos da m quina ferramenta essencial ao seu funcionamento que n o fazem parte da estrutura principal da m quina ferramenta ou seja corredi as rg os de transmiss o de movimento acionamento dos eixos de maquinagem e dispositivos de medi o e controlo 5 3 1 Corredi as As corredi as sao um elemento fulcral que em conjunto com os componentes de transmiss o de movimento permitem po
7. carga em tra o para compensar as dilata es t rmicas 4 2 5 Acionamento Atendendo as caracter sticas de funcionamento das m quinas ferramentas existem dois tipos principais de acionamento o rotativo e o linear Acionamento rotativo O acionamento rotativo o tipo de acionamento mais vulgar em m quinas ferramentas CNC Isto acontece devido facilidade da sua aplica o e sua diversidade de op es entre elas Sistemas de acionamento el trico Sistemas de acionamento hidr ulico Um sistema de acionamento el trico consiste na utiliza o de um motor el trico como fonte de pot ncia para o funcionamento da m quina ferramenta 30 Entende se por motor el trico todo o dispositivo que transforme energia el trica em energia mec nica Figura 4 19 48 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Energia gt Energia El trica Motor Mec nica Figura 4 20 Princ pio de funcionamento de uma m quina el trica Na sua maioria os motores el tricos funcionam devido intera o entre campos eletromagn ticos no entanto existem motores el tricos que devem o seu funcionamento a fen menos electroest ticos O funcionamento destes motores assenta na Lei da For a de Lorentz Esta a for a exercida numa part cula carregada devido exist ncia de um campo eletromagn tico 39 A for a de Lorentz pode se considerar como a sobreposi o da for a devida ao campo el trico e da for
8. es Alto M dio Alto Baixo Sincronismo de Alto Alto M dio Alto movimento Capacidade de Alta Alta Alta Baixa transmiss o Facilidade de M dia M dia M dia Baixa Manuten o Vida til Alta Alta Alta Alta Planas E EZES Baixo Baixo M dio M dia Alta Alta Em v nae Baixo M dio M dio M dia M dia Alta Baixo M dio M dia M dia M dia Alta Alta M dia Tabela 4 1 Classifica o de elementos de transmiss o de movimento e suas caracter sticas 35 As engrenagens s o elementos de m quinas que transmitem movimento de um eixo para outro por meio de dentes que entram em contacto sucessivamente uns com os outros Estas permitem elevadas capacidades de transmiss o e uma vida til longa no entanto s o mais caras e de dimensionamento e aplica o mais complexa que correias ou correntes 36 As correias e correntes denominadas por Shigley 37 como elementos de transmiss o flex veis simplificam o design e produ o de uma m quina ferramenta diminuindo assim o seu custo 44 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Para al m disso por serem elementos flex veis contribuem para a absor o de vibra es aumentando dessa forma a vida til dos elementos de acionamento 37 Existem v rios tipos de correias sendo as planas e as dentadas as mais utilizadas em m quinas ferramentas 36 Com um princ pio de funcionamento
9. o de inclus o de trav o em modo Fail Safe 51 Analisando o tamanho e a velocidade do servomotor usado no eixo Z o autor deste trabalho considera que o servomotor mais prov vel de ter sido aplicado na fresadora CNC em estudo tem a codifica o de 1FT507 88 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Uma informa o relevante durante esta pesquisa prende se com o ciclo de vida do produto em quest o Segundo o fabricante este entrar na ltima fase do seu ciclo sendo descontinuado em 2014 Figura 5 18 Product life cycle Figura 5 18 Ciclo de vida dos servomotores 1FT5 Esta informa o permite antever futuras dificuldades numa eventual avaria num destes motores Acionamento de sistemas pneum ticos Na fresadora CNC em estudo encontram se diversos tipos de sistemas de acionamento Entre eles destacam se os sistemas de servomotores s ncronos de corrente alternada descritos anteriormente No entanto este equipamento recorre tamb m a tecnologia de acionamento pneum tico para cumprir diversas fun es de grande import ncia como seja a liberta o da palete da pe a ou da ferramenta de corte e outras de caracter secund rio como seja o acionamento do resguardo movimenta o do sistema de troca de ferramenta ou lubrifica o da superf cie de corte Na Figura 5 19 observa se um dos dispositivos pneum ticos associado rvore principal e que tem por fun o libertar a ferramenta de corte Fig
10. o de taquimetros el tricos que forne am diretamente um sinal el trico para ser usado no sistema de controlo em malha fechada 21 Estes s o constitu dos por um transdutor que transforma a leitura do sensor num sinal el trico digital ou anal gico Neste tipo de instrumentos de medi o frequente a utiliza o de manes permanentes acoplados diretamente ao eixo a medir Envolvendo estes manes encontra se um estator com diversos enrolamentos Da intera o destes dois componentes forma se uma corrente el trica que ser proporcional velocidade angular do eixo a ser analisado 43 A equa o 4 6 demonstra a rela o entre velocidade angular e a tens o gerada pelo taqu metro Vt s _ TgxHg 4 6 w s 66 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Nesta equa o o termo Vt representa a tens o resultante w a velocidade angular do eixo Hg a constante do taqu metro vari vel fixada pelo construtor Tg o ganho do taqu metro podendo este ser ajustado pelo operador e finalmente s o operador de Laplace 36 No mercado existem v rios tipos de taqu metros el tricos Taquimetro de correntes parasitas Taquimetro de corrente alternada Taquimetro de corrente cont nua Taquimetro de frequ ncia Contudo os mais utilizados em m quinas ferramentas de comando num rico s o os taquimetros de corrente cont nua e alternada 21 Os primeiros fornecem informa o diretamente ao siste
11. o te rica sobre manuten o mec nica principais tipos e ainda uma nova abordagem obsolesc ncia de m quinas ferramentas O terceiro cap tulo cont m uma breve introdu o hist rica da m quina ferramenta a evolu o do comando num rico e ainda a import ncia destas na sociedade e economia Posteriormente no quarto cap tulo realizada uma descri o t cnica da carateriza o de m quinas ferramentas CNC e ainda dos seus principais componentes No quinto cap tulo feito o planeamento do trabalho realizado a descri o do caso de estudo e dos componentes encontrados neste equipamento Nos cap tulos seguintes realizado concretizado o desenvolvimento do trabalho e s o analisados os resultados do mesmo Finalmente no cap tulo oito s o consideradas algumas conclus es ao trabalho realizado e a sugeridas algumas propostas para trabalho futuro Cap tulo 1 Introdu o Cap tulo 2 Manuten o Mec nica 2 Manuten o Mec nica As mudan as na sociedade desde meados do s culo XX produziram altera es na filosofia de produ o e por consequ ncia da preserva o de m quinas produtivas A manuten o surgiu como termo industrial derivada do termo franc s aplicado na g ria militar para definir a tarefa de manter em completo estado operacional todas as unidades de combate 5 No entanto esta express o s se tornou corrente com o aparecimento da automa o industrial uma vez que ant
12. www ine pt 28 J Madison CNC Machining Handbook Industrial Press Inc 1996 118 Capitulo 9 Refer ncias 29 B S Pabla e M Adithan CNC Machines New Age International 1994 30 S Krar e A Gill Computer Numerical Control Programming Basics Industrial Press Inc 1999 31 Y Koren Control of Machines Tools Universidade do Michigan 1995 32 M P Groover Automation Production Systems and CIM McGraw Hill 2001 33 G E Thyer Computer numerical control of machine tools Industrial Press Inc 1993 34 A Dupont e A Castell Technologie professionnelle g n rale Etude fonctionnelle des machines outils Desforges diteur 1968 35 R L Stoeterau Introdu o ao Projeto de Maquina Ferramentas Modernas Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnol gico Departamento de Engenharia Mecanica 2004 36 A H Slocum Precision Machine Design Prentice Hall 1992 37 J E Shigley e C R Mischke Projeto de Engenharia Mecanica Bookman 2005 38 P Fiorellino Introductory Course in the Numerical Control of Machine Tools Training Course for Industrial Personnel and Students of Technical Colleges ACIERA Ag 1981 39 Lorentz e H Antoon Archives N erlandaises des Sciences Exactes et Naturelles vol 25 1892 40 R L Norton Cinem tica e din mica dos mecanismos McGraw Hill Brasil 41 D P L Brand o Maquinas Electricas Introdu o a maquinas electricas de corrente
13. Disserta o de Mestrado Figura 4 7 Esquema de funcionamento de um sistema de malha aberta 34 Figura 4 8 Esquema de funcionamento de um sistema de malha fechada 34 Figura 4 9 Arquitetura do sistema de informa o de uma unidade de controlo CNC 36 Figura 4 10 Tipos de corredi as em maquinas ferraMentaS sccceceeeeeeeeeeeees 40 Figura 4 11 Registo de fen meno de Slip stick em dois tipos de deslocamento 40 Figura 4 12 Tipos de corredi as de escorregamento sececseeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 41 Figura 4 13 Vista em corte de uma corredi a de elementos rolantes 41 Figura 4 14 Guias PICSSUNIZAdAS taste atrasa nasal boa Tuna Saia agendar 42 Figura 4 15 Exemplo de um sistema de atua o direta ccccseeeeeeeeeeeeeeeeeees 43 Figura 4 16 Fuso de esferas recirculantes ccccseccesseseeseeeeeeeereesesseeenseenes 46 Figura 4 17 Vista em corte de um fuso de esferas recirculantes 46 Figura 4 18 Compara o dos rendimentos entre fusos trapezoidais e de esferas ao longo do angulo de OSCAR RG RDI RR GR a 47 Figura 4 19 Sistema de elimina o de folga axial por aplica o de for a de pr tens o 48 Figura 4 20 Princ pio de funcionamento de uma m quina el trica 49 Figura 4 21 Principio da for a de LorenZ em asssrecerargueranal iara pie ar ani cana 49 Figura 4 22Tipos de acionamento el trico 50 Figura 4 23 Estrutura de
14. Exatid o de Aproxima o entre um valor medido e um valor verdadeiro de uma medi o mensuranda este conceito n o designa uma grandeza e n o lhe atribu do um valor num rico Uma medi o dita mais exata quando tem um menor erro de medi o Fidelidade de Aproxima o entre indica es ou valores medidos obtidos por medi es medi o repetidas no mesmo objeto ou objetos semelhantes em condi es especificadas A fidelidade de medi o usualmente expressa na forma num rica por caracter sticas tais como o desvio padr o a vari ncia ou o coeficiente de varia o nas condi es especificadas Grande Conjunto de valores de grandezas da mesma natureza que podem ser intervalo de medidas por um dado instrumento de medi o ou sistema de medi o com uma dada medi o incerteza instrumental em condi es especificadas Tempo de Capacidade de resposta r pida a mudan as na propriedade f sica medida resposta Facilidade de A calibra o deve ser f cil e r pida calibra o Estabilidade Propriedade de um instrumento de medi o ou sistema de medi o cujas propriedades metrol gicas permanecem constantes no tempo Fiabilidade O instrumento de medi o n o deve estar sujeito a avarias constantes e ser dimensionado para trabalho em condi es adversas Baixo Custo O pre o de compra instala o e funcionamento deve ser baixo Tabela 4 5 Caracter sticas metrol gicas e funcionais de instrume
15. M dio M dio Alto Vida til Depende das escovas Depende das chumaceiras Depende das chumaceiras Tabela 4 4 Tabela de carater sticas dos diferentes tipos servomotores 20 Motores de Passo Outro tipo de motores utilizados em m quinas ferramentas s o os motores de passo Estes motores apresentam uma constitui o semelhante aos motores de corrente cont nua e s o constitu dos por um n mero de polos magn ticos fixo que determinam o n mero de posi es ou passos que o motor apresenta 40 A caracter stica principal deste tipo de motores produzir deslocamentos intermitentes sucessivos at chegar posi o necess ria podendo bloquear o 62 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas movimento numa posi o desejada durante largos per odos de tempo sendo que este bin rio de travagem muito potente 43 S o geralmente de dimens es mais reduzidas em compara o com outros tipos de motores el tricos 41 Uma desvantagem em rela o a servo sistemas que este motor trabalha em malha aberta n o havendo realimenta o de informa o para al m disto o seu baixo bin rio pode produzir erros de posi o 40 4 2 6 Instrumentos de medi o As m quinas de comando num rico devem a sua versatilidade ao sistema de controlo em malha fechada que permite produzir produtos de forma autom tica Para al m disto para se obter superf cies de qualidade necess rio um gran
16. as utilizadas na constru o de maquinas ferramentas optando se neste estudo pela classifica o segundo a forma de movimento A Figura 4 10 resume os principais tipos de corredi as 39 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Corredi as em M quinas ferramenta Corredi as pressurizadas Figura 4 10 Tipos de corredi as em m quinas ferramentas 21 Importa salientar a exist ncia de outros tipos de guias aplic veis mas de pouca express o na ind stria at presente data como o caso de guias de elementos el sticos e de levita o magn tica As corredi as de deslizamento funcionam por contacto entre as superf cies Para a redu o do atrito recorre se a lubrificantes no estado l quido ou solido No entanto apesar da lubrifica o Stoeterau 35 afirma que existe neste tipo de corredi as a ocorr ncia de um fen meno de stick slip Este fen meno descrito na figura 4 11 ocorre devido s elevadas press es na fina camada de lubrificante que separa as duas superf cies e provoca varia es na for a de atrito que dificulta o controlo do movimento relativo Velocidade Figura 4 11 Registo de fen meno de Slip stick em dois tipos de deslocamento a escorregamento b deslizamento 23 40 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Na figura 4 12 encontram se alguns perfis t picos de corredi as de deslizamento que se encontram vulgarmente em m quinas ferram
17. da manuten o dos equipamentos hospitalares Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto 1994 16 Y Takahashi e T Osada MPT Manutenc o Produtiva Total IMAM 1998 17 J P Cabral Organiza o e gest o da manuten o dos conceitos pr tica Lisboa Lidel 2006 18 P D Tilton Evaluation of retrofit applications of numerical control Virginia EUA Department of the Navy Industrial Division 1961 19 H H Erbe Technologies for cost effective automation in manufacturing low cost automation Berlin Alemanha Center for Human Machine Systems Technische Universitat Berlin 2006 20 S H Suh S K Kang D H Chung e Stroud Theory and Design of CNC systems Springer 2008 21 H A Youssef e H El Hofy Machining Technology Machines Tools and Operations CRC Press 2008 22 F Pruvot Conception et calcul des machines outils volume 1 G n ralit s Morphologie Plan g n ral Presses Polytechniques et Universitaires Romandes 1993 23 Y Koren Computer Control of Manufacturing Systems McGraw Hill International Book Company 1983 24 O Puckle e J Arrowsmith An introduction to Numerical Control of Machine Tools 1968 W amp J Mackay amp Co Ltd 25 Y Altintas MAnufacturing Automation Metal cutting mechanics Machine tool vibrations and CNC Design Cambridge University Press 2000 26 CECIMO http www cecimo eu site 27 Instituto Nacional de Estat stica http
18. nicos e informa es de implanta o dos equipamentos liga es funda es Desenhos t cnicos das instala es Regulamentos legisla o normas referentes s aplica es Literatura t cnica geral A exist ncia destes manuais permite a correta aplica o de manuten o de equipamentos 14 Cap tulo 2 Manuten o Mec nica 2 3 Retrofitting em m quinas ferramentas CNC As tradicionais curvas da banheira Figura 2 5 representam a varia o do n mero de avarias com o tempo do produto e representam um excelente indicativo para a import ncia da correta aplica o da conserva o Falhas durante o funcionamento Falhas por degrada o Taxa de avarias O Obsolesc ncia al Vida til Figura 2 5 Curva da banheira 10 Na fase inicial existe o registo de v rias avarias precoces posteriormente durante a maturidade o aparecimento de avarias aleat rio e a taxa de avarias constante sendo que este o per odo de rendimento timo do equipamento ou material 11 A obsolesc ncia definida por Miranda 12 como um per odo de degrada o acelerada com uma taxa de avarias crescentes Durante esta fase os respons veis pelo equipamento devem tomar decis es em rela o a esta uma vez que os encargos com a manuten o v o aumentar consideravelmente e a sua disponibilidade vai diminuir 10 Para al m disso Reddy 4 afirma que a atualiza o das tenologias de
19. procura da informa o t cnica relevante acerca deste tipo de motor Do cat logo em anexo da SIEMENS relativo serie de servomotores 1FT5 obteve se a seguinte matriz Figura 5 14 de codifica o dos motores por eles produzidos a tr s o 7 4 4 2 Electrical machine A Synchronous motor Additional data with code AC Servomotor Connection type Power connector connection bracket for the signal connection Series Type of construction Frame size 1 IM B5 IM V1 IM V3 Length DC link voltage 7 600V Designation standard type Rated j Cooling type A 1200 RPM A Non ventilated C 2000 RPM S Force ventilated F 3000 RPM G 4000 RPM K 6000 RPM Figura 5 14 Matriz de codifica o dos motores 1FT5 51 Com esta informa o foi poss vel obter alguma informa o acerca das caracter sticas do motor de acionamento da rvore principal O motor utilizado um servomotor s ncrono de corrente alternada ver cap tulo 4 2 5 85 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Este servomotor em particular possui as seguintes especifica es dispostas na Tabela 5 13 Rated torque 100 K MN 100 K Rated current In Standstill torque 60 K Mo 60 K Standstill torque 100 K Mo 100 K Standstill current 60 K lo 60 K Standstill current 100 K lo 100 K Moment of inertia with brake Jma Moment of inertia without brake Physical constants Torque constant Voltage const
20. 3 Conductor cross section 0 14 mm Housing material GD ZnAl Sensing surface material PBT Cable jacket material PUR Shock rating Shock half sinus 30 gn 11ms Vibration rating 55 Hz 1 mm ampl 3x30 min Degree of contamination 3 Tabela 5 10 Informa o t cnica do sensor indutivo BES 516 300 S 166 PU 5 95 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Estes sensores s o utilizados no controlo de posi o da m quina ferramenta mas tamb m na verifica o da presen a de ferramenta de corte na rvore principal verifica o do aperto da palete Figura 5 25 e no controlo de posi o do sistema de troca autom tica de ferramenta ambos vis veis na Figura 5 26 Figura 5 26 Localiza o dos sensores de fim de curso na verifica o da ferramenta de corte e de posicionamento para o sistema de troca de palete No primeiro e segundo casos um sinal devolvido ao sistema de controlo sempre que existe uma ferramenta de corte na rvore principal ou a palete porta pe as se encontra presa na mesa rotativa Eixo B Por ltimo os sensores garantem a extens o ou recuo completo do cilindro de duplo efeito O mesmo princ pio aplicado no sistema pneum tico de acionamento do resguardo da m quina ferramenta em estudo Estes sensores de fim de curso de modelo BES 516 324 E4 C PU 5 igualmente produzidos pela Balluff podem ser observados na Figura 5 27 Figura 5 27 Localiza o dos sensores de fim de c
21. 4 Design de M quinas ferramentas PLC Programmable Logic Control este componente respons vel pelo controlo da m quina ferramenta exce o dos motores dos eixos ou seja de fun es como a troca de ferramenta e pe a e velocidade da rvore No seguinte esquema podemos observar a arquitetura do sistema de informa o de uma unidade de controlo CNC Application 45 NCK 7 Programmable Numcrical Control Logic Kemel Control If Figura 4 9 Arquitetura do sistema de informa o de uma unidade de controlo CNC 32 Agregado a este sistema incluem se as mem rias que guardam m dulos rotinas e sub rotinas para auxiliar o operador a cumprir as suas tarefas Uma das vantagens dos sistemas CNC encontra se no seu display gr fico que permite entre outras coisas a simula o do programa pe a no visor da m quina autodiagn stico e a gest o e manipula o da informa o Para r pida introdu o de informa o na m quina ferramenta o operador utiliza o painel de comando sendo este o nico componente dos sistemas CNC que est exposto 28 Possui diversos bot es que servem para introduzir os valores relevantes para a maquinagem e utiliza diferentes ciclos ou sub rotinas Possui ainda um bot o de emerg ncia para r pida paragem de qualquer opera o 28 Para al m das fun es de produ o geralmente o controlo apresenta ainda rotinas de autodiagn stico 21 Esta ca
22. N o permitida Varia o de temperatura num per odo de 1 hora num per odo de 3 minutos 10 C lt 1 C IA Press o atmosf rica 86 kPA 108 kPA Na Figura 2 est o descritas as dimens es m ximas da m quina ferramenta e do seu comando De salientar que a altura m xima da fresadora de 1500 mm que corresponde s guias do resguardo 129 Anexo B SINUMERIK 820 Fresadora CNC 710 mm l 1270 mm e a 1310 mm Figura 2 Dimens es gerais da Fresadora CNC Idealmente todas as m quinas ferramentas deveriam ser aparafusadas ao ch o para evitar deslocamentos Figura 3 No entanto na sua maioria dos casos a sua coloca o num ch o de cimento ou em cima de placas anti vibrat rias suficiente Figura 3 Fixa o ideal 130 Fornecimento de energia Anexo B Garantir que o fornecimento de energia o adequado para a m quina ferramenta e seu comando Condi es Tens o Frequ ncia Carga Perda Corrente Nominal M xima m xima de m xima de tens o pot ncia arranque nominal PLC 230V AC 50 60Hz 5OOVA 245W 20x 10 O EZ Corrente 20 Nominal por 10 ms Caracteristica do fornecimento de energia em corrente alternada Tensao Nominal Tolerancia Frequ ncia Dura o do primeiro per odo no arranque Conte do Harm nico de acordo com a norma IEC 550 sec o 6 5 e DIN VDE 0160 sec o 5 3 1 2 Sobre tens o n o peri dica de acordo com a no
23. a devida ao campo magn tico Matematicamente a for a de Lorentz dada pela equa o 4 1 F q E 0 x B 4 1 Em que F representa a for a de Lorentz ga carga elementar o vetor campo el trico va velocidade da part cula e Bo vetor campo magn tico 39 Em termos pr ticos este princ pio f sico garante a exist ncia de uma for a mec nica num fio condutor quando imerso num campo magn tico sendo esta perpendicular ao fio e ao campo magn tico como exemplificado na Figura 4 20 Figura 4 21 Princ pio da for a de Lorentz 40 49 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Em motores el tricos existe uma parte fixa o estator e um componente m vel o rotor O dispositivo gera um bin rio W porque os fios condutores e o campo magn tico produzido s o distribu dos de modo que a for a resultante seja desenvolvida sobre a linha central do rotor 40 Existem diferentes tipos de motores el tricos e a sua classifica o pode ser confusa e amb gua Como tal neste documento considera se a exist ncia de dois tipos de motores que se diferenciam pelo tipo de corrente que os alimenta Corrente Continua Corrente Alternada Na imagem 4 21 pode se observar a diversidade de op es para acionamentos deste tipo Corrente Alternada Monof sico Universal Multif sico Iman Permanente Enrolamento Paralelo Enrolamento em S rie Figura 4 22Tipos de acionam
24. a vapor 20 Joseph Marie Jacquard 1752 a 1834 desenvolveu teares mec nicos que recorriam utiliza o de cart es perfurados para elaborar complicadas teias e tramas nos tecidos surgindo desta forma um esbo o do que viria a ser o comando num rico 21 Durante o s culo XIX foram desenvolvidos e aplicados muitos sistemas que ainda hoje comp e uma m quina ferramenta convencional como a utiliza o de fusos e sistemas de movimenta o cont nua autom tica e a introdu o dos sistemas de comando por cames O processo de automa o de uma m quina ferramenta iniciou se com a aplica o de cames que controlavam as opera es que a ferramenta realizava 2 Contudo esta tecnologia estava presa rigidez do seu meio de armazenamento de informa o a pr pria came que tinha que ser desenhada maquinada e tratada por processos manuais sem haver uma correla o com os desenhos t cnicos das pe as 2 19 Capitulo 3 M quinas ferramentas de comando num rico Outro desenvolvimento importante para as maquinas ferramentas convencionais a introdu o de t cnicas de c pia autom tica de perfis Isto era obtido quando um pant grafo percorria a superf cie da pe a matriz Estas m quinas recorriam utiliza o de um sistema hidr ulico aliado a sistemas de controlo por cames e que permitiam produzir r plicas da pe a matriz 21 Estes avan os na tecnologia culminaram com a introdu o na ind stria das chamadas m
25. cont nua 41 O bin rio como em servomotores de corrente cont nua proporcional corrente fornecida 31 Contudo a sua constru o muito complexa e devido ao tipo de correntes de alta frequ ncia necess rias na armadura do estator existe a propaga o de vibra es que s o prejudiciais ao estado de funcionamento destes motores 20 Servomotores de indu o ld A estrutura e princ pio de funcionamento de um servomotor de indu o semelhante a um motor de indu o convencional Neste tipo de motores o estator constitu do por uma armadura com um enrolamento que recebe corrente da rede 61 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Ya O rotor nestes motores constitu do apenas por um eixo produzido em material condutor Figura 4 31 Servomotores de indu o 20 A Tabela 4 4 ilustra de forma sintetizada as vantagens e desvantagens deste tipo de motores Servomotor de Servomotor s ncrono Servomotor de Corrente Continua de Corrente Altemada indu o Vantagens e Pre o reduzido e Sem escovas e Estrutura simples e Vasta gama de e Nao precisa de velocidades sensor de posi o e Controlo Simples Desvantagens e Dissipa o de e Estrutura complexa e Paragem din mica calor Flutua o do bin rio imposs vel e Desgaste das e Vibra es escovas e Precisa de sensor de e Barulho posi o e Precisa de sensor de posi o Bin rio Baixo Baixo
26. contexto encontra se a Oficina de Forma o e Apoio que cont m v rios laborat rios agregados no seu interior Para al m de possuir um consider vel parque de m quinas ferramentas convencionais de frisar Um limador Um serrote de fita Uma calandra Tr s tornos Uma fresadora Um serrote mec nico Uma quinadora Um serrote de disco Dois engenhos de furar Um laminador Possui ainda um laborat rio equipado com m quinas ferramentas CNC Este laborat rio det m 2 tornos CNC 1 Fresadora CNC e um centro de maquinagem Este projeto focou se ent o no estudo manuten o e repara o da Fresadora CNC que se encontra neste laborat rio 5 1 Descri o do caso de estudo O caso de estudo do presente trabalho toma a forma de uma fresadora horizontal de 4 eixos Type CU 200H Figura 5 1 comandada por um PLC da SIEMENS modelo SINUMERIK 820 em que a modela o da informa o para os servos motores s o realizados por um servo sistema SIMODRIVE 6SC6101 4A 2 73 Capitulo 5 Planeamento do trabalho PERFO SA Figura 5 1 Chapa de identifica o da Fresadora CNC Esta fresadora pode se classificar como uma fresadora horizontal uma vez que o avan o da ferramenta de corte realizado nessa dire o A Figura 5 2 representa de forma simplificada a posi o dos eixos e o seu movimento Figura 5 2 Representa o dos eixos da fresadora em estudo 48 Esta m qui
27. dE PRO RR MM ESA EP RED git wane aun SPO NR RO setts 88 Figura 5 18 Ciclo de vida dos servomotores LFT5 cccecessecceeeereeeenseeeneeenes 89 Figura 5 19 Equipamento pneum tico de liberta o da ferramenta de corte 89 Figura 5 20Cilindro pneum tico de duplo efeito P 210 25 90 Figura 5 21 Cilindro pneum tico de duplo efeito DN 32 300 PPV 4977 Festo 91 Figura 5 22 Enconder Incremental do eixo Z ecccseccceseeeeeeneeeeeeraeeenseeeneenes 93 Figura 5 23 Sinais fornecidos pelo do encoder ROD 426 94 Figura 5 24 Vista do interior do eixo B o enconder tico acionado pela correia em destaqui esn AR SUN RR RA NR RR RR meas 94 Figura 5 25 Localiza o dos sensores de fim de curso i 95 Disserta o de Mestrado Figura 5 26Localiza o dos sensores de fim de curso na verifica o da ferramenta de corte e de posicionamento para o sistema de troca de palete 96 Figura 5 27 Localiza o dos sensores de fim de curso BES 516 324 E4 C PU 5 HO PESAR O Aiari hanot a EAA EETA ALA IAN EANA eE 96 Capitulo 6 Figura 6 1 Percentagem de avarias de seis subsistemas de uma fresadora 99 Figura 6 2 Mensagens de erro apresentadas pelo equipamento em estudo 100 Figura 6 3Quadro el trico da m quina ferramenta em an lise 101 Figura 6 4 Display da m quina ferramenta em estudo com informa o da posi o CE Cada GINO mics ten
28. de fresagem normalmente calculada em fun o da quantidade de material removido usando a seguinte Equa o 4 5 P uxvxdxw 4 5 57 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Na equa o 4 5 o termo P representa a pot ncia necess ria para a opera o u a energia espec fica em hp in min v a velocidade da mesa em in min d a profundidade do corte em in e w a largura do corte em in Por outro lado as cargas din micas ocorrem nos deslocamentos realizados pela m quina ferramenta Estas s o provocadas pela in rcia dos porta ferramentas porta pe as fusos de esferas e o pr prio eixo do motor 25 Suh 20 enumera assim doze caracter sticas que um sistema de acionamento de uma m quina ferramenta deve apresentar l Bin rio ou for a suficiente para as cargas do sistema 2 Resolu o suficiente para identificar um bloqueio e gerar bin rio para o ultrapassar Ser capaz de responder de forma r pida a uma ordem Elevada acelera o e desacelera o 5 Fornecer acelera o e desacelera o de forma cont nua por longos per odos 6 Vasta gama de velocidades 7 Capacidade de controlo de velocidade 8 Capacidade para longos per odos de atividade 9 Baixa in rcia e exatid o rotacional 10 Capacidade para gerar bin rio resistivo 11 Alta fiabilidade 12 Boa manutibilidade O motor de acionamento da rvore principal da m quina ferramenta respons vel pela rota o da pe
29. de lote produzido Legenda A Maquinas Convecionais B Maquinas CNC C Maquinas convencionais especiais D Maquinas transfer Tamanho do lote Figura 3 6 Custo total em rela o ao tamanho de lote produzido 20 25 Capitulo 3 M quinas ferramentas de comando num rico Pela an lise do gr fico observa se que as m quinas CNC n o podem competir com as designadas m quinas especiais ou especializadas pois elas s o desenhadas para produzir em massa No entanto quando o lote a produzir de tamanho m dio ou pequeno estas tornam se cada vez mais rent veis Em suma as m quinas ferramentas CNC devem ser aplicadas quando O custo de maquinagem inferior ao de maquinagem convencional O tempo de prepara o inferior ao obtido por maquinagem convencional Quando requerido um elevado n mero de troca de ferramentas de corte ou de varia o de caracter sticas da maquinagem Os produtos s o de forma variada As forma a maquinar s o muito complexas Pe as de valores muito elevados em que o erro humano custoso 3 4 Import ncia da m quina ferramenta Como Yousseff 21 afirma a maquinagem h semelhan a da conforma o pl stica utilizada quando a qualidade superficial e o rigor dimensional e geom trico s o as caracter sticas mais importantes Por esta raz o as opera es de maquinagem correspondem a 20 do total de todas as atividades de manufatura nos Estados Unid
30. e lubrificar dos lados X Y Z cada fuso possui um bico de lubrifica o 4 Voltar a colocar os foles protectores e o velcro Nota O eixo B e rvore n o precisam de lubrifica o Tipo de leo ISO VG 32 ISO VG 68 Viscosidade aos 40 C 28 8 a 74 8 mm2 S Porta Ferramentas 1 Limpar devidamente o porta ferramentas 2 Aplicar pasta protectora nas superficies de contacto entre esta peca e a superficie do eixo B Tipo de Protegao Molycote ou equivalente Porta Paletes 1 Limpar devidamente a superficie 2 Aplicar pasta protectora nas guias do porta paletes Tipo de Protecgao Molycote ou equivalente Maquina 1 Limpar todas a superficies da maquina 2 Aplicar pasta protectora em todas as superficies nao pintadas da maquina Tipo de Protecgao Massa de protec o 137 Anexo B Ar Comprimido Filtros Purgar o filtro por completo pela v lvula na sua lateral A unidade deve estar parada e sem press o no sistema Lubrifica o Verificar o n vel de leo e adicionar o necess rio Tipo de leo ISO VG 32 Viscosidade aos 40 C 28 8 a 35 2 mm2 S Tens o das correias 1 Retirar as protec es met licas em torno do eixo Z Retirar as protec es met licas do lado esquerdo do eixo X Retirar as protec es met licas do topo do eixo Y Retirar tampa lateral do eixo B OP ces ea 1 Verificar a tens o das correias do eixo Z X Y B assim como da rvore da fresadora 6 Se necess rio estic
31. efetuado foi o correto ou se este foi realizado 29 Figura 4 7 Esquema de funcionamento de um sistema de malha aberta 21 Por outro lado no sistema de ciclo de controlo em malha fechada close loop system representado na Figura 4 8 o movimento realizado constantemente medido e comparado com a informa o do programa Se a a o obtida n o corresponder informa o lida no programa existe um erro que comunicado ao sistema de controlo Este analisado e o sistema ir deslocar os seus eixos de forma a reduzir ou corrigir este erro 20 Comparador lessnsesessasansesssssesca Amplificador feedback Figura 4 8 Esquema de funcionamento de um sistema de malha fechada 21 Sinal de Este tipo de ciclo de controlo privilegia a utiliza o de servo sistemas que t m por fun o a redu o dos erros de contorno numa opera o de maquinagem 31 No entanto este servo sistemas requerem a utiliza o de acionamento e sensoriza o avan ada que ser alvo de estudo aprofundando nos capitulos 4 2 5 e 4 2 6 34 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas 4 2 Componentes Uma m quina ferramenta possui diversos componentes que se podem dividir em 3 grandes blocos A unidade de controlo CNC A m quina ferramenta As unidades de pot ncia motores A conjuga o destes dispositivos deve ser respons vel pela produ o de pe as com elevada qualidade de acabamento superficial de fo
32. em alguns aspetos principalmente no seu controlo 23 Pode se ent o considerar quatro tipos de classifica o Tipo de estrutura do controlador baseado no hardware NC ou no software CNC Tipo de movimento ponto a ponto paraxial ou contorno Tipo de programa o incremental ou absoluta Tipo de ciclo de controlo ciclo aberto ou fechado 4 1 1 Estrutura do controlador Segundo Koren a arquitetura de uma m quina de controlo num rico NC durante o nascimento desta tecnologia baseava se no hardware Todas as fun es da m quina eram ent o administradas por circuitos eletr nicos digitais Contudo o mesmo autor afirma que a partir da d cada de 70 a introdu o de microprocessadores flexibilizou este tipo de ferramentas ao remover a rigidez de controlos l gicos e ao permitir altera es nos programas pe a Para al m destas diferen as a leitura de fitas magn ticas tamb m apresenta diferen as uma vez que em sistemas CN a fita lida com o avan o dos processos de maquinagem sequencialmente em m quinas CNC o programa armazenado em memoria interna Esta particularidade permite a m quinas CNC remover por completo os erros de leitura do programa uma vez que este pode ser conferido na m quina 29 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas 4 1 2 Tipo de movimento O movimento ponto a ponto segundo Madison 28 implica a desloca o da ferramenta em rela o a pe a at a posi o onde se
33. equipamento em estudo foram produzidos pela KORTA catalogo em anexo e o modelo utilizado foi um tipo de fuso de dupla porca com falange e esferas retificadas representado pelo c digo DBS 2005 4 Tabela 5 2 50 unidades en mm units mm T Ded Type DBS 2005 2 G CoN CAINI Ra Nimmi Real Nfumn L Lg z c F ms a zane ss sos 2367 e ufsi fes s i 4 2082 13207 3103 Tabela 5 2 Carater sticas dimensionais dos fusos de esferas modelo DBS 2005 4 KORTA utilizados no equipamento em estudo Todos os fusos e esferas recirculantes no equipamento em estudo encontram se protegidos por uma manga telesc pica que impede a intrus o de res duos no fuso 5 3 3 Acionamento Depois da procura por informa o do fabricante da fresadora dos instrumentos de acionamento se mostrar in til iniciou se a procura nos desenhos t cnicos da instala o el trica deixados pela SIEMENS 51 Um dos manuais contempla a correta liga o el trica e informa o do sistema de controlo aos motores Nestes documentos foi poss vel avaliar algumas caracter sticas b sicas necess rias para o acionamento desta m quina ferramenta como sendo Todos os motores de acionamento de eixos possuem um encoder tico 83 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Todos os motores de acionamento de eixos necessitam de uma frequ ncia angular de rota o m nima de 3000 rota es por minuto rpm Todos os moto
34. ir produzir a primeira opera o Quando a ferramenta de corte se encontra sobre a posi o programada todos os movimentos nos eixos cessam e a opera o de maquinagem realizada Uma vez terminada a tarefa a m quina ir deslocar a ferramenta at novo ponto de opera o onde ir repetir o processo Figura 4 1 Em suma a maquinagem nunca ocorre com os eixos em movimento Este tipo de movimento fundamentalmente aplicado em m quinas de furar ou de soldadura por pontos 24 Fura o com posicio namento sem corte Ponto5 Trajet ria de Corte None nto 2 Ponto 3 Figura 4 1 Movimento ponto a ponto 20 Movimento paraxial Este tipo de movimento utilizado para a cria o de superf cies quadrangulares simples Recorre a jun o do corte com o deslocamento cont nuo numa s dire o da rea de trabalho sempre paralelo a um dos eixos da m quina Ou seja apenas um nico motor realiza movimento de desloca o sendo necess rio controlar a sua velocidade e posi o Figura 4 2 29 so Ferramenta em cone e p aoe F H F fr ai a ORGIAS ALLA GULA GUERRAS pease PURA PARA para o so 2 x 40 so E FIGURE 8 14 Straight cet NC Figura 4 2 Movimento paraxial 20 30 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Movimento em contorno Neste tipo de movimento a ferramenta est em corte ao mesmo tempo que os eixos se deslocam 24 O controlo de movimento por cont
35. las ajustando a posi o dos motores Nota Nunca modificar a posi o da correia em rela o s polias Cabine do PLC 1 Analisar n veis de acumula o de poeira e sujidade nos filtros limpar ou substituir quando necess rio 2 Avaliar a condi o dos diferentes componentes 3 Avaliar o funcionamento dos displays Nota Antes de tocar na cabine desligar a corrente 138 Anexo B Sprinkler 1 Limpar convenientemente o sistema 2 Verificar os n veis de l quido 3 Avaliar o estado do filtro e substituir quando necess rio 139 Anexo B Lista de pe as N o existindo um manual f sico da Fresadora CNC procedeu se ao levantamento de uma lista de pe as recorrendo t cnica de engenharia inversa Esta lista de pe as assentar num levantamento fotogr fico extensivo m quina ferramenta 12 Nr Descri o Quantidade 1 Base da m quina ferramenta 1 2 Resguardo 1 3 Cilindro Pneumatico Origa Modelo P210 25 press o 1 m xima 8 bar Quadro el trico Prote o conta sobre voltagens Guias do resguardo Interface de controlo PLC Siemens SINUMERIK 820 Rob Porta pe as 10 Mesa de troca r pida de pe a 11 Rob Porta pe as 12 Mesa do rob Porta pe as OoOAOnN aU RA PPP PUP NP BR 140 Anexo B Nr Descri o Quantidade 13 Mangueira de ar comprimido 4 1 14 Mangueira de l quido de corte 6 359 o 1 15 Mesa de suporte da troc
36. motores de acionamento Figura 5 9 Localiza o dos dispositivos de transmiss o de movimento 81 Capitulo 5 Planeamento do trabalho De salientar os dois tipos de transmiss o de movimento no eixo B devido ao tipo de movimento que realiza rotativo Devido orienta o da sua rota o necess rio um parafuso sem fim que permite converter o eixo de rota o deste componente A figura 5 10 pretende representar de forma simples a dire o de rota o proveniente do acionamento do motor na Figura 5 10 a vermelho e a dire o do movimento de rota o real do eixo B na Figura 5 10 a verde Figura 5 10 Representa o esquem tica da dire o de rota o do eixo B e do sistema de transmiss o de movimento acoplado ao servomotor Para al m da transmiss o de movimento existe na fresadora CNC ainda elementos de convers o de movimento Estes como anteriormente debatidos transformam o movimento rotativo em deslocamento linear e encontram se nos 3 eixos de deslocamento principal X Y e Z Figura 5 11 Figura 5 11 Localiza o dos dispositivos de convers o de movimento 82 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Em m quinas ferramentas de comando num rico s o geralmente utilizados fusos de esferas recirculantes e atrav s de alguma informa o obtida no manual de manuten o do equipamento foi poss vel identificar a s rie e modelo dos fusos aplicados nesta fresadora Os fusos de esferas do
37. motores de corrente cont nua sssrsssrreesrrrerrrrerne 51 Figura 4 24 Rela o entre a velocidade nominal de um motor el trico de corrente cont nua e o seu bin rio src na itisemnudetaniiudeatnianiean a 52 Figura 4 25 Sistema de acionamento hidr ulico rotativo 54 Figura 4 26 Esquema de funcionamento de motor eletrico linear 56 Figura 4 27 Acionamento da rvore principal por servomotor com um sistema de transmiss o PORCO Elas asas na DS RS neem 59 Figura 4 28 Princ pio de funcionamento e controlo de um servomotor 59 Figura 4 29 Servomotores de corrente cont nua 60 Figura 4 30 Servomotores s ncronos de corrente alternada ccccsseeeeeeeeeees 61 Figura 4 31 Servomotores de inducaG ca amassar sa ese ers AEE SUA SRE PR ees 62 Figura 4 32 princ pio de alinhamento de Abbe cccceeeeesseeeeeseeeeeeeeeeeeneeees 65 Figura 4 33 Princ pio de funcionamento de um encoder tico 68 Figura 4 34 Morfologia dos dois tipos de discos de encoder 69 Figura 4 35 Posi o dos fotod odos e sinal de siada de encoders ticos incrementais 70 xvi Disserta o de Mestrado Figura 4 36 Posi o dos fotod odos e sinal de siada de encoders ticos absolutos 70 Figura 4 37 Princ pio de funcionamento de um sensor indutivo 71 Capitulo 5 Figura 5 1 Chapa de identifica o da Fresadora CNC ccceceeseeeeeeeeeeeeee nena 74 Figur
38. nico por este motivo n o s o auto imobilizados Vida util longa Menor pot ncia de acionamento Aus ncia de stick slip Maiores velocidades Como se pode observar no na Figura 4 18 o fuso de esferas apresenta um aumento do rendimento mec nico consider vel relativamente aos fusos trapezoidais convencionais Fuso Esferas Fuso Trapezoidal Rendimento mec nico Figura 4 18 Compara o dos rendimentos entre fusos trapezoidais e de esferas com o ngulo de rosca 29 Como anteriormente referido os fusos de esferas n o possuem folgas axiais Esta caracter stica prov m do seu design que recorre conjuga o de duas porcas e de um cal o Este sistema Figura 4 19 de pr carga inicial permite eliminar a folga axial e dessa forma aumentar a rigidez do conjunto e a exatid o e repetibilidade do posicionamento 28 47 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas A A o Ta a dL F if JL JH f di di 2 2 7 on ont Eixo do Fuso Fe Figura 4 19 Sistema de elimina o de folga axial por aplica o de for a de pr tens o 21 Para garantir a estabilidade e fixa o dos fusos de esferas recorre se a utiliza o de chumaceiras Segundo afirma Fiorellino 38 as chumaceiras que suportam o fuso devem Z ser r gidas O maximo de rigidez encontrado com uma sapata axial em cada extremidade do fuso Esta colocada com uma pr
39. o de um estudo de retrofitting aplicado ao objeto em estudo Finalmente procura se a cria o de uma manual t cnico detalhado da fresadora CNC em estudo 1 1 Motiva o M quinas ferramentas de comando num rico incorporam um conjunto de sistemas e componentes avan ados de diferentes reas como a eletr nica hidr ulica pneum tica mec nica programa o metrologia cinem tica de mecanismos entre outras As m quinas ferramentas s o parte fulcral dos sistemas de produ o flex vel e a sua manuten o um exerc cio importante na forma o e prepara o de pessoal capaz de enfrentar as adversidades no ambiente competitivo da ind stria Cap tulo 1 Introdu o Para al m disto a necessidade de manter um laborat rio de m quinas de comando num rico perfeitamente operacional e produtivo torna o sucesso deste trabalho um grande desafio 1 2 Objetivos O seguinte trabalho composto por tr s objetivos descritos em seguida Manuten o integral da fresadora CNC de 4 eixos identifica o da falha e resolu o da mesma restabelecendo o bom funcionamento ao equipamento Elabora o um manual t cnico do equipamento em estudo Produzir um estudo de atualiza o da m quina ferramenta 1 3 Organiza o da disserta o Neste cap tulo inicial foi realizado uma breve introdu o com o intuito de estabelecer um contexto para o resto do trabalho No segundo cap tulo feita uma carateriza
40. podendo inclusive ser introduzida diretamente no PLC Figura 3 5 Mem ria Servosistema Processador Maquina ferramenta Figura 3 5 Esquema de funcionamento de uma maquina de comando num rico 21 24 Capitulo 3 M quinas ferramentas de comando num rico Atualmente esta tecnologia t m ganho cada vez mais espa o no mercado uma vez que 25 E um sistema flex vel de produ o permitindo a modifica o r pida do produto a ser produzido Diminui o tempo da opera o Tem uma menor interven o humana diminuindo por isso erros e acidentes de trabalho Diminui o das toler ncias admiss veis com o aumento da exatid o e repetibilidade e a diminui o de erros associados ao operador leva ao projeto de produtos com toler ncias mais apertadas Redu o do n mero de inspe es metrol gicas Programas autom ticos de diagn stico Possibilidade do uso de equipamentos perif ricos computacionais Display para opera o Por m esta tecnologia tamb m apresenta algumas desvantagens 20 Investimento inicial elevado M o de obra especializada para a programa o Manuten o exigente e especializada Uso de ferramentas espec ficas N o elimina completamente os erros humanos A aquisi o de m quina ferramenta CNC acarreta um investimento muito elevado Como tal as empresas dever o equacionar a sua compra A Figura 3 6 mostra de forma simples o custo total em rela o ao tamanho
41. produ o essencial para manter altos n veis de produtividade uma vez que a capacidade de produzir pe as de elevado grau de complexidade ou com toleranciamento apertados e rigorosos apenas poss vel ou vi vel com a utiliza o de m quinas ferramentas CNC significa geralmente a garantia de encomendas constantes O retrofitting assume se assim como uma possibilidade de moderniza o econ mica podendo representar uma poupan a na ordem dos 25 a 35 do custo de uma m quina com as mesmas carater sticas 18 reaproveitando a estrutura de 15 Cap tulo 2 Manuten o Mec nica m quina ferramenta que geralmente mant m a integridade e rigidez necess rias para uma maquina ferramenta A Figura 2 6 representa um exemplo de retrofitting Ast FL 7 Ee F Figura 2 6 Exemplo de aplica o de retrofitting numa fresadora convencional 19 As vantagens oferecidas pelo retrofitting s o vastas no entanto a atualiza o deve ser realizada n o apenas no equipamento mas tamb m na disciplina oficinal e na forma de funcionamento e opera o 19 Algumas vantagens no retrofitting em m quinas ferramentas CNC s o enumeradas por Reddy 4 Investimento reduzido resultante do aproveitamento da estrutura principal do equipamento Redu o dos tempos de opera o e prepara o fruto da atualiza o dos controlos e acionamentos Aumento da competitividade imposta pela possibilidade de realiza o de trabalhos comple
42. produz o deslocamento do eixo do servomotor associado a correia em quest o e por consequ ncia a deslocamento do disco do enconder tico Com a movimenta o dos eixos X e Z foi poss vel registar a movimenta o dos valores da posi o atual no display referente a estes eixos A flutua o desses valores era proporcional a velocidade de deslocamento e tamb m ao sentido Para a movimenta o do eixo Y foi necess rio a aplica o de alguma for a uma vez que o trav o integrado neste motor estava atuado Neste eixo apenas foi registado uma flutua o m nima nos valores contudo o facto de os registar e de produzir o retorno a posi o onde se encontrava indica que tanto o encoder como o servomotor de acionamento do eixo Y assim como o seu sistema de Fail Safe funcionam Por ltimo testou se o eixo B uma vez mais a dificuldade da intervir neste eixo foi agravada pela fraca acessibilidade ao pr prio Para se exercer este teste removeu se uma tampa figura 5 9 e procedeu se ao acionamento manual do parafuso sem fim Apesar das dificuldades experienciadas registou se a flutua o dos valores referentes posi o do eixo B no display Para al m do teste ao encoder foi poss vel realizar o teste do ponto de refer ncia ao registar se a sua atua o quando se realizou uma revolu o completa 104 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho Com estes testes eliminou se a possibilidade de falha nos sistemas de pos
43. quina em g ria oficinal e todas as opera es de desloca o s o realizadas em fun o deste ponto Este ponto fixo caracter stico da m quina ferramenta mas tamb m pode ser atribu do pelo operador Contudo este ponto flutuante n o pode ser alterado uma vez iniciado o programa Este princ pio pode se observar na Figura 4 6 em que um mesmo deslocamento est descrito nos dois tipos de programa o 40 20 30 absoluta 10 5 incremental 30 10 15 gt 20 absoluta AY 15 0 0 AX 10 incremental 0 10 20 30 X Figura 4 6 Exemplo de programa o incremental e absoluta 20 Existem algumas vantagens na utiliza o de programa o absoluta em rela o incremental A principal prende se com a propaga o de erros Uma vez que na programa o incremental os pontos de refer ncia s o os pontos das opera es um erro na medi o destes pontos propagar se por toda a pe a 23 Por outro lado no caso da incremental quando existe uma paragem inesperada devido a fratura na ferramenta de corte ou por necessidade de inspe o por exemplo o programa tem de recome ar do seu ponto inicial 23 33 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas 4 1 4 Ciclo de controlo malha aberta ou malha fechada Em sistemas de malha aberta Open Loop Systems representado na Figura 4 7 todas as desloca es efetuadas n o s o controladas desconhecendo o sistema se o movimento
44. respons vel pela manuten o Este autor 16 estabeleceu cinco princ pios que fornecem a base deste tipo de manuten o Estabelecer objetivos que maximizem a efici ncia da instala o Estabelecer um sistema global de manuten o produtiva que cubra integralmente o ciclo de vida da instala o Envolvimento de todos os ramos da organiza o tais como o planeamento opera es e de manuten o Participa o integral de todos os membros de uma organiza o Refor ar a motiva o pessoal criando pequenos grupos aut nomos de manuten o produtiva 11 Cap tulo 2 Manuten o Mec nica Segundo Magalh es 9 a maior evolu o imposta por este tipo de manuten o prende se com o maior envolvimento dos respons veis pela produ o em atividades de manuten o uma vez que estes fruto da sua atividade produtiva s o os que det m mais conhecimento do funcionamento espec fico dos equipamentos Para al m da integra o da produ o na manuten o passou se a incluir no projeto de novos equipamentos e produtos uma componente focada na manuten o Segundo Fern ndez 8 os engenheiros respons veis pela produ o de desenvolvimento de novos projetos nem sempre est o familiarizados com os princ pios de manuten o sendo portanto necess rio a troca de informa o de t cnicos especializados em manuten o aquando dos projetos conceptuais uma vez que esta influ ncia trar melhorias na qualidade
45. 426 93 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Estes encoders s o constru dos com tr s pistas de leitura permitindo a an lise cuidada do deslocamento angular registado e uma terceira que serve de refer ncia A Figura 5 23 representa o esquema de liga o de um encoder e o tipo de sinal que fornece Figura 5 23 Sinais fornecidos pelo do encoder ROD 426 Apesar de se desconhecer o tipo de acoplamento registado no eixo X e Y no eixo B o enconder tico n o est conectado diretamente ao servomotor Este encontra se ligado ao parafuso sem fim por meio de uma correia medindo dessa forma o deslocamento real da mesa de suporte da pe a Na figura 5 24 poss vel ver a correia em causa no entanto n o se encontrando vis vel o encoder Figura 5 24 Pormenor do interior do eixo B o enconder tico acionado pela correia em destaque 94 Sensores de fim de curso Capitulo 5 Planeamento do trabalho Existem diversos sensores de fim de curso na fresadora em estudo uma vez que estes s o necess rios para informar o sistema de controlo de uma eventual falha no posicionamento dos eixos Estes sensores encontram se referenciados nos documentos t cnicos do comando SIEMENS no qual se pode perceber a exist ncia de quatro sensores de fim de curso repartidos pelos quatro eixos de deslocamento da m quina Figura 5 25 Estes sensores s o designados por reference point que traduzido significa
46. 5 G7 AN 2xM6x1 6H too gt Desenhou Universidade do Minho verificou Dep Eng Mec nica Homologou PO Escala z Suporte de Electrovalvulas a 1 1 CRIADO POR UM PRODUTO EDUCACIONAL DA AUTODESK MSACOLNV VYA WNOIDVONGS OLNGOYd WN YOd OAVIHO Anexo B Anexo B Manual T cnico da Fresadora CNC 125 Anexo B 126 Anexo B Introdu o Este manual pertence fresadora de comando num rico com 4 eixos de maquinagem da SwissPerfo comandada por um PLC Programable Logic Controller em portugu s Controlador Logico Program vel Siemens atrav s do seu sistema SINUMERIK 820 que se encontra no laborat rio de fabrico autom tico na Oficina de Forma o e apoio do departamento de Engenharia Mec nica da Universidade do Minho Uma vez que a fresadora em quest o foi cedida pelo departamento de Engenharia de Produ o na altura sediado no polo de Gualtar em Braga e apesar de todos os esfor os na cataloga o de todos os componentes e documenta o referentes a esta m quina ferramenta durante a sua realoca o para a Oficina de Forma o e Apoio do Departamento de Engenharia Mec nica no polo de Azur m pressup e se que o manual detalhado desta maquina se perdeu Sendo assim constam nos arquivos do laborat rio apenas os manuais de utilizador e de programador do comando num rico da Siemens assim como um pequeno texto focado na manuten o preventiva da fresadora assim como os esquemas de liga o
47. Este j tinha produzido uma mesa de coordenadas para movimentar uma fresadora em dois eixos necessitando no entanto de dois operadores para esta tarefa 24 Com financiamento da USAF United States Air Force Parson desenvolveu um prot tipo eliminando a introdu o manual dos comandos e substituindo por cart es perfurados como os utilizados por Jacquard no entanto a falta de controlo de posi o inviabilizava esta tecnologia 20 Isto devia se a facto de os comandos mec nicos n o responderem de forma linear Devido a varia o de for as no sistema a pot ncia aplicada para realizar um movimento n o iria produzir sempre o mesmo efeito neste caso de deslocamento criando dessa forma superf cies de corte pouco suaves Segundo Suh 20 este problema foi resolvido quando o Laborat rio de Servomecanismos do Massachusetts Institute of Technology MIT foi inclu do no projeto de um novo sistema de controlo de m quina ferramenta com gera o de dados de posicionamento tridimensional da ferramenta 22 Capitulo 3 M quinas ferramentas de comando num rico Desta parceria surgiu a primeira fresadora com tr s eixos de movimento simult neos controlados por um novo tipo de sistema de controlo batizado por M quina de Controlo Num rico CN A Electronic Industries Association EIA definiu CN como Um sistema no qual as a es s o controladas pela inser o direta de informa o num rica O sistema dever interpr
48. a 5 2 Representa o dos eixos da fresadora em estudo 74 Figura 5 3 Acumula o de residuos junto ao eixo X eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeneeees 76 Figura 5 4 Pe as removidas da m quina ferramenta em estudo 77 Figura 5 5 Petr leo de limpeza Petrocleaner ccccccsesccssseseeeeeeeeeaeeeessneeens 77 Figura 5 6 Fluido de limpeza de contactos eletricos Contact Cleaner 78 Figura 5 7 Sistema de corredi as do EIXO Y qasaassas raaasapiaaetajas ais ea aaa andas 79 Figura 5 8 Corredi a Linear de esferas recirculantes TYP SR20 W THK 80 Figura 5 9 Localiza o dos dispositivos de transmiss o de movimento 81 Figura 5 10 Representa o esquem tica da dire o de rota o do eixo B e do sistema de transmiss o de movimento acoplado ao servomotor 82 Figura 5 11 Localiza o dos dispositivos de convers o de movimento 82 Figura 5 12 Vista do eixo Z e do motor da rvore prinCipal cccsseeeeeeeeeees 84 Figura 5 13 Chapa de identifica o do motor da rvore i 85 Figura 5 14 Matriz de codifica o dos motores LFT5 85 Figura 5 15 Curva de funcionamento nominal do servomotor da arvore principal 86 Figura 5 16Chapa de identifica o do motor de acionamento do eixo Z 87 Figura 5 17 Curva de funcionamento nominal do servomotor de acionamento do eixo PARE Re EE SRP
49. a caracterizado por opera es manuais morosas mas de grande diversidade de produtos sendo utilizada para pequenos ou m dios lotes Estas opera es dependiam da experi ncia e forma o do operador como evidencia a Figura 3 3 Feedback da opera o Planeamento Comando do posicionamento Maquina ferramenta convencional Figura 3 3 Processo de maquinagem convencional 21 21 Capitulo 3 M quinas ferramentas de comando num rico Por outro lado existia a produ o em massa utilizando m quinas Transfer como foi anteriormente descrito Este tipo de produ o era respons vel por a fabrica o de grandes lotes As m quinas respons veis por este tipo de produ o s eram rent veis quando o volume de mat ria produzida era grande requeria portanto v rios estudos de mercado Por sua vez as m quinas ferramentas convencionais tinham regimes de produ o muito baixos Com as mudan as da ind stria e do consumo ap s a Segunda Guerra Mundial surgiu a necessidade de produzir pe as com a flexibilidade de uma m quina convencional aliada a elevada cad ncia e repetibilidade de uma m quina Transfer Com este intuito as m quinas ferramentas de controlo num rico foram desenvolvidas inicialmente para produzir pe as complexas para a ind stria aeron utica e de moldes como afirma Altintas 25 O estudo deste novo tipo de ferramentas iniciou se na Parsons Corporations gerida por John T Parsons em 1949
50. a em tornos e da ferramenta em fresadoras 29 Na rvore principal n o existe a necessidade de transformar o movimento podendo o motor de acionamento ser acoplado diretamente No entanto quando s o utilizados motores de indu o comum utilizar se rg os de transmiss o de movimento correias correntes engrenagens para realiza o de varia es de velocidade Figura 4 27 21 58 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Encoder Rotor Figura 4 27 Acionamento da rvore principal por servomotor com um sistema de transmiss o por correia 20 O sistema de movimenta o dos eixos permite a cria o de trajet rias de corte na rea de trabalho Em m quinas ferramentas CNC devido s caracter sticas anteriormente descritas por Suh 20 tornou se regra a utiliza o de servomotores Estes dispositivos apresentam elevados bin rios e velocidades permitem o controlo de posi o e velocidade respondendo de forma r pida Um servo sistema do latim servue significa aquele que realiza fielmente uma ordem todo o sistema que controlado em malha fechada ver sec o 4 1 4 Na Figura 4 28 pode se observar o seu esquema de funcionamento Controlador Velocidade Real do eixo Posi o real do eixo Figura 4 28 Princ pio de funcionamento e controlo de um servomotor 21 A partir de um sinal de comando o controlador do servo sistema modela o sinal recorrendo a um dispositi
51. a r pida de pe a 1 16 Suporte de porta pe as 1 17 Mangueira de ar comprimido 49 2 18 Manga 280 1 141 Anexo B 142 13 14 AN me ECTS Na mo EA De WA CER Descri o Parafuso M12x30 sextavado interior Porca em T M12 Anilha M12 Parafuso M12x30 sextavado Guia de suporte da mesa de troca r pida de pe a Superf cie de apoio do barramento principal Cabo de sinal do sensor Balluff BES 1655 Apoio de sensor indutivo Encaixe entre a palete e a haste do cilindro Cilindro Pneum tico Festo Modelo DN 32 300 PPV4977 press o m xima 12 bar Quantidade 4 EA NRO Bs Ha HA OC Nr 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Descri o Corrente do resguardo Roda dentada Parafuso M12x65 Sensor indutivo Barra sec o quadrada Apoio do resguardo Suporte do resguardo liga o entre resguardo e cilindro Cabo de informa o Parafusos M10x22 38 Mangueira de ar comprimido 60 Anexo B Quantidade NNNAAN 143 Anexo B 144 Nr 39 40 41 42 43 44 45 47 48 Descri o Eixo de transmiss o de movimento entre guias do resguardo Parafuso M6 Correia Pirelli ISORAN Polia Barramento do eixo X Parafusos M14x22 Velcro para suporte de cortina de prote o Batentes Corredi as Fole de prote o do fuso de esferas Quantidade 1 HA NON Hr rr HS Descri o Manga de prote o para cabos de informa o Estrutura d
52. al onde ela necess ria sempre na mesma forma de movimento linear ou circular Por outro lado os conversores realizam a altera o do tipo de movimento A transmiss o de pot ncia dever ser a mais direta poss vel sendo a situa o esquematizada na figura 4 15 a aplica o ideal de um sistema de acionamento nos fusos 32 ServoMolor Figura 4 15 Exemplo de um sistema de atua o direta No entanto esta solu o nem sempre poss vel sendo necess rio dimensionar uma cadeia cinem tica Esta deve assegurar a correta transmiss o de pot ncia ser de constru o r gida e sem folgas para permitir o posicionamento exato da ferramenta de corte na rea de trabalho 34 Para al m disto a transmiss o deve responder de forma r pida necessitando portanto de possuir baixa in rcia o que permitir diminuir os tempos de deslocamento e aumentar o per odo de maquinagem efetiva 29 Estas cadeias cinem ticas podem ser realizadas por um grande n mero de dispositivos de entre os quais 43 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Engrenagens Correias e Correntes Rodas de atrito Existem outros rg os de m quinas capazes de realizar esta tarefa no entanto estes s o geralmente os mais utilizados em m quinas ferramentas 21 Na tabela 4 1 observam se as principais caracter sticas de diferentes tipos de elementos de transmiss o de movimento Tipo Custo M dio M dio Baixo Alto Vibra
53. al tests are conducted to identify and troubleshoot a malfunction of the equipment under study The unknown cause of the malfunction created the need for a detailed technical manual for the equipment in analysis In addition a study of retrofitting is conducted to a subsystem of a CNC milling machine Disserta o de Mestrado Disserta o de Mestrado Palavras chave m quina ferramenta comando num rico por computador retrofitting manuten o Key words machine tool computer numeric control retrofitting maintenance xi Disserta o de Mestrado xii Disserta o de Mestrado ndice L INTFOdUI O senses iti is ira a id Ra dada 1 Did MOTIVA O ac usara sas RREO aces dacs Di mao LENDO Suntan id STO NOS DONDE EEN Rael averse 2 dt OpjetiVoS eee ene ene rte ice nt nn trent ame EAS 3 1 3 Organiza o da disserta o aaa as SS dare 3 2 Manuten o Mec nica sssssessennneenrnnrnssnnnnneunnnnnernnnnnnennnnnnnnnnnnnnennnna 5 2 1 Tipos de manuten o ais E LS Aen ais Aiea eA ara 6 2 1 1 Manuten o corretiva nates aun ender aa Aa 7 2 1 2 Manuten o preventiva ccccceceecseeeeceeeeeeeceeeeeaeeeeseeeeseaeeeennaes 8 2 1 3 MPT e TErOBENGlO Slat rata 11 2 2 Planeamento de manuten o ssaasasanmanssi sas assina a pala 13 Bre vl Registo CCNICO misterio sincera i niacina namo dead e iaith 13 2 22 Man di Says a E E E a S 14 2 3 Retrofitting em m quinas ferramentas CNC 15 3 Maquinas ferram
54. amenta verificou se a exist ncia de manchas do leo lubrificante do ar na chapa de fixa o destas v lvulas Para al m dos res duos localizados registou se duas fugas de ar em duas electrov lvulas em funcionamento As fugas provenientes de fissuras Figura 6 6 na estrutura das electrov lvulas eram consider veis e resultado do desgaste durante o funcionamento das mesmas Sendo que foram registadas em v lvulas que eram requeridas frequentemente entre elas a que permite a atua o do cilindro pneum tico do resguardo Figura 6 6 Pormenor da fissura registada em v rias electrov lvulas As electrov lvulas em quest o s o produzidas pela Telemecanique atualmente Schneider Electric modelo PVL B121618 as de simples efeito com retorno de mola e PVL B122618 de duplo efeito 56 Este tipo de electrov lvulas denominadas por v lvulas Manifolds traduzido por v lvulas em bloco permite a economia de espa o e a simplicidade de alimenta o e escape uma vez que a sua caracter stica alimenta o lateral comum permite a sequencia o de v rias v lvulas e a redu o de n meros de cabos de alimenta o e escape 46 Na Figura 6 7 pode se observar o conjunto das quatro electrov lvulas de simples efeito sinalizadas a vermelho e as duas v lvulas de duplo efeito sinalizadas 106 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho a azul presentes na m quina em estudo e que permitem a a
55. ant Winding resistance Rotating field inductance Electrical time constant Mechanical time constant Thermal time constant Weight with brake Weight without brake Tabela 5 3 Informa o t cnica do servomotor da rvore principal A figura 5 15 representa a curva de funcionamento nominal do servomotor de acionamento da rvore principal Nestes motores a curva correspondente a K 0 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 n RPM Figura 5 15 Curva de funcionamento nominal do servomotor da arvore principal 51 86 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Acionamento dos eixos Como descrito anteriormente existe um motor de acionamento por cada eixo Apesar de o motor do eixo Z se encontrar exposto por raz es descritas anteriormente o mesmo n o se verifica para os restantes eixos Por quest es pr ticas n o foi poss vel proceder desmontagem dos restantes componentes a fim de se obter a identifica o real dos motores Por este motivo e sustentado pelas carater sticas b sicas enunciadas pela SIEMENS o autor deste trabalho considera que os restantes motores dos eixos X e B s o semelhantes ao motor do eixo Z Na Figura 5 16 encontra se representada a chapa de identifica o do eixo Z sendo poss vel retirar o seu modelo 1FT5044 OAFO1 1 Z 51 Figura 5 16 Chapa de identifica o do motor de acionamento do eixo Z A partir da matriz de codifica o foi poss vel retirar do cat log
56. ciais pois mantinham um certo grau de rigidez associado s suas capacidades em grande parte porque se mantinha a necessidade de um meio f sico de introdu o de informa o no caso as fitas magn ticas como enaltece Youssef 21 No entanto a partir da d cada de 60 com o aparecimento dos trans stores e d odos o centro de comando destes dispositivos foi se tornando mais fi vel e acima de tudo mais barato 24 Em 1965 o desenvolvimento dos circuitos integrados permitiu a miniaturiza o e redu o dos custos das unidades de controlo e lan ou as bases para a utiliza o de computadores 20 Citando Koren 23 a diminui o do pre o dos minicomputadores e microprocessadores est a modificar o especto da oficina de uma empresa Nestas mudan as inclui se a utiliza o cada vez mais frequente de m quinas de controlo num rico e robots e a cria o de novos tipos de processos de maquinagem como o exemplo do corte por laser Foi nesta altura que se verificou a evolu o dos sistemas de controlo num rico para controlo num rico por computador Como afirma Altintas 25 nas m quinas ferramentas CNC o controlo das opera es a realizar feito por microprocessadores e PLC s Programmable Logic Controller que trabalham de forma coordenada Este controlo permite a movimenta o simult nea de v rios servomotores e facilita a introdu o da informa o de maquinagem uma vez que n o precisa de um suporte f sico
57. clus o deste tipo de interpola o Figura 4 5 simplificou a programa o 30 Ponto inicial Fai Centro Ponto finale J Trajet ria de corte segundo uma interpola o circular Figura 4 5 Interpolador circular 30 1 El ptica cria superf cies recorrendo ao utiliza o de dois eixos para criar contorno e usando um terceiro de forma linear Permite a cria o de diversos tipos de roscado 30 2 Parab lica e c bica este tipo de interpola o requere um grande poder de computa o Recorrendo a poucos dados de entrada gera superf cies complexas usadas sobretudo na ind stria aeron utica e autom vel As interpola es el ptica parab lica e c bica n o s o t o utilizadas como a linear e a circular 30 4 1 3 Programa o incremental ou absoluta Os sistemas de controlo num rico diferenciam se ainda em dois tipos de programa es principais incremental ou absoluta 23 32 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Na programa o incremental o ponto de refer ncia utilizado para uma opera o o ponto da opera o anterior O ponto de refer ncia toma o valor de origem 0 0 e o movimento dos eixos ser realizado em fun o deste Uma vez atingido a nova posi o e realizada a tarefa este ponto assume o novo valor de origem Por outro lado na programa o absoluta existe um ponto de refer ncia fixo na m quina geralmente nos limites da palete designado por zero da m
58. como anteriormente descrito no capitulo 5 2 Este representado na Figura 5 21 faz parte do modelo DN 32 300 PPV 4977 Figura 5 21 Cilindro pneum tico de duplo efeito DN 32 300 PPV 4977 Festo Este modelo apresenta as seguintes caracter sticas resumidas na Tabela 5 7 Cylinder Standard Stroke Stroket Force at Return Force at Connection Cushioning Type min max 90 psi 6 bar 90 psi 6 bar Length mm mm Ibf N Ibf N in mm Ponsa o o fam amo fears Johns Tabela 5 7 Informa o t cnica do cilindro pneum tico DN 32 300 PPV 4977 Festo 5 3 4 Instrumentos de medi o O rigor e exatid o de uma m quina ferramenta de comando num rico est intimamente relacionada com a qualidade da sua constru o dos componentes utilizados e da informa o das vari veis de entrada num ciclo de controlo por malha fechada A utiliza o de instrumentos de medi o torna se assim essencial Foram utilizados quatro tipos de instrumentos de controlo na fresadora CNC em estudo Taquimetros Encoders ticos Sensores de fim de curso Taqu metros 91 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Como anteriormente referido cap tulo 4 2 6 no controlo da velocidade comum a utiliza o de taqu metros Da observa o atenta da m quina em estudo foi poss vel obter a informa o relativa aos motores de acionamento e a partir do seu cat logo pode se concluir que todos os motores usados na fresadora obt m o seu c
59. continua Lisboa funda o calouste Gulbenkian 1984 42 M d M Dias Three Phase Synchronous Engines with Permanent Magnets McGraw Hill Brasil 43 W Bolton Mecatr nica Uma abordagem multidisciplinar Bookman 119 Capitulo 9 Refer ncias 44 C Sousa Erros Conceitos elementares CATIM 45 P L Conley D Packard e W Purdy Space Vehicle Mechanisms Elements of Successful Design John Wiley amp Sons 1998 46 E A Parr Industrial Control Handbook Industrial Press Inc 1998 47 J G Webster The Measurement Instrumentation and Sensors Handbook Springer 1999 48 P Smid CNC Programming Handbook A Comprehensive Guide to Practical CNC Programming Industrial Press Inc 2003 49 THK www thk com 50 Korta http www korta sa com 51 Siemens http www siemens com answers pt pt 52 Origa http www parker origa com 53 Festo http www festo com net startpage 54 Balluff http www balluff com 55 S Saravanan G Yadava e P Rao Machine Tool Failure Data Analysis For Condition Monitoring Department Of Mechanical Engineering Indian Institute Of Technology 56 Schneider electric http w ww schneider electric com 120 Anexos 10 Anexos 121 Anexos 122 Anexo A Anexo A Desenhos t cnicos 123 CRIADO POR UM PRODUTO EDUCACIONAL DA AUTODESK CRIADO POR UM PRODUTO EDUCACIONAL DA AUTODESK 2x0
60. da a prada e a ao da ad ninoRiein 104 Figura 6 5 Sensores de press o do sistema de ar comprimido do equipamento 105 Figura 6 6 Pormenor da fissura registada em v rias electrov lvulas 106 Figura 6 7 Bloco de Electrov lvulas do objeto de estudo 107 Figura 6 8 Conjunto de electrov lvulas Camozzi configuradas para o equipamento SITES 1 a o to are CARA RU acura Pa ARS RR NPR RR 109 Figura 6 9 Bacia de escape do sistema de ar comprimido 110 Figura 6 10 Representa o em CAD do sistema de fixa o idealizado 110 xviii Disserta o de Mestrado ndice de Tabelas Capitulo 4 Tabela 4 1 Classifica o de elementos de transmiss o de movimento e suas Caracter Stia S caviar anos cx vans unis DT US EST US an 44 Tabela 4 2 Classifica o de elementos de convers o de movimento e suas CAraCLET STICAS crcatseuremnitiecenatnenmnubtonsudn e cd DS 45 Tabela 4 3 Tabela com velocidades sincronas e assincronas de motores de corrente CUCM 6 fe JRR A Ep RN NES E E E N E E ter niet 53 Tabela 4 4 Tabela de carater sticas dos diferentes tipos servomotores 62 Tabela 4 5 Caracter sticas metrol gicas e funcionais de instrumentos de medi o em m quinas ferramentas de comando NUMETICO cccseeeeeeseeeeeeaeeeeeaeeeeeenees 65 Capitulo 5 Tabela 5 1 Tipos de transmiss o e convers o de movimento encontradas no equipamento em CSTUCO ccecccecseccseseeeseeneeseeeeseeeeeseeeseen
61. dados simplifica este processo permitindo ainda a utiliza o de diferentes tipos de materiais para responder a diferentes solicita es 34 Existem outros aspetos que devem ser considerados numa estrutura para uma m quina ferramenta entre eles a remo o da apara toma lugar de destaque uma vez que a acumula o de apara pode provocar gradientes t rmicos que em situa es limite podem prejudica o alinhamento preciso das corredi as Por outro lado a sua acumula o pode dificultar o deslocamentos efetuados nos eixos da m quina ferramenta a obstru o da troca de ferramenta ou de pe a e o desgaste por atrito das superf cies funcionais 33 4 2 3 Corredi as As corredi as ou guias de uma m quina ferramenta s o um elemento estrutural muito importante pois s o respons veis pelo movimento efetuado por esta ao longo de um eixo 35 Estas semelhan a de outros componentes de uma m quina ferramenta devem ser de constru o r gida e cuidada uma vez que t m de suportar e absorver elevadas for as est ticas e din micas durante as opera es de maquinagem Estas cargas aplicadas podem fazer variar a forma e tamb m o deslocamento realizado podendo afetar por isso o rigor dimensional e geom trico das pe as produzidas 35 Geralmente estas s permitem deslocamentos lineares restringindo o seu movimento a apenas uma grau de liberdade 35 Segundo Youssef 21 existem diferentes classifica es para as corredi
62. de Tiago J orge Ruda Arieiro UMinho 2013 Universidade do Minho Escola de Engenharia Tiago orge Ruela Arieiro Manuten o e repara o de maquinas ferramentas de comando num rico outubro de 2013 IN _ io Universidade do Minho Escola de Engenharia Tiago J orge Ruela Arieiro Manutencao e reparacao de maquinas ferramentas de comando num rico Tese de Mestrado Ciclo de Estudos Integrados Conducentes ao Grau de Mestre em Engenharia Mec nica Trabalho efetuado sob a orienta o do Professor Doutor Ant nio Alberto Caetano Monteiro outubro de 2013 Disserta o de Mestrado DECLARA O Nome Tiago Jorge Ruela Arieiro Correio eletr nico a52750 alunos uminho pt Tel Tim 258831830 927669171 Numero do Bilhete de Identidade 13568375 Titulo da disserta o Manuten o e repara o de m quinas ferramentas de comando num rico Ano de conclus o 2013 Orientador es Professor Doutor Ant nio Alberto Caetano Monteiro Designa o do Mestrado Ciclo de Estudos Integrados Conducentes ao Grau de Mestre em Engenharia rea de Especializa o Tecnologia da Manufatura Escola Escola de Engenharia Departamento Departamento de Engenharia Mec nica l AUTORIZADA A REPRODU O INTEGRAL DESTA DISSERTA O APENAS PARA EFEITOS DE INVESTIGA O MEDIANTE DECLARA O ESCRITA DO INTERESSADO QUE A TAL SE COMPROMETE Guimar es 2013 Assinatura Disse
63. de rigor e exatid o nas medi es e no acionamento Assim Groover 32 estabelece tr s princ pios que definem a exatid o de uma m quina ferramenta Resolu o Exatid o Repetibilidade A resolu o define se pela capacidade do sistema de controlo identificar e dividir o deslocamento dos eixos no maior n mero de blocos de reduzidas dimens es adjacentes Estes blocos designados por adere os s o coordenadas de localiza es f sicas que a m quina capaz de reproduzir 24 A resolu o de uma m quina ferramenta depende de fatores eletromec nicos e computacionais O primeiro aspeto diz respeito por exemplo ao passo de um fuso de esferas ou quantidade de passos de um motor de passo assim como da resolu o inerente de um enconder de um servomotor Por outro lado o n mero de bits reservados pelo PLC para designar um eixo de deslocamento da m quina em quest o 30 63 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas A exatid o designa o erro m ximo poss vel entre a posi o estabelecida pelo programa pe a e o posi o real e o ponto refer ncia da m quina Esta posi o desejada necessita de ser conjugada com a resolu o da m quina 23 Finalmente a repetibilidade traduz se como a capacidade de uma m quina ferramenta voltar a uma determinado adere o de forma recorrente sem que a sua posi o real n o apresente um grande valor de erro 23 Este parametro de exatid o associado a maquinas
64. de um sistema el ctrico desta gama pressup e alguns cuidados na sua fase inicial entre eles o respeito pelas caracter sticas b sicas da corrente necess ria 3 Ligar correctamente o sistema de ar comprimido 4 Ligar correctamente todos os cabos de informa o 5 Verificar tensao das correias de transmissao de movimento 6 Nivelar correctamente a m quina ferramenta Para garantir o correcto funcionamento das opera es de maquinagem sugere se o seguinte processo a Colocar um porta pe as vazio na mesa b Fixar o porta pe as mesa usando o comando M50 C Bloquear a mesa com o comando M52 d Utilizar um n vel para garantir a horizontalidade do sistema Nota em anexo encontra se um documento da SwissPerfo intitulado Hardware Commissioning Manual que cont m diversa informa o acerca das rotinas que devem ser seguidas quando se iniciam os mais variados sistemas ar comprimido energia lubrificante etc logo ap s avaria ou interrup o n o planeado do trabalho 133 Anexo B Controlo da M quina ferramenta Todo o controlo desta m quina ferramenta efectuado a partir do PLC da Siemens SINUMERIK 820 O SINUMERIK 820 um PLC para CNC s de pequenas e m dias de dimens es com possibilidade at 5 eixos de movimento Pode se aplicar a tornos e fresadoras K a OL wi i Eg E Em TEC FE Ek Ho iC Componente Ecra de 12 polegadas Indicadores LED s Tec
65. do sensor A figura 4 37 esquematiza de forma simplificada o princ pio de funcionamento i iz if Enrolamento Objecto met lico Figura 4 37 Princ pio de funcionamento de um sensor indutivo 47 71 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Quando se regista e entrada de um objeto met lico neste campo magn tico formam se correntes induzidas neste Estas correntes induzidas conduzem remo o de alguma energia do campo magn tico provocando oscila es no mesmo A flutua o na intensidade do campo magn tico detetada e um transistor muda a sua posi o gerando um impulso el trico normalmente anal gico 36 Com a remo o do objeto met lico existe nova flutua o do campo magn tico alterando da mesma forma o circuito do sistema e invertendo o estado do transistor Estes sensores possuem algumas vantagens como o facto de n o existir contato no seu funcionamento prolongando dessa forma a sua vida til t m alta capacidade de resposta n o exigem instrumentos de convers o de sinal uma vez que funcionam normalmente com tens es normalizadas em m quinas ferramentas 47 72 Capitulo 5 Planeamento do trabalho 5 Planeamento do trabalho O departamento de Engenharia Mec nica tem como miss o a forma o de engenheiros prontos a integrar a ind stria Neste departamento podemos encontrar v rios laborat rios vocacionados para a forma o e apoio s atividades pedag gicas Neste
66. e higiene mas tamb m de seguran a e qualidade Num sistema que se exige exato um excesso de res duos pode provocar leituras erradas nos sistemas de medi o de posi o e velocidade Por exemplo a obstru o do leitor num enconder produzindo dessa forma informa o de realimenta o do sistema de malha fechada falaciosa com preju zo na qualidade final das pe as produzidas 32 Por outro lado pode apresentar obst culo ao correto funcionamento de um dispositivo ou processo ou aumentar a taxa de desgaste de componentes funcionais como o caso dos fusos de esferas O objetivo desta atividade seria ent o renovar o aspeto exterior da m quina e remover todos os res duos acumulados em zonas de dif cil acesso A m quina ferramenta em estudo apresentava se com muita sujidade latente da produ o de pe as em a o e alum nio mas em especial de derivados de madeira que ao contr rio de materiais met licos n o deixa apara mas sim uma grande quantidade de p Este tipo de res duo infiltra se em todas as ranhuras dispon veis devido ao seu tamanho diminuto em rela o s folgas projetadas para a blindagem da m quina Na Figura 5 3 podemos observar ao pormenor o tipo de res duos resultantes do funcionamento deste equipamento 75 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Figura 5 3 Acumula o de res duos junto ao eixo X De salientar a colora o esverdeada resultante dos derivados de madeira maquinados que se enc
67. e o funcionamento 115 Capitulo 8 Conclus es da mesma em opera es de maquinagem sem as mesmas poder ser prejudicial ao equipamento aumentando o seu desgaste reduzindo tamb m dessa forma a qualidade das pe as obtidas 8 1 Sugest es para trabalho futuro Foram realizados v rios testes ao funcionamento dos dispositivos el tricos no entanto os servomotores de v rios eixos e da rvore principal n o foram testados na ntegra deste modo sugere se o seu estudo aprofundado Contudo este estudo requer a remo o de v rias pe as da fresadora CNC sendo tamb m sugerido um estudo pr vio das condi es de desmontagem da m quina e uma correta cataloga o dos componentes retirados Do estudo de retrofitting realizado a um subsistema do equipamento ficou claro as potencialidades desta t cnica para al m disso a obsolesc ncia um aspeto cada vez mais importante uma vez que o aproveitamento de m quinas em fim de vida ou com avarias graves pode representar uma oportunidade de revitalizar uma empresa Por este motivo sugere se um estudo de retrofitting focado na atualiza o do comando da fresadora CNC dando ainda a sugest o da substitui o por comandos denominados de OPEN CNC 19 que consistem na utiliza o de computadores pessoais no comando computorizado requerendo apenas placas de comando para envio de sinais aos atuadores 116 Capitulo 9 Refer ncias 9 Refer ncias 1 2 3 4
68. e observar se os diferentes processos presentes na manufatura Estes podem ser de conforma o pl stica que consiste na deforma o a frio ou a quente de um material promovendo dessa forma uma altera o de forma permanente Fundi o e soldadura a primeira tecnologia permite a cria o de componentes de geometria muito complexa a partir do vazamento de metal liquido num molde e consequente arrefecimento e a segunda a liga o pelo meio de metal l quido de dois componentes Por ltimo a maquinagem que resulta da remo o de excesso de material de um bloco tarugo de mat ria prima permitindo a obten o de pe as com qualidade superficial e funcional e com rigor dimensional e geom trico 17 Capitulo 3 M quinas ferramentas de comando num rico Tecnologia da Manufatura RENA FUNDI O Sela EEE o CONFORMA O Extrus o Trefilagem Forjamenta Estampagem Fura o lainagem Eletroerosio ER Laser Figura 3 1 Tecnologias da Manufatura 21 Os processos de maquinagem principais t m uma m quina ferramenta associada constru da de raiz para realiza o dessa atividade 3 2 Hist ria da m quina ferramenta Desde da antiguidade o Homem procurou facilitar a sua sobreviv ncia recorrendo utiliza o de utens lios Estes de simples constru o procuravam simplificar algumas tarefas di rias Neste contexto foram surgindo um grande n mero de utens lios primitivos na sua maioria ape
69. eeseeesaeeeeeseeesaeenas 81 Tabela 5 2 Carater sticas dimensionais dos fusos de esferas modelo DBS 2005 4 KORTA utilizados no equipamento em estudo sssssssesrssrrrsresrrrrreerrrern 83 Tabela 5 3 Informa o t cnica do servomotor da rvore principal 86 Tabela 5 4 Informa o t cnica do servomotor do eixo Z 87 Tabela 5 5 Servomotores com op o de inclus o de trav o em modo Fail Safe 88 Tabela 5 6 Informa o t cnica do cilindro pneum tico P 210 25 oo ee 90 Tabela 5 7 Informa o t cnica do cilindro pneum tico DN 32 300 PPV 4977 ESSO eos EA RENA wae ina Mere A E elsiieaas 91 Tabela 5 8 Informa o t cnica dos taqu metros utilizados nos servomotores da m quina ferramenta em Estudo suis canada soserits diecaded ucenesg caswrahnreveveeddetaesd pends 92 Tabela 5 9 Informa o t cnica do encoder tico incremental ROD 426 93 Tabela 5 10 Informa o t cnica do sensor indutivo BES 516 300 S 166 PU 5 95 Tabela 5 11 Informa o t cnica do sensor indutivo BES 516 324 E4 C PU 5 97 xix Disserta o de Mestrado Capitulo 6 Tabela 6 1 Codifica o dos sensores no sistema de controlo 103 Tabela 6 2 Tabela de custo das electrov lvulas pneum ticas PVLB121618 e CPYLBIZZO DOS nepen E i 107 Tabela 6 3 Tabela de custo das electrov lvulas pneum ticas Camozzi e artigos necess r
70. el ctrica pneum tica Com a sua utiliza o quase di ria o estado de degrada o da m quina ferramenta agravou se verificando se uma avaria durante uma opera o de maquinagem tornando esta fresadora inoperacional Sentido a necessidade de se reparar a m quina tornou se claro a import ncia que um manual detalhado teria neste processo criando assim o motivo para a elabora o deste texto que pretende colmatar este problema e fornecer uma base para melhoramentos futuros 127 Anexo B Instala o Transporte Peso M todo Usando um conjunto de cintas igar a maquina na sua totalidade Figura 1 Recomenda se a remo o da porta de resguardo e a gaveta de recolha de apara assim como todos os compondes suscet veis de quebra Figura 1 Sugest o de deslocamento da Fresadora 128 Limpeza Anexo B 1 Remover toda a poeira e sujidade da m quina 2 Limpar todas as superf cies com petr leo de limpeza comum 3 Limpar todos os contactos el ctricos sensores de contacto ver componentes com l quido de limpeza el trico Funda o A fresadora necessita de um local de trabalho apropriado estando na tabela seguinte algumas condi es que devem ser asseguradas considerando uma altitude a 1500 metros acima do n vel do mar Temperatura M nima M xima 0 C 45 C 55 C Ponto de Orvalho e Humidade Relativa M dia anual Ta 17 C U 75 Condensa o
71. en o de registos atualizados permitiu se que a pilha encarregue de manter a mem ria do PLC da SIEMENS se esgotasse resultando na formata o do comando instalado Esta situa o constrangedora impediu qualquer tentativa de funcionamento ou testes da fresadora uma vez que sem a pilha de mem ria o sistema n o arranca Outra consequ ncia prende se com a formata o dos dados de autodiagn stico j que toda a informa o recolhida at ao momento da avaria foi apagada A aquisi o de uma nova pilha mostrou se complexa e demorada porque apesar de ser um componente relativamente banal a pilha em quest o possui carater sticas dimensionais nicas do fabricante Saft 113 Capitulo 7 Discuss o de resultados A solu o para este problema passa pela aquisi o de uma pilha com as mesma caracter stica el trica que se possa adaptar ao sistema para dessa forma eliminar a necessidade de recorrer a um nico fabricante 114 Capitulo 8 Conclus es 8 Conclus es Nunca demais valorizar a import ncia da manuten o de equipamentos produtivos uma vez que a otimiza o de recursos e diminui o de custos a f rmula de sucesso para muitas empresas Contudo quando os sistemas a manter s o de elevada complexidade como no caso de m quinas de comando num rico o cuidado deve ser redobrado em particular na produ o de registos hist ricos relevantes uma vez que estes podem ser a chave para a resolu
72. entado este tipo de manuten o Desempenho Degrada o Falha Desempenho timo Avaria Manuten o Corretiva TBF1 TOM verz fo ee Paragem inesperada Figura 2 2 Esquema de funcionamento de manuten o corretiva 5 Tempo Cap tulo 2 Manuten o Mec nica Existe ainda a distin o entre o tipo de manuten o corretiva podendo esta ser considerada manuten o corretiva paliativa ou curativa Entende se manuten o corretiva paliativa interven es realizadas no dispositivo em avaria com o objetivo de o colocar em funcionamento at se proceder a uma corre o completa 12 Considera se manuten o corretiva curativa todo o tipo de repara o ou interven o com o intuito de repor em completo funcionamento o componente sujeito a falha 2 1 2 Manuten o preventiva Ao contr rio da manuten o n o planeada a manuten o preventiva realizada com o intuito de reduzir a probabilidade de avaria ou a detiora o da qualidade de um dispositivo ou produto promovendo o aumento da fiabilidade A Figura 2 3 demonstra esquematicamente o funcionamento desta t cnica de manuten o 10 Este tipo de manuten o definido pela norma EN13306 13 como sendo uma interven o efetuada em intervalos de tempo predeterminados ou de acordo com crit rios prescritos com o objetivo de reduzir a probabilidade de ocorrer uma avaria ou existir uma degrada o de um bem D
73. entas convencionais e de controlo num rico j A PRPA A em y lisas dovetail circular Figura 4 12 Tipos de corredi as de escorregamento 21 Este sistema de corredi as recorre fric o como meio de funcionamento como tal o desgaste nas superf cies em quest o ir alterar a geometria das mesmas alterando dessa forma o resultado final das pe as obtidas 34 Por outro lado a necessidade de produzir na pr pria estrutura da m quina as superf cies de deslizamento aumenta o custo de produ o da mesma uma vez que conveniente que este par tribol gico tenha elevada qualidade superficial caracterizada por baixa rugosidade 34 Segundo Dupont 34 as corredi as de elementos rolantes ocupam posi o de destaque em aplica es em que a sensibilidade e repetibilidade de movimento s o o fator de interesse Estes dispositivos de constru o complexa assentam o seu princ pio de funcionamento na inser o de esferas rolos ou agulhas entre duas superf cies que se deslocam de forma independente como observado na figura 4 13 minimizando dessa forma o atrito 32 Figura 4 13 Vista em corte de uma corredi a de elementos rolantes 28 41 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Este tipo de corredi as tem por principais vantagens Maior sensibilidade no posicionamento Maiores velocidades de avan o permitindo o aumento da produtividade em 20 a 30 devido diminui o do tempo de
74. entas de comando NUMETICO ccssccceeeeeeeeeeaeeeeeeeenaees 17 Zd DESET Ca Oonan Ea A E eee en ere ene eee eee 17 3 2 Hist ria da Maquina ferramMenta ccccccsssseceeeeeeseeseeeueeeesaeeeenseesers 18 3 3 Evolu o do comando NUM TICO ss caransasnuami area andre rn dae pg 21 3 4 Import ncia da mMaquina ferraMenta cccecccseeeeeseeeeesaeeeeeaeeeesneeees 26 4 Design de maquinas ferraMmentas s ccsccceecceeseeeeseeseeeeeeeeeeeaeeeseeeseenass 29 4 1 Classifica o de maquinas ferraMmentas cccceceeeceeeeeeeeeeeeeeeaaeeeeeees 29 4 1 1 Estrutura do controlador ss dintnendeanvent daicoanans 29 4 1 2 Tipo de MOVIMENTO orriaren neii 30 4 1 3 Programa o incremental ou absoluta ii 32 4 1 4 Ciclo de controlo malha aberta ou malha fechada 34 4 2 Componentes te ao noi que e ara Ei vaste sans ORE 35 iz WAGONIMOlO cass2 ccmmrsiccunabatenemmuscenteunscorsnmaceramalsienmmakalduunnbshacuemngkenen 35 Ab 22 ESTIMA A nacional EER EC 37 oo B61 4 lt 1 11O E eae ere ere en ee em 39 4 2 4 Transmiss o mec nica siciurusaerranotratecmovaiacemabaterraunaserannngtanawmadects 43 429 ACIONAMENTO rca si and ig e a Aaa AAEE ROA RERU AEE 48 4 2 6 Instrumentos de medi o ssssssssrsssrrserrrretrirsrrnrsrrrerrrrerrrrenns 63 Disserta o de Mestrado 5 Planeamento do trabalho cccccsccssccsseeceeeeseeseeeeeeneeecnesceseseeaneeceesanenags 73 5 1 Descri o do caso de e
75. ento da capacidade de produ o No entanto apesar de todas as caracter sticas que estas m quinas ferramentas convencionais apresentam surgiu a necessidade de automatizar e 20 Capitulo 3 M quinas ferramentas de comando num rico flexibilizar as opera es de maquinagem Por essa raz o apareceram durante o ano de 1953 as primeiras m quinas ferramentas de comando num rico 2 Em contraste com os meios de controlo anteriormente descritos o controlo num rico permitia a transfer ncia de informa o abstrata facilmente codificada a partir de linguagens de programa o criadas somente para este efeito 24 Com o desenvolvimento e r pida dissemina o da computa o a m quina ferramenta passou a ser controlada por sistemas computacionais que revolucionaram o seu papel na ind stria a partir da d cada de 60 do s culo XX passando a ser designadas por m quinas ferramentas CNC Controlo Num rico 24 Contudo a sua utiliza o apenas se tornou corrente com a introdu o do CAD CAM na ind stria uma vez que estes sistemas permitem retirar total partido das capacidades deste tipo de m quinas 21 3 3 Evolu o do comando num rico A hist ria mostrou que no desenvolvimento das m quinas operatrizes a procura de solu es que possibilitassem o aumento da produtividade e qualidade foi uma constante At aos anos 50 havia dois grandes tipos de produ o na ind stria da manufatura 24 O primeiro tipo er
76. ento el trico 41 Rotor Gaiola de Enrolado Esquilos Corrente Continua Os motores de corrente continua utilizam retificadores de corrente que transformam a corrente fornecida pela rede normalmente corrente alternada Estes retificadores produzem um agravamento no custo de instala o deste sistema 40 Por outro lado o seu controlo permite ajustamentos em gamas de velocidades amplas e possuem uma grande flexibilidade de funcionamento aliada a uma grande exatid o e repetibilidade 40 50 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas A estrutura destes motores assenta em tr s componentes principais um estator e um rotor e um comutador como demonstrado na Figura 4 23 41 O estator produzido com enrolamento em materiais ferromagn ticos ou um man permanente este produz o designado enrolamento de campo e alimentado por corrente cont nua No estator verifica se a exist ncia de polos magn ticos fixos difundidos por todo o estator 41 Por outro lado o rotor constitu do por um enrolamento denominado por armadura e por escovas que permitem o fornecimento de corrente cont nua a estes enrolamentos A exist ncia de um comutador de corrente na entrada de corrente para a armadura produz a altern ncia do sentido da corrente neste componente Estas correntes produzem polos magn ticos na armadura do rotor 41 Da intera o entre os polos do estator e do rotor o polo negativo atra do pelo po
77. eriormente o termo conserva o era utilizado para definir o ato de repor o funcionamento de uma m quina 6 Existem v rias defini es para manuten o sendo esta definida pela norma AFNOR NF X60 010 7 como o conjunto de a es que permite manter ou restabelecer um bem num estado espec fico em condi es de assegurar um servi o determinado com um custo global m nimo Simplificando Souris 6 afirma que manuten o a garantia de disponibilidade dos equipamentos de produ o pela avalia o das imperfei es do patrim nio tecnol gico investido Com o aparecimento e difus o de manuten o procurou se o aumento da fiabilidade Entende se fiabilidade como a caracter stica de um dispositivo expressa pela probabilidade que esse dispositivo tem de cumprir uma fun o requerida em condi es de utiliza o e por um per odo de tempo determinados 7 O aumento da fiabilidade usufrui da evolu o da eletr nica e da computa o que permitiu a cria o de instrumentos de medi o avan ados que fornecem dados de controlo e monitoriza o precisos Por outro lado a computa o permitiu a cria o de modelos matem ticos complexos que ajudam na previs o de eventuais falhas 8 Durante muito tempo a manuten o era considerada uma tarefa secund ria que absorvia recursos sem mostra de benef cio No entanto com o aumento consider vel da utiliza o de automa o e da necessidade da dis
78. erramentas como An lise de vibra es Medi o ultrass nicas Termografia Inspe o visual An lise de par metros de rendimentos An lise de lubrificantes Para al m destas ferramentas a manuten o preventiva condicionada necessita do desenvolvimento pr vio dos seguintes requisitos descritos por Magalh es 9 Escolha de equipamentos e das instala es selecionados por ordem de import ncia no sistema produtivo ou por possu rem rg os de elevado custo Escolha da t cnica de controlo selecionada de acordo com o par metro a controlar Descri o do programa selecionadas as m quinas e descritos os pontos a controlar e a referida periodicidade Defini o de padr es definido um valor de refer ncia para cada ponto e respetivo par metro a controlar de forma a definir os intervalos de alerta necess rios Os valores de refer ncia s o definidos pelo fabricante por estudos ou por experi ncia da empresa Recolha de dados realizado por operadores que retiram os valores dos pontos no momento especificado e fazem o registo An lise dos dados tratamento computacional dos dados com recurso a gr ficos de tend ncia de valores e emiss o de um alerta quando excedidos os valores de alerta An lise e corre o de avarias s o planeadas paragens do equipamento de acordo com o grau iminente de avaria que pode parar o fabrico ou esperar por um per odo de paragem 10 Cap tulo 2 Manu
79. es onde necess rio um bin rio e velocidade est vel na presen a de cargas vari veis Tamb m pode ser utilizado em sistemas que requeiram elevadas pot ncias e bin rio 42 Por outro lado os motores ass ncronos apresentam um ligeiro escorregamento em rela o a velocidade nominal Tamb m denominados de motores de indu o funcionam a velocidades est veis Tabela 4 3 sempre diferentes da velocidade nominal ass ncrona que varia com a carga aplicada Este tipo de motores s o os mais utilizados na ind stria devido Simplicidade de constru o e controlo Robustez Baixo Custo A principal desvantagem deste tipo de acionamento prende se com a necessidade de utilizar caixas de velocidades ou outros sistemas para fazer variar a sua velocidade No entanto Norton afirma que a introdu o de inversores de frequ ncia atualmente menos dispendiosos e eficientes permite controlar de forma simples a velocidade de funcionamento destes motores Polos S ncrono rpm Ass ncrona rpm 2 3600 3450 4 1800 1725 6 1200 1140 8 900 850 10 720 690 12 600 575 Tabela 4 3 Tabela com velocidades sincronas e assincronas de motores de corrente alternada 40 53 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Os motores el tricos s o os mais utilizados nas m quinas de controlo num rico por m podem ser utilizados motores hidr ulicos Um sistema de acionamento hidr ulico de a o rotativa apenas usado quando as ex
80. esempenho E Desempenho timo Patamar de desemvenho minimo establecido TBF2 Tempo gt jia Paragem preventiva Interven o preventiva Figura 2 3 Esquema de funcionamento de manuten o preventiva 5 A aplica o deste tipo de manuten o implica a aceita o de que o funcionamento cont nuo da unidade produtiva mais importante que a substitui o de componentes que ainda possuem valor til ou seja a substitui o de pe as sem estas estarem em falha 10 An lise de for as Cap tulo 2 Manuten o Mec nica Por este motivo a manuten o preventiva pode ser muito custosa quando mal aplicada sendo a sua utiliza o dependente de cada unidade produtiva devido as diferentes implica es que o ambiente imp e nos dispositivos a manter 10 Este tipo de manuten o exige a avalia o de todos os equipamentos a serem monitorados o estabelecimento de calend rios de visitas peri dicas a esses equipamentos e consequente substitui o dos mesmos 11 Os calend rios devem assentar na an lise das leis de degrada o obtidas do estudo cont nuo dos equipamentos em funcionamento 11 Existem dois tipos de manuten o preventiva sendo estes dois tipos a manuten o preventiva sistem tica e preventiva condicionada A manuten o preventiva sistem tica definida pela AFNOR na norma X60 010 7 como sendo a executada conforme o quadro de programa es estabelecido em fun o do tempo
81. etar pelo menos uma parte desta informa o Esta foi adaptada por retrofitting de uma fresadora convencional uma Cincinnati Hydro tel para receber a unidade de controlo dos eixos e recorria a tubos de v cuo para transmitir a informa o 21 Este sistema de controlo era muito volumoso e ocupava mais espa o que a pr pria m quina ferramenta que comandava Figura 3 4 Recorria exclusivamente a processamento l gico e utilizava fita magn tica como sistema de armazenamento do programa de maquinagem Na fita magn tica encontrava se a sequ ncia de instru es da m quina elaborado por um c digo num rico que permitia a repetibilidade do posicionamento tr s a cinco vezes maior que a obtida em m quinas convencionais Figura 3 4 Exemplo de uma m quina ferramenta CN modelo Milwaukee Matic lI 21 No entanto o custo inicial e a fraca fiabilidade apresentada por este sistema de controlo foi sempre apontado como as maiores desvantagens prolifera o desta tecnologia assim como o tempo de produ o das fitas magn ticas Puckle 24 afirma que existia quem afirmasse que o tempo de produ o de pe as era o mesmo apenas se tinha mudado a opera o onde este era despendido 23 Capitulo 3 M quinas ferramentas de comando num rico Por estes motivos a utiliza o das m quinas ferramentas CN ficaram limitadas a algumas ind strias aeron utica militar moldes sendo ainda consideradas m quinas ferramentas espe
82. ferramentas leva a um rigoroso dimensionamento de todos os componentes utilizados na constru ao destes utensilios industriais 25 Por este motivo a escolha de dispositivos de recolha de informa o uma tarefa importante Na sua maioria os dispositivos de medi o utilizados em m quinas CNC s o compostos por dois elementos o sensor e o transdutor de medi o O primeiro tem por fun o medir a vari vel f sica como velocidade deslocamento temperatura ou press o O segundo definido pelo IPQ 27 Instituto Portugu s de Qualidade como dispositivo usado na medi o que faz corresponder a uma grandeza de entrada uma grandeza de sa da segundo uma lei determinada Em m quinas ferramentas os transdutores de medi o convertem geralmente as medi es efetuadas em sinal el trico anal gico 29 Este foi previamente calibrado de forma a estabelecer uma correspond ncia entre a varia o da vari vel f sica a medir e a sua convers o para sinal el trico 32 Os dispositivos de medi o possuem v rias caracter sticas que os diferenciam Na Tabela 4 5 observa se os principais par metros que se desejam num instrumento de medi o para um sistema complexo como uma m quina ferramenta de comando num rico A posi o de um instrumento de medi o um fator muito importante e deve seguir o princ pio de alinhamento de Abbe 44 64 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Par metros Defini o
83. forma o importante uma vez que pode circunscrever a procura de uma causa de falha a subsistemas cr ticos que devido sua elevada complexidade ou solicita o apresentam tend ncia para entrarem em fal ncia Para al m disto o comando CNC SINUMERIK semelhan a da maioria das m quinas ferramentas produzidas a partir da d cada de 1980 possui rotinas de autodiagnostico 99 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho Esta potencialidade torna se indispens vel na diminui o dos tempos de n o produ o uma vez que indica poss veis problemas associados ao correto funcionamento do dispositivo 28 Da an lise do autodiagn stico da m quina em estudo obtiveram se sucessivos c digos de erro Figura 6 2 Na sua maioria os c digos s o num ricos constando no manual da SIEMENS relativo ao comando o seu significado Contudo os c digos iniciados pelo n mero 7 s o c digos reservados para os produtores da m quina ferramenta Por esse motivo a interpreta o destes tornou se dif cil uma vez n o existir informa o do fabricante da fresadora e o escasso texto associado ao c digo Figura 6 2 Mensagens de erro apresentadas pelo equipamento em estudo Na figura anterior identificam se tr s avisos todos com c digo da serie 7 Os dois primeiros erro 7001 e 7016 n o foram poss veis de identificar No entanto o erro 7062 por possuir algum texto associado permitiu perceber depois de tradu o que o
84. global dos produtos tanto no seu funcionamento como na sua manuten o A figura 2 4 demonstra a influ ncia das melhorias apresentadas por especialistas em manuten o e a sua facilidade de aplica o ao longo do ciclo de vida do produto Ni na altera o No a Projeto Projeto Hise Descontinua CG conceptual Hetalhado Montagem CICLO DE VIDA Figura 2 4 Influ ncia de melhorias nas diferentes fases do ciclo de vida 8 12 Cap tulo 2 Manuten o Mec nica 2 2 Planeamento de manuten o A correta manuten o exige a disponibilidade e exist ncia de um grupo de planeamento encarregue da organiza o prepara o m todo de trabalho execu o e controlo das interven es 15 Todos estes componentes s o de grande import ncia no entanto neste trabalho ir o ser estudados em pormenor o aspeto do controlo em particular na elabora o de registos hist ricos e a import ncia de manuais t cnicos O controlo de uma interven o de manuten o tem por fun o terminar uma interven o realizando quest es formais como sejam a atualiza o do estado do equipamento com os operacionais da produ o atualiza o dos registos t cnicos e contabil sticos referentes ao equipamento 11 2 2 1 Registo t cnico Segundo Ben Daya 10 o registo t cnico permite o estudo das falhas ocorridas at ent o num determinado equipamento possibilitando a melhoria do planeamento e interven es futuras c
85. ia o do funcionamento do sistema de controlo de posi o Para tal removeu se a porta de acesso ao quadro el trico da m quina representado na figura 6 3 Neste poss vel identificar um conjunto de LED s numerados Estes fornecem informa o do estado de atua o ou n o dos diferentes sensores e componentes existentes na m quina ferramenta em estudo Figura 6 3 Quadro el trico da m quina ferramenta em an lise 101 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho Os LED s em quest o cont m uma numera o iniciada em 800 e que termina em 830 Desconhecendo se a correspond ncia entre os sensores e o LED correspondente iniciou se o estudo da identifica o com o objetivo de perceber se todos os sensores indutivos se encontravam a funcionar Para tal testaram se os sensores indutivos e registaram se a mudan a de estado atua o dos LED s O teste consistiu simplesmente na aproxima o de um material met lico nas imedia es dos sensores indutivo Apesar da simplicidade da tarefa no teste dos sensores de fim de curso dos eixos de deslocamento X Y e Z nos sensores do sistema de acionamento pneum tico do resguardo e da troca autom tica de ferramenta o mesmo n o se verificou em outros sistemas Em particular nos sensores de refer ncia para o eixo B e no sensor de presen a de palete na mesa tamb m localizado no interior do eixo B e nos sensores de presen a de ferramenta na rvore principal Estes ltimo
86. icionamento da m quina No entanto existe a possibilidade de a avaria se registar num dos motores de acionamento do eixo X Z B ou rvore principal uma vez que em nenhuma situa o foi poss vel acion los usando ordens de avan o 6 3 Atualiza o do sistema de electrov lvulas pneum ticas Durante os procedimentos de teste ao sistema de controlo posicional descrito anteriormente registou se o aparecimento de outro problema desta feita relacionado com o sistema pneum tico Este condi o necess ria para o funcionamento da m quina ferramenta uma vez que a sua falta implicar a paragem total de todas as opera es do equipamento Esta medida prende se com a necessidade de garantir o funcionamento do sistema de fixa o da ferramenta de corte n o menos importante a lubrifica o e remo o de apara Ap s verificar a v lvula de controlo Figura 6 5 fixada na press o m nima de 5 bar e verificar o fornecimento de ar comprimido da rede apercebeu se que esta rondava o valor de 5 5 bar e n o os 6 requeridos pelo sistema de ar comprimido Figura 6 5 Sensores de press o do sistema de ar comprimido do equipamento 105 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho Para al m desta discrep ncia nos valores obtidos o barulho efetuado pelo funcionamento do sistema pneum tico era consider vel Ap s uma observa o ao estado das electrov lvulas encerradas junto ao quadro el trico no interior da m quina ferr
87. ico meio que lhes permite competir num mercado onde as mudan as previstas ou imprevistas t m de ser facilmente absorvidas pelo sistema e os produtos s o caraterizados por grande variedade Contudo a disponibilidade constante deste sistema produtivo um par metro de grande import ncia no sucesso desta filosofia Neste trabalho s o enumerados princ pios de manuten o e repara o focados no elemento fulcral da manufatura flex vel a m quina ferramenta de comando num rico por computador CNC S o tamb m realizados diversos testes com intuito de identificar e solucionar uma avaria de causa desconhecida no equipamento em estudo criando por necessidade um manual t cnico detalhado do mesmo Para al m disso realizado um estudo de retrofitting aplicado a um subsistema de uma fresadora CNC vii Disserta o de Mestrado vili Disserta o de Mestrado Abstract For many manufacturers of consumer goods manufacturing and flexible assembly is the only way that enables them to compete in a market characterized by a large variety of products and where changes planned or unplanned must be easily absorbed by the system However the constant availability of this production system is a parameter of great importance in the success of this philosophy In this paper the principles of maintenance and repair focused on the core of flexible manufacturing machine tool numerical control computer CNC are listed Moreover sever
88. idades obtidas neste tipo de motores vasta e o seu bin rio m ximo limitado pela quantidade de calor que se consegue remover do interior das escovas As escovas tornam se a principal desvantagem destes sistemas de acionamento uma vez que existe perda mec nica provocada pelo seu atrito necessitando por essa raz o de manuten o constante 41 60 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Servomotores s ncronos de corrente alternada Nos servomotores s ncronos de corrente alternada Figura 4 30 a estrutura do estator constitu da por uma armadura cil ndrica Nestes motores o rotor consiste num eixo e num man permanente geralmente ferrite No estator existe um enrolamento alimentado por corrente alternada trif sica que produz um campo magn tico rotativo A frequ ncia de rota o deste campo definida pela tens o de alimenta o 42 Para realizar o controlo em malha fechada este tipo de motores utiliza encoders ticos ou resolvers Iman a usb ES Figura 4 30 Servomotores s ncronos de corrente alternada 20 oie Devida a exist ncia de um man permanente no rotor estes n o precisa de ser alimentado com corrente externa eliminando por isso a necessidade de escovas Esta particularidade apresenta in meras vantagens uma vez que sem escovas n o existe atrito nem perda de pot ncia mec nica Por outro lado a manuten o deste motor reduzida e podem trabalhar durante mais tempo de forma
89. ig ncias de bin rio s o demasiado elevadas para que a utiliza o de uma m quina el trica se torne demasiado custosa 23 O acionamento hidr ulico rotativo est descrito na figura 4 25 Este sistema constitu da por uma fonte de pot ncia hidr ulica que fornece o fluido na press o de funcionamento ao motor hidr ulico e servo v lvula 23 Fonte de potencia Hidr ulica Sinal de atua o Amplificador da Servo v lvula 4 ZZ Motor Hidr ulico Figura 4 25 Sistema de acionamento hidr ulico rotativo 31 A servo v lvula tem por fun o controlar a quantidade de fluido que admitido no motor hidr ulico Assumindo que a quantidade de fluido pressurizado constante a seguinte Equa o 4 3 representa o caudal de fluido que percorre a servo v lvula q K XV 4 3 Na equa o 4 3 o termo q simboliza o caudal de fluido K representa uma constante de v lvula em ms V volt corresponde tens o de alimenta o da v lvula O motor hidr ulico ter a sua velocidade de funcionamento a partir de quantidade de fluido que fornecido pela servo v lvula e seguindo a equa o 4 4 v Kxq 4 4 54 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Na qual v corresponde velocidade do motor hidr ulico K uma constante e q o caudal de fluido pressurizado Equa o 4 3 Apesar de este sistema apresentar vantagens na acelera o angular obtida e nos n veis de bin rio dispon vel e de re
90. ios a sua Instala o assanasae escassa ita COND a c anca cUngan cando 109 XX Disserta o de Mestrado xxi Disserta o de Mestrado xxii Cap tulo 1 Introdu o 1 Introdu o As mudan as nos paradigmas de produ o e do consumo resultaram numa diversifica o do n mero de produtos requeridos promovida pelo aumento da personaliza o 1 A produ o destes artigos n o se torna vi vel do ponto de vista econ mico quando produzidos atrav s dos m todos tradicionais de produ o em massa Por este motivo surgiu a necessidade de sistemas de produ o altamente flex veis eficientes e desenhados para realizar produtos de qualidade mas com tamanhos de lote reduzidos Estes sistemas flex veis geralmente consistem na utiliza o de v rias m quinas ferramentas de comando num rico por computador CNC 1 Contudo para a sua correta utiliza o e otimiza o s o exigidos cuidados especializados de entre os quais se destaca a utiliza o de ferramentas modernas de CAD e CAM programa o cuidada e manuten o eficiente 1 Desta forma a manuten o insere se nestes sistemas n o como uma necessidade mas sim como uma solu o uma vez que permite o aumento do ciclo de vida Figura 1 1 de um equipamento expandido o per odo de funcionamento Por outro lado pode lan ar as bases para projetos de atualiza o moderniza o e reaproveitamento de m quinas em obsolesc ncia 2 Funcioname
91. las Teclas programaveis pelo utilizador Teclas ASCII com caracteres especiais Cursor Teclas num ricas para fun es de c lculo Teclas especiais 00 E O o a Em 134 Anexo B oo00000000 oo0000000 ooo0000000 000000000 og0000000 20000000 oo00n0nn0 000000000 000000000 oo0000000 O j az ab O O Am OD E o gt o D g o 5 o oO OC 2188 5 On O oO So 3 20 o 8 sos Eos Lec Cm Ss amp Soweweao mod 8 lo DES OO o Z O o S vo OU VON SIS DIN IO SEO VOS oO Og P gt m E d OS uv o OD OnuwMu OFF L ANT TOON 135 Anexo B Lubrifica o A seguinte tabela enuncia os princ pios de manuten o preventiva a ter com a m quina ferramenta e a sua frequ ncia Frequ ncia Opera o 10 hrs 50hrs 3 meses 2 anos Lubrifica o Guias e fuso de esferas x Porta Ferramentas i Rob porta ferramenta e porta pe a a Maquina i Ar Comprimido Filtro Oleo lubrificante Tens o das Correias 5 PLC Sprinkler N vel do l quido Limpeza E Filtro fi SINUMERIK 136 Anexo B Lubrifica o de componentes mec nicos Guias e fusos de esferas 1 Remover a fita de velcro protectora nos extremos do eixo X e Y 2 Os dois bicos de lubrifica o em cada extremidade dos eixos X Y e Z permite lubrificarem as suas guias 3 Remover os foles protectores dos fusos de esferas
92. lo positivo resulta um bin rio no eixo do motor que por sua vez far girar o comutador de corrente que ir alterar a polaridade da armadura do rotor Esta invers o na polaridade do rotor ir obrigar este a deslocar se novamente em procura do equil brio com o campo do estator que como referido anteriormente fixo 40 Esta sequ ncia repete se durante o funcionamento do motor de corrente cont nua convertendo desta forma energia el trica em energia mec nica Iman Permanente armadura comutador Fonte cc F ES Figura 4 23 Estrutura de motores de corrente cont nua 40 escova Na Figura 4 24 estabelecida a rela o entre a velocidade nominal de um motor el trico de corrente cont nua de man permanente e o seu bin rio correspondente 51 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Velocidade 100 50 25 Bi re ee BPPN 0 100 200 300 400 nario do Bin rio Nominal da Velocidade Nominal Figura 4 24 Rela o entre a velocidade nominal de um motor el trico de corrente cont nua e o seu bin rio 41 Os motores de corrente alternada s o largamente utilizados na ind stria uma vez que a rede el trica fornecida tamb m corrente alternada trif sica 41 Para al m disso outra grande vantagem dos motores de corrente alternada prende se com o facto de n o possuir escovas ao contr rio da maioria motores de corrente cont nua 32 Esta particularidade torna estes moto
93. ma de controlo sem necessitar de qualquer tipo de tratamento No entanto o facto de necessitarem de escovas no rotor diminui a sua vida til e aumenta o seu custo com a manuten o Esta desvantagem n o se verifica em taqu metros de corrente alternada no entanto o sinal fornecido necessita de ser convertido em sinal digital para ser tratado pelo sistema de controlo 23 Geralmente todos os servomotores possuem de f brica um taqu metro associado estando este diretamente ligado ao servo sistema 43 Controlo de Posi o Em maquinagem com recurso a controlo num rico o conhecimento da posi o da ferramenta de corte em rela o pe a um dos aspetos mais importantes para a obten o de produtos com qualidade Os instrumentos de medi o de posi o s o por este motivo de grande import ncia e apresentam se em dois formatos principais Lineares Rotativos Os primeiros controlam a posi o real da mesa de trabalho e s o considerados portanto mais exatos No entanto ocupam mais espa o e s o mais dispendiosos 25 67 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Por outro lado os instrumentos de medi o rotativos s o acoplados diretamente ao eixo de acionamento ou a uma cadeia cinem tica e permitem controlar tanto a velocidade angular como a posi o angular do eixo 28 Na grande maioria das m quinas ferramenta CNC os encoders ticos tornaram se na solu o generalizada para o controlo de p
94. ma de funcionamento de manuten o preventiva 8 Figura 2 4 Influ ncia de melhorias nas diferentes fases do ciclo de vida 12 Figura 2 5 Curva da banheira saca end anca scan aa anais aa paga 15 Figura 2 6 Exemplo de aplica o de retrofitting numa fresadora convencional 16 Capitulo 3 Figura 3 1 Tecnologias da Manuiatura sncstesesetcvavstgieranacaieunusgtteasntstecueua area 18 Figura 3 2 Exemplo dos primeiros tOrnos ssicarwssessiancatacarateeansnedencuarnantedaidatenes 19 Figura 3 3 Processo de maquinagem convencional 21 Figura 3 4 Exemplo de uma maquina ferramenta CN modelo Milwaukee Matic ll 23 Figura 3 5 Esquema de funcionamento de uma m quina de comando num rico 24 Figura 3 6 Custo total em rela o ao tamanho de lote produzido 25 Figura 3 7 Capital gerado pela produ o e venda de m quinas ferramentas 27 Figura 3 8 Produ o mundial de m quinas ferramentas em 2011 27 Figura 3 9 Exporta es e importa es nacionais em 2011 assesseer 28 Capitulo 4 Figura 4 1 Movimento DOMtO a DONO asas saga 30 Figura 4 2 Movimento paraxial usas asda LD ST Rag 30 Figura 4 3 Movimento BITECON LON sa 31 Figura 4 4 Interpolador Linear ccccseccsecceeeseeceeeceeseenseeceeseenseeceesneenneaaes 32 Figura 4 5 Interpolador ClRCUl alia anced css 32 Figura 4 6 Exemplo de programa o incremental e absoluta 33
95. mite grandes deforma es Para se reduzir ainda mais as vibra es recorre se utiliza o de grandes massas de material A sua in rcia opor se a a movimentos bruscos 33 Bet o A utiliza o de bet o para constru o de m quinas ferramentas tem como objetivo a redu o do pre o da estrutura das mesmas sendo este aplica apenas na funda o 33 Na base de bet o ser o fixadas guias met licas s quais os restantes componentes funcionais da m quina s o acoplados A substitui o de grandes massas de ferro fundido por bet o torna se economicamente mais vi vel Por outro lado as propriedades de amortecimento de vibra es do bet o s o consider veis Para al m dissoa a sua baixa condutividade t rmica reduz a troca de calor da apara para o resto da estrutura da m quina 33 A o Segundo Thyer 33 a constru o de m quinas ferramenta em chapa de a o soldada t m registado um aumento uma vez que a redu o no peso aliada 38 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas fa distribui o do material por zonas onde mais necess rio apresenta grandes vantagens Na sua constru o s o utlizados chapas de a o macio unidas por soldadura em arco formando nervuras que aumentam a rigidez estrutural deste elemento 34 Para al m disso a produ o da estrutura da m quina ferramenta em ferro fundido uma opera o complexa e custosa A sua divis o em elementos posteriormente sol
96. n o produ o Exatid o e fiabilidade levando a ciclos de vida longos Aus ncia de stick slip F cil instala o e manuten o simples e r pida O terceiro tipo de corredi as pressurizadas ou de filmes finos s o semelhantes em constru o s corredi as de deslizamento no entanto n o existe contacto direto entre superf cies existindo sempre uma camada de fluido a separar as duas Figura 4 14 Este fluido mantido sobre press o para garantir a totalidade da separa o dos elementos 35 Este tipo de corredi as tem por vantagens Elevada rigidez funcional Movimentos mais uniformes Baixos n veis de atrito diminuindo dessa forma o desgaste Maior dissipa o do calor Sendo por estes motivos o sistema ideal na maior parte das aplica es Contudo o facto de ter de ser inclu do na estrutura da m quina com n veis de qualidade de acabamento superficial e toleranciamento muito rigoroso de necessitar de uma manuten o regular e cuidada tornam este sistema pouco vi vel economicamente 35 Figura 4 14 Guias Pressurizadas 29 42 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas 4 2 4 Transmiss o mec nica v4 A transmiss o nas m quinas ferramentas uma quest o fundamental comportando dois tipos de elementos Elementos transmissores de movimento Elementos conversores de movimento O primeiro caso corresponde a elementos que transmitem o movimento desde a sua fonte at ao loc
97. na ferramenta possui uma mesa de trabalho dispositivo no qual fixada a pe a a ser maquinada rotativa Este eixo complementar gira em torno do eixo Y sendo por esse motivo designado por eixo B Uma mesa de trabalho com esta configura o permite uma alimenta o de porta pe as f cil e r pida utilizando um sistema autom tico de carregamento de paletes 32 O equipamento em estudo possui ainda um sistema de troca r pida da pe a Este constitu do por um alimentador autom tico de paletes e dois rob s que permitem a fixa o de at quatro paletes O estudo iniciou se com a m quina em avaria uma vez que devido a causas desconhecidas a fresadora n o efetua qualquer tipo de movimento seja de deslocamento nos eixos X Y Z e B ou de rota o da rvore principal 74 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Contudo esta realiza tarefas secund rias como por exemplo subida e descida da cortina de seguran a resguardo sistema de fixa o do porta pe as sistema de fixa o da ferramenta de corte ou sistema de lubrifica o da opera o de maquinagem Por outro lado o comando apresenta se funcional permitindo a visualiza o e programa o no entanto apesar de sucessivas tentativas a m quina ferramenta n o executa qualquer deslocamento 5 2 Limpeza da m quina ferramenta Em qualquer local de trabalho importante manter as instala es e equipamentos limpos Esta necessidade prende se com quest es d
98. nas vocacionados para uma tarefa espec fica Contundo com a procura natural por maneiras mais r pidas e eficientes de produzir estes acess rios surgiram as primeiras ferramentas 2 Segundo Youssef 21 a primeira m quina ferramenta surgiu no Egipto antigo cerca de 4000 anos A C com o desenvolvimento do cilindro e consequentemente da chumaceira empregues no transporte de blocos de pedra do local da sua extra o para o local de constru o A utiliza o desta tecnologia indica a constru o e introdu o das primeiras m quinas de furar e tornear em madeira Na Figura 3 2 pode se observar um exemplo deste tipo de tornos constru dos em madeira 18 Capitulo 3 M quinas ferramentas de comando num rico Machine frame Figura 3 2 Exemplo dos primeiros tornos 21 Com evolu o da tecnologia e com a descoberta de novos materiais apareceram os tradicionais tornos muitas vezes denominado por m quina ferramenta fundamental sendo o percursor de todas as outras m quinas ferramentas convencionais Posteriormente foram desenvolvidas novas tecnologias por exemplo Da Vinci inventou o primeiro engenho de furar no seculo XV 21 Mas no decorrer da Revolu o Industrial durante o seculo XVIII que se registam os maiores avan os t cnicos aliado ao nascimento da ind stria pesada de salientar Whitney desenvolveu a primeira fresadora em 1818 e em 1840 foram introduzidos os primeiros tornos acionados por motor
99. ncia do eixo Y 809 Ponto de refer ncia do eixo Z 810 Ponto de refer ncia do eixo B Tabela 6 1 Codifica o dos sensores no sistema de controlo Estes foram testados fazendo uso das fun es auxiliares da m quina ferramenta Para tal fixou se uma palete mesa e verificou se a atua o do LED 805 Por outro lado o sensor 810 foi testado numa etapa mais avan a do estudo e foi associado ao estudo de funcionamento dos encoders ticos 6 2 Teste aos encoders ticos Como descrito anteriormente a fresadora CNC em an lise contem 4 encoders ticos incrementais e numa tentativa de descartar uma poss vel avaria no sistema de controlo de posi o essencial para o funcionamento da m quina procedeu se ao teste do seu funcionamento Para tal usou se um m todo que consistiu na atua o manual dos eixos de acionamento atrav s das correias trapezoidais No entanto para se verificar a correta leitura dos encoder seria necess rio registar essa mesma desloca o no display da m quina ferramenta Iniciou se este processo colocando a m quina ferramenta em modo manual Este modo permite a visualiza o no display do equipamento da posi o atual registada nos quatro eixos Figura 6 4 103 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho Figura 6 4 Display da m quina ferramenta em estudo com informa o da posi o de cada eixo Posteriormente procedeu se ao acionamento manual das correias dos eixos Esta a o
100. neum tico O desenho t cnico deste componente encontra se em anexo 111 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho 112 Capitulo 7 Discuss o de Resultados 7 Discuss o de resultados O estudo alargado da m quina ferramenta permitiu a cria o de um manual t cnico e de manuten o da fresadora que inclui uma lista de pe as em registo fotogr fico Anexo A Do estudo efetuado foi ainda poss vel a familiariza o de sistemas de programa o de m quinas de comando num rico sem no entanto se ter produzido qualquer tentativa de gera o de c digo Para al m disso a procura do motivo de avaria da m quina em estudo mostrou se infrut fera uma vez que para al m do problema existente somou se a problem tica do sistema pneum tico O estudo de retrofitting do sistema de ar comprimido permitiu no entanto a moderniza o de um dos subsistemas da fresadora Para al m da vantagem econ mica na sele o do novo sistema de electrov lvulas apresentam se outros como a sua constru o met lica que permite uma maior capacidade de manuten o a disponibilidade pr pria de componentes de car ter universal Por outro lado em caso de avaria importante considerar o valor educativo que podem proporcionar uma vez que o seu estudo abertura e eventual repara o pode ser realizada sem preju zo para o seu funcionamento O teste deste novo sistema de ar comprimido n o foi poss vel fazer uma vez que por falha na manut
101. nto Ciclo de Vida gt Figura 1 1 Ciclo de vida de um produto 3 A fun o de atualiza o denominado por Reddy 4 como retroffiting ou reforma numa tradu o sobre a fun o consiste na moderniza o de dispositivos m quinas ou sistemas sempre com custos inferiores ao da aquisi o de um novo equipamento equivalente Cap tulo 1 Introdu o O retrofitting permite a elimina o de superf cies desgastadas a reposi o de componentes em fim de vida ou a substitui o do tipo de acionamento controlo ou outro sistema e a reavalia o das pol ticas de seguran a Esta atualiza o geralmente apresenta as seguintes consequ ncias enumeradas por Reddy 4 Aumento da produtividade Redu o do tempo de n o produ o Garantia de pe as de substitui o Atualiza o de software permitindo programa o simples e otimizados Alternativa a investimentos pesados Com consci ncia das exig ncias de um mercado complexo o departamento de Engenharia Mec nica da Universidade do Minho pretende uma melhoria no seu parque de m quinas ferramentas CNC fornecendo ao mesmo tempo compet ncias aos seus alunos na manuten o deste equipamentos complexos Procura se ent o com esta disserta o mostrar a import ncia da manuten o de m quinas ferramentas de comando num rico por computador utilizando como objeto de estudo uma fresadora CNC de 4 eixos Para al m disto prop e se a realiza
102. ntos de medi o em m quinas ferramentas de comando num rico 27 32 Este diz nos que a medi o mais correta obtida quando o eixo do instrumento e a dimens o a controlar est o alinhados como demonstrado na Figura 4 32 Quando este princ pio n o respeitado devem existir cuidados suplementares na an lise dos valores obtidos 44 PAQU METRO MICR METRO eixo da escala NUTRIR eixo da escala Else Sa O ows ER e elxo da medi o eixo da medi o Figura 4 32 Princ pio de alinhamento de Abbe 65 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Por este motivo Thyer 33 afirma que os transdutores lineares devem ser montados de forma a medir o movimento real dos eixos e os transdutores rotativos devem ser montados numa extremidade do fuso de forma a analisarem a rota o do eixo movido Em m quinas de controlo num rico utilizam se diversos tipos de instrumentos de medi o os quais se podem dividir por fun o Velocidade Posi o Controlo de Velocidade Na maioria dos motores utilizados em m quinas ferramentas de comando num rico o controlo da sua velocidade realizado por taqu metro tamb m conhecido por tac metro Estes s o instrumentos que medem a deslocamento angular de um eixo a partir do n mero de revolu es desse eixo por unidade de tempo 2 Existem diversos tipos de taqu metros mec nicos no entanto em automa o industrial mais comum a utiliza
103. o de futuros problemas t cnicos A disserta o aqui apresentada pretendeu dar resposta a um problema concreto de avaria Foram estudados os diferentes tipos de manuten o e descrita evolu o hist rica e import ncia de m quinas ferramentas de comando num rico Para al m disso fez se um estudo aprofundado dos principais componentes presentes na generalidade das m quinas CNC Fez ainda parte dos objetivos deste trabalho a carateriza o dos principais dispositivos presentes na fresadora em estudo Por outro lado realizou se uma importante atualiza o na m quina uma vez que o novo sistema de electrov lvulas pneum ticas fornece um importante indicativo das possibilidades do retrofitting Desta disserta o resultam importantes registos acerca de m quinas ferramentas de comando num rico em termos gerais mas em particular obt m se um conhecimento real dos componentes e funcionamento da fresadora CNC em estudo Apesar do estado de avaria manter se inalterado foram eliminadas v rias poss veis causas de falha pelo estudo aqui realizado Para al m disso o desenvolvimento do manual se poder revelar til em futuros trabalhos de manuten o e repara o e estabelecer um guia para trabalhos semelhantes para os restantes equipamentos que sofrem da falta de documenta o t cnicos Por outro lado considera se a import ncia de retificar algumas situa es encontradas neste estudo A remo o das blindagens da fresadora
104. o de repor o estado operacional do dispositivo 5 Por outro lado as opera es planeadas geralmente t m por intuito a melhoria de funcionamento a preven o de uma futura avaria ou uma interven o para responder a uma falha previamente detetada em que a sua solu o foi discutida e analisada 9 Na Figura 2 1 encontram se esta classifica o da manuten o quanto aos tipos principais de manuten o Cap tulo 2 Manuten o Mec nica O o Sistem tica ESA Preventiva A S Condicionada U Curativa Corretiva H e Paliativa Figura 2 1 Tipos de manuten o 10 2 1 1 Manuten o corretiva Como anteriormente descrito a manuten o corretiva realizada logo ap s a ocorr ncia de avaria A utiliza o deste tipo de manuten o prev o funcionamento cont nuo dos dispositivos sem qualquer tipo de interven o at surgir uma avaria 11 Este tipo de manuten o reativa no entanto apresenta desvantagens enumeradas por Mobley 11 Necessidade de um vasto stock de pe as Falta de planeamento destas atividades de manuten o pode levar a imobiliza o da produ o com poss veis consequ ncias para o atraso de encomendas e tudo o que isso acarreta Tempos de paragem prolongados devido ao n o planeamento da interven o Diminui o da vida til dos restantes componentes do dispositivo em falha Na Figura 2 2 est repres
105. o eixo Y Batente do sensor indutivo do eixo X Parafusos M14x22 Carro de suporte do eixo Y e Z Quantidade e eee ow Anexo B 145 Anexo B 146 Anexo B 147 Anexo B 148 Nr 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 Descri o Dispositivo de lubrifica o Parafuso M6 sextavado Chapa 1 mm Sensor Indutivo Balluff BES 516 300 S 166 PU 5 Porca do Parafuso de esferas recirculantes KORTA DBS 2005 4 Chumaceira Radial de apoio ao Parafuso de esferas recirculantes Chapa 16 mm Chapa 10 mm Polia 045 mm Correia PowerGrip 187 L 075 Polia O85 mm Manga de prote o para cabos de informa o igual a 49 Chapa pintada 4 mm Motor SIEMENS 1FT5062 0AK01 2 Correia PowerGrip HTD 475 5M Chapa 24 mm Sprinkler B 133 Sistema de apoio da ferramenta de corte Sistema de fixa o da ferramenta de corte Tampo Chapa 1 mm Parafuso M6 Parafuso M5 Quantidade 12 16 WwW N Wr rF a OB PP PP PP PP Pw Nr 77 78 79 80 81 82 83 84 85 Descri o Parafuso de fixa o da polia M8 Parafuso de fixa o da polia Cabo de informa o do servo motor Cabo de alimenta o do servo motor Parafuso M8 Chapa 1mm Batente do eixo Z Chapa 1mm Parafuso M6 Quantidade WP PP WwW BR BR Ww Anexo B 149 Anexo B 150 Nr 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98
106. o t cnico fornecido pela SIEMENS a informa o carater stica para estes servomotores speed Rated torque 100 K Rated current Standssil torque 60 K Standstill torque 100 K Standstill current 60 K Standstill current 100 K Moment of inertia with brake Moment of inertia without brake Tabela 5 4 Informa o t cnica do servomotor do eixo Z 51 87 Capitulo 5 Planeamento do trabalho A Figura 5 17 representa a curva de funcionamento nominal do servomotor de acionamento dos eixos Nestes motores a curva correspondente a F 04 i i i i i t O 800 1600 2400 3200 4000 4800 5600 6400 n RPM Figura 5 17 Curva de funcionamento nominal do servomotor de acionamento do eixo Z 51 Finalmente o motor do eixo Y por necessitar de suportar o eixo Z requer a utiliza o de um trav o que seja atuado quando a m quina se encontra desligada Este tipo de trav es denominados por Fail safe t m por fun o travar o eixo Y mesmo quando este n o se encontra alimentado Apesar de como anteriormente referido n o foi poss vel proceder observa o f sica do motor do eixo Y contudo o cat logo referente aos servomotores do modelo 1FT5 enumera apenas tr s op es para o acionamento com inclus o de um trav o com fun o Fail safe Tabela 5 5 Motortype Brake type Brake torque m at speed n Nm RPM BEJ versio ea versie a Tabela 5 5 Servomotores com op
107. odu o mundial de m quinas ferramentas em 2011 26 Pela an lise do gr fico pode se concluir que a grande maioria da produ o de m quinas ferramentas est sediada na Europa e na China representando em conjunto 60 da produ o mundial Relativamente produ o nacional o nico indicador da produ o de m quinas ferramentas dado pelo INE Instituto Nacional de Estat stica Figura 3 9 27 Capitulo 3 M quinas ferramentas de comando num rico Exporta es Importa es Optica e Pre Peles Couros 0 0 20 40 6 0 80 10 0 12 0 14 0 16 0 0 0 3 0 10 0 15 0 20 0 Figura 3 9 Exporta es e importa es nacionais em 2011 27 Ambos os gr ficos dizem respeito a dados recolhidos em 2011 onde se pode observar que 14 5 das exporta es nacionais foram atribu das a maquinas ferramentas e outros aparelhos n o havendo dados acerca do economia gerada apenas por m quinas ferramentas 28 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas 4 Design de m quinas ferramentas Neste cap tulo ser feita a classifica o de m quinas ferramentas para al m disso ser realizada uma descri o e estudo dos principais componentes que geralmente se encontram em maquinas ferramentas de comando num rico para prop sitos gerais como o caso de tornos e fresadoras CNC 4 1 Classifica o de m quinas ferramentas Existem diferentes tipos de m quinas com controlo num rico Estas diferenciam se
108. om o objetivo de aumentar a fiabilidade do componente e definir o per odo timo para aplicar manuten o ou mesmo substituir componentes Para tal essencial que estes registos se mantenham atualizados e contenham informa o necess ria ao correto planeamento e an lise entre os quais Cabral 17 enumera Data da interven o ou informa o do contador do equipamento n mero de ciclos quil metros Sintoma e causa de falha Tipo de interven o Descri o Tempos de interven o M o de obra requerida e o seu custo Custo dos componentes e materiais utilizados 13 Cap tulo 2 Manuten o Mec nica O benef cio da elabora o e correta utiliza o destes registos verifica se numa maior economia e gest o de stocks num maior planeamento das interven es e aumento da fiabilidade e disponibilidade 17 2 2 2 Manuais Para al m dos registos elaborados pela pr pria equipa de manuten o estas devem ter acesso aos manuais pormenorizados e detalhados dos equipamentos sobre seu cuidado para melhor responder em situa es de falha 15 Segundo Magalh es 9 um grupo encarregue da manuten o deve possuir os seguintes documentos Especifica es t cnicas literatura sobre os equipamentos Documentos referentes compra garantia empresa representante Manuais el tricos hidr ulicos pneum ticos automa o etc Manuais de manuten o produ o e processo Desenhos mec
109. omotor do eixo Z Figura 5 22 92 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Figura 5 22 Enconder Incremental do eixo Z A partir da informa o dos esquemas de liga o el trica conhecida a exist ncia de encoders nos restantes eixos X Y e B Por analogia o autor desta disserta o considera que estes ser o iguais ao do eixo Z Este tipo de encoder modelo ROD 426 produzido pela SIEMENS um encoder tico incremental 51 A Tabela 5 9 cont m informa es referentes das caracter sticas destes encoders ticos Speed max 12 000 RPM Operating voltage 5 V DC 5 Current drain 150 mA without load Frequency range O kHz to 300 kHz Signal edge RS 422 TTL Minimum edge clearance 0 45 ps at 300 kHz Vas to Vap Electrical resolution 500 to 5000 pulses revolution corresponds to the resolution of the pulse disk for external multiplication up to 20 000 pulses revolution Degree of protection without shaft input IP 67 acc to DIN 40050 with shaft input IP 64 Operating temperature 30 C to 100 C Storage temperature 30 C to 80 C Vibration stressing 100 mis 50 2000 Hz acc to DIN IEC 68 2 6 Shock stressing 1000 m s2 11 ms acc to DIN IEC 68 2 29 Moment of inertia of the 0 0175 104 kgm2 mounting encoder incl the coupling and motor shaft Moment of inertia of the encoder 1 45 108 kgm Tabela 5 9 Informa o t cnica do encoder tico incremental ROD
110. ontravam por toda a fresadora mesmo em zonas na qual n o deveria existir qualquer tipo de res duos Na limpeza da m quina ferramenta divide se o trabalho em duas fases Limpeza f sica da estrutura da m quina Limpeza dos componentes el tricos Numa primeira fase adquiriram se os utens lios necess rios a uma correta limpeza da fresadora em estudo Para a limpeza da estrutura e componentes mec nicos adquiriu se petr leo de limpeza comum Para realiza o da manuten o dos contactos e dispositivos el tricos adquiriu se l quido de limpeza de contatos el tricos Com o intuito de realizar esta tarefa procedeu se remo o de alguns componentes auxiliares na m quina ferramenta como foi o caso de alguns partes da blindagem e o dispositivo de alimenta o autom tica de paletes Figura 5 4 Nestes elementos incluiam se um atuador pneum tico FESTO e dois sensores de fim de curso Balluf 76 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Figura 5 4 Pe as removidas da m quina ferramenta em estudo Todos os elementos removidos foram catalogados e arrumados de forma a serem repostos na m quina ferramenta no final do trabalho de repara o Durante a limpeza da fresadora iniciaram se os trabalhos com a limpeza dos res duos de maiores dimens es resultantes dos trabalhos de maquinagem Para tal recorreu se a utens lios comuns como o caso de aspirador e pinceis de limpeza Desta fase inicial conclui se
111. ontrolo de velocidade a partir de taqu metros incorporados nos pr prios motores O modelo do taqu metro vis vel na Figura 5 13 como sendo o 1FU1050 para o motor da rvore principal e o 1FU1030 Figura 5 16 para os restantes eixos considerando que estes s o iguais ao eixo Z Estes taqu metros s o acoplados diretamente ao eixo do motor e medem a velocidade de sa da do servo motor Caraterizados pela aus ncia de escovas estes dispositivos garantem por isso uma vida til longa e com baixa necessidade de manuten o O sinal de sa da anal gico com a forma de um sinal trapezoidal e fornece 18 sinais por rota o Na Tabela 5 8 encontra se alguma informa o t cnica carater stica destes dois modelos de taqu metros Technical data 1FU1030 1FU1050 Hall switch system Magnetic elements Speed mech limiting speed 8000 RPM 8000 RPM Peak value phase voltage at the 16 40 V 40 V rated speed Voltage tolerance 15 5 8 Voltage calibration 20 20 Linearity error lt 02 lt 02 Reversing error lt 0 2 lt 02 Tabela 5 8 Informa o t cnica dos taqu metros utilizados nos servomotores da m quina ferramenta em estudo 51 Encoders ticos Os encoders ticos s o respons veis pelo controlo real de posi o e ap s a observa o da m quina ferramenta em especial do eixo Z poss vel verificar a exist ncia de um destes elementos acoplado a um dos extremos do serv
112. orno ou cont nuo utilizado para criar superf cies ou contornos de elevado grau de complexidade Requer a monitoriza o constante da ferramenta em rela o rea de trabalho 23 Esta monitoriza o Figura 4 3 realizada em malha fechada ver capitulo 4 1 4 Ferramenta Contorno em 3 eixos Figura 4 3 Movimento em contorno 21 Para obter este tipo de controlo necess rio a utiliza o de ferramentas matem ticas complexas como o caso da interpola o Este tem por fun o recolher os pontos do programa pe a e criar mais pontos para que a m quina ferramenta consiga criar os contornos desejados Se n o fossem utilizadas as interpola es o programador teria de fornecer todos os pontos que geram a superf cie o que tornaria os programas demasiado extensos o que poderia conduzir ao aumento da quantidade de erros 21 Segundo Youssef estes interpoladores podem ser de 4 tipos Linear o movimento de deslocamento entre dois pontos feito em linha reta No caso de a superf cie incluir curvas esta ser dividida numa s rie de linhas retas como demonstrado na Figura 4 4 Quanto menor a toler ncia admitida maior o n mero de pontos criados 31 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Figura 4 4 Interpolador Linear 21 Circular quando a superf cie a maquinar um arco o interpolador s necessita das coordenadas do seu centro o ponto inicial e final e a dire o de corte A in
113. os da Am rica Por outro lado as m quinas ferramentas s o consideradas um produto de valor acrescentado devido ao facto de requerem um elevado conhecimento e desenvolvimento na sua produ o Para al m disso por serem a base de todo o sistema produtivo tornam se um excelente indicador de riqueza e tecnologia de um pa s ou regi o No gr fico da Figura 3 7 pode se observar o capital gerado pela produ o e venda de m quinas ferramentas produzidas na CECIMO 26 European Association of the Machine Tool Industries que representa mais de 1100 industriais europeus ou seja 97 da produ o de maquinas ferramentas na Europa num per odo compreendido entre 1995 e 2012 26 Capitulo 3 M quinas ferramentas de comando num rico 26009 22245 20910 Milhoes de euros lt 0 gt 1995 RRR RRRRRARAR 1997 E EE W Figura 3 7 Capital gerado pela produ o e venda de m quinas ferramentas 26 Pode se verificar a redu o de venda de m quinas ferramentas em 2009 e 2010 correspondendo aos anos de maior recess o econ mica na Zona Euro A partir de 2011 observa se o r pido crescimento das vendas que segundo o organismo citado provocado pelo aumento da exporta o que correspondem a mais de 80 da produ o total Na Figura 3 8 observa se a produ o mundial de m quinas ferramentas Brasil 1 Quiros 2 lha Formosa 5 CECIMO 31 Koreia 6 do Sul Jap o 20 China 30 Figura 3 8 Pr
114. osi o 25 No entanto existem diversos tipos de encoders que recorrem a propriedades magn ticas tamb m designados por resolvers como ticas para obter a sua mensuranda Contudo neste documento ser o apenas considerados os encoders ticos por serem os mais utilizados em m quinas ferramentas CNC fazendo a distin o entre dois tipos de encoders ticos incrementais e absolutos 25 Entende se encoder tico como um dispositivo que gera pulsos digitais facilmente reconhecidos pelo sistema de controlo de uma m quina ferramenta Estes s o geralmente compostos por tr s componentes uma fonte de luz um disco e um fotod odo Figura 4 33 45 Ranhuras _ 4 X isca A a controlar O Pulsos ZA Rt p Fasia de ii Fotodioda Tempo Figura 4 33 Princ pio de funcionamento de um encoder tico 32 O disco de um encoder tico constitu do por um conjunto de ranhuras transparentes ao longo da sua superf cie que permitem a passagem de luz A posi o da fonte de luz e da fotoc lula s o fixas e conhecidas pelo enconder a partir da rota o do disco solid rio com o eixo do motor a luz proveniente da fonte de luz penetra pelo disco nas ranhuras e absorvida pelo fotod odo 45 A gera o de pulsos por parte do fotod odo proveniente da excita o alternada devido a rota o do disco convertida em sinais de onda quadrada facilmente interpretadas pelo sistema de controlo do servo sistema 45 Esta convers o
115. ou do n mero de unidades de utiliza o 12 Este tipo de manuten o pressup e o conhecimento do comportamento dos materiais e componentes em estudo Esta informa o fornecida pelos fornecedores dos componentes ser complementada e ajustada ao longo do tempo pela observa o e inspe es peri dicas 8 O ajuste do planeamento o caracter stico de cada componente e material permite a maximiza o do investimento feito em manuten o e criar um melhor quadro de interven es sistem ticas a um dispositivo 8 Segundo Fern ndez manuten o preventiva condicionada o segundo conceito de manuten o planeada e definida como sendo toda a manuten o subordinada a um tipo de evento predeterminado seja este autodiagnosticado resultante da informa o recolhida por um sensor ou dos registos revelador do estado de degrada o 7 Na norma EN 13306 13 est considerado um sin nimo para a manuten o preventiva condicionada denominada por preditiva e definida por a manuten o efetuada de acordo com antevis es extrapoladas da an lise e da explora o dos par metros significativos de degrada o de um bem Esta tem por objetivo o funcionamento cont nuo do equipamento em estudo prevenindo avarias e geralmente s aplicado em rg os de elevado custo de substitui o 14 Cap tulo 2 Manuten o Mec nica Silva 14 afirma que a utiliza o deste tipo de manuten o acarreta a aplica o de f
116. ponibilidade constante esta vis o alterou se considerando se a manuten o como atividade de apoio produ o 5 Cap tulo 2 Manuten o Mec nica Para al m da disponibilidade a manuten o afeta ainda a qualidade dos produtos obtidos Segundo Souris 6 a manuten o assegura a disponibilidade da produ o portanto garante a quantidade mas tamb m a qualidade nomeadamente no caso em que os par metros dos equipamentos agem diretamente sobre a qualidade final do produto Existem ainda casos em que a manuten o toma carater obrigat rio por motivos de seguran a como o caso de hospitais transportes ind stria petrol fera e nuclear 5 Contudo a manuten o deve estar solid ria com os objetivos da empresa existindo v rias condicionantes correta manuten o entre elas Souris 6 enumera os seguintes Disponibilidade financeira Princ pios de explora o dos equipamentos industriais N vel de produtividade desejada Qualidades de fiabilidade intr nseca do material Dura o de vida prevista dos equipamentos Obsolesc ncia do material Qualidade e forma o dos t cnicos de manuten o 2 1 Tipos de manuten o No dom nio da manuten o faz a distin o entre os tipos de interven es as que n o foram planeadas ou corretivas e as planeadas ou preventivas As primeiras s o aquelas resultantes da falha inesperada de um componente em que a manuten o reage com fun
117. presentar uma solu o de pequenas dimens es para a quantidade de for a fornecida a sua aplica o geralmente restrita movimenta o dos eixos de m quinas ferramentas Em contrapartida o acionamento com m quinas el tricas pode ser utilizado nos sistemas de posicionamento e de rota o da rvore 30 Acionamento Linear O acionamento rotativo o mais disseminado em m quinas ferramentas CNC no entanto tamb m podem ser aplicados dispositivos de acionamento linear 36 No acionamentos linear o deslocamento de transla o n o sendo por isso necess rio qualquer mecanismo de transforma o de movimento Ao contr rio dos sistemas rotativos os sistemas lineares n o podem ser utilizados na rvore da m quina ferramenta ficando a sua aplica o circunscrita aos deslocamentos dos eixos de trabalho 23 S o exemplo dos principais tipos acionamento linear aplic vel em m quinas ferramentas CNC Atuadores piezoel tricos Motores el tricos lineares Atuadores hidr ulicos Atuadores Pneum ticos Os atuadores piezoel tricos tiram partido de uma caracter stica de alguns materiais que lhes permite a partir de uma diferen a de potencial gerar uma deforma o ou vice versa Este efeito normalmente aproveitado para fazer a an lise de press es e deforma es no entanto pode ser usado para criar deslocamentos 43 55 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Contudo o curso muito red
118. problema identificado mencionava um componente do eixo B Apesar da localiza o geral do problema n o foi poss vel determinar qual dos componentes do eixo B se encontrava em avaria ou se esta seria de natureza mec nica ou el trica O problema principal associado a esta m quina ferramenta prende se com a falta de informa o na forma de manuais 100 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho N o existe no laborat rio qualquer tipo de manual de utiliza o da m quina ferramenta Esta lacuna provoca um desconhecimento total acerca dos componentes presentes na m quina assim como a sua localiza o e n mero sendo esta informa o essencial para uma eventual repara o e correta manuten o A manuten o regida por um curto documento que contem informa es gerais acerca da m quina e dos cuidados a ter principalmente com componentes em que a sua substitui o fundamental como o caso das correias de transmiss o e lubrifica o de componentes importantes No entanto este manual n o possui qualquer lista de pe as nem uma lista dos erros programados pelo fabricante tornando o autodiagnostico da fresadora CNC in til Com o intuito de localizar a causa da avaria procedeu se ent o de forma sequencial ao teste dos componentes el tricos que Savaraman 55 considera mais prop cios a avaria motores de acionamento e restante sistema el trico 6 1 Identifica o de sensores Iniciou se ent o a aval
119. que a remo o de apara na fresadora em estudo n o era de grande efici ncia uma vez que as quantidades acumuladas em zonas de dif cil acesso eram consider veis Posteriormente procedeu se limpeza das zonas de funcionamento mec nico Para tal utilizou se petr leo de limpeza comum Figura 5 5 Figura 5 5 Petr leo de limpeza Petrocleaner A utiliza o deste material prende se com a necessidade de fornecer uma camada de gordura protetora aos componentes 77 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Posteriormente utilizou se o l quido de limpeza para contactos el tricos Figura 5 6 Figura 5 6 Fluido de limpeza de contactos el tricos Contact Cleaner Com este material foram limpos os dispositivos el tricos removendo inclusive as fichas de alimenta o e de rece o de sinal dos servomotores que se encontram vis veis assim como a limpeza integral dos contactos na caixa el trica e nos sensores indutivos Para al m desta atividade conferiram se os n veis de leo de lubrifica o do sistema de ar comprimido encontrando se este nos par metros desejados 5 3 Componentes A necessidade de manuten o de equipamentos produtivos essencial na ind stria uma vez que a disponibilidade uma condi o fundamental ao bom funcionamento de uma organiza o Por outro lado seguindo a principal fun o da Universidade o ensino tamb m importante que todos os dispositivos estejam operacionais
120. quinas Transfer que englobavam em si grande parte das tecnologias j descritas Como Pruvot 22 afirma estas m quinas ferramentas s o muito importantes uma vez que foram elas que permitiram a produ o em massa de bens de consumo no s culo XX principalmente ap s a segunda guerra mundial As m quinas Transfer eram organizadas em linhas produtivas em que cada uma delas produzia um tipo de pe a apenas no entanto a sua cad ncia de produ o e repetibilidade eram elevad ssimas Estes dispositivos consistiam numa sucess o de m quinas ferramentas agrupadas sequencialmente e desenhadas para produzir um nico movimento ou opera o 21 Quando a opera o estivesse conclu da numa dada sec o o sistema de movimenta o integrado designado por transfer batizando desta forma estas m quinas iria deslocar a pe a para a pr xima opera o Quando somados estes processos todos obtinha se uma pe a final Sendo assim para cada tipo de produto teria de ser feita uma m quina Transfer diferente pois estas eram demasiado r gidas para produzir qualquer varia o nas suas pe as 20 Segundo Koren 23 isto implicava ainda um grande investimento em equipamento um longo per odo de prepara o para cada s rie de produto e requeria um enorme stock de mat ria prima e de ferramentas Todas estas tecnologias tinham por objetivo obter um maior n vel de independ ncia em rela o ao trabalho manual procurando tamb m o aum
121. racter stica essencial uma vez que a complexidade deste tipo de equipamentos aliada ao elevado n mero de componentes mec nicos e eletr nicos pode traduzir se numa manuten o complexa e dispendiosa e no caso de avaria o total desconhecimento da sua fonte 32 36 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Geralmente este sistema divide se em tr s m dulos Monitoriza o do estado respons vel pela recolha constante de informa o Diagn stico de falha m dulo que interpreta a informa o recolhida e armazenada e identifica uma falha ou a sua imin ncia Recomenda o de repara o atrav s da an lise da avaria o sistema fornece recomenda es para os procedimentos a serem efetuados para retornar o equipamento ao seu bom estado funcional Estas fun es tornam se muito valiosas na manuten o e repara o de sistemas eletromec nicos uma vez que a sua programa o e recomenda o de repara o foi geralmente realizada por especialistas em manuten o 32 4 2 2 Estrutura A estrutura de uma maquina ferramenta segundo Thyer 33 servir de apoio para todos os outros componentes funcionais da m quina e deve por isso ser capaz de resistir ao conjunto de for as geradas durante os processos de fabrico Estas for as resultantes das opera es de arranque de apara t m intensidades e sentidos variados Por este motivo a estrutura se deve deformar mover nem sofrer flex o mantendo a sua integ
122. realizada por dispositivos el tricos denominados por flips flops Este componente possui mem ria digital para acumular a informa o da 68 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas contagem do n mero de pulsos gerados Esta contagem feita num dispositivo de l gica sequencial A partir da contagem dos pulsos e sua frequ ncia poss vel saber o deslocamento realizada e sua velocidade 32 Como anteriormente referido existem dois tipos de encoders Figura 4 34 Incremental Absoluto Figura 4 34 Morfologia dos dois tipos de discos de encoder 46 Segundo Parr 46 os encoders ticos incrementais s o a forma mais simples de controlar o deslocamento angular efetuada por um eixo no entanto podem fornecer informa o amb gua Para al m da simplicidade de constru o e do baixo custo o facto de necessitar de poucos cabos para transmitir os pulsos gerados outra vantagem destes dispositivos Este tipo de encoders utiliza um ou mais pontos de refer ncia de localiza o conhecida para calcular o deslocamento executado Este c lculo realizado a partir da contagem dos pulsos obtidos desde o ponto de refer ncia e posteriormente incrementados posi o de refer ncia 47 Contudo na eventualidade de falha de energia no sistema o encoder tico incremental perde a sua contagem necessitando de se deslocar at um novo ponto de refer ncia antes de iniciar nova sequ ncia de movimentos 46 Sendo es
123. res de acionamento de eixos necessitam de um bin rio m nimo de 1 2 Nm O motor respons vel pelo acionamento do eixo Y eixo de deslocamento vertical e que suporta o eixo Z necessita de um trav o O motor da rvore principal necessita de uma frequ ncia angular de rota o de 6000 rpm O motor da rvore principal necessita de um bin rio m nimo de 2 2 Nm Apesar da mais valia desta informa o a localiza o f sica e carater sticas individuais de cada motor ainda era desconhecida Da observa o e an lise real da fresadora em estudo verificou se a exist ncia de 5 motores respons veis pelo acionamento dos 4 eixos de movimento X Y Z e B assim com um de acionamento da rvore principal Acionamento da rvore principal O motor da rvore principal percet vel a olho nu uma vez que foi removida a blindagem do eixo Z Esta remo o foi efetuada antes do in cio deste trabalho desconhecendo se as raz es para tal A figura 5 12 representa a vista real do eixo Z em particular do seu motor de acionamento Figura 5 12 Vista do eixo Z e do motor da rvore principal 84 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Da observa o detalha da chapa de identifica o do motor de acionamento da rvore da fresadora em estudo Figura 5 13 retirou se o seu modelo 1 FT5062 OAKO1 2 51 Figura 5 13 Chapa de identifica o do motor da rvore Com a informa o do fabricante e modelo do motor procedeu se
124. res mais robustos e com uma manuten o mais simples e econ mica Para al m disso os motores de corrente alternada quando comparados com motores de corrente cont nua apresentam melhores par metros de in rcia efici ncia velocidade m xima peso e tamanho 23 O princ pio de funcionamento deste tipo de motores assenta na for a de Lorenz como anteriormente referido Esta surge quando ao estator constru do em a o laminado adicionado um enrolamento ao qual aplicada corrente alternada trif sica desfasada 120 graus Os enrolamentos est o dispostos para que todos contribuam de forma positiva para gerar um campo magn tico rotativo 42 Inserido no seu interior encontra se o rotor tamb m constitu do por a o laminado com outro enrolamento denominado por enrolamento de campo Os dois campos conjugados produzem um bin rio no eixo do motor 40 Estes motores el tricos est o escalonados em velocidades definidas pela frequ ncia de alimenta o da rede geralmente 50 Hz na Europa Tabela 4 3 A equa o 4 2 estabelece a velocidade s ncrona do motor n em fun o da sua frequencia f e do n mero de polos p 52 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas SAL 4 2 S Existem motores el tricos de corrente alternada que funcionam a velocidade s ncrona velocidade nominal dada pela equa o 4 2 Os motores s ncronos funcionam a uma velocidade constante velocidade nominal e s o aplicados em situa
125. ridade estrutural o alinhamento e posicionamento dos componentes a que lhe est o associados 33 Em suma como afirma Dupont 34 cada ponto do corpo deve resistir a a es m ltiplas corte tra o compress o flex o tor o encurvadura essencialmente vari veis porque dependem dos esfor os solicitados pelo corte e pela posi o da ferramenta Por outro lado o desgaste aquecimento localizado ou choques podem provocar deforma es e desequil brio na estrutura interna do material Para garantir a invariabilidade das caracter sticas f sica da estrutura recorre se a tratamentos de envelhecimento natural ou artificial 29 Para al m deste conjunto de caracter sticas existem ainda consider veis for as de in rcia e vibra es provocadas por varia es bruscas de velocidade Sendo assim o correto dimensionamento da estrutura de uma m quina ferramenta ser essencial para a qualidade final dos produtos produzidos 33 37 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas O seu dimensionamento depende entre outros aspetos dos materiais utilizados estes podem ser Ferro Fundido Bet o A o Ferro Fundido A utiliza o do ferro fundido prende se com as suas caracter sticas naturais aliadas ao vasto conhecimento adquirido na sua manipula o e produ o O ferro fundido possui excelentes propriedades de amortecimento de vibra es provenientes do seu reduzido m dulo de elasticidade que lhe per
126. rma DIN VDE 0160 sec o 5 3 1 1 2 Tempo de normaliza o Eventos por hora Intervalos de flutua o de Tens o de acordo com a norma IEC 550 sec o 6 5 e DIN VDE 0160 sec o 5 3 1 1 Dura o m xima da flutua o Tempo de normaliza o Eventos por hora 230 V 20 10 184 253 V 50 60 Hz 5 Hz lt 100 ms 10 gt 0O ls lt 10 IA 10 ms 10s 10 IV IA 131 Anexo B Caracter stica do fornecimento de energia em de corrente cont nua Tens o Nominal Tamanho da onda Flutua o m xima da tens o Dura o o primeiro per odo no arranque Conte do Harm nico de acordo com a norma IEC 550 sec o 6 5 e DIN VDE 0160 sec o 5 3 1 2 Subtens o n o peri dica de acordo com a norma DIN VDE 0160 sec o 5 3 1 1 2 Dura o da subtens o Tempo de normaliza o Eventos por hora Intervalos de flutua o de Tens o a24V Dura o m xima da flutua o Tempo de normaliza o Eventos por hora 132 24V 20a30V 3 6 V lt 100 ms 10 3D V lt 500 ms gt 50s 10 V IA IV 14 25 V 5 ms 10s 10 IA IV IA Anexo B Prepara o para funcionamento l Montar todos os componentes remov veis da fresadora como o resguardo a gaveta de recolha de apara Figura 4 Fixa o e coloca o do resguardo e gaveta de recolha de apara 2 Ligar correctamente todos os cabos de alimenta o A liga o
127. rma autom tica e r pida No pr ximo cap tulo proceder se identifica o e caracteriza o dos componentes mais importantes encontrados numa m quina ferramenta CNC 4 2 1 Controlo A realiza o de trabalhos de maquinagem em m quinas ferramentas CNC inicia se na programa o do programa pe a Este geralmente concentra em si toda a informa o necess ria para conceber um determinado produto 30 O programa pe a cont m ent o a informa o da trajet ria da velocidade de corte e movimenta o do tipo de ferramenta e compensa es necess rias Uma vez carregado o programa para a mem ria do controlo este corre uma rotina de diagn stico podendo detetar falhas na programa o 32 Por este motivo uma unidade de controlo pode conter v rios processadores de informa o dependendo das tarefas requeridas e essencialmente do n mero de eixos que a m quina em quest o possui 28 A unidade de controlo CNC por sua vez est divida em 3 blocos 20 MMI Man Machine Interface que garante a comunica o entre o operador e a m quina faz o display da informa o acerca do estado da m quina e fornece fun es de edi o do programa da pe a NCK Numerical Control Kernel respons vel pela interpreta o do programa da pe a e da maquinagem processa esta informa o e controla a posi o e compensa erros Para al m disto controla os motores sendo respons vel pela produ o da pe a 35 Capitulo
128. rredi a Linear de esferas recirculantes TYP SR20 W THK O comprimento das guias para este tipo de corredi a Pode variar entre o comprimento m nimo de 220 mm a um comprimento m ximo de 3000 mm 5 3 2 Transmiss o Existem v rios elementos de transmiss o de movimentos na fresadora CNC em estudo 80 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Na rvore principal o acionamento realizado por interm dio de um sistema de correia trapezoidal Todos os eixos de deslocamento no equipamento em foco cont m algum tipo de transmiss o de movimento A Tabela 5 1 enumera esses sistemas Transmiss o de movimento Convers o de movimento X Correia Fuso de esferas recirculantes oY Correia Fuso de esferas recirculantes de esferas recirculantes OZ Correia fuso Ge enero recoutmtos de esferas recirculantes E maes 0 Tabela 5 1 Tipos de transmiss o e convers o de movimento encontrados no equipamento em estudo Como referido todos os eixos de deslocamento apresentam transmiss o de movimento por correias trapezoidais A sua utiliza o em detrimento do acionamento direto dos eixos prende se na opini o do autor com a necessidade de proteger os motores de acionamento dos mesmos uma vez que desta forma estes se encontram em zonas de dif cil acesso Na Figura 5 9 encontra se a localiza o destes sistemas de transmiss o de movimento podendo observar se os andares de transmiss o e a posi o onde se encontram os
129. rta o de Mestrado Agradecimentos O seguinte espa o utilizado para agradecer a todos as pessoas que de alguma forma contribu ram para este trabalho Agrade o ao meu orientador Professor Doutor Ant nio Alberto Caetano Monteiro todo a disponibilidade demonstrada n o s durante o decorrer desta disserta o mas tamb m ao longo dos ltimos anos o seu conhecimento e experiencia foram fundamentais Agrade o ao t cnico das oficinas V tor por todo o apoio fornecido Agrade o de forma especial ao meus pais Jorge e Paula minha irm Maria e av e bisav J lia e C ndida que sempre me apoiaram e educaram incutindo os valores que considero fazerem a base da minha forma o Do mesmo modo agrade o minha namorada M rcia toda a for a e paci ncia que me transmitiu no decorrer deste ultimo ano acad mico Agrade o ainda s minhas primas Andreia Filipa e S nia e primos Pedro Rafael Bruno e Diogo a toda a minha fam lia e padrinhos Carlos e L cia por o carinho e apoio em todos os momentos Aproveito ainda para agradecer a todos aos meus colegas de curso e amigos Diogo Mariana Carla Vasco V tor Pedro Areias Pumba Chuck e Rambo Sara Rita e S nia que fizeram deste meu percurso acad mico uma experi ncia inesquec vel e enriquecedora Disserta o de Mestrado vi Disserta o de Mestrado Resumo Para muitos fabricantes de bens de consumo a manufatura e a montagem flex vel o n
130. s necessitaram de serem removidos para se realizar o teste ao seu funcionamento Por outro lado os sensores presentes no interior do eixo B n o foram testados desta forma uma vez que a sua remo o se verificou imposs vel Isto acontece porque n o existe uma forma pr tica de aceder ao interior do eixo B sendo necess rio desmontar muitos componentes o que implicaria a perda de exatid o da m quina ou a calibra o da posi o do eixo B uma vez que os trabalhos de manuten o e repara o se encontrassem completos No entanto foi poss vel completar a informa o que faltava relativamente a identifica o dos sensores gra as a um desenho t cnico da SIEMENS Na Tabela 6 1 encontram se a correspond ncia dos sensores ao sistema de controlo da m quina ferramenta CNC No mesmo documento foi poss vel registar que os c digos compreendidos entre 811 e 830 est o reservados aos rob s de troca r pida de paletes e ferramenta Este exerc cio permitiu verificar o correto funcionamento da maioria dos sensores exce o dos sensores inclu dos no eixo B 102 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho ii 800 Fornecimento de energia m quina ferramenta 801 Resguardo aberto Resguardo fechado 803 Ferramenta de corte fixada rvore principal sem ferramenta de corte Palete porta pe a fixada mesa Sensor de press o do sistema pneum tico min 5 bar 807 Ponto de refer ncia do eixo X 808 Ponto de refer
131. semelhante as correntes s o utilizadas em aplica es em que a aus ncia de escorregamento essencial e a pot ncia a transmitir elevada 36 Convers o de Movimento Segundo Slocum 36 na maioria das m quinas ferramentas atuais o acionamento realizado por m quinas de a o rotativa No entanto excetuando a rvore principal todos os movimentos de m quina ferramenta CNC s o deslocamentos lineares Existe ent o a necessidade de converter o movimento de rota o em movimento linear Como afirma Stoeterau 35 existem v rias formas de converter o movimento circular em linear no entanto na Tabela 4 2 resumem se as principais utilizadas nas m quinas ferramentas CNC e suas principais caracter sticas Pinh o Polias Rodas de Fusos Cremalheira Atrito Trapezoidais Esferas Epicicloidais Hidrost ticas Recirculantes BAe Custo Baixo Baixo Alto Baixo Baixo Alto Muito Alto Vibra es Alta Baixa Baixa M dia Baixa Baixa Baixa Exatid o de Baixo M dia M dio Baixa Alta Alta Alta Posicionamento Capacidade de Muito Alta Baixa Alta Alta Alta Alta transmiss o Baixa Facilidade de Alta Alta Baixa Media M dia Baixa Baixa Manuten o Atrito Baixo Baixo Alto Alto Baixo Baixo Muito Baixo Vida til M dia Alta Baixa M dia Alta Alta Muito Alta Tabela 4 2 Classifica o de elementos de convers o de movimento e suas caracter sticas 35 45
132. sicionar a ferramenta de corte na posi o correta de forma exata O sistema de corredi as da fresadora SP composto por 3 pares de guias lineares repartidos por os tr s eixos de deslocamento principal Por observa o da m quina ferramenta em estudo percebe se a utiliza o de guias de elementos rolantes Na Figura 5 7 encontra se uma vista real de um dos sistemas de guias Figura 5 7 Sistema de corredi as do eixo Y 79 Capitulo 5 Planeamento do trabalho A partir da pesquisa acerca do perfil e do funcionamento das corredi as foi poss vel encontrar a s rie e modelo destes componentes As corredi as selecionadas para esta m quina ferramenta s o produzidas pela THK cat logo em anexo e sao parte integrante da serie LM TYP SR 49 Este modelo de guia possui 4 pistas de esferas recirculantes que lhe oferece exatid o no deslocamento gra as ao ajustamento autom tico produzido pela sua montagem eliminando erros de paralelismo Para al m disto o fabricante assegura Elevada rigidez Alta durabilidade promovido pelo sistema de lubrifica o Baixos ndices de ruido Por medi o efetuada ao tamanho da guia e do carrinho onde se inserem as esferas circulantes foi poss vel perceber que o modelo utilizado TYP SR20 W destinado a cargas elevadas Na Figura 5 8 extra da do cat logo de sele o da THK encontra se uma representa o t cnica do equipamento Figura 5 8 Co
133. studo saca users ce versace Aus ACO D AU SU AD 73 5 2 Limpeza da Maquina ferraMenta vcccctversanideesuideevacddeevvenddvensauddeenaees 75 5 3 Componentes s ssssseeeersstrrtrtsttttrt ttrt trist ttrt Da amen EEEn EEE ernn 78 Dasa Corredi aS sarrun ET a AET E 79 5 3 2 Mrans MiSS aO mi E EE A atau E ER E 80 5 3 3 Acionamento caio ia oii Raia nay pa a puadebagenansies saniswereers 83 5 3 4 Instrumentos de medi o ssa rega ara ARA SUTIS 91 6 Desenvolvimento do trabalho ccccecseeeeeeeeeeeeeeeeeeaeeeseeeesaeeesaeeenaeeeaes 99 6 1 Identifica o de sensores ceeeeeeeeeeeeeeceeeeeeeeeeeeeaeeeeeeaeeesnaeeeene 101 6 2 Teste aos ENCOCENS LICOS sora aaa pr SS 103 6 3 Atualiza o do sistema de electrov lvulas pneumaticas 105 7 Discuss o de reSUItACOS cccceeeceeeeeeecseeeeeeeeeeaeeseeeseeseeesaeeseeseesaeees 113 E MCONCHISOOS ros rasa E A nies 115 8 1 Sugest es para trabalho futuro ssa RO 116 9 gt Referencias caa ee ECOS AOS SSD a 117 AON O E A T A A T 121 ANEXO A aa iro T E TETEE TEE A eee Aas 123 xiv Disserta o de Mestrado ndice de Figuras Capitulo 1 Figura 1 1 Ciclo de vida de um produto cccceceecccseeeeeseeseeeeseeeaesesseeeneeeranees 1 Capitulo 2 Figura 2 1 Tipos de MANutenGao ccccecccseeceseecseeeeseeeeeseeseeeeseesseeenseeeneenaaees 7 Figura 2 2 Esquema de funcionamento de manuten o corretiva 7 Figura 2 3 Esque
134. ta considerada a principal limita o deste tipo de encoders n o se verificando o mesmo problema em encoders absolutos 47 Este tipo de encoder tico utiliza um disco ligeiramente diferente sendo este codificado em c digo bin rio que permite o c lculo da posi o real sem necessitar 69 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas de conhecer qualquer ponto de refer ncia ou os deslocamentos realizados anteriormente 47 Para al m das diferen as encontradas no disco a posi o dos fotod odos geralmente diferente Nos encoders incrementais a posi o destes encontra se deslocada de forma que os sinais de sa da estejam desfasados em 90 como representado na figura 4 35 O desfasamento em causa determina a dire o de deslocamento do eixo 47 Disco Ranhura Fotodioda J LI Le es mm RanhuraZ Ranhura B a z L___ Figura 4 35 Posi o dos fotod odos e sinal de sa da de encoders ticos incrementais 20 Por outro lado nos encoders absolutos os fotod odos encontram se alinhados linearmente Figura 4 36 e s o normalmente em maior n mero dependendo este do n mero de pistas do encoder A quantidade de pistas representa o n mero de bits utilizado para fazer a codifica o bin ria da posi o Devido utiliza o de codifica o bin ria mesmo no momento de in cio de funcionamento o sistema de controlo conhece a posi o em que o eixo se encontra Disco Absoluto A B Cc D
135. tabeleceu se assim uma lista de carater sticas requeridas para um sistema de v lvulas Baixo custo Disponibilidade imediata De constru o met lica Pilotagem el trica de 5 v No entanto o novo sistema deveria realizar na ntegra todos os prop sitos do sistema em uso sem alterar as condi es do sistema de ar comprimido Procedeu se ent o a uma pesquisa para procura de uma op o vi vel O sistema escolhido pelo autor passou pela substitui o das electrov lvulas do tipo Manifold por electrov lvulas comuns de constru o met lica adaptando um sistema de alimenta o comum Na pr tica o novo sistema composto por um bloco Manifold no entanto ocupa mais espa o e n o possui um escape partilhado Na Tabela 6 3 encontra se de forma detalha os pre os envolvidos na aquisi o deste sistema de electrov lvulas A solu o projetada implica uma poupan a imediata no valor de 74 43 e uma eventual poupan a na ordem dos 182 04 numa pr xima aquisi o das mesmas v lvulas considerando taxas constantes uma vez que n o ser necess rio comprar os acess rios 108 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho Ni Electrov lvula Camozzi 358 015 142 80 simples efeito com retorno de mola Electrov lvula Camozzi 358 011 96 44 duplo efeito m M LA ES E o o mare Tabela 6 3 Tabela de custo das electrov lvulas pneum ticas Camozzi e artigos necess rios a s
136. te apresentada anteriormente Figura 4 25 diferindo apenas no tipo de motor hidr ulico e no movimento por este realizado Finalmente a atua o linear pneum tica pode ser utilizada no acionamento de m quinas ferramentas no entanto esta tecnologia mais utilizada em fun es auxiliares como o caso do acionamento de sistemas de troca de ferramenta de corte ou de pe a 43 Para al m destas aplica es a pneum tica frequentemente utilizada neste tipo de m quinas para a remo o da apara resultante do corte Para al m disso recorre se a esta tecnologia para realizar a lubrifica o do corte em situa es que a utiliza o de fluidos de corte seja desaconselh vel 28 Acionamento em comando num rico Num sistema industrial aceita se um atuador como sendo um dispositivo que transforma um determinado sinal num movimento f sico real mensur vel Em m quinas CNC estes atuadores em particular o sistema de acionamento s o respons veis pela produ o das superf cies de corte 32 O sistema de acionamento de uma m quina ferramenta necessita de desenvolver bin rio suficiente para ultrapassar as cargas est ticas e din micas de forma est vel 25 Estas cargas est ticas prov m do atrito nas guias chumaceiras e outros elementos de transmiss o e convers o de movimento e das for as de corte registadas no sentido do avan o da ferramenta de corte 29 A pot ncia necess ria para realizar uma opera o
137. ten o Mec nica 2 1 3 MPT e Tero tecnologia Para al m dos tipos de manuten o cl ssicos anteriormente enumerados surgiram nos anos 70 conceitos abrangentes de manuten o Entre eles demarcam se o Manuten o Produtiva Total MPT e a Tero tecnologia 15 A Tero tecnologia ter se desenvolvido na Europa e pretende combinar a gest o finan as e engenharia com o intuito de diminuir custos Para tal Farinha 15 afirma que recorre a especifica o e ao projeto referente fiabilidade e manutibilidade definida pela norma AFNOR X60 010 7 como probabilidade de que o estado de bom funcionamento de um dispositivo ap s uma avaria seja reposto num dado intervalo de tempo de equipamentos maquinaria edif cios e estruturas como sua correta instala o rece o manuten o modifica o e substitui o consagrando ainda informa o sobre conce o desempenho em custo de servi o Este tipo de manuten o alia duas fun es geralmente distintas como as t cnicas de manuten o e a gest o A primeira tem por fun o responder s solicita es solucionando problemas recorrendo a conhecimento t cnico a segunda realiza a organiza o dos trabalhos dos equipamentos e recursos Por outro lado a Manuten o Produtiva Total desenvolvida na mesma altura no Jap o Estas duas apresentam muitas semelhan as no entanto Takahashi 16 aponta que a MPT possui grande nfase na motiva o do pessoal
138. terial Cable jacket material Shock rating Vibration rating Degree of contamination Tightening torque Cable 3mm LIFY11Y O 5m 3 0 14 mm Stainless steel PBT PUR Shock half sinus 30 gn 11ms 55 Hz 1 mm ampl 3x30 min 3 1Nm Tabela 5 11 Informa o t cnica do sensor indutivo BES 516 324 E4 C PU 5 97 Capitulo 5 Planeamento do trabalho 98 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho 6 Desenvolvimento do trabalho Ap s a finaliza o das opera es de limpeza integral da m quina e elaborado o levantamento dos principais componentes funcionais da m quina ferramenta em estudo procedeu se ao estudo de localiza o da avaria e tentativa da sua resolu o Segundo Saravanan 55 uma vez que uma m quina CNC um sistema muito complexo a procura de causa da falha pode consumir at 80 do tempo total de n o disponibilidade da mesma No seu estudo este autor dividiu uma fresadora em seis subsistemas principais e da an lise dos casos de avaria produziu o gr fico representado na Figura 6 1 60 507 Sistema El trico 40 30 Valores em Sistema auxiliares Lubrifica o Horas de avaria em C Numero de avarias em Figura 6 1 Percentagem de avarias de seis subsistemas de uma fresadora Da interpreta o deste gr fico depreende se que os principais sistemas no qual se registam as falhas mais frequentes nos eixos de desloca o e no sistema el trico Esta in
139. tua o dos sistemas pneum ticos Figura 6 7 Bloco de Electrov lvulas do objeto de estudo Da an lise das condi es de degrada o das v lvulas tomou se a decis o de substituir estes componentes uma vez que o seu mau funcionamento poderia estar a provocar a avaria na m quina ferramenta Estudo de atualiza o do sistema de electrov lvulas A necessidade de substitui o das electrov lvulas do sistema pneum tico permitiu um exerc cio de retrofitting uma vez que se idealizou a substitui o deste sistema de electrov lvulas Na tabela 6 2 apresenta se o custo de substitui o destas electrov lvulas por outras iguais Artigo Pre o Electrov lvula PVL B121618 270 40 Electrov lvula PVL B122618 150 88 E IVA 23 96 89 Tabela 6 2 Tabela de custo das electrov lvulas pneum ticas PVLB121618 e PVLB122618 107 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho A principal desvantagem destas v lvulas prende se com o seu elevado custo e com a morosidade na entrega das mesmas uma vez que precisam de ser encomendadas ao fabricante tendo um tempo de entrega nunca inferior a 3 semanas Contudo outro aspeto envolve a constru o deste modelo de v lvulas Produzidas num material polim rico o seu ciclo de vida curto e para al m disso a sua repara o em casa de avaria imposs vel j que a abertura de uma destas v lvulas n o poss vel sem a destrui o da mesma Es
140. ua instala o Na Figura 6 8 pode se observar o novo conjunto de electrov lvulas dispostas de acordo com as exig ncias da fresadora CNC Figura 6 8 Conjunto de electrov lvulas Camozzi configuradas para o equipamento em estudo 109 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho De salientar o p rtico de alimenta o comum que permitir a utiliza o de apenas um cabo de fornecimento de ar comprimido ao conjunto de v lvulas Os escapes ficam fechados exce o de dois que s o conectados ao sistema integrado de escape na m quina ferramenta Figura 6 9 Figura 6 9 Bacia de escape do sistema de ar comprimido Para al m da aquisi o dos componentes descritos na tabela foi necess rio desenvolver uma solu o para a sua fixa o Figura 6 10 uma vez que n o foi poss vel a aplica o do dispositivo de fixa o inclu do na compra das v lvulas devido impossibilidade de fechar a porta da caixa el trica da m quina ferramenta em estudo Figura 6 10 Representa o em CAD do sistema de fixa o idealizado O dispositivo idealizado funciona por conjuga o de outro exatamente igual e faz uso dos furos de fixa o lateral encontrados nas electrov lvulas adquiridas para as suportar utilizando dois veios 110 Cap tulo 6 Desenvolvimento do trabalho Uma vez suportadas as v lvulas s o usados quatro parafusos para fazer a fixa o guia existente no local onde colocado o dispositivo p
141. ura 5 19 Equipamento pneum tico de liberta o da ferramenta de corte 89 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Na Figura 5 24 percetivel um dispositivo semelhante que realiza a liberta o do eixo B e da palete que transporta a pe a A partir dos documentos t cnicos referentes as liga es el tricas da SIEMENS foi poss vel identificar estes componentes como sendo cilindros pneum ticos de simples efeito com retorno por mola Contudo n o foi poss vel determinar mais nenhuma carater stica p Por outro lado o acionamento do resguardo efetuado por um cilindro pneum tico de duplo efeito assim como o acionamento do sistema de troca de ferramenta autom tica O primeiro realizado por um cilindro produzido pela Origa Figura 5 20 modelo P 210 25 52 Figura 5 20 Cilindro pneum tico de duplo efeito P 210 25 Do cat logo do fornecedor em anexo foi poss vel recolher alguma informa o t cnica na Tabela 5 6 o di metro do cilindro utilizado de 25 mm Cyl Force Cushion Max Allowed Max Allowed Max Allowed o at 6 bar Length Bending Moment re Tanpa Nm Load INI N mm M 10 16 120 250 Tabela 5 6 Informa o t cnica do cilindro pneum tico P 210 25 52 90 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Por outro lado o acionamento do sistema de troca de ferramenta autom tico assegurado o por um cilindro pneumatico de duplo efeito produzido pela Festo 53
142. urso BES 516 324 E4 C PU 5 no resguardo 96 Capitulo 5 Planeamento do trabalho Do cat logo foi poss vel compilar a seguinte Tabela 5 11 com informa o carater stica destes sensores indutivos haracteristic data Assured operating distance Sa Eff switching distance Sr Tolerance Sr Hysteresis H max in of Sr Repeat accur R max of Sr Ambient temperature Temp drift max of Sr Switching freq f max Ready delay tv max Utilisation category Function indicator Power indicator Short circuit protected Protected against polarity reversal Protected against miswiring Enclosure Type per IEC 60529 Principle of operation 0 65 0 8 mm 10 40 15 5 25 70 C 10 3000 Hz 25 ms DC 13 Yes No Yes Yes Yes IP67 Inductive Electrical data Operating voltage Ripple max of Ue Rated operating voltage Ue DC Voltage drop static max Rated insulation voltage Ui Effective operating current le No load current lo damped max Max no load cur lo undamped Off state current Ir max Minimum operating current Im Rated short circuit current Output resistance Ra Load capacitance max at Ue 10 30 V DC 10 24V 3v 75DC 100 mA 10 mA 3mA 80 pA 1mA 100A Open collector 0 2 pF Mechanical data Connection type Cable diameter D max Cable short designation Cable length Number of conductors Conductor cross section Housing material Sensing surface ma
143. uzido diminuindo e limitando a sua aplica o na rea do CNC sendo normalmente aplicado no ajuste fino de ferramentas de corte 41 Os motores el tricos lineares s o motores desenhados para realizar uma transla o em detrimento do tradicional acionamento rotativo figura 4 26 representa o esquema de funcionamento deste tipo de componente Figura 4 26 Esquema de funcionamento de motor el trico linear 41 Neste tipo de transdutor el trico o tradicional rotor aberto representado o seu comprimento o curso m ximo do motor O estator fixado diretamente por cima do rotor sendo o seu deslocamento suportado por corredi as Bolton enumera as seguintes vantagens deste tipo de acionamento Elevadas acelera es e velocidades de funcionamento Posicionamento exato Elevada rigidez Funcionamento suave e sem folgas Por m o seu elevado custo de aquisi o e de manuten o diminui a sua aplica o 43 Por outro lado em aplica es que requerem elevadas for as a utiliza o de atuadores hidr ulicos mais indicada como referido anteriormente 32 Contudo estes sistemas de acionamento apresentam v rios problemas no controlo de posi o e velocidade Para al m disso o seu custo n o proporcional pot ncia sendo demasiado caros para m quinas ferramentas CNC de pequenas dimens es 31 56 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas A morfologia deste sistema em tudo semelhan
144. vo amplificador tamb m designado por PWM Pulse Width Modelator para que o atuador no exemplo um motor realize uma determinada quantidade de movimento rota o do eixo a uma determinada velocidade 25 59 Capitulo 4 Design de M quinas ferramentas Por outro lado o controlador ir atrav s de diversos sensores analisar a velocidade real e o posicionamento obtido 31 Existem 3 tipos principais de servomotores empregues em m quinas CNC Servomotores de corrente cont nua Servomotores s ncronos de corrente alternada Servomotores de indu o Motores de passo Servomotores de corrente cont nua Neste tipo de motores Figura 4 29 o estator consiste numa estrutura cil ndrica que permite a passagem de corrente e suporta um man permanente que se encontra no seu interior Por seu lado o rotor constitu do por um eixo que cont m um enrolamento e as escovas que permitem a transmiss o da corrente para o enrolamento Num dos extremos do eixo encontra se um sensor de velocidade angular normalmente um tac grafo ou um enconder tico 20 Escovas Comutadar Enrolamento Sensor 4 2H Figura 4 29 Servomotores de corrente cont nua 20 O comutador tem por fun o alternar a dire o da corrente e dessa forma gerar um bin rio O controlo deste tipo de servomotores relativamente simples uma vez que o bin rio diretamente proporcional quantidade de corrente fornecida 20 A gama de veloc
145. xos Aumento da qualidade promovido pelo aumento da exatid o e repetibilidade Contudo alguns autores alertam para as limita es de m quinas ferramentas reformadas uma vez que apesar da modifica o dos sistemas de acionamento ou de outros componentes a sua exatid o e repetibilidade continua limitada qualidade de constru o da base removendo apenas as imprecis es de sistemas de acionamento ou controlo Esta t cnica ser usada como percussora de investimentos em m quinas ferramentas CNC originais 18 16 Capitulo 3 M quinas ferramentas de comando num rico 3 M quinas ferramentas de comando num rico No cap tulo seguinte pretende se dar a conhecer um pouco da evolu o hist rica das m quinas ferramentas de comando num rico e a sua import ncia 3 1 Descri o Na atualidade a procura de bens de consumo diversificados tanto em g nero como em qualidade levou ao desenvolvimento de uma ind stria de transforma o e produ o que luta por aumentar a sua efici ncia e rentabilidade 20 Como afirma Youssef 21 A manufatura a atividade industrial que converte mat rias primas em produtos acabados Este termo prov m da express o fazer m o no entanto as for as necess rias para transformar estes produtos j ultrapassou claramente as limita es da for a humana sendo portanto necess rio a substitui o por processos e utens lios capazes de realizar estas tarefas Na Figura 3 1 pod

Tiago Jorge Ruela Arieiro Manutenção e reparação de máquinas

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