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Título: Máquina de medir por coordenadas utilizando microcontrolador e sistema supervisório
Autor(es): Grefim, Daniel
Silva, Renan Tavares da
Cruz, Willian Carlos Teixeira da
Orientador(es): Pereira, Joel Gonçalves
Palavras-chave: Máquinas de medição por coordenadas
Microcontroladores
Sistemas de controle supervisório
Metrologia
Mecatrônica Coordinate measuring machines
Microcontrollers
Supervisory control systems
Mechatronics
Data do documento: 10-Dez-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: GREFIM, Daniel; SILVA, Renan Tavares da; CRUZ, Willian Carlos Teixeira da. Máquina de medir por coordenadas utilizando microcontrolador e sistema supervisório. 2018. 100 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Superior de Tecnologia em Mecatrônica Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.
Resumo: Uma Máquina de Medir por Coordenadas (MMC) consiste em um equipamento sofisticado destinado à medição tridimensional de peças que podem ser bastante complexas ou que exigem um elevado rigor dimensional. A implementação de uma máquina destas em um departamento de controle de qualidade permite a realização de medições com precisão e rapidez impossíveis por meios convencionais. O projeto e construção de uma MMC requer a integração de tecnologias relacionadas a programação, engenharia mecânica, eletrônica e de controle. O projeto desenvolvido resultou na construção de uma MMC com uma satisfatória capacidade de execução de medições, atuando de maneira autônoma e com resolução suficiente para diversas aplicações em metrologia. O desenvolvimento do trabalho envolveu projeto mecânico e contrução da estrutura e mecanismos, projeto eletrônico, fabricação e integração de componentes eletrônicos programação do sistema de controle e programação de um sistema supervisório para interface de operação. O sistema supervisório visa integrar o sistema de controle da MMC, realizado através de um microcontrolador, a um microcomputador, onde o sistema supervisório realiza parte do controle e monitoramento da máquina, assim como sua função principal, que consiste em apresentar os resultados das medições em execução. Esta integração exige a configuração de um protocolo de comunicação que é responsável pela tráfego de dados da máquina. Por meio deste recurso os dados coletados pela máquina podem ser exibidos de forma inteligível em um monitor de computador. O principal controle do equipamento, que diz respeito ao deslocamento do atuador, é realizado manualmente por razões de segurança. A programação do sistema de controle exige não somente a execução do mecanismo de deslocamento da máquina mas também uma lógica que monitore este deslocamento e o apresente em forma de dados ao sistema supervisório. O sistema supervisório processa estes dados e os apresenta como valores de medições na interface desenvolvida para ser mostrada no monitor do computador. Os principais objetivos do trabalho são: implementar a integração do sistema de controle com o sistema supervisório via protocolo de comunicação de rede; e propor a construção de uma máquina capaz de executar medições tridimensionais confiáveis tendo sido construída com relativo baixo custo. Os testes e demonstração dos resultados são partes integrantes do trabalho, bem como a explanação das metodologias aplicadas. Os resultados das medições realizadas após a conclusão da construção da MMC demonstraram a eficiência do equipamento produzido. Embora não tenha a mesma precisão que as MMC desenvolvidas por fabricantes especializados, a máquina mostra-se perfeitamente capaz de ser aplicada a uma grande quantidade de solicitações da indústria.
Abstract: A Coordinate Measuring Machine (CMM) consists of sophisticated equipment for three-dimensional measurement of parts that can be quite complex or require a high standard of quality. The implementation of such a machine in a quality control department allows the realization of measurements at an accuracy and speed impossible by conventional means. The design and construction of an CMM requires the integration of technologies related to programming, mechanical engineering, electronics and control. The developed project resulted in the construction of an CMM with a satisfactory measurement execution capacity, acting autonomously and with sufficient resolution for several applications in metrology. The development of the work involved mechanical design and construction of the structure and mechanisms, electronic design, manufacturing and integration of electronic components programming of the control system and programming of a supervisory system for operation interface. The supervisory system aims to integrate the control system of the CMM, performed through a microcontroller, into a microcomputer, where the supervisory system performs part of the control and monitoring of the machine, as well as its main function, which is to present the results of the measurements in execution. This integration requires the configuration of a communication protocol that is responsible for the data traffic of the machine. Through this feature the data collected by the machine can be displayed intelligibly on a computer monitor. The main control of the equipment, which concerns the displacement of the actuator, called probe, is performed manually for safety reasons. The programming of the control system requires not only the execution of the displacement mechanism of the machine but also a logic that monitors that displacement and presents it in data form to the supervisory system. The supervisory system processes this data and displays it as measurement values on the interface developed to be displayed on the computer monitor. The main objectives of the work are: to implement the integration of the control system with the supervisory system via network communication protocol; and propose the construction of a machine capable of performing reliable three-dimensional measurements having been constructed with relatively low cost. The tests and demonstration of the results are integral parts of the work, as well as the explanationof the methodologies applied. The results of measurements taken after the completionof the CMM have demonstrated the efficiency of the equipment produced. Although not as accurate as a CMM developed by specialized manufacturers, the machine is perfectly capable of being applied to a large number of applications in the industry.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11550
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