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Título
Método para Geração Automática da Trajetória da Ferramenta para a Usinagem de Rebarbas em Peças Fundidas: Uma Contribuição para a Automação do Processo de Rebarbação
Orientador
Prof. Dr.-Ing. Klaus Schützer
Autor
Bruno Brogio de Oliveira
Palavra chave
Usinagem, rebarbação, robôs, geração de trajetória, escaneamento, alinhamento, rebarbação automática, reconhecimento de rebarbas.
Grupo CNPQ
Programa
DR - ENGENHARIA DE PRODUÇÃO (PPGEP)
Área
ENGENHARIAS
Data da defesa
03/09/2015
Nº Downloads
2720
Resumo
Em geral, os produtos passam por diversas e diferentes etapas durante sua manufatura. Uma dessas etapas é o acabamento. Na etapa de acabamento, pode ser citado o processo de rebarbação. Rebarbas são caracterizadas como projeções indesejáveis na peça ou produto e essas precisam ser removidas. São duas as principais razões que justificam sua remoção, aspectos visuais ou ainda, aspectos mecânicos. Rebarbas podem causar acúmulos de tensões e forças que podem levar a peça a fadiga ou ainda ruptura. Dessa forma, há a necessidade de processos para sua remoção. Atualmente esse processo é feito por rebolos ou lixadeiras utilizadas por meio de um processo manual, ou seja, por operadores. Esse processo, além de apresentar um alto tempo de execução e a mão de obra ser algo que está cada vez mais custosa, não garante uma uniformidade das peças ou repetibilidade do processo. Além disso, devido aos grandes esforços físicos exercidos pelos operadores, a questão da ergonomia se torna mais um aspecto a ser considerado. Assim, a busca pela automação desse processo se torna cada vez mais necessária. Uma alternativa é a aplicação de robôs industriais para realizar tal tarefa devido a sua flexibilidade e custos menores quando comparados principalmente a máquinas ferramentas. Sua programação é feita de duas formas, on-line, onde o robô enquanto é programado não produz, além de possuir limitações para trajetórias complexas, e off-line, onde o robô não é necessário durante sua programação, mas o processo possui erros e considerações a serem analisadas. Ambos os processos necessitam de um programador, e se faz necessário tempos de setup da célula ou estação de trabalho. Esse trabalho tem como objetivo propor e comprovar uma série de métodos de cálculos e procedimentos para contribuir com a automação dessa programação e setup do processo usando um robô industrial. O método propõe o uso de um escâner para adquirir o formato atual da peça a ser trabalhada e um spindle para realizar a remoção das rebarbas. Assim, através de comparação dos dados escaneados com o modelo 3D da peça projetada, esses métodos propostos avaliam então as geometrias a serem usinadas ou retrabalhadas e então, geram as trajetórias da ferramenta do robô. Basicamente, o trabalho contribui na forma que essa sequência de métodos encontra a peça no espaço de trabalho do robô, identifica as geometrias, gera suas trajetórias e em seguida, usina a peça ou o lote de peças desejado.
Abstract
In general, the products go through various and different stages during its manufacture. One of these stage is the finish. In the finishing step, it can be cited the deburring process. Burrs are characterized as undesirable projections in part or product and these need to be removed. There are two major reasons for their removal, visual aspects or even mechanical aspects. Burrs may cause accumulation of stresses and forces which can lead to fatigue piece or rupture. Thus, there is a need for processes for its removal. Currently, this process is made by grinding wheels or sanders used through a manual process, or by operators. This process, as well as slow and costly because labor is expensive, does not guarantee a uniformity of parts or repeatability of the process. Also, due to the great physical efforts exerted by operators, the question of ergonomics becomes another aspect to be considered. Thus, the search for automation of this process becomes increasingly necessary. An alternative is to apply industrial robots to perform this task due to its flexibility and lower cost when compared particularly to machine tools. Its programming is done in two ways, on-line, where the robot while it is programmed does not produce, as well as having limitations for complex trajectories, and off-line, where the robot is not necessary for their programming, but the process has errors and considerations to be analyzed. Both processes require a programmer and is required setup time of the cell or workstation. This work aims to propose and approve a number of methods of calculation and procedures to contribute to the automation of this program and process setup using an industrial robot. The method proposes the use of a scanner to acquire the current shape of the workpiece and spindle to perform removal of burrs. Thus, by comparing the scanned data with the 3D model of the projected part, these proposed methods then evaluate the geometries to be machined or reworked and then generate the robot tool paths. Basically, the work contributes to the way that this sequence of methods is the part in the robot workspace, identifies the geometry, generates their careers and then plant the part or batch of parts desired.
