Çözümlemede Öne Çıkan Kodlar

O projeto evolutivo do cabeçote foi necessário para se usar uma placa de fixação a vácuo autocompensadora. Segundo Fiocchi (2010) a compensação angular do porta peça no primeiro protótipo era feita pelo desalinhamento do eixo do cabeçote. Essa configuração gerava uma força resultante de restituição, que associada a irregularidade de rotação, favoreceu a convexidade das superfícies usinadas.

Na versão proposta neste trabalho, a compensação angular foi reposicionada próxima a superfície de usinagem tornando o sistema mais estável, rígido e menos susceptível as forças de corte pelo menor braço de alavanca. O eixo escalonado foi rigidamente conectado ao resto da estrutura pela adoção de dois rolamentos de rolos cônicos, montados em X e pré- carregados.

Vidro

Cera Peça cerâmica ● Melhor rugosidade

● Pior desvio de planeza

● Maior compensação angular do cabeçote

● Melhor paralelismo entre vidro e cerâmica ● Maior remoção de material

As Figuras 4.4, 4.5 e 4.6 mostram as fotografias em perspectiva explodida das peças, do corpo principal do cabeçote e sua sequência de montagem, respectivamente.

Figura 4.4 – Vista em perspectiva explodida das peças do cabeçote.

Figura 4.5 – Corpo do cabeçote de aço ABNT 1045 mostrado em duas perspectivas.

A B D E F G I K L M N O P Q

Figura 4.6 – Sequência de montagem do novo cabeçote.

Durante os ensaios preliminares os parafusos da cruzeta se soltaram e o cabeçote teve que ser desmontado para manutenção. Para facilitar o ajuste foram fresados dois acessos aos parafusos do anel intermediário da cruzeta, letra L da Figura 3.8, permitindo, assim, o reaperto futuro dos parafusos sem a necessidade de desmontar todo o cabeçote. Os parafusos foram limpos e montados com trava química de baixo torque e não houve mais afrouxamento dos mesmos.

A fotografia da Figura 4.7 representa a união do cabeçote à lapidorretificadora.

Figura 4.7 – Montagem final do cabeçote.

Saída para bomba de vácuo Respiro Válvula Acoplamento elástico Eletroválvula Travessa transversal Disco de lapidação

Com o novo cabeçote a lapidorretificadora ficou mais versátil, possibilitando o uso de diferentes técnicas de fixação (fixação indireta ou direta), distintos projetos/desenhos de placas ranhurada e com compensação angular mais eficiente.

4.1.2 Acionamento do porta-peça

A substituição do eixo flexível por um servomotor garantiu velocidade angular constante de usinagem ao porta-peça.

O acoplamento elástico foi fundamental para sobrepujar o leve e tolerável desalinhamento entre os eixos do servomotor e do cabeçote.

Optou-se por manter a rotação de usinagem constante cabendo ao programa de controle da lapidorretificadora enviar informações para o servo drive energizar e mover o servomotor com as configurações previamente estabelecidas no próprio servo drive.

Essas configurações foram inseridas via programação facilitada em ambiente Windows® no programa ASDA V.5.01 que acompanha o servo controle.

No futuro, pretende-se integrar completamente o programa de controle da lapidorretificadora, feito em Linux, com o servo controlador a fim de permitir total governo da rotação (velocidade e aceleração) por meio de um único programa computacional.

Com isso será possível mudar a relação de rotação (NL) durante a usinagem e estudar

a influência de diferentes trajetórias cicloidais na lapidorretificação.

Foi alcançada boa conectividade entre o painel elétrico do servomotor com o painel elétrico principal por meio de cabos de controle e potência blindados.

A chave principal de energização foi colocada no próprio painel elétrico do servomotor juntamente com um botão de parada de emergência. O controle do servo driver, entretanto, foi feito remotamente conectando-o a placa de relês do painel principal. O projeto elétrico foi a favor de condições seguras de operação, garantindo, logo, parada total do motor em caso de queda de energia, falha de comunicação com o programa de controle ou acionamento dos botões de emergência dos painéis articulado ou do próprio servomotor.

Foram detectados apenas duas não conformidades, mas que não atrapalharam a pesquisa.

Uma delas aconteceu quando o servomotor estava energizado, não importando se parado ou em rotação. A qualidade da imagem do monitor de LCD era levemente comprometida por linhas horizontais de interferência.

O problema pode ser creditado à proximidade do cabo de vídeo ao cabo elétrico de potência do painel do servomotor. A emissão eletromagnética induziu uma pequena distorção de imagem no monitor.

A outra não conformidade diz respeito a pequena rotação demostrada pelo servomotor quando este era energizado mas não recebia o comando de rotação. Até que fosse comandado, o motor apresentava um ruído agudo audível e mostrava movimento a 1,5 rpm. Parâmetros incorretos de controle do servo drive foram identificados como causa da rotação prematura. Como nenhuma intervenção no porta-peça ou qualquer subconjunto ligado ao servomotor era necessária entre a energização e o sinal de rotação, que levava poucos segundos, optou-se por manter esta situação no intuito de alertar o operador que o servomotor estava energizado e pronto para operar.

As fotografias da Figura 4.8 exibem a montagem do painel elétrico do servomotor.

Figura 4.8 – Etapas da montagem do painel elétrico do servomotor. 4.1.3 Sistema elétrico-eletrônico de comando

Os motores de passo, os step motor drives de comando da Applied Motion Products e as fontes toroidais da Kalatec funcionaram a contento, produzindo movimentos suaves, boa aceleração, baixo aquecimento dos motores e das fontes e sem ressonância dos eixos da lapidorretificadora.

A Figura 4.9 mostra a disposição dos elementos (a) no painel anterior e (b) atuais no painel elétrico principal da lapidorretificadora.

Figura 4.9 – Painel elétrico da lapidorretificadora: (a) painel anterior (FIOCCHI, 2010) e (b) atualizado.

Devido a elevada massa (~45 kg) dos subconjuntos atrelados a travessa transversal e os pequenos deslocamentos dos eixos, o maior torque inicial dos motores de passo, instalados na configuração bipolar em série, foi fundamental para a precisão dos movimentos.

A exatidão ou precisão dos eixos X, Y e Z foram verificadas com o auxílio de um relógio comparador. Os valores foram melhores que 0,01 mm. Uma das vantagens da lapidorretificação Ud é a obtenção de acabamentos nanométricos empregando uma máquina-

ferramenta com exatidão de posicionamento dos eixos lineares na faixa dos centésimos de milímetros, estrutura soldada de aço carbono e usinada com máquinas ferramentas convencionais.

Segundo Lee et al. (2006), que classificam a exatidão alcançável de usinagem, os processos de ultraprecisão de remoção de material possuem, em geral, exatidão de movimentação dezenas de vezes melhores que a exatidão de usinagem. A lapidorretificação Ud, todavia, é um exemplo de tecnologia que alcança nanodimensões com exatidão centesimal

de posicionamento, o que a torna muito mais barata, simples, confiável e de menor dependência tecnológica para a usinagem de superfícies planas.

O programa de controle foi atualizado para a versão LinuxCNC, mais estável e apta a comandar servomotores visando futuramente integrar todos os sistemas.

Durante os ensaios preliminares foi constatado que a eletroválvula 12 VDC, de uso automotivo para partida a frio, submetida a longos períodos de energização, estava trabalhando acima do tempo de operação originalmente projetado. Consequentemente, ocorreu o superaquecimento da sua bobina, com perda de eficiência e diminuição da vazão do fluido de corte. A solução foi manter o solenoide refrigerado com aspersão de água em intervalos regulares.

O projeto elétrico preliminar desta pesquisa vislumbrava a troca da caixa metálica do painel elétrico principal para acomodar os novos step motor drives, fontes toroidais, cabos de potência e controle. Felizmente, foi possível alojar tudo no mesmo painel, poupando o retrabalho das chapas externas de acabamento da máquina e diminuindo o custo do projeto.

Os conectores SAK facilitaram a montagem, configuração e manutenção dos elementos de comando responsáveis pela comunicação entre o PC e os subsistemas do painel. A fotografia da Figura 4.10 exibe os conectores e a nova localização do ventilador de refrigeração que, com a porta fechada, bombeia ar nas fontes e nos drives de comando para auxiliar na refrigeração.

Figura 4.10 – Conjunto de conectores SAK dos cabos de controle da lapidorretificadora.

A Figura 4.11 revela diversas fotografias da lapidorretificadora atualiza com as principais correções identificadas e sem a proteção acrílica que evita a penetração de pó e resguarda o operador segundo a norma regulamentadora NR-12.

Trilho DIN Ventilador

Conectores SAK identificados

Cabo paralelo Interior da porta do painel

Figura 4.11 – Lapidorretificadora Fiocchi. Bocal aspiração Vacuômetro Refrigeração abundante do dressador MQF Bocais aspiração Refrigeração abundante da peça

Reservatório de fluido de corte para MQF Servomotor

4.2 Fabricação da cerâmica TZ-3Y-E

Este item foi subdividido nos subitens (4.2.1) caraterização da matéria prima, (4.2.2) preparação da barbotina, (4.2.3) secagem da barbotina, (4.2.4) granulação, (4.2.5) conformação e (4.2.6) sinterização.