COMPONENTES DA MESA DE COORDENADAS X,Y E ZBruno Bastos Silva Guilherme Vieira Vitor José Roberto Pires Barbosa Rafael da Silva Okida Wendel de Andrade Garrido Projeto Integrador do curso de Tecnólogo de Mecatrônica Industrial, Módulo Instrumentação Industrial Raimundo Samuel de Araújo Santana Professor Guarulhos 2014 FACULDADE ENIAC COMPONENTES DA MESA DE COORDENADAS X Y Z _____________________________________ Bruno Bastos Silva _____________________________________ Guilherme Vieira Vitor _____________________________________ José Roberto Pires Barbosa _____________________________________ Rafael da Silva Okida _____________________________________ Wendel de Andrade Garrido _____________________ Raimundo Samuel de Araújo Santana Guarulhos Novembro 2014 RESUMO O projeto integrador da faculdade ENIAC, tem como objetivo a integração dos conhecimentos adquiridos nas matérias do módulo de Instrumentação, juntamente com a pesquisa aprofundada de todos os componentes necessários para realizar a montagem da mesa de coordenadas X,Y e Z. Explicando o funcionamento do motor DC, do circuito ponte H transistorizada, dos fusos, foto diodo e foto transistor, sensores e da bateria e a aplicação desses componentes no projeto, que tem como objetivo deslocar um objeto de um ponto A ao ponto B em no máximo 2 minutos, assim descritos nas especificações elaboradas pelos orientadores do curso. 4 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS.....................................................................................................5 LISTA DE TABELAS.....................................................................................................7 LISTA DE SÍMBOLOS..................................................................................................8 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS.......................................................................9 CAPÍTULO 1...............................................................................................................10 INTRODUÇÃO............................................................................................................10 CAPÍTULO 2...............................................................................................................13 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA..................................................................................13 CAPÍTULO 3...............................................................................................................40 DESENVOLVIMENTO.................................................................................................40 CAPÍTULO 4...............................................................................................................51 RESULTADOS............................................................................................................51 CAPÍTULO 5...............................................................................................................52 CONCLUSÕES...........................................................................................................52 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................53 APÊNDICE .................................................................................................................54 5 LISTA DE FIGURAS Figura 2.1.1.A Motor DC em inércia. (BRAGA. N. C/2013) Figura 2.1.1.B Motor DC em movimento. (BRAGA. N. C/2013) Figura 2.1.1.C Componentes do motor DC. (BRAGA. N. C/2013) Figura 2.1.2.A Motor DC com bobina na carcaça. (BRAGA. N. C/2013) Figura 2.2.A O sentido da rotação é dado pelo sentido da corrente. (BRAGA. N. C/2013) Figura 2.2.B Circuito básico ponte H. (BRAGA. N. C/2013) Figura 2.2.C Funcionamento da ponte HH circuito a e b. (BRAGA. N. C/2013) Figura 2.2.D Controle manual usando duas chaves. (BRAGA. N. C/2013) Figura 2.2.E Usando Darlingtons de potência. (BRAGA. N. C/2013) Figura 2.2.F Comandos lógicos para motor com ponte HH. (BRAGA. N. C/2013) Figura 2.3.A Circuito recurculante. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Figura 2.3.B Fuso trapezoidal. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Figura 2.3.C Fuso de esferas recirculantes. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Figura 2.3.D Fuso de esferas desmontado. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Figura 2.3.E Caminho helicoidal. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Figura 2.3.F Aplicado em máquina. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Figura 2.3.G Gráfico de rendimento mecânico dos fusos. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Figura 2.4.A Guia linear. (MECATRONICA ATUAL/2013) Figura 2.4.B Posição horizontal de montagem. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Figura 2.4.C Posição inclinada de montagem. (MECATRÔNICA ATUAL) Figura 2.5.A Simbologia do Foto diodo. (EBAH/2013) Figura 2.5.B Compensação da corrente Iceo. (EBAH/2013) Figura 2.5.C Acoplador Óptico. (EBAH/2013) Figura 2.6.A Tipos de Sensores. (EBAH/2013) Figura 2.7.A Bateria em um circuito elétrico. (MUNDO EDUCAÇÃO) Figura 2.7.1.A Bateria de níquel-cádmio. (MUNDO EDUCAÇÃO) Figura 2.7.1.B Bateria de chumbo. (MUNDO EDUCAÇÃO/2013) Figura 3.4.A Estrutura da mesa de coordenadas. (MESA COORDENADA X,Y E Z) Figura 3.4.B Estrutura da mesa de coordenadas. (MESA COORDENADA X,Y E Z) C/2013) .B Sistema Elevatório (MESA COORDENADA X.Y E Z) Figura 3.16.Y E Z) Figura 3.A Comandos lógicos para motor com ponte HH. (MESA COORDENADA X.A Perfil HYSPEX.5. (BRAGA.13.Y E Z) Figura 3.4. (MESA COORDENADA X. N.6 Figura 3.A Guia deslizante (MESA COORDENADA X.C Estrutura da mesa de coordenadas.13.Y E Z) Figura 3. 2 .7 LISTA DE TABELAS Tabela 3. 8 LISTA DE SÍMBOLOS V -Tensão elétrica A -Corrente elétrica . z – Coordenadas plano cartesiano .y.9 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS DC – Corrente contínua X. que usou pela primeira vez. Sobre a história da robótica podemos iniciar com o termo robô (Groover. potência e torque. levando muitos jovens a pesquisar e desenvolver robôs para o mundo real. finalizando com os tipos de bateria. neste período. iniciaram-se especulações em termos da capacidade de um robô pensar e agir como um ser humano. a palavra “robota” (serviço compulsório. Basicamente existem duas classes de mesas de coordenadas. 1988) foi Karel Capek. que atuam na transferência da força da polia (motora) para a polia (movida). No entanto. Com o surgimento dos computadores na metade do século. e as acionadas por motor de corrente contínua ou de indução que trabalham com realimentação. atividade forçada) originando a palavra “robot” em inglês e traduzido para o português como “robô”. Diversos filmes de ficção cientifica mostraram robôs produzidos com o comportamento e a forma humana. soldagem.10 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO Esta fundamentação teórica mostra como funciona o motor DC. dispositivo que converte energia química em energia elétrica. como os tipos de transmissão por correia. frequência. criados especialmente para executarem tarefas difíceis. de preferência nulo. pintura. nesse caso de mecatrônica estes dados estejam contidos para maiores explicações e esclarecimentos. em 1920. além de citar outros componentes para o desenvolvimento de projetos robóticos e de automação. onde é de grande importância que ao efetuar um projeto. os robôs foram. ou no posicionamento de ferramentas para tarefas de usinagem. seguido por circuito ponte HH com chave que tem a função de inverter a rotação do motor DC. Por outro lado. as acionadas por motor de passo que em sua maioria trabalham sem realimentação. rotação. que são de suma importância para alimentar todo o sistema do projeto. medidas. atrito. sua função é transformar energia elétrica em energia mecânica. eles não eram projetados . novelista e escritor de uma peça teatral da Tchecoslováquia. As mesas de coordenadas XY ou XYZ são bastante utilizadas em tarefas de posicionamento de peças a serem usinadas. aceleração. velocidade angular. A execução de uma operação de medição ou de usinagem com mesas de coordenadas exige que o erro de posicionamento seja o mínimo possível. etc. para garantir bons resultados. perigosas e impossíveis para um ser humano. Contém os cálculos físicos de velocidade média. 11 com a capacidade de criar ou executar processos que não lhes foram ensinados ou programados. e que se destinam ao entretenimento. como o Asimo construído pela montadora japonesa Honda Motor Co. Na robótica moderna. Elas produzem grande quantidade um único produto. Por outro lado. Citam-se ainda diversos brinquedos articulados com feições que lembram animais de estimação como cães. O volume de produção é elevado. Na automação flexível o volume de produção é médio e geralmente a máquina pode ser programada para produzir outro produto. como o volume de produção é alto. e apenas respondem a estímulos externos. pois é projetada para um produto especifico. • automação programável. Contudo. tais robôs são incapazes de realizar quaisquer tipos de tarefas. o custo do produto em geral é baixo. aumentando assim a produção e deixando de ter colaboradores em atividades de risco. • automação flexível. Esta automação possui características da automação fixa e da programável. Alguns exemplos de processos de automação nas indústrias são: • linhas de montagem automotiva • integração de motores – linha “transfer” • maquinas operatrizes do tipo CNC • robôs Podem-se identificar três formas distintas de automação industrial: • automação fixa. antes executadas por seres humanos. Robótica e Automação Tanto a robótica e automação hoje são muito pertinentes nas industrias por serem aplicadas a finalidade de efetuar os processos e controle produtivos. aumentando a produção e eliminando tarefas perigosas. há pesquisas e desenvolvimentos de robôs intitulados humanoides ou antropomórficos. por exemplo. ou produtos com pequenas variações entre eles. Na automação fixa as máquinas são específicas para o produto a ser produzido. Assim sendo. foram as indústrias que mais se beneficiaram com o desenvolvimento da robótica. Estes são criados com a semelhança humana e com capacidade de interagir com o ambiente. A máquina deve ser adaptável a um . e o custo da máquina é elevado. ainda que semelhante. mas a variedade de produtos diferentes é alta. segue nas bibliografias os sites e livros. Unmanned Aerial Vehicle (UAVs). assemelhando a animais ou insetos. não sendo fixos a um local físico. Robôs que são adequados para o ambiente subaquático estão chamados de veículos subaquáticos autônomos do inglês. ou mais. Os principais exemplos de automação programável são as máquinas CNC e os robôs industriais. um braço articulado e um dispositivo de atuação. Ela é adaptável por meio de programação. Espero que os leitores possam aproveitar os dados aqui contidos e usufruam em sua estadia acadêmica. neste sentido. Autonomous Underwater Vehicle (AUVs). como muitos que atuam nas indústrias exemplo. Para uma pesquisa mais apurada. ela é mais flexível que a automação fixa. e. Na automação programável o volume de produção é baixo. Nas industrias temos a robótica móvel: Robôs moveis que tem a capacidade de se moverem ao redor dos ambientes que estão submetidos. Robôs aéreos estão usualmente referidos como veículos aéreos não tripulados do inglês. Robôs de terra. eles normalmente têm rodas. . presos a uma base fixa. Alguns desses robôs moveis são classificados como. mas possuem duas pernas como humanos.12 número grande de produtos similares. isso ocorre porque o pólo N do ímã atrai o pólo S do rotor e repele o pólo N do mesmo. Quando uma corrente elétrica passa por duas bobinas próximas. transformando a energia elétrica em movimento (figura . Figura 2. movimento.A Motor DC em inércia.1. C/2013) Figura 2. Eles têm uma elevada capacidade de torque.1. C/2013) Os pólos do rotor.B Motor DC em (BRAGA. cria um campo magnético entre os dois pólos onde há manifestação de uma força de repulsão que faz o rotor mudar de posição. (BRAGA.1.1.1 Motor DC 2. N. os campos magnéticos criados poderão fazer com que surjam forças de atração ou repulsão. Os motores DC (motores de corrente contínua) são dispositivos que operam aproveitando as forças de atração e repulsão geradas por eletroímãs e imãs permanentes. O mesmo acontece com o pólo S do ímã que tende a atrair o pólo N e repelir o pólo S do rotor. quando percorridos por uma corrente elétrica.1. (embora isto seja geralmente uma função do tamanho físico do motor).1.13 CAPÍTULO 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1. conforme na figura 2.A. N.1 Motor DC com íma na carcaça Motor elétrico é um dispositivo eletromecânico que converte a energia elétrica em energia mecânica. quanto maior for a carga aplicada no rotor.1. conforme figura 2.1 B). (BRAGA. dependendo da força desejada.1. Assim.1. A velocidade depende da força que ele vai fazer. desta forma. N. um motor indicado para funcionar com 3v. C/2013) A velocidade de rotação não depende da força que o rotor tenha de fazer para girar os motores de corrente contínua têm uma velocidade maior quando giram livremente do que quando girarem fazendo algum tipo de esforço como.1. ou seja. fazendo com que os pólos mudem e o ciclo de atração e repulsão aconteça novamente. por exemplo. Os motores são especificados de acordo com fabricante.5 a 4. No entanto.1.5V.14 2. a força que um pequeno motor pode fazer depende da tensão aplicada à sua bobina a qual vai determinar a corrente circulante. Os fabricantes indicam faixas de . maior será o consumo de corrente elétrica. normalmente dando-se o valor médio. pode operar com tensões na faixa de 1. para uma determinada faixa de tensão.C. Figura 2. movimentando uma engrenagem ou uma polia acoplada no eixo. com isso o consumo de corrente também aumenta. no eixo do rotor existe um comutador que tem a função de inverter o sentido da circulação da corrente elétrica (duas vezes a cada volta do rotor). e também a intensidade do campo magnético criado.C. dependendo da carga aplicada. Componentes do motor DC. 2. Também compõe o motor um rotor. é formado por bobinas em torno do núcleo dos pólos. ou certa rotação associada a uma tensão e a uma corrente. que servem para reduzir as correntes parasitas do núcleo.2 Motor DC com bobina na carcaça O motor DC com bobina na carcaça se difere do motor DC com ímã permanente no enrolamento de campo.15 rotação. operando com pequena corrente que são constituídas por espiras de fios de cobre isoladas. O rotor é composto pelo eixo de armadura. com a finalidade de magnetizar o circuito da máquina e permitir a conversão da energia elétrica em energia mecânica no rotor. constituído por condutores de cobre. suportar os elementos internos do rotor. que tem a função de transmitir a energia mecânica para fora do motor. uma carcaça. que serve para suportar a estrutura do conjunto. anéis coletores. e comutador ou coletor que são segmentos de cobre conectados nas bobinas do enrolamento da armadura e isolados entre si. geram um campo magnético intenso nos pólos do motor. Podemos ver a seguir na figura 2. . determinando a força que ele pode fazer.A. isolados e ligados ás lâminas do comutador.1. núcleo da armadura constituído por camadas de lâminas ferromagnéticas. escovas. 2. enrolamento da armadura. enquanto o motor com ímas possuem ímãs permanentes os motores com bobinas possuem em sua carcaça enrolamentos de bobinas que. pela fixação do rotor por meio de mancais e rolamentos.1. invertendo a polaridade da alimentação de um motor. (BRAGA. N.16 Figura 2. analisamos o princípio de funcionamento destas pontes e damos alguns circuitos práticos. .2 Circuitos ponte HH Controlar a velocidade de um motor de corrente contínua é algo que não traz muitos problemas ao projetista de Robótica ou Mecatrônica. Utilizadas praticamente em todos os casos em que se deseja um controle bidirecional de um motor de corrente contínua. as pontes H consistem numa configuração que todos os que trabalham com projetos nas áreas de Robótica. C/2013) 2. Mecatrônica e Automação devem conhecer.1. fazer o controle com a reversão de sentido é algo que ainda embaraça aqueles que não conhecem as pontes H. O sentido de rotação de um motor de corrente contínua depende do sentido de circulação da corrente pelos seus enrolamentos. Isso significa que.A.A Motor DC com bobina na carcaça.2. Neste artigo.2. conforme sugere a figura 2. No entanto. invertemos também o seu sentido de rotação. B Circuito básico ponte H. Podemos fazer circuitos de controle totalmente eletrônicos. N. (BRAGA. relativamente simples. que invertem o sentido de movimentação de um mecanismo sem a necessidade de se usar qualquer recurso mecânico especial.17 Figura 2. (BRAGA.2.A O sentido da rotação é dado pelo sentido da corrente. portanto de qualquer dispositivo mecânico que ele controla pela simples inversão da corrente. leva-nos a diversas aplicações importantes nas áreas citadas acima. e a partir de onde analisaremos o seu princípio de funcionamento. C/2013) . Figura 2. C/2013) Esta possibilidade de se inverter o movimento de um motor.2. N.B temos o circuito básico de uma ponte H usando transistores bipolares comuns. tais como caixas de engrenagens ou outros.2. Na figura 2. C. a corrente circula pelo motor num sentido. C/2013) .18 A idéia básica neste circuito é fazer com que dois dos quatro transistores conduzam de cada vez.2. a corrente circula no sentido oposto veja exemplo na figura 2. e se fizermos agora com que Q2 e Q3 fiquem saturados e Q1 e Q4 sejam levados ao corte. e de uma maneira que o sentido de circulação da corrente pelo motor possa ser invertido. (BRAGA. Assim.C Funcionamento da ponte HH circuito a e b.9(b). conforme mostra a figura 2. N. Figura 2. se deixarmos no corte Q2 e Q3 e levarmos Q1 e Q4 saturados.2. 19 Para obter esta operação podemos facilmente empregar um circuito de comando manual indicado na figura 2. controlando-os com pequenas correntes. Os 2N3055 podem ser usados com motores maiores. Figura 2. N.E. Usando Darlingtons de potência. também precisam de uma corrente maior de controle. C/2013) . Uma alternativa para operar motores de correntes elevadas. é o uso de transistores Darlington de potência como no circuito ilustrado na figura 2. (BRAGA.2. Na prática.D Controle manual usando duas chaves.2. (BRAGA. e os TIP31 para correntes até uns 2 ou 2. em que a posição da chave ou de um relé determina qual par de transistores vai conduzir. no entanto.5 A. C/2013) Evidentemente. N.2. num circuito como o indicado.E. para aplicações com pequenos motores de 6 V ou 12 V indicamos os BD135 para correntes até 1 A.2. os transistores devem ser dimensionados para suportar as correntes exigidas pelo motor.D. Figura 2. opera com a base aberta. com a vantagem de que a comutação dos estados para os pares de transistores é comandada pelo sinal de entrada. neste circuito o sentido de rotação do motor depende do nível lógico aplicado à entrada. Podemos melhorar isso com um comando lógico que faz com que os transistores NPN que devam ficar no corte tenham sua base colocada à terra (nível baixo). Uma situação intermediária que deve ser prevista é a que leva todos os transistores ao corte. .2. (BRAGA. Este circuito é apresentado na figura 2. e os transistores que devem ser levados à saturação fiquem no nível alto. Figura 2. um transistor de potência adicional em série. por exemplo. caso precisemos parar o motor.F.2.20 Nestes circuitos um pequeno problema pode significar uma certa instabilidade. ou seja. Uma solução simples consiste em controlar diretamente a corrente que alimenta o circuito de potência com um relé ou outro tipo de comutador como. dependendo da aplicação: o transistor fica no corte por falta de polarização de base.F Comandos lógicos para motor com ponte HH. C/2013) Em outras palavras. N. às quais estão presas. isso sem levar em conta fatores como saúde.3 Fusos de esferas recirculantes e trapezoidais Anteriormente à automação.3. itens responsáveis pelo alto nível de sofisticação das máquinas operatrizes e que atualmente são amplamente aplicados em projetos na área da Mecatrônica. a atuação do operador fica agora restrita à supervisão de uma ou várias máquinas. cansaço. etc. estado de espírito.. estão os fusos de esferas recirculantes e as guias lineares de rolamentos. responsáveis pelo movimento de translação das mesas ou bases. Com a automação esses incômodos ficaram para trás.( MECATRÔNICA ATUAL/2013) .A Circuito recirculante. Para que essa evolução chegasse às máquinas operatrizes. O fuso de esferas recirculantes substitui o fuso trapezoidal muito utilizado em máquinas operatrizes. com reflexos consideráveis sobre a quantidade e qualidade da produção. as máquinas convencionais dependiam extremamente da destreza do operador. desde elementos de máquinas e tipos de acionamentos até sistemas de controle. relativamente recentes e de grande importância. os porta-ferramentas ou as peças a serem usinadas. sem falar sobre os altos percentuais de refugo. Figura 2. Dentre esses desenvolvimentos que chegaram com a automação. sem interferência direta no processo de produção.21 2. muitos estudos e desenvolvimentos foram necessários. a começar pela precisão que é de 0. este dispositivo possibilita posicionar ou deslocar determinado equipamento com essa precisão.C e 2. alcançando precisão de 0. trabalha acoplado a uma porca trapezoidal encaixada à mesa que se quer mover. . Figura 2.01 milímetros (centésimos de milímetros).001mm (milésimos de milímetros).D. Um fuso de esferas é um mecanismo que permite converter o movimento de rotação em translação e vice-versa. elemento já considerado muito importante. com inúmeras vantagens.B. no caso das máquinas operatrizes.3. ou seja. Veja os exemplos das figuras 2. um fuso de esferas é um conjunto de acionamento que possui esferas como elementos de giro.B.22 O fuso trapezoidal.3.3. Fuso trapezoidal.3. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) O fuso de esferas recirculantes realiza o mesmo trabalho que o fuso trapezoidal. Veja o fuso trapezóide na figura 2. A figura 2. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Para se conseguir o movimento contínuo no fuso de esferas. é necessário ter um circuito de recirculação (ou por fora da castanha com pistas de reenvio ou por dentro da castanha com caminho também helicoidal) ou através de insertos de reposicionamento das esferas.23 Figura 2. Ver detalhes na figura 2.3. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Figura 2.3.F mostra um tubo de esferas montado numa máquina.3.3. .E .C Fuso de esferas recirculantes.D Fuso de esferas desmontado. enquanto no fuso de esferas pode chegar em torno de 98%.F Aplicado em máquina. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Vantagens do fuso de esferas sobre o fuso trapezoidal .3.24 Figura 2.G. . (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Figura 2.E Caminho helicoidal.3. conforme indicado no gráfico da 2.3.O grau de rendimento mecânico no fuso trapezoidal é no maximo 50%. Menor aquecimento. propiciou considerável economia . Simplificação construtiva. Maior velocidade de translação. Os fusos de esferas e as guias lineares de rolamentos. dentre os elementos de máquinas. trazendo vantagens importantíssimas. os fusos de esferas não são auto bloqueantes. Devido ao seu alto grau de rendimento.3. A diminuição do atrito. por seu funcionamento não desgastar facilmente. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Duração de vida mais longa. talvez representem os mais importantes desenvolvimentos ou evoluções. Gráfico de rendimento mecânico dos fusos. Menor potência de acionamento. Ausência do efeito Stick-Slip (ficar parado – deslizar. Posicionamento com maior precisão.G. efeito muito comum nos fusos tradicionais quando se inverte o sentido de rotação do eixo).25 Figura 2. além de tornar o movimento muito mais “suave”. Redução do atrito. tal como a redução de atrito nos movimentos de deslocamento nas máquinas. As guia lineares possuem as mesmas vantagens sobre os barramentos. simplificando montagens. fato extremamente importante para a indústria mundial. futuras manutenções e garantindo relativa economia. é possível ajustar a pré-carga. Os fusos de esferas possuem opções de alta precisão e alguns eles dispõem de opções simples e eficientes para controlar ou eliminar a folga entre a “castanha” (porca) e o fuso (eixo com rosca especial que serve como pista para o rolamento das esferas). já que possuem um caráter modular de fabricação. A figura 4. facilitando projetos. É importante ressaltar que a folga entre o fuso e a porca compromete gravemente os trabalhos nas máquinas operatrizes ou em qualquer conjunto ou sistema eletromecânico onde se requer movimentos repetitivos e de alta confiabilidade. expondo nossas intenções e escolhendo aquele que mais se adequar às nossas necessidades. . devemos conhecer os tipos disponíveis no mercado conversando com fabricantes. excelente rigidez e deslocamento mais suaves. Outro fator relevante está na simplificação construtiva destes elementos. 2. que os fusos de esferas recirculantes sobre o fuso convencional. É claro que para aplicação correta deste elemento. ou seja.4 Guias lineares A partir dos anos 80 os principais fabricantes de máquinas começaram a empregar as guias lineares em lugar dos barramentos tradicionais. para diferentes aplicações e de vários tamanhos. item impossível de variar no sistema parafusoporca. pois as elas possuem alta precisão. e hoje já existem centenas de módulos prontos para serem montados em máquinas.26 de energia.0 apresenta Guia linear. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) Recomendações gerais no uso dos fusos e das guias lineares.4. Vida útil requerida. Precisão. é necessário ter em mente alguns parâmetros de funcionamento como. por exemplo: Tipo de carga Velocidade linear ou rotação por minuto. Aceleração e desaceleração.27 Figura 2. Temperatura de trabalho. Para melhor aplicação dos fusos de esferas e das guias lineares. pelo número de operações ou ciclos por hora para uma dada velocidade constante. Este número representa o quanto o elemento suporta trabalhar sem que apresente algum sinal de fadiga . A vida nominal de um fuso de esferas ou das guias lineares de rolamentos é dada pelo número de revoluções. ou seja.A Guia linear. tamanho. ter em mente que a durabilidade prevista de um elemento está garantida se observarmos os parâmetros especificados pelo fabricante para o dado elemento. no entanto.1 e 4. fornecida em catálogos de fabricantes ou pelos projetistas. ou que depois de 5236 horas o elemento não atenda mais por algumas horas.2.28 (geralmente os sinais de fadiga aparecem sobre alguma pista de rolagem. O fuso de esferas e a guia linear de rolamentos devem ser montados em perfeito alinhamento. os fabricantes fornecem as tolerâncias admissíveis de desvio para cada componente. vertical. É preciso. e a influência da carga e das forças que agem sobre a carga em cada tipo de montagem vejamos nas figuras 4. é um número para nos basearmos. Devemos lembrar que a vida nominal de um dado elemento. se aplicados corretamente. inclinado. da mesma forma como acontece nos rolamentos que suportam determinadas (milhares) horas de trabalho. Figura 2. através de escamas ou lascas).4. conforme tipo. aplicação etc. não significa que um elemento de 5236 horas irá parar ou apresentar algum sinal de fadiga só quando completar as 5236 horas. se horizontal. Deve ser observado o tipo de montagem. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) .B Posição horizontal de montagem. é diretamente relacionada com a freqüência da onda de luz emitida. Vamos começar pelo . baseados na reação da junção pn dos semicondutores. planicidade. (MECATRÔNICA ATUAL/2013) É preciso conhecer as tolerâncias admissíveis na aplicação destes elementos.29 Figura 2. entre várias outras variáveis que dizem respeito à tolerância de posicionamento e formato geométrico de um componente ou entre as peças do conjunto montado. 2. perpendicularidade. transmitida na forma de fótons. Para aqueles que desejam se aprofundar no estudo destes componentes é indispensável conhecer as tolerâncias de forma e posição (sistema de contagem que indica a precisão de paralelismo. circularidade.4. A optoeletrônica é uma tecnologia que associa a óptica com a eletrônica.5 Foto diodo e foto transistor As fontes de energia luminosa possuem características não encontradas em outras fontes de energia. Esta energia.C Posição inclinada de montagem. Segundo o fotodiodo é um diodo de junção construído de forma especial.30 fotodiodo. podemos dizer então que um fotodiodo é um dispositivo que converte a luz recebida em uma determinada quantidade de corrente elétrica. A corrente negra é a corrente que existirá sem nenhuma iluminação aplicada. que possui apenas uma junção pn e em seguida progrediremos para o fototransistor. Podemos admitir que a corrente reversa é essencialmente nula na ausência de luz incidente.5. É um dispositivo de junção pn semicondutor cuja região de operação é limitada pela região de polarização reversa e caracteriza-se por ser sensível à luz. Figura 2.A mostra o símbolo do fotodiodo. Em resumo. (EBAH/2013) A corrente reversa e o fluxo luminoso variam quase que linearmente. um aumento na intensidade luminosa resultará em um aumento semelhante na corrente reversa. ou seja. resultando em um aumento do número de portadores minoritários e um aumento do nível da corrente reversa. de modo a possibilitar a utilização da luz como fator determinante no controle da corrente elétrica.A Simbologia do Foto diodo.5. A aplicação de luz à junção resultará em uma transferência de energia das ondas luminosas incidentes (na forma de fótons) para a estrutura atômica. A corrente retornará a zero somente se for aplicada uma polarização positiva igual a Vo. Como os tempos de subida . A figura 2. Existem duas maneiras de operar um fotodiodo. para ativar as luzes. O S7183 é um fotodiodo com amplificador orientado para aplicações de detecção crepuscular.31 e de queda (parâmetros de mudança de estado) são da ordem de nanossegundos. uma vez que em dias de chuva ou nevoeiro intenso pode ser necessário ativar o sistema de iluminação por razões de segurança. O germânio é mais adequado para luz incidente na região infravermelha. o dispositivo pode ser usado na aplicação de contagem ou comutação de alta velocidade. O nível de corrente gerada pela luz incidente sobre um fotodiodo não é suficiente para que ele possa ser usado em um controle direto. Nos sistemas de iluminação pública é importante saber em que altura é que está suficientemente escuro. já que abrange um espectro mais amplo de comprimentos de onda do que o silício. muitas das soluções passavam pela utilização de foto resistências. Outra aplicação muito usada na rede de iluminação pública é o sensor crepuscular. muda todos os dias. Pelas razões apontadas. Até agora. sendo necessário para isto que haja um estágio de amplificação. O fotodiodo é aplicado no foco automático de filmadora. contudo a pouca uniformidade. células de CdS e foto transistores. Ele pode funcionar como uma célula fotovoltaica (a incidência de luz gera tensão) ou como uma célula fotocondutiva (a incidência de luz gera corrente). Este controle não pode ser efetuado de forma eficaz utilizando temporizadores. a solução que reúne maior consenso é aquela que utiliza sensores de luz ambientes também conhecidos como crepusculares. a não linearidade e o fato de que o Cd é um elemento altamente poluídor desviaram a atenção para a utilização . apesar de sua corrente negra ser maior. Além disso o horário do próprio nascer e pôr do Sol não é constante. na unidade ótica do CD Player e em sistema contador de pulso. resultando na tensão do coletor igual à tensão de polarização Vcc. o que por consequência implicará numa variação da corrente de coletor beta vezes maior (lembrando que. a corrente de base será zero e o foto transistor estará cortado. possui apenas dois terminais acessíveis. Como nas outras células fotocondutivas. enquanto os elétrons passam do emissor para a base. porém. na ausência de luz. Ele pode. para Ib sendo a corrente da base e Ic a do coletor. a incidência de luz (fótons) provoca o surgimento de lacunas na vizinhança da junção base-coletor. Assim. Como a base está normalmente desconectada. sendo a base incluída apenas para eventual polarização ou controle elétrico. o coletor e o emissor. O foto transistor possui diversas aplicações. mantendo sempre um preço competitivo. onde a não linearidade do transistor não é . Esta tensão conduzirá as lacunas para o emissor. onde â é o ganho do transistor (fornecido pelo fabricante). Como o transistor convencional. a corrente que circula por ela dependerá apenas do fluxo luminoso incidente. Em geral. a tensão no coletor irá diminuir devido ao aumento da corrente. Quando há luz incidindo. sendo essa variação proporcional à intensidade da luz incidente.32 de fotodiodos. cujo principal inconveniente era a da aplicação de um amplificador de sinal. temos a relação Ic = â. Com este novo fotodiodo. Isso provocará um aumento da corrente de base. o foto transistor é uma combinação de dois diodos de junção. ao mesmo tempo. permite ultrapassar o inconveniente com simplicidade e alta performance em termos de sensibilidade e linearidade. associado ao efeito transistor aparece o efeito fotoelétrico. com amplificador já incorporado. O foto transistor é mais um dispositivo que funciona baseado no fenômeno da fotocondutividade.Ib. sendo mais encontrado em aplicações on-off. detectar a incidência de luz e fornecer um ganho dentro de um único componente. basta uni-los como mostra a figura 2. Quando um facho de luz é apontado para o receptor. A aplicação mais usual é a de um interruptor. Assim. Entretanto. Enquanto não á luz incidindo no foto transistor.5. Abaixo foi representado uma situação onde a presença de luz (LED) liga ou desliga o circuito acoplado ao receptor (foto transistor). a corrente Iceo (corrente que circula no componente enquanto não existe incidência de luz) dobrará. teremos uma corrente no emissor.B Compensação da corrente Iceo.(EBAH/2013) Os foto transistores são dispositivos sensíveis a luz. e a tensão de saída será zero. entretanto quando não há presença de luminosidade. a corrente fornecida pela incidência da luz passará inteiramente pelo resistor Rl. cancelando uma à outra. o transistor fica cortado. Com o aumento da temperatura em torno de 8 a 10 graus celsius. fazendo com que essa corrente Iceo em ambos possua os mesmos valores.5. Com a incidência de luz. os foto transistores estão sujeitos à variações de temperatura. não haverá uma corrente no emissor. A base do foto transistor é sensível a luz.33 um problema. podemos compensar esse erro. quando há presença da mesma o transistor conduz. logo a . este conduz. Para elevadas temperaturas. Tais como os transistores bipolares. estando ele em corte. provocando uma tensão igual a IeRe. essa corrente terá um valor significativo em relação à corrente total. Figura 2.B. utilizando dois foto transistores. Para isso. Estes componentes são capazes de isolar com total segurança dois circuitos eletrônicos. quando não há presença de luz. Podemos também controlar o foto transistor através de sua base. baixo consumo e isolamento total. Os Acopladores Ópticos possuem diversas vantagens sobre outros tipos de acopladores: alta velocidade de comutação.C Acoplador Óptico. o receptor não está conduzindo. O seu funcionamento é simples: há um emissor de luz (geralmente um LED) e um receptor (foto transistor). O isolamento é garantido porque não há contato elétrico. No entanto.5. Na figura 2. logo a saída estará em nível lógico "1". Umas das principais utilidades do foto transistor é o acoplador óptico. (EBAH/2013) . obtemos assim diferentes níveis na saída. Os acopladores ópticos são componentes muito simples. Quando o LED está aceso. como se fosse um transistor normal. porém de grande importância para a eletrônica. somente um sinal luminoso.34 saída estará em nível lógico "0". Figura 2. Sabendo que podemos alterar a luminosidade do LED.5. mantendo uma comunicação ou controle entre ambos. Com o LED apagado o foto transistor entra em corte. o foto transistor responde entrando em condução.C vemos o esquema de um opto acoplador. nenhuma parte mecânica. 35 2. onde é necessário conciliar altas velocidades e elevada confiabilidade. Distância sensorial nominal (Sn): é a distância perpendicular à face sensora na qual o sensor atua. como a presença de lubrificantes. indústria cerâmica. provocando a comutação do sinal de saída do sensor. Os sensores substituem as chaves fim de curso com inúmeras vantagens.6 mostra alguns tipos de sensores. indústria automobilística. óleos. Ao inserirmos nessa região um corpo metálico. proteção e segurança. Indutivo: um circuito eletrônico forma um campo eletromagnético defronte a face sensora do sensor.6 Sensor indutivo e capacitivo Os sensores indutivos e capacitivos foram desenvolvidos para atender as necessidades dos sistemas modernos de produção. e consequentemente existe um trimpot externo que permite o melhor ajuste possível para cada um dos materiais. A figura 4. . imersos na água. etc. Para cada tipo de material existe um ponto distinto para provocar a necessária variação do dielétrico. Tem largas aplicações em máquinas operatrizes. os sensores são particularmente capazes de operar em condições severas de trabalho. Encontram um largo campo de aplicações em dispositivos para automação. É determinada aproximando-se da face do sensor o corpo padrão a ser detectado. máquinas de embalagens. injetoras de plástico. provocando a comutação do sinal de saída do sensor. parte desse campo é absorvido. Os sensores são encapsulados num tubo de latão. que oferece excelente resistência mecânica. Capacitivo: ao aproximarmos um corpo qualquer defronte sua face sensoram há uma variação no dielétrico. Graças à elevada resistência dos componentes de alta tecnologia utilizados em seu circuito eletrônico. etc. etc. utilizada em circuitos elétricos como fonte de energia essencial para seu funcionamento. . brinquedos eletrônicos.7 Tipos de Bateria Bateria é um dispositivo que converte energia química em energia elétrica. ela possue dois pólos. carros. Existem várias baterias no mercado com mesma tensão e corrente. (EBAH/2013) 2. laptops.36 Figura 2. porém de tipos diferentes com referência ao tipo de funcionamento.6. A força e a tensão dependem das reações químicas da bateria. As baterias mais populares são as de 9V e 12 volts. utilizadas nos veículos. um positivo e um negativo onde são conectados aos circuitos que se deseja alimentar.A Tipos de Sensores. elas são empregadas em celulares. as secundárias podem ser recarregadas e reusadas. relógios. como as usadas em automóveis. E são indicadas para esses tipos de dispositivos. Dentre as secundárias. No . 2. câmeras e filmadoras. Sua .7. temos as baterias estacionárias.A Bateria em um circuito elétrico.7. (MUNDO EDUCAÇÃO/2013) Existem dois tipos de baterias: As primárias que são usadas em dispositivos portáteis como celulares.37 Figura 2. São projetadas para trabalharem imóveis. que seria a pior situação para o eletrólito (solução ácida utilizada dentro das Baterias). que são construídas para fornecimento de correntes constantes por longos períodos de descarga o que as tornam apropriadas para alimentação de sistemas como.Breaks. controles e equipamentos que não exigem a utilização de uma alta corrente. sistemas de alarmes e também de motores elétricos.1 Baterias de níquel-cádmio Empregado em diversos aparelhos como celular. desde 1915.7.1. é bem antiga.7. existe diversos modelos. caminhões e similares.38 vantagem das demais é poder ser recarregável muitas vezes. . e sua desvantagem é ter alta tendência a vazão corroendo a placa dos circuitos.7 apresenta um tipo de bateria de chumbo.A Bateria de níquel-cádmio. (MUNDO EDUCAÇÃO/2013) 2. tem maior durabilidade. Figura 2.28g/cm 3 e 38% em massa de H2SO4.2 Bateria de chumbo As baterias de chumbo são utilizadas em carros. Sua composição consiste em uma corrosiva solução aquosa de ácido sulfúrico com d=1. A figura 3. A Bateria de chumbo.39 Figura 2.2. (MUNDO EDUCAÇÃO/2013) Capitolo 3 .7. fizemos a distribuição de tarefas para cada integrante com duas responsabilidades primarias. O grupo de trabalho é composto por cinco (5) integrantes e cada integrante ficou responsável por determinadas atividades conforme demonstrativo abaixo. (ATIVIDADE 1 e ATIVIDADE 2). analisamos todos os requisitos da mesa de coordenadas. OBS: Após as datas de montagem aperfeiçoamos a mesa nos dias 1/11/2014 e 8/11/2014 até a finalização em 9/11/2014 Tabela 3.2 INTEGRA NTES ATIVIDADE 1 ATIVIDADE 2 ATIVIDADE 3 ATIVIDADE 4 ACABAME NTO 30/08/2014 06/09/2014 23/09/2014 18/10/2014 25/10/2014 1/11/2014 a 8/11/2014 Bruno CÁLCULOS TESTES MONTAGEM TESTES OK Guilherme CRONOGRA MA DESENHOS DIAGRAMAS TCM COMPRA DE MATERIAIS PERFIL TESTES MONTAGEM TESTES OK GARRA CIRCUITOS TCM COMPLETO TESTES TESTES TESTES MONTAGEM MONTAGEM MONTAGEM TESTES TESTES TESTES OK OK OK José Rafael Wendel MESA FINALIZA DA 9/11/2014 Como demonstrado na tabela.40 DESENVOLVIMENTO 3. com todos os integrantes do grupo. da atividade 3 em diante decidimos fazer uma interação de todos integrantes para efetuar os testes e a . 3.2 Definição da equipe de trabalho e atividades (CRONOGRAMA) Foi definido o grupo de trabalho e as atividades práticas e teóricas do projeto. o grupo se reuniu novamente com intuído de estabelecer datas e delegar tarefas para cada um dos integrantes. e fizemos nossas primeiras considerações sobre o desenvolvimento do projeto. visando o andamento do projeto segundo a descrição técnica da tarefa. No dia 30 de agosto de 2014.1 Analise dos requisitos do projeto Realizamos uma reunião no dia 9 de agosto de 2014. todos os desenhos foram elaborados buscando um melhor aproveitamento do tipo de material e tipo de ferramentas que seriam necessárias para o trabalho.4. 3.Z”. o mesmo foi visto e aprovado por todos envolvidos no projeto. 3.Z” na mesa de coordenadas “Y. com a finalidade de materializar todas as ideias propostas pelos integrantes do grupo. para que todos tenham uma boa parte de atuação no projeto final. Sempre levando em consideração as regras do descritivo técnico. foram feitas as alterações necessárias a transformação da mesa de coordenadas “X.3 Alterações no projeto original Após a análise do descritivo da mesa de coordenadas e verificação dos requisitos propostos no projeto original.A Estrutura da mesa de coordenadas. (MESA COORDENADA X.4 Desenhos do projeto Após as alterações necessárias no projeto original.Y E Z) . foram elaborados vários desenhos. Claro que mantendo as regras definidas no descritivo técnico. para execução dos serviços e adaptação de tecnologias e componentes necessários para o perfeito funcionamento da mesa de coordenadas. Primeiramente foram feitos alguns rascunhos e finalmente a estrutura do projeto a ser fabricado no dia 18/9/2014.X.41 montagem final. abaixo veremos os desenhos do projeto : 500 500 Figura 3. (MESA COORDENADA X.Y E Z) Figura 3.Y E Z) .C Estrutura da mesa de coordenadas.4. (MESA COORDENADA X.42 Figura 3.B Estrutura da mesa de coordenadas.4. frontal e traseira. Figura 3. 2 peças de perfil Hyspex 74300 Medida – 500 mm de comprimento Utilização – Bases superiores.5 Fabricação da estrutura A estrutura foi fabricada considerando as medidas do projeto e conforme as seguintes peças. direita e esquerda. (MESA COORDENADA X.Y E Z) 3.A Perfil HYSPEX.43 3. 4 peças de perfil Hyspex 74300 Medida – 205 mm de comprimento Utilização – Pés da mesa 2 peças de perfil Hyspex 74300 Medida – 410 mm de comprimento Utilização – Bases superiores.5.6 Posicionamento do motor do eixo “X” . foram feitos os alojamentos para fixação das porcas. utilizando-se de uma fresadora universal e de um jogo de limas e um conjunto de lixas. modelo MPH-15 (15 toneladas). Após esta etapa realizou-se o processo de furação das chapas sendo os furos realizados com furadeira manual e broca para aço 8mm.8 Chapas de apoio São as chapas utilizadas para apoiarem a guia de movimento “X”. estando exatamente 250mm das laterais. Estas chapas foram confeccionas por meio de processo de corte/serra utilizando-se de arco de serra e morsa.44 O motor que realiza os movimentos do eixo “X” foi instalado no centro da peça perfil Hystex da parte traseira da estrutura da mesa. e por meio de processo de corte/serra utilizando-se o arco de serra Starret já citado no processo de fabricação da estrutura. que anteriormente foram serradas manualmente. e que é interligada ao motor do eixo “X” por meio de uma correia que realiza o movimento do eixo em questão. O motor foi fixado com abraçadeira entre o motor e o perfil ficando a ponta do eixo do motor em posição lateral para instalação da polia motora. sobre o perfil lateral e também fixar a correia nesta mesma guia. 3. O alojamento ficou com um diâmetro ø de 8mm e profundidade de 6mm. A guia também passou pelo processo de furação para colocação de porcas nas pontas que servira de contra aperto de parafusos entre os mancais e a guia e furação nas partes superior e inferior da peça para servirem de fixação das chapas de apoio no movimento sobre o perfil lateral.5mm para ser retirado em um processo de usinagem e acabamento sendo a medida final de 408 mm. 3. A porca foi colocada sobre pressão de uma prensa da marca Marconi. Sendo duas chapas laterais com medidas iguais de 40 x 40 mm e uma chapa central com medida de 40 x 30 mm. Está guia foi fabricada em perfil Hyspex 74300. sendo serradas as chapas nas medidas desejadas e por fim realizado um processo de acabamento com limas e lixa. Utilizando-se da furadeira manual com a broca 8mm.7 Guia móvel do eixo “X” A guia móvel do eixo “X”. foi serrado na medida de 409 mm de comprimento considerando uma sobra de material de 1 a 1. é a guia em que foi instalado o motor do eixo “Z”. estando exatamente à ponta do eixo do motor a 250mm das laterais. Em um processo de usinagem mecânica. . foi realizado o acabamento nas pontas da peça em perfil Hyspex. A polia motora foi instalada na ponta do eixo em paralelo e alinhada a polia fixa que foi instalada no centro da peça perfil Hystex da parte frontal da estrutura da mesa. 3. Em um processo de usinagem mecânica.9 Buchas São as buchas que se movimentam nas guias internas do perfil lateral. foram feitos o alojamentos para fixação das porcas. Este processo teve como base de medidas em sua totalidade um paquímetro modelo universal de 150mm. servem para apoiar e centralizar a guia “X” quando em seu movimento.45 3.5mm para ser retirado em um processo de usinagem e acabamento sendo a medida final de 90 mm. utilizando-se de uma fresadora universal e de um jogo de limas e um conjunto de lixas. que anteriormente foram serradas manualmente.11 Base do eixo “Z” A base do eixo “Z” é a peça em que está instalado todo o conjunto “Z”. 3. Este pino é fixado na ponta da guia “X” faz a ligação entre esta guia e o perfil lateral. A engrenagem motora foi instalada na ponta do eixo do motor e a cremalheira foi instalada na base do conjunto “Z”.O motor foi preso à base com uma abraçadeira metálica. Primeiramente foram usinados dois tarugos de nylon para chegarmos ao formato primário que servira de base guia. Após este processo iniciou-se o processo de desbaste central para formação do pino central. A base também passou pelo processo de furação para colocação de porcas no corpo do perfil para contra aperto de parafusos entre o mancal móvel do eixo “Y” e a base em questão. Esta base define a distância necessária da ponta do eixo do motor ao centro da base do eixo “Z”. Esta peça foi fabricada em perfil Hyspex 74300. possibilitando a instalação da engrenagem motora do movimento “Z” exatamente no centro base. Utilizando-se da furadeira manual com a broca 9 mm. e por meio de processo de corte/serra utilizando-se o arco de serra foi serrado na medida de 95 mm de comprimento considerando uma sobra de material de 1 a 1.10 Posicionamento do motor do eixo “Z” O motor que realiza os movimentos do eixo “Z” foi instalado em uma base de chapa metálica presa à base do eixo “Z”. A . São buchas confeccionadas em nylon por processo de usinagem mecânica utilizando-se de uma fresadora. 3.12 Cremalheira e engrenagem motora do eixo “Z” A cremalheira e a engrenagem motora do eixo “Z” são as peças destinadas a transmissão do trabalho do motor até a guia deslizante do eixo “Z”. foi realizado o acabamento nas pontas da peça em perfil Hyspex. Estes furos forma feitos com uma furadeira manual e as roscas com um jogo de macho m5 e vira macho.13. Está guia está instalada na parte interna da base do conjunto “Z”.Y E Z) .A Guia deslizante (MESA COORDENADA X.13 Guia deslizante e garra do eixo “Z” A guia deslizante do eixo “Z” é a peça que movimente a garra. Esta guia é feita de chapa metálica e está fixada junto à cremalheira. É uma chapa metálica de formato retangular que desliza na parte interna da base.46 engrenagem foi fixada na ponta do eixo por um parafuso Allen sem cabeça passando por um furo com de rosca 5mm feito com uma furadeira manual e um jogo de macho m5 e vira macho. Figura 3. A cremalheira foi fixada na guia deslizante do eixo “Z” pormeio de parafusos na parte traseira da guia fazendo um contra apertando em furos e rosca feitos na parte traseira da cremalheira. 3. Furo e rosca feitos na própria engrenagem motora. 14 Posicionamento do motor do eixo “Y” O motor que realiza os movimentos do eixo “Y” foi instalado na lateral da peça perfil Hyspex do eixo “X”.B Sistema Elevatório (MESA COORDENADA X. O motor foi fixado com abraçadeira entre o motor e o perfil ficando a ponta do eixo do motor paralelo ao eixo “X”. Foi instalado na ponta do motor. estando exatamente à ponta do eixo do motor a 250mm da outra extremidade. um fuso com 16 mm de passo e 450 mm de comprimento .Y E Z) 3.13.47 Figura 3. O diagrama elétrico mostra exatamente a forma de ligação dos componentes elétricos. instalando o fuso através de um parafuso Allen 5.Z” devem funcionar nos dois sentidos de rotação. 3. C/2013) . e por meio de processo de corte/serra utilizando-se o arco de serra Starret já citado no processo de fabricação da estrutura. e os botões devem ser do tipo chave HH. Este Mancal foi fabricado em nylon. foi serrado na medida de 45x45x50 mm. foi realizado o acabamento nas pontas da peça em nylon.16.48 em paralelo ao eixo “X”. 3. Figura 3. N.X.16 Diagrama da ligação elétrica Os motores dos eixos “Y. com 50mm de largura e 150mm de comprimento.15 Mancal móvel do eixo “Y” O Mancal móvel do eixo “Y” de 45x45x50 mm instalado no fuso e no eixo “Z” por meio de fixador de perfil. (BRAGA. Em um processo de usinagem mecânica. utilizando-se deuma fresadora universal e de um jogo de limas e um conjunto de lixas. que anteriormente foram serradas manualmente. A fonte de alimentação é uma bateria 12V / 7A. sendo instalado na outra extremidade do eixo “X” através de uma chapa.A Comandos lógicos para motor com ponte HH. 3. Um par de fiações paralela é ligado nos polos positivo e negativo da bateria e seguem até os bornes comuns dos botões. velocidade do eixo “X”.18 Montagem final A mesa foi montada por completa com auxílio de ferramentas manuais. desta forma já foi testado em conjunto o funcionamento dos botões. porem o sistema de transmissão sendo por cremalheira foi dada uma atenção especial aos limites de percurso do eixo. conjunto de transmissão e tração da correia. 3. Em seguida aos testes do eixo “X” iniciaram-se os testes do eixo “Z” levando em consideração os mesmos testes do outro eixo.49 3.17 Instalação do sistema elétrico A ligação entre os motores. Em seguida se analisou o movimento do eixo “X” para testar as distâncias de parada junto ao perfil frontal e ao perfiltraseiro. 3. Outro par de fiações paralela é ligado nos bornes extremos dos botões e seguem até os terminais dos motores. botões e fonte de alimentação é por meio de fiação elétrica.19 Testes de funcionamento Com a mesa pronta. A fiação foi presa à mesa de forma paralela ao perfil para não ocorrer acidentes quando do funcionamento dos eixos. primeiro se testou a rotação dos motores tanto do eixo “X” quanto do eixo “Z”. Cada eixo possui o seu circuito elétrico de funcionamento individual. E por último os testes dos conjuntos em paralelo. momento de resposta de parada e aceleração do motor.2 Cálculos . sendo apenas a fonte de energia a mesma para os dois eixos. 0024 CAPÍTULO 4 RB= 4K7 Ω .7 VB= 11.4/1000 IB= 2.4 A O transistor que escolhemos foi o TIP122 NPN 4ª HFE 1000 RESISTOR DA BASE Através dos valores de IC e HFE. podemos calcular a corrente de base e consequentemente o resistor de base: IB= IC/HFE IB= 2.4 Ma Com a corrente de base e a tensão da base podemos calcular a resistência da base: VB= VCC-VBE VB= 12-0.3/0.50 TRANSISTOR Foi feita a medição da resistência dos motores e obtemos alguns valores: Resistência 5 Ω Tensão da Bateria 12 V Através da Lei de ohm calculamos a corrente do motor e consequentemente a corrente do coletor: I=V/R IC= 12/5 IC= 2.3 V R= VB/IB RB= 11. Quanto o perfil e a garra conseguimos um ótimo resultado desde a primeira montagem. a mesa já está pronta faltando apenas alguns ajustes para dar acabamento.51 RESULTADOS Encontramos algumas dificuldades no começo dos testes para o circuito de ponte HH transistorizada. O projeto da mesa pode se dizer que foi finalizado no dia 9\11\2014. mais após algumas ligações mau concretizadas acertamos o circuito e funcionou conforme o desejado. . 52 CAPÍTULO 5 CONCLUSÕES Estamos contentes de saber que mais um dos nossos objetivos foram alcançados. . mesmo encontrando algumas dificuldades. já que os mesmos deram uma boa dose de aprendizado para cada um de nós. Hoje percebemos que os erros foram indispensáveis. o esforço dos integrantes foi o principal ingrediente para este trabalho. eletronica. Disponível <http://www.mecatronicaatual. ROSARIO. M.pdf>.br/artigos/1018-fuso-de-esferas-recirculantes-e-guiaslineares> Acessado em 16/setembro/2014.br/index.br/quimica/tipos-de-baterias. C: Motor DC. MAURICIO: Princípios de mecatrônica. 1 – 6 p. C: Ponte H transistorizada. Editora: Sebenta. São Paulo.newtoncbraga. php/comofunciona/3414-art476a. Disponível<http://www. MUNDO EDUCAÇÃO: Tipos de baterias. <http://www.com. N. Disponível <http://www. JOÃO. Disponível.htm>.146 p. Disponível <http://www. . Acessado em 16/setembro/2014.com.br/index.br/content/ABAAAAGsQAA/sensores> Acessado em 16/setembro/2014.com.html>.php/robotica/5166-mec068a> Acessado em 16/setembro/2014. BRAGA. 2003 – 2004.com.ebah. 141 . F. Disponível <http://www. SANTOS. ELETRÔNICA: Motores CC.newtoncbraga.53 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRAGA. EBAH: Sensores. São Paulo. Acessado em 16/setembro/2014. Acessado em 16/setembro/2014. 2005.org/arquivos/MotoresCC. MECATRONICA ATUAL: Tipos de fuso e guias lineares.com. N. Editora: Pretice Hall.mundoeducacao. VÍTOR: Robótica industrial. Santos Departamento de Engenharia Mecânica Universidade de Aveiro 2003-2004 . F.54 APÊNDICE Robótica Industrial Apontamentos teóricos Exercícios para aulas práticas Problemas de exame resolvidos Vítor M.