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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2007.tde-02042008-100236
Document
Author
Full name
Loer Nércides Franco García
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2007
Supervisor
Committee
Horikawa, Oswaldo (President)
Porto, Arthur José Vieira
Tsuzuki, Marcos de Sales Guerra
Title in Portuguese
Sistema híbrido, manual e automático para controle de posição e trajetória em máquinas de usinagem.
Keywords in Portuguese
Máquinas de usinagem híbridas
Servomecanismos
Sistema de controle de posição
Sistema híbrido de controle
Abstract in Portuguese
Com o presente projeto se pretende desenvolver um protótipo de máquina de usinagem para atender a fabricação de pequenos lotes (10~20 peças), Esta máquina terá características intermediárias entre as máquinas universal (manual) e de controle numérico (CN); conjugando as vantagens funcionais destas duas: alta eficiência e flexibilidade. A máquina projetada terá uma operação manual (trajetória), e seu posicionamento será servo-assistido. Entenda-se "desenvolver" como: a) Propor uma estratégia de usinagem; b) Propor uma configuração de máquina que funcione segundo esta estratégia; c) desenvolver um protótipo e; d) validar a estratégia e a configuração através de testes no protótipo. A estratégia de posicionamento aqui proposta, é baseada em um posicionamento manual, ou seja, o operador define livremente o movimento da ferramenta com relação à peça a se fabricar. Porém, um computador monitora constantemente a posição da ferramenta e não permite a entrada desta numa região, nomeada "Região Proibida"; que corresponde ao perfil da peça. A região proibida é definida diretamente a partir de um desenho de CAD, dispensando o uso de alguma ferramenta computacional de geração automática de trajetória de ferramenta. Deste modo, o operador realiza a usinagem de desbaste. O acabamento é realizado automaticamente pelo computador, que faz com que a ferramenta contorne o perfil da peça, uma vez que o operador envia um sinal de partida. Uma possível configuração de máquina para alcançar esta estratégia é apresentada. E consiste de uma mesa XY servo controlada, adaptada a uma furadeira de bancada, onde operador comanda o movimento da mesa mediante um joystick. Através de ensaios de usinagem, o trabalho demonstra a eficácia da estratégia proposta.
Title in English
Manual and automatic, hybrid system for the position and path control in machine tools.
Keywords in English
Hybrid control system
Hybrid machine tool
Positioning control system
Servo system
Abstract in English
Present project aims the development of a machine tool prototype for attend the manufacturing of small lots (10~20 pieces), This machine will have characteristics intermediate between the universal and the numerical control (CN) machines. The desired machine conjugates the functional advantages of both types of machines: high efficiency and flexibility. The machine, thus designed, will have a manual operation (the tool path is defined by the operator), and its positioning will be servoassisted. Here, "to develop" includes: a) to propose a machining strategy; b) to propose an arrangement of machine that works according to this strategy; c) to develop a prototype and; d) to validate the strategy and the arrangement through tests with the prototype. The positioning strategy, is based on a manual positioning, i.e., the operator defines freely the motion of the tool with respect to the work piece. However, a computer monitores constantly the tool position, not permitting the entrance of it inside the area, here called "prohibited region", corresponding to the profile of the part to be machined. Outside that region, the computer enables operator to move the tool as he wants. The prohibited region is defined directly from a CAD draft, eliminating the necessity of any kind of computer tools for generating automatically the tool path. Thus, the operator executes the rough machining. The finishing path is executed automatically by the computer that makes the tool contour the profile of the part, according to the start-up command given by the operator. In the work, one possible arrangement of machine to achieve this strategy is presented. It consists of servo controlled XY table and adjusted to a bench drill in which, the operator commands the table motion by means a joy-stick. By machining tests, this work shows the efficiency of the proposed strategy.
 
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Dissertacao_Loer.pdf (1.49 Mbytes)
Publishing Date
2008-04-07
 
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