II Encontro de Educação, Ciência e
Tecnologia do IFRS Câmpus Erechim
II MOSTRA TÉCNICA
04 a 08 de novembro de 2014
CONSTRUÇÃO DE FRESADORA CNC 3 EIXOS DE BAIXO CUSTO
DEMARCO, Marcel F.1; DIOGO, Carlos2; PERINAZZO, Henrique3; MILANI, Pedro4; FLACH, Carlos5; SALA, José**
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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul, Câmpus Erechim. E-mail: [email protected]. Orientador: [email protected]
RESULTADOS
INTRODUÇÃO
Uma máquina com controle CNC resume-se em um equipamento eletrônico que recebe
por meio de linguagem própria, denominado código G, comandos via computador que
informam o modo que a máquina deve agir para realizar suas operações.
O processo é composto por três passos: Primeiramente é desenvolvido um desenho da
estrutura em um programa de CAD (Desenho Assistido por Computador) em três
dimensões, posteriormente este desenho é transformados em comandos baseados em
coordenadas, e posteriormente, enviado ao circuito controlador que movimenta os motores e
consequentemente deslocam os eixos. Dependedo da configurção da máquina e da
necessidate, podem existir diversos tipos, usualmente as elas apresentam 3 eixos (X, Y e
Z), oque permite a criação de geometrias complexas, como por exemplo hélices e raios e
curvas com precisão.
OBJETIVOS
1º – Realizar uma análise técnica da fresadora a partir de parâmetros aprendidos na matéria
de usinagem, como Potência de Corte, Potência Consumida, Força necessária de Corte,
Potência do Motor e Potência de Avanço.
2º – Compreender como ocorre o processo de controle de motores de passo por meio de
software de usinagem (CAM).
3º – Desenvolver uma máquina de baixo custo (R$500,00), com área útil suficiente para
confecção de peças de 45x30x13 cm com precisão de 0,5 mm.
Por meio de algumas definições como: rendimento de máquinas cnc igual a 90%,
rotação máxima dos motores de passo (100rpm), rotação máxima da retificadeira
(3000rpm), Ks1 = 4,783 (pinus) e 1-z = 0,746, determinamos os seguintes parâmetros de
usinagem:
Tabela 01: Dados calculados para a fresadora admitindo as definições feitas acima. Fonte: Própria.
Velocidade de Avanço
36400 mm/min
Profundidade de Corte
5 mm
Avanço
12,133 mm/rot
Atrito estático + Força de corte (pinus)
9,81 N + 54,720 N = 64,53 N
Potência de corte
405 W
Força de avanço (inear)
4634 N
Força de Corte (retificadeira)
2002,802 N
Superdimensionamento(retificadeira)
31 vezes
Constatou-se que o controle de motores de passo por computador pode ser feito se
existir um circuito elétrico entre o computador e o motor. Dentre os componentes do circuito
existe um circuito integrado (CI - L297) que recebia as variações de tensão provenientes do
software Mach3, previamente instalado. Nessa etapa de configuração do software no
computador percebeu-se a necessidade de identificar e configurar cada pino da porta
paralela, para que a mesma pudesse enviar a diferença de potencial correta a cada pino do
CI, conforme figura abaixo:
Figura 02: a) medição da voltagem nos pinos do CI antes do sinal enviado pelo software. b) medição da voltagem nos
mesmos pinos após o sinal enviado. Fonte: Própria.
MATERIAIS E MÉTODOS
Esses sinais recebidos pelos CI's são amplificados pelo circuito e enviados para os
motores, determinando a velocidade de rotação, direção e sentido.
Mesmo tendo superado o orçamento em R$100,00 não conseguimos atingir a
precisão proposta inicialmente. Percebendo assim a dificuldade da confecção de uma
máquina relativamente precisa de baixo custo, mesmo tendo disponível máquinas para a
confecção das peças.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Durante todo o projeto pudemos adquirir conhecimento nas áreas de fabricação
mecânica, soldagem e eletrônica, principalmente nos momentos onde encontramos defeitos
e dificuldade em resolvê-los.
Já pensamos em algumas melhorias no projeto que poderão aperfeiçoar a precisão da
usinagem, como a troca das atuais engrenagens por outras fabricadas por corte a laser,
além de uma estrutura metálica que tornaria e máquina mais rígida.
REFERÊNCIAS
SANTOS, Julio Cesar. Usinagem I. Erechim, RS: IFRS – Engenharia Mecânica, (2014)
FERRARI, Cristiano Donizeti. Implantação de um sistema de Comando Numérico Computadorizado (CNC) por retrofitting
em um torno mecânico universal. Catanduva, SP: IFSP – Automação industrial, (20_?).
PRATA Luis; TAVARES, Luis. Máquina de Controlo Numérico Computadorizado (CNC). Lisboa: (20_?).
BRAND, M. A;KRAMBECK, L. B. P.;SIMAO, R.L.;SIMIONI, F.J.;Jhonsons, D.R; SASSO, J.G. Ensaio Experimental de espécies do
gênero Pinus na avaliação das propriedades mecânicas da madeira. In: III Encontro de Ciência e Técnologia, 2004, Lages. Anais
do III ECTec - Encontro de Ciência e Tecnologia. Lages: Universidade do Planalto Catarinense,2004.
REALIZAÇÃO:
APOIO: