aula1 PMR 2450 PROJETO DE MÁQUINAS

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PMR 2450
PROJETO DE MÁQUINAS
Julio C. Adamowski
Tarcísio Hess Coelho
Gilberto F. Martha de Souza
Objetivos
Exercitar o projeto de uma máquina-ferramenta controlada por 
computador, aplicando os conceitos a serem apresentados na 
disciplina e os conhecimento adquiridos em outras disciplinas 
do curso. Exercitar o trabalho em equipe na execução do 
projeto. 
O projeto de uma máquina CNC exige a participação de uma 
equipe de trabalho atuando no projeto dos vários sub-
sistemas que compõem esse tipo de máquina e na integração 
desses sub-sistemas. 
Máquina CNC: 
vários sub-sistemas, conhecimento multidisciplinar
Organização da disciplina
Aulas expositivas sobre: sistemas mecânicos e eletrônicos e de 
controle que compõem máquinas CNC, tópicos sobre projeto de 
máquinas-ferramentas, metodologia de projeto, documentação 
do projeto, gerenciamento de trabalho em equipe.
Aulas de laboratório de projeto em sala de aula: discussão do 
projeto dos sub-sistemas com os colegas e professores, 
verificação de etapas do projeto e avaliação do progresso do 
projeto.
Aulas de laboratório: acompanhamento da fabricação das peças, 
implementação de software de movimentação e controle 
(motores, sensores), software de interface com usuário, 
montagem mecânica, integração mecânica eletrônica e software. 
Exemplo:
HSMC
Projetos de 2002, 2003 e 2004 
mini-fresadoras
mini-tornos
fresadoras para usinagem de madeira
O nosso Projeto
Projeto e construção de 4 máquinas CNC
Equipes formadas por 15 alunos
1) mini-torno com contra-ponta
2 eixos com com guias lineares e acionamento através de motores de 
passo e sincronização da rotação com as translações com encoder óptico
2) mini-fresadora para usinagem de placas de circuito impresso
3 eixos com guias lineares e acionamento através de motores de passo
3) fresadora para usinagem de madeira
3 eixos com guias lineares e acionamento através de fusos de esferas e 
motores CC com encoder
4) fresadora para usinagem de madeira com a peça parada
2 eixos com guias lineares e acionamento por correias sincronizadoras e 
motores de passo e 1 eixo com fuso de esferas e motor de passo
Máquinas
Máquina de controle numérico:
•estrutura e sistema de movimentação 
•controlador – acionamento dos motores leitura dos 
sensores, controle de trajetória, interpretador de 
linguagem de máquina
•inteface com o usuário
Componentes mecânicos e eletrônicos:
guias lineares, fusos com castanhas de esferas recirculantes, 
acoplamentos, polias e correias sincronizadoras, rolamentos 
radiais, tubos quadrados de aço para a estrutura, tarugos de 
aço e alumínio, motores de passos, servo motores CC, motor 
CA, encoders, placas microprocessadoras, placas de 
acionamentro de motores de passos e de motores CC, 
inversor de freqüência, leitura de encoder e acionamento de 
relés.
Exemplo de placa disponível para utilização no projeto:
acionamento de motor de passo
CON1
CON2
CON3
CON4
JUMPERSTRIMPOTS
Manual de aplicação, esquema elétrico
Data sheet dos componentes
Responsabilidades
Cada equipe receberá os componentes em condições de uso 
demonstradas na entrega e deverão repor componentes que 
sofram danos que não possam ser reparados no PMR.
Exemplo:
Placa do microcontrolador BL 1800 que deixou de funcionar 
por uma conexão errada ou algum curto-circuito. Essa placa 
não pode ser reparada no PMR e, portanto, deverá ser reposta 
pela equipe caso deixe de funcionar. 
Documentação do projeto
Propostas de soluções e escolha da melhor solução, esboços, etc.
Desenhos mecânicos de conjunto e de fabricação das peças 
(esboços e utilização de um software de CAD: Solid Edge, 
Autocad, Solid Works, Inventor, etc.)
Memorial de cálculos
Esquemas elétricos
Programas de controle de trajetória, interpretador de linguagem 
de máquina (código G), acionamento de motores de passo e CC, 
leitura de encoder, comunicação serial com PC, interface com o 
usuário, etc.
Relatório final do projeto
Entrega do protótipo
Demonstração do protótipo funcionando de acordo com 
requisitos mínimos, tais como:
•Movimentação manual e automática (curvas de acelerações 
dos motores)
•Interpretação do programa de usinagem (funções 
essenciais do código G) no controlador da máquina
•Interpolação linear em 3 eixos
•Comunicação serial com um computador externo para 
envio de programa e monitoração de posição na 
movimentação manual
•Usinagem de peças
Bibliografia Básica:
Hyman, B. “Fundamentals of Engineering Design”, 1a edição, Prentice-
Hall, 1998.
Slocum, A.H. “Precision Machine Design”, 1a edição, Prentice-Hall, 1992.
Altintas, Y., Manufacturing Automation – Metal Cutting Mechanics, 
Machine Toll Vibrations, and CNC Design, Cambridge University Press, 
2000.
Bibliografia Complementar:
Mehta, N.K. “Machine Tool Design”, 1a edição, Tata McGraw-Hill
Publishing, 1988.
Pahl, G. ; Beitz, W. “Engineering Design: A Systematic Approach”, 2a
edição, Spring-Verlag, 1996.
Catálogos de Fabricantes.
Avaliação
Média M = 0,4*P + 0,1*AE + 0,5*T
Sendo: 
T = nota do projeto;
P = média aritmética de três provas
AE = média das avaliações intermed. do projeto
.
Prova Substitutiva com toda a matéria ao final do curso