TCM OFICIAL.doc

7/27/2019 TCM OFICIAL.doc

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MESA DE COORDENADAS XZ

Aline de Carvalho Messias

Denis da Silva Lima

Jhonny Pabullo Santos

Leonardo Nunes Chaves

Projeto Integrador do curso de Engenharia Mecatrnica, mdulo Mecatrnica,2 Semestre

Srgio Fernandes de FreitasRaimundo Samuel de Arajo Santana

Professores Orientadores

Guarulhos

2013


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FACULDADE ENIAC

MESA DE COORDENADAS XZ

_____________________________________Aline de Carvalho Messias

_____________________________________Denis da Silva Lima

_____________________________________Jhonny Pabullo Santos

_____________________________________Leonardo Nunes Chaves

_____________________

Srgio Fernandes de FreitasOrientador Acadmico

Guarulhos


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2013


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s nossas famlias, que sempre nos apoiaramdurante esse semestre.


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graa divina comear bem. Graa maiorpersistir na caminhada certa. Mas graa dasgraas no desistir nunca

Dom Hlder Cmara


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AGRADECIMENTOS

Agradecemos aos nossos familiares que nos apoiaram em nossa carreira e

compreenderam o nosso estresse pela presso que passamos. Aos nossos professores

que deram o fundamento para a elaborao da mesa. Aos tutores responsveis pela

oficina mecnica, que nos fizeram inmeros favores. amigos de sala que nos ajudaram

com ideias construtivas e alunos de semestres adiante do curso de mecatrnica, quais

acabamos conhecendo na oficina da faculdade e que alm de ideias nos ajudaram com

materiais que no possuamos e que precisvamos. E claro, ns mesmos, pois

sabemos que sem a ajuda de um para o outro no conseguiramos atingir o resultado

final.


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RESUMO

Este documento compe o Projeto Integrador do 2 Semestre do curso de

Engenharia Mecatrnica da Faculdade Eniac.

Este projeto tem como finalidade carregar uma pea de formato prismtico e

material plstico de um ponto A at um ponto B de uma arena, de forma suspensa e

ao final (ponto B) deposit-la em uma base de encaixe perfeito. Para tal tarefa foi

montada uma mesa de coordenadas XZ feita de perfil alumnio trefilado. O

acionamento dessas coordenadas ser feito atravs de dois motores DC,

alimentados por baterias de 6V, que atravs de elementos mecnicos transformam

movimento circular em retilneo. Para controlar a direo da rotao dos motores

sero utilizadas duas chaves bipolares (ponte H-H). Cada um dos motores acionar

um eixo da mesa.

O primeiro motor controlar o eixo X, por meio de um jogo de polia e correia. E o

deslizamento feito com o auxlio de mancais instalados nas arestas da mesa. J o

segundo ser responsvel por controlar o eixo Z, fazendo isso por meio de uma

cremalheira. Neste mesmo eixo Z, ser instalado um jogo de pina de acionamento

mecnico para pegar e transportar o prisma.

Todo esse sistema citado est dentro da mesa, que por sua vez, tem a dimenso

de 500x500x300mm.


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Palavras Chaves: Motor DC, Ponte H, Polias, Correias, Cremalheira, Mesa XZ.

SUMMARY

This document compose the Integrator Project of 2nd Semester Course of

Faculdade Eniacs Mechatronics Engineering.

This Project aims to load a piece with prismatic format and of plastic material from

the point A until a point B of a arena, of lift form and in the end (point B), deposit it in

a perfect docking station. For such a task has assembled a XZ coordinates made of

drawn aluminum profile. The activation of these coordinates will be done through two

DC motors, powered by 6V battery, which through mechanical elements can

transform circular motion into rectilinear. To control the direction of the motors

rotation will be used two bipolar keys (H bridge). Each of motors will activate a table

shaft.

The first motor will control the X shaft, through a set of pulleys and belts. And the

sliding is done with the aid of bushings installed on the edges of the table. Alreadythe second is responsible for controlling the Z shaft, making it through a ratchet. In

this same shaft Z, will be install a set of tweezers mechanical drive to pick up and

carry the prism.

All this system cited, is in the table that has the dimention of 500x500x300mm.

Key Words: DC Motor, H Bridge, Pulley, Belt, Ratchet, XZ Table.


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SUMRIOINTRODUO.......................................................................................................................11

2.1 Cremalheira....................................................................................................................13

2.2 - Polias e correias...............................................................................................................14

2.3 Perfil de alumnio...........................................................................................................15

2.4 Mancais deslizantes........................................................................................................16

2.5 Ponte H............................................................................................................................17

2.6 - Bateria..............................................................................................................................182.7 Motor DC........................................................................................................................19

CPITULO 3..........................................................................................................................22

3.1 - Anlises dos requisitos do projeto.................................................................................22

3.2 - Definio da equipe de trabalho e atividades...............................................................22

3.3 - Cronograma do projeto..................................................................................................23

3.4 - Desenhos do projeto........................................................................................................25

3.5 - Materiais utilizados nas estruturas do projeto............................................................25

3.6 - Fabricao da estrutura.................................................................................................28

3.7 - Ps da mesa......................................................................................................................29

3.8 - Guia mvel do eixo X......................................................................................................30

3.9 - Mancais deslizantes do eixo X.......................................................................................30

3.10 - Correia e polias.............................................................................................................32

3.11 - Fim de curso do eixo X.................................................................................................32

3.12 - Posicionamento do motor do eixo X............................................................................33

3.13 - Eixo Z.............................................................................................................................333.14 - Montagem do sistema de transmisso do eixo Z........................................................33

3.15 - Pina...............................................................................................................................34

3.16 - Funcionamento da Ponte H, Acionamento dos motores e Diagrama Eltrico..... ...34

3.17 - Caixa de comando.........................................................................................................36

CAPTULO 4..........................................................................................................................38

CAPTULO 5..........................................................................................................................40

REFERNCIAS.....................................................................................................................43

FIGURAS................................................................................................................................46

ANEXOS TABELAS..........................................................................................................48


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Tabela 1 Tabela de preos das peas..................................................................................48

Os materiais no citados j eram de propriedade de um dos integrantes do grupo e,portanto, no causaram investimento financeiro.................................................................48

Tabela 2 Tabela de Roscas .................................................................................................49ANEXOS - DESENHOS........................................................................................................51

Desenho 1 Ps da Mesa........................................................................................................52

Desenho 2 Mancais deslizantes do eixo X..........................................................................53

Desenho 3 Mesa XZ..............................................................................................................54


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CAPTULO 1

INTRODUO

O TCM (trabalho de concluso de mdulo) do 2 semestre do curso

Tecnlogo/Engenharia Mecatrnica da Faculdade Eniac, tem por finalidade explorar

teoricamente o projeto integrador, qual abrange conhecimentos relacionados eltrica e

mecnica, com a finalidade de montar uma mesa de 300x500x500mm que carrega uma

pea de um ponto a outro ponto com uma distncia determinada entre estes.

Para a montagem da mesa, foram estudados os componentes que a compe, quais

sero apresentados neste trabalho; tais como: cremalheira, polias e correias, perfil de

alumnio e mancais deslizantes, que so elementos mecnicos, alm destes, tambm

sero abordados a chave H-H, o motor CC e a bateria, quais fazem parte do grupo de

elementos eltricos.

Para melhor conhecimento dos componentes citados anteriormente, este TCM consta

informaes, de o que eles so, como funcionam e para que servem, ou seja, suas

aplicaes.

importante evidenciar, que cada componente depende de outro para o seu

funcionamento. Assim como a cremalheira, que depende da movimentao do motor,

para que esta funcione conforme o sentido de rotao do motor, para fazer a

movimentao do eixo Z.

Assim tambm, notamos que o conjunto de polias e correias dependente, j que a

polia s consegue funcionar com a presena da correia. A polia por sua vez, tem por

finalidade fazer a transferncia de movimentos de um ponto a outro do eixo X.O perfil de alumnio o responsvel pela estrutura da mesa. Ele possui uma

caracterstica importante que a facilidade para diferentes tipos de montagem com a sua

utilizao.

A utilizao dos mancais deslizantes tem como objetivo deslocar a haste de um eixo

para outro, para que assim seja possvel a locomoo de um objeto localizado em um

ponto para outro ponto.


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A chave H-H tem como principal finalidade a troca de polaridade do motor e fornecer a

corrente necessria para o funcionamento dele.

J o motor, pode se considerar como o componente principal para a aplicao da

mesa, j que ele ser o responsvel por transmitir fora e movimento para os outros

elementos que faro a locomoo das hastes.

Outro elemento muito importante a bateria, pois ele funciona como fonte de energia,

ou seja, ela ir fornecer a energia atravs de tenso e corrente eltrica para o

funcionamento de todo o circuito que compe a mesa.

Todos estes elementos sero explicados detalhadamente no captulo a seguir.

Com a montagem da mesa, so aplicados os conhecimentos obtidos nesse semestre,

e a partir dela, ser possvel, com o passar dos mdulos aprimorando e adicionandofunes e caractersticas ao projeto.

Durante a elaborao da parte prtica da mesa, foram apresentados vrios desafios,

onde ideias que a princpio pareciam resultantes, fizeram nos chegar concluso que no

e por isso acabamos refazendo de formas diferentes, algumas etapas que j havamos

concludo. Essas dificuldades sero apresentadas durante o captulo 3, onde ser

apresentado o passo-a-passo da mesa de coordenadas.


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CAPTULO 2

2.1 Cremalheira

Cremalheira um elemento mecnico formado por uma barra munida de dentes, com a

funo de engrenar uma roda dentada. A partir deste sistema, possvel transformar

movimento rotacional em movimento retilneo, como podemos observar na figura 2.1.

O projeto da Mesa de Coordenadas XZ utiliza a cremalheira para a movimentao do

eixo Z.

A barra dentada fixada na haste vertical, enquanto a roda dentada sustentada pela

haste mvel horizontal. A roda acoplada ao eixo do motor DC. Assim, quando o motor

gira, o sistema de cremalheira funciona, conforme o sentido da rotao.

Figura 2.1 Cremalheira em funcionamento.


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2.2 - Polias e correias

Polia um elemento mecnico de perfil circular, acoplados a eixos motores e movidos

por mquinas e equipamentos. As polias, para funcionar, necessitam da presena de

vnculos chamados correias. Quando em funcionamento, as polias e correias podem

transferir e/ou transformar movimentos de um ponto para outro da mquina. Sempre

haver transferncia de fora.(SENAI, 2008)

Podemos ver um exemplo de polia na figura 2.2

Para transmitir movimento do motor haste do eixo X, usamos o sistema de polias e

correias dentadas.

Tal juno permite a transmisso de fora sem que haja deslizamento dos elementos

do sistema.

Figura 2.2 Conjunto de polias e correia.


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Alm disso, as outras vantagens no uso desse mtodo so:

Baixo custo;

Flexibilidade;

Silncio;

Resistncia ao desgaste;

Alto coeficiente de atrito.

2.3 Perfil de alumnio

O perfil usado para montar a estrutura da mesa coordenada feito em alumnio

trefilado em forma de cruz, ilustrado na figura 2.3.

O perfil possui as dimenses de 40x40mm e de fabricao da Hyspex. Suas

principais caractersticas so a mo de obra facilitada, e uma estrutura que permite

diversos tipos de montagem.

Figura 2.3 Perfil utilizado na estrutura da mesa.


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2.4 Mancais deslizantes

A incio, tnhamos a ideia de utilizarmos mancais deslizantes para efetuar o

deslocamento da haste do eixo Z, seriam ento utilizados, dois mancais de ao inox de

fcil deslizamento. Onde dois mancais so fixados em lados opostos da mesa com a

haste presa nas extremidades por parafusos. Os mancais que princpio foram usados

na mesa esto na imagem 2.4.

Percebendo a dificuldade do deslocamento da haste do eixo z, j que este nos

apresentaria dificuldades durante a apresentao da mesa no projeto integrador,

resolvemos substitu-lo por uma pea feita com o material nylon usinada na fresadora

(toco-reta), conforme ser apresentado mais adiante.

Figura 2.4 Mancais deslizantes.


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2.5 Ponte H

A Ponte H um circuito eletrnico que controla um motor DC. A ponte fornece a

corrente necessria para o funcionamento do motor e torna possvel, atravs de chaves,

que o motor troque a sua polaridade. A figura 2.5 mostra um exemplo de motor DC.

O circuito possui esse nome por causa da forma que ele tem em suas ligaes.

Tratam- se de quatro chaves, que quando ligadas de forma alternada, fazem com que o

motor gire no sentido determinado, como ilustrado na figura 2.6.

Figura 2.5 Ponte H.


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No projeto da mesa de coordenadas so usadas duas chaves-H. Cada uma controlar

o sentido de rotao de um motor, e consequentemente, a direo do deslocamento de

um eixo.

2.6 - Bateria

Bateria um dispositivo que tem como finalidade, transformar reaes qumicas em

eletricidade. Isso ocorre, pois esse dispositivo capacitado a originar uma tenso eltrica,

tambm conhecida como ddp (diferena de potencial), como mostra a figura 2.7.

Figura 2.6 Esquemas de configurao de uma Ponte H.

Figura 2.7 Diferena de potencial em uma bateria


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A bateria possui dois plos, um positivo e outro negativo. Estes plos nunca se alteram,

por tanto a tenso fornecida por uma bateria chamada de tenso CC (contnua), j que

as polaridades so invariveis.

A corrente eltrica surge, quando os eltrons saem do plo negativo e vo para o

positivo, dessa forma h a reao qumica, surgindo ento eletricidade.

As baterias podem ser utilizadas em qualquer equipamento que necessite de uma fonte

de energia mvel. Como exemplo: Carros, relgios, aparelhos telefnicos, etc.

No projeto da mesa de coordenas XZ utilizada uma bateria de 12V que ser

responsvel pela a alimentao dos dois motores DC.

2.7 Motor DC

O motor uma mquina eltrica que transforma energia eltrica em energia mecnica.

Ele composto por duas partes: Estator e rotor.

O estator a carcaa do motor, onde so acopladas as bobinas de campo que

conduzem o fluxo magntico. J o rotor, a parte mvel, onde se encontram as boninas

ligadas ao comutador, qual transmite a energia do enrolamento da armadura para o

exterior. A figura 2.8 ilustra o estator e consecutivamente o rotor.

Figura 2.8 Estator e rotor


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Funcionamento: O motor CC (corrente contnua) funciona sob o princpio da reao

de uma corrente eltrica em um condutor aplicado num campo magntico, que interage

com outro campo e produz uma fora que punciona o condutor para fora do campo

magntico que estiver fixo, conforme mostra a figura 2.9.

Como pode se observar na imagem, de um lado, as linhas magnticas diminuem e o dooutro elas se acumulam, o que provoca a fora magntica qual responsvel por

movimentar o condutor.

Baseando-se nisso, somos capazes de interpretar a figura 2.10.

Figura 2.9 Interao entre campos magnticos

Figura 2.10 Movimento girante em motores DC


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Notamos que a corrente que circula pela espira entra de um lado e ao mesmo tempo,

sai por outro, o que provoca uma formao binria (formao de duas contrrias de

valores iguais), a partir disso, se resulta um conjugado (movimento de rotao), tendo

uma espira presa a uma armadura e suspensa por um mancal.

As foras no so constantes em todo giro, pois conforme o condutor se afasta do

centro do plo magntico, a intensidade das foras diminui. Para que haja fora constante

no motor, necessrias que as espiras das ranhuras da armadura estejam defasadas

entre si e interligadas ao circuito externo.

Ao rotor comear a girar, os condutores cortam as linhas magnticas, assim, uma fora

eletromotriz fora a circulao da corrente no circuito da armadura, em oposio

corrente de alimentao do motor. Essa fora pode ser de sentido contrrio tensoaplicada, esta recebe ento, o nome fora contra-eletromotriz (fcem).

A aplicao do motor de CC depende de sua variao, onde o motor de CC em srie

geralmente utilizado em guindastes, elevadores e locomotivas, pois ele fornece uma

partida com carga total. O motor de CC em paralelo muito aplicado em mquinas-

ferramentas, j que esse tipo de motor inicia o funcionamento sem carga. J o motor de

CC misto, usado em prensas e estamparias, qual tem um arranque bastante vigoroso.


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CPITULO 3

DESENVOLVIMENTO

3.1 - Anlises dos requisitos do projeto

Em reunies realizadas durante o ms de maro de 2013, com todos os integrantes do

grupo foram analisados todos os requisitos da mesa de coordenadas. Nessas reunies

tambm foram discutidas as etapas do TCM (Trabalho de Concluso de Mdulo) e dos

slides para a 1 banca examinadora do Projeto Integrador.

3.2 - Definio da equipe de trabalho e atividades

O grupo composto por quatro (4) integrantes. Cada integrante ficou responsvel por

determinadas tarefas, conforme demonstrado abaixo:

Ficou definido que o grupo trabalharia inicialmente na parte terica do projeto (1a

Banca Examinadora, 1 e 2 verses do TCM). E aps a chegada do material para a


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estrutura da mesa, iramos trabalhar na parte de montagem da mesa paralelamente

parte terica.

3.3 - Cronograma do projeto

Para executar o projeto, foi estabelecido um cronograma, visando controlar o progresso

atingido.

Porm, esse cronograma no foi completamente obedecido, pois algumas tarefas

exigiram mais tempo que o previsto, seja por falha do grupo ou contratempos. Assim

como tambm, alguns processos foram finalizados em um tempo abaixo do esperado.

Abaixo est apresentado o cronograma inicial do projeto da mesa XZ:

Corte dos perfis

Durao: 3 dias

Incio: Seg 08/04/13

Trmino: Qua 10/04/13

Montagem da estrutura da mesa

Durao: 6 dias

Incio: Qui 11/04/13

Trmino: Qui 18/04/13

Montagem do mancal do eixo X

Durao: 10 diasIncio: Ter 07/05/13

Trmino: Seg 20/05/13

Fixao do sistema de transmisso do eixo X

Durao: 2 dias

Incio: Seg 27/04/13

Trmino: Ter 28/04/13


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Fixao dos fim de cursos do eixo X

Durao: 1 dia

Incio: Qui 23/05/13

Trmino: Qui 23/05/13

Teste de funcionamento do eixo X

Durao: 1 dia

Incio: Sex 24/05/13

Trmino: Sex 24/05/13

Fixao do mancal fixo do eixo Z

Durao: 2 dias

Incio: Seg 27/05/13


Fixao do sistema de transmisso do eixo ZDurao: 3 dias

Incio: Qua 29/05/13

Trmino: Sex 31/05/13

Teste de funcionamento do eixo Z

Durao: 1 dia

Incio: Ter 04/06/13Trmino: Ter 04/06/13

Cabeamento da fiao eltrica

Durao: 1 dia

Incio: Ter 05/06/13



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Acabamento da mesa

Durao: 2 dias

Incio: Ter 06/06/13


Testes finais

Durao: 4 dias

Incio: Ter 11/06/13


Apresentao finalDurao: 1 dia

Sab 15/06/13

3.4 - Desenhos do projeto

Foram elaborados vrios croquis, com a inteno de materializar todas as idias

propostas pelos integrantes do grupo. Todos os desenhos foram feitos tentando preservar

as normas do descritivo do projeto, e tambm tentando aproveitar da melhor forma

possvel os materiais e ferramentas, visando tempo e custo. Aps algumas experincias

definimos o croqui da estrutura do projeto a ser fabricado, conforme mostra a figura 3.1

presente na pagina 52.

3.5 - Materiais utilizados nas estruturas do projeto


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A estrutura do projeto foi fabricada levando em considerao as medidas limites de

500x500x300mm definidas no descritivo do projeto. Grande parte da mesa feita com o

perfil de alumnio Hyspex 74300, ilustrado na figura 3.2.

Na mesa de coordenadas, sero utilizadas 10 barras deste perfil, de acordo com oesquema abaixo:

Barra Metragem Funo1,2,3 e 4 150 mm Ps da mesa.5,6 e 7 450 mm Laterais da mesa.

8 450 mm Lateral e suporte do motor.9 358 mm Eixo X.10 150 mm Eixo Z

Como materiais adicionais, foram utilizados:

10 chapas de alumnio dobradas

Dimenses: 90x45x2mm

Utilidade: Fixao dos perfis

Figura 3.2 Perfil Hyspex 74300


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20 Parafusos M8x55mm

Cabea cilndrica

Chave Allen

Ao Carbono

Item apresentado na Figura 3.3


Cabea cilndrica

Chave AllenAo Carbono

10 Porcas Sextavadas M6

10 Parafusos W5/8x2

Cabea abaulada

Chave de Fenda

Ao Carbono

2 Parafusos 3/16x3

Cabea abaulada

Chave de Fenda

Ao Carbono

Figura 3.3 Parafuso M8, Cabea Cilndrica Allen


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Cabea cilndrica

Chave Allen

Ao Carbono

22 Porcas Sextavadas M8

Item apresentado na figura 3.4

42 Arruelas 14x9

A tabela com os preos segue em anexo na pgina 47.

3.6 - Fabricao da estrutura

A estrutura da mesa foi projetada utilizando duas bases laterais de 500m cada e uma

base traseira de 410 mm. Essas trs peas foram fabricadas em perfil Hyspex 74300.

Alm disso, para fechar o quadrado, foi utilizada uma barra roscada M8 de 500 mm como

a base frontal da mesa.

Para fazer os ps da mesa, foram utilizadas 4 peas de perfil Hyspex 74300 de

148mm.

Figura 3.4 Porca M8


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Todas as peas citadas acima foram cortadas com arco de serra em uma medida dois

milmetros maior que a mediada final, e posteriormente foram acabadas em processo de

fresagem, utilizando um fresadora universal na oficina da Faculdade Eniac.

Para fixao dos perfis foram utilizadas chapas de alumnio dobradas em 90 com

furos em sua superfcie, juntamente com parafusos e porcas M8x55mm.

3.7 - Ps da mesa

Para dar uma maior estabilidade a mesa, e aumentar a altura dela, foram utilizados ps

feitos em borracha de formato cnico, presos por parafusos W5/8x2. Quando adquiridos,

essas peas possuam 47 mm de dimetro maior (2 mm a mais do que o mximo

permitido), o que apresentava um problema dimensional na mesa. Para resolver isso,

diminumos o dimetro deles para 42 mm, utilizando uma esmerilhadora.

As principais vantagens em se utilizar esses ps so:

Maior estabilidade;

Aderncia a superfcie;

Amortecimento dos impactos causados pela movimentao dos eixos da mesa.

A figura 3.5 apresenta um exemplar dos ps utilizados na Mesa XZ.

Figura 3.5 Ps da Mesa


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3.8 - Guia mvel do eixo X

A guia mvel do eixo X a pea em que esto instalados o motor do eixo Z e a haste

de apoio da cremalheira. Esta guia interligada ao motor do eixo X atravs de um jogo de

polias e correia dentada que realiza o movimento desta mesma.

Esta guia foi fabricada em perfil Hyspex 74300, e por meio de corte em arco de serra

foi acabada no comprimento de 500 mm.

A polia motora est instalada no eixo do motor que est paralelo a guia. E a polia fixa

est alinhada a essa mesma, instalada na parte frontal da estrutura.

3.9 - Mancais deslizantes do eixo X

Para fazer a movimentao do eixo X necessrio o uso de mancais deslizantes.

A implementao desses mancais, foi a maior dificuldade que o grupo sentiu em todo oprojeto da Mesa XZ. Foram trs as tentativas de implantar esse movimento.

A principio foram utilizados mancais de ao inox de fcil deslizamento. Dois mancais

eram fixados em lados opostos da mesa com a haste presa nas extremidades por

parafusos. Esses mancais esto na imagem 3.6.


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Porm para realizar a movimentao desta haste por toda a mesa, seriam necessrias

algumas mudanas no mancal, sendo a principal delas, o corte da corredia.

Ao fazermos esse corte, notamos que havamos danificado a estrutura do mancal, ele

estava apresentando um jogo prejudicial ao movimento da mesa, travando em muitos

testes. Aps isso, decidimos desistir desse mtodo.

A segunda tentativa de construo do mancal partiu da idia de utilizar uma pea de

nylon em formato de T em cada ponta da haste. Essa pea foi feita utilizando uma

fresadora e uma fresa de topo reta de 25 mm de dimetro, disponveis na oficina

mecnica da faculdade. A figura 3.7 apresenta do desenho tcnico dessa pea.

A ponta do T seria encaixada dentro do perfilado, de modo que com o movimento da

correia, ela correria no vo central do perfil.

Figura 3.6 Mancais deslizantes de ao

Figura 3.7 Mancais deslizantes de nylon


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Mas, aps uma srie de testes, no obtivemos um resultado positivo. Devido o

comprimento do mancal ser exatamente o mesmo da ponta da haste, com o movimento

da correia, a haste escapava do curso, no completando todo o seu trajeto.

Aps examinarmos o problema, encontramos a soluo: aumentar o comprimento da

pea. Essa alterao impossibilitou a fuga do mancal, e reduziu consideravelmente o jogo

anteriormente apresentado na pea. A pea deixou de ter 45mm de comprimento para ter

75mm. Depois dessas alteraes, o sistema de transmisso do eixo X funcionou

perfeitamente.

3.10 - Correia e polias

Na mesa de coordenadas, utilizamos duas polias, sendo uma de plstico e outra de

alumnio, onde cada uma ficar em uma lateral da mesa, de forma a ficarem opostamente

simtricas. Nelas ser acoplada uma correia dentada, formando um conjunto de sistema

de transmisso. Esse conjunto ser fixado no eixo X, possibilitando que esse semovimente de acordo com o movimento das polias que faro com que a correia se

movimente.

3.11 - Fim de curso do eixo X

Para limitar o movimento da haste do eixo X, foram utilizadas como fim de curso duas

chapas de alumnio dobradas em L, fixadas em duas extremidades opostas da mesa por

parafusos M8x65 mm. Ao chegar extremidade da mesa, a haste seria obrigada a parar

aps bater no fim de curso.


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3.12 - Posicionamento do motor do eixo X

O motor responsvel por movimentar o eixo X est fixado no centro da base traseira da

estrutura da mesa, estando a ponta do eixo deste motor localizada 250mm das laterais

da mesa.

O motor est fixado com duas abraadeiras presas ao perfil, com a ponta do eixo

paralela ao perfil em que ela est fixa.

A polia motora est acoplada ao eixo do motor e alinhada polia fixa, que por sua vez

est presa base dianteira da mesa.

3.13 - Eixo Z

Este eixo responsvel pela movimentao vertical da pina. Nele, foi acoplado um

motor DC que movimenta um sitema de cremalheira, que transforma a rotao do motor

em movimento linear. Estando esse conjunto fixo no eixo X de forma perpendicular.

3.14 - Montagem do sistema de transmisso do eixo Z

O sistema de transmisso do eixo Z, basicamente formado por cinco itens:

Engrenagem reta da cremalheira;

Engrenagem circular da cremalheira;

Motor DC;

Haste fixa do eixo Z;

Haste mvel do eixo Z.


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O motor DC foi fixado na parte inferior da haste do eixo X com o auxlio de duas

abraadeiras de ao inoxidavel.

Na ponta do eixo deste motor est fixada a engrenagem circular da cremalheira atravs

de um pino passante entre estas. Para a fabricao desta engrenagem, foi usado um

tarugo de material nylon usinado em um torno mecnico convencional disponvel na

oficina da faculdade Eniac.

O dimetro maior da pea possui 20 mm, contando com um furo central de 5 mm. Na

superfcie raiada da pea foi fixada com cola liquida, um pedao de correia dentada de

31,41 mm formando os dentes da engrenagem.

Para fazer a engrenagem reta, foi utilizado um pedao de correia igual ao utilizado naoutra engrenagem. Porm, esta engrenagem foi fixada de forma reta em uma chapa de

alumnio, o que forma a haste mvel do eixo.

Todo esse sistema est apoiado na haste fixa do eixo. Em vista disso, o conjunto se

movimentar conforme a direo da rotao do motor.

3.15 - Pina

O sistema de pina da Mesa XZ consiste em um arame de ao de 1 mm de dimetro

entortado em forma de anzol reto. Esse anzol introduzido no maior furo lateral do cubo a

ser movimentado pela mesa, e com a movimentao dos eixos capaz de capturar e

transportar a pea desejada.

3.16 - Funcionamento da Ponte H, Acionamento dos motores e Diagrama Eltrico.

Como j foi apresentado no captulo anterior, a ponte h tem por finalidade inverter o

sentido de rotao do motor. Isso acontece porque a ponte composta por quatro


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chaves ligadas em paralelo de forma que o motor fique entre elas, como ilustra a figura

3.8.

Quando as chaves S1 e S4 so acionadas momentaneamente, h aplicao de uma

tenso positiva qual faz com que a corrente percorra o caminho que liga S1 S4, de

forma que o motor gire para uma determinada direo; j quando S2 e S3 so acionadas

ao mesmo tempo, a tenso que surge no circuito reversa, fazendo com que a corrente

percorra o caminho em sentido oposto ao citado anteriormente, sendo assim,

possibilitado o funcionamento do motor para o sentido contrrio. Note a figura 3.9.

Para que o funcionamento do motor com a ponte h seja entendido com mais clareza,

podemos interpret-lo com a Tabela verdade, adquirindo os seguintes critrios: 0 =

fechado e 1 = aberto.

Figura 3.8 Ponte H aberta

Figura 3.9 Esquema de funcionamento de uma Ponte H


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S1 S2 S3 S4 Motor 1 0 0 1 Move para direita0 1 1 0 Move para esquerda0 0 0 0 Parado

importante colocarmos em nota, que caso as chaves S1 e S2 sejam fechadas

juntamente ou isso acontea com as chaves S3 e S4, haver um curto circuito na fonte de

alimentao o que far que ela seja danificada.

A mesa XZ utilizar dois motores, portanto, duas chaves. Sendo assim, a figura 3.10

mostra o esquema eltrico dos motores da Mesa XZ.

3.17 - Caixa de comando

Para armazenar a bateria e a ponte H, foi utilizada uma caixa de plstico de

150x150x50 mm, com ela, os dois pinos acionadores da ponte H ficaram expostos, para

Figura 3.10. Diagrama eltrico da Mesa XZ


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melhor manuseio. Para fazer a ligao do motor ponte H os fios foram passados por um

eletroduto, ocupando apenas 60% deste. As principais vantagens do uso do eletroduto

so:

Organizao;

Proteo;

Segurana aos fios, para que eles no se rompam.

Tendo ento nessa caixa, os principais componentes que so responsvel pelo

acionamento e controle do motor e consequentemente da mesa.


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CAPTULO 4

RESULTADOS

A incio, a mesa possua uma barra roscada como lateral, mas com o passar o eu

tempo percebemos que teramos dificuldades em alinhar a mesa com ela, por esse

motivo, tomamos a deciso de troc-la por uma barra como todas as outras, o que nos

facilitou bastante para que a mesa ficasse em esquadro de 90 e assim tivemos o

resultado esperado.Alm disso, tambm houve a troca de mancais, que foi o nosso maior desafio. De

princpio, utilizamos mancais deslizante tais como de gavetas. Com a utilizao dele

encontramos a dificuldade no deslocamento do eixo X, pois ele s estava conseguindo

deslizar quando eram aplicadas foras em cada lateral sua e no havia possibilidade de

aplicarmos isso com o conjunto de polias e correia, pois elas seriam fixadas apenas no

meio do eixo X.

Ao notarmos a dificuldade, resolvemos mudar radicalmente os nossos mancais,substituindo os que eram usados antes por duas peas de nylon fabricadas pelos prprios

componentes do grupo do projeto integrador, utilizando uma fresadora. Com essa

substituio, o eixo X deslizou com grande facilidade fazendo nos finalizar mais uma

etapa da mesa.

Em relao ao funcionamento do motor, tivemos um grande alcano no incio, pois ele

possua fora regulada e velocidade ideal para o objetivo que tnhamos. Porm, com o

passar do tempo, a capa dos condutores se desgastou e fez com que o fio fosse rompido.

Isso aconteceu em um ponto muito prximo ao corpo do motor, nos impossibilitando de

fazer uma emenda; por conta disso, acabamos tendo que trocar um dos motores para o

funcionamento de um dos eixos.

Desde o incio do projeto, tnhamos dvidas relacionadas ao mecanismo utilizado para

pegar o cubo. Vrias ideias passaram em nossa mente, algumas que o projeto no

permitia e outras que teramos dificuldades. Depois de algumas discusses, entramos em

acordo utilizar o freio de bicicleta, com essa deciso chegamos comprar o freio, mas


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notamos que ele ocuparia muito espao. Sendo assim, resolvemos troc-lo por uma

espcie de pina qual tem a funo de pescar o cubo, J que essa ocupa espao bem

menos que o freio, em visto disso, o dinheiro utilizado na compra do freio foi em vo.

Tivemos mais gastos desnecessrios, pois possuamos duas polias que funcionavam

perfeitamente, mas durante umas das montagens da mesa na oficina, elas sumiram e no

conseguimos encontr-las o que nos levou a comprar outras.

Alm dessas dificuldades, tivemos vrios desafios no relacionamento entre os

componentes do grupo, pois haviam momentos em que uns trabalhavam mais que outros,

ideias que no se correspondiam, horrios divergentes e problemas pessoais de cada um

que afetavam no temperamento interpessoal.

importante evidenciar, que a falta de tempo devido ao atraso da chegada do perfil dealumnio, fez com que nos aglomerssemos de deveres e por conta disso, deixamos de

assistir vrias aulas tericas para ficarmos na oficina fazendo a montagem da mesa.

Embora todas essas dificuldades, conseguimos alcanar o objetivo final, fazendo com

que a mesa funcionasse perfeitamente, talvez no no tempo que espervamos, mas um

tempo razovel e conseguimos tambm obedecer o cronograma proposto pelo professor

responsvel pelo projeto, entregando todas as etapas finalizadas dentro das datas certas,

incluindo este TCM, que ocupou bastante tempo do nosso projeto.


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CAPTULO 5

CONCLUSO

Nesse projeto Integrador, foram aplicados todos os conhecimentos adquiridos em aulas

referente eltrica e mecnica, em uma montagem da mesa de coordenadas XZ, onde

atravs do acionamento de um motor DC, dois eixos eram responsveis pela locomoo

de um cubo encontrado em um determinado ponto at outro ponto.

Nesse projeto, nos deparamos com vrios componentes eltricos que com a utilizao

deles, fomos capazes de entender melhor suas funes, tais como:

Ponte H: responsvel pelo sentido da rotao do motor DC;

Motor DC: responsvel pelo sentido da locomoo dos eixos XZ;

Bateria: responsvel pela alimentao do circuito eltrico (ponte H e motor DC).

Alm dos componentes eltricos tivemos o contato com vrios elementos mecnicos

que tambm adquirimos mais conhecimentos sobre suas utilizaes conforme o passar

do tempo. Estes so:

Perfil de alumnio: utilizado para estrutura da mesa de coordenadas;

Mancal: responsvel pelo deslizamento (locomoo) do eixo X;

Cremalheira: responsvel pelo deslizamento (locomoo) do eixo Z;

Polia e Correia: usado para transmitir o movimento do motor haste do eixo Z.

Entre outros componentes, comuns ao nosso cotidiano, como parafuso, arruela, porcas

etc. Tivemos o contato tambm, com mquinas mecnicas que nos ajudaram na

montagem da estrutura da mesa e para criarmos peas. As mquinas que utilizamos

esto encontradas na oficina mecnica da faculdade, elas so: fresadora, torno,


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esmerilhadeira, serra entre outras.Todas os componentes e mquinas citados

anteriormente foram utilizados de forma essencial para a montagem da mesa.

Durante todo o processo do projeto integrador, fomos concluindo o quanto umnecessitava da ajuda do outro, j que uns tinham mais facilidades com a rea eltrica

enquanto outros se identificavam mais com a mecnica. Alm disso, haviam muitas

tarefas a serem realizadas e pouco tempo para execut-las, mas nem sempre

conseguamos a presena dos quatro integrantes do grupo na oficina mecnica para a

execuo do projeto.

Passamos por muitas dificuldades e enfrentamos vrios desafios, muitas vezes nos

desentendamos e isso acabava atrasando no projeto. Houveram vrias vezes em que

tivemos que realizar a mesma tarefa mais de uma vez para conseguirmos alcanar o

resultado necessrio; gastamos dinheiro com coisas que acabamos no utilizando,

componentes que quebraram e perdemos; alm de vrias ideias que no deram certo e

as substituamos vrias vezes.

Apesar de todos os problemas enfrentados, conseguimos realizar todas as etapas

dentro das datas determinadas e finalizamos a mesa que funciona perfeitamente.

Nossa mesa encontra-se finalizada, feita com perfil de alumnio, com a medida de

450x450x300mm. Atua com 2 motores DC atravs de uma ponte H alimentada por uma

bateria de 6V. Ela consegue carregar uma pea que pegada por um pina fixa no eixo

Z, qual faz o movimento vertical para conseguir pesc-la, depois disso, o eixo Z se

movimentar pelo eixo X, qual faz o movimento horizontal, levando a pea at o outro

ponto determinado, ao chegar nesse ponto, o eixo Z trabalha novamente de forma

vertical, depositando a pea sobre a superfcie.

Essa execuo foi realizada em torno de 20 segundos, mas notamos que com a prtica

do dia-a-dia, o operador consegue executar em um tempo menor. Desejvamos bater o

recorde de 0,86 segundos, mas pela estrutura que nossa mesa possui, isso algo

impossvel. Mesmo assim, nos encontramos realizados, por temos conseguido entregar a

mesa na data esperada com funcionamento bom dentro de um tempo razovel, pois todos


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colaboraram da forma em que podiam e demonstraram interesse em chegar aonde

chegamos.


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REFERNCIAS

TABELA DE ROSCAS. Disponvel em:

http://www.melinox.com.br/tabela_roscas.php/.Acesso em: 25 de abril de 2013.

MOTOR DE CORRENTE CONTNUA SEM ESCOVAS. Disponvel em:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corrente_contnua_sem_escovas/. Acesso em: 13 de

maro de 2013.

MOTOR CC. Disponvel em: http://newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/3414-

art476a/. Acesso em: 13 de maro de 2013.

MOTORES DC. Disponvel em: http://arduino-projetos.com.br/2011/06/motores-dc.html/.Acesso em: 14 de maro de 2013.

PONTE H. Disponvel em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte_H/. Acesso em: 13 de maro

de 2013.

PONTE H. Disponvel em: http://robotizando.com.br/artigo_ponte_h_pg1.php/Acesso em:

13 de maro de 2013.

A IMPORTNCIA DA CORREIRA DENTADA. Disponvel em:

http://dinamicarpneus.com.br/importancia-correia-dentada/. Acesso em: 29 de maro de

2013.
http://www.melinox.com.br/tabela_roscas.php/http://www.melinox.com.br/tabela_roscas.php/http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corrente_cont%C3%ADnua_sem_escovas/http://newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/3414-art476a/http://newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/3414-art476a/http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte_H/http://robotizando.com.br/artigo_ponte_h_pg1.php/http://www.melinox.com.br/tabela_roscas.php/http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corrente_cont%C3%ADnua_sem_escovas/http://newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/3414-art476a/http://newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/3414-art476a/http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte_H/http://robotizando.com.br/artigo_ponte_h_pg1.php/


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PERFIS EXTRUDADOS AUTOMAO INDUSTRIAL. Disponvel em:

http://www.hyspex.com.br/component/hyspex/?view=category&id=92/. Acesso em: 7 de

maro de 2013.

GUARUPAR PARAFUSOS. Disponvel em: http://guarupar.com.br/. Acesso em 4 de abril

de 2013.

COMO ELABORAR UM TCC DE SUCESSO. . Disponvel em:

http://posgraduando.com/guia/como-elaborar-um-tcc-de-sucesso/. Acesso em: 21 de maio

de 2013.

MODELO PARA MONOGRAFIA E TCC . Disponvel em: fazermonografia.com.br/

modelo-para-monografia/. Acesso em: 21 de maio de 2013.

REGRAS DE FORMATAO ABNT. Disponvel em: http://trabalhosabnt.com/regras-

normas-abnt-formatacao/. Acesso em: 21 de maio de 2013.

NORMAS TCNIAS PARA UM TCC. Disponvel em:http://www.pesquisas.unicoc.edu.br/arquivos/NormasTecnicasParaTCC_2012.pdf.Acesso

em: 21 de maio de 2013.

CHAVE FIM DE CURSO. Disponvel em:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Chave_fim_de_curso/. Acesso em 13 de abril de 2013.
http://www.hyspex.com.br/component/hyspex/?view=category&id=92/http://www.guarupar.com.br/http://posgraduando.com/guia/como-elaborar-um-tcc-de-sucessohttp://www.pesquisas.unicoc.edu.br/arquivos/NormasTecnicasParaTCC_2012.pdfhttp://www.pesquisas.unicoc.edu.br/arquivos/NormasTecnicasParaTCC_2012.pdfhttp://www.pesquisas.unicoc.edu.br/arquivos/NormasTecnicasParaTCC_2012.pdfhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Chave_fim_de_curso/http://www.hyspex.com.br/component/hyspex/?view=category&id=92/http://www.guarupar.com.br/http://posgraduando.com/guia/como-elaborar-um-tcc-de-sucessohttp://www.pesquisas.unicoc.edu.br/arquivos/NormasTecnicasParaTCC_2012.pdfhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Chave_fim_de_curso/


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SILVA, Aluisio Jos da. Tecnologia Mecnica 1 Semestre. 1 Edio. SENAI. So

Paulo, 2008.

SILVA, Aluisio Jos da. Tecnologia Mecnica 3 Semestre. 1 Edio. SENAI. So

Paulo, 2008.

MORAES, Airton Almeida de e NOVAES, Regina Clia Roland. Mquinas eltricas e

acionamentos. 3 Edio. SENAI. So Paulo, 2008.

FERRO, Antonio. RAPHAEL, Jos Romeu. FILHO, Paulo Binhoto. Iniciao ao

Desenho.3 Edio. SENAI. So Paulo, 2009.


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FIGURAS

Figura 2.1 - Cremalheira em funcionamento. SILVA, Aluisio Jos da. TecnologiaMecnica 3 Semestre. 1 Edio. SENAI. So Paulo, 2008. Pgina 125

Figura 2.2 - Conjunto de polias e correia. SILVA, Aluisio Jos da. Tecnologia

Mecnica 3 Semestre. 1 Edio. SENAI. So Paulo, 2008. Pgina 126

Figura 2.3 Perfil utilizado na estrutura da mesa. Arquivo pessoal.

Figura 2.4 - Mancais deslizantes. Arquivo pessoal

Figura 2.5 Ponte H. Arquivo pessoal

Figura 2.6 Esquema de configurao de uma ponte H.Disponvel em:

http://4.bp.blogspot.com/-5MGQ2LSz5S8/UENRamOWRJI/AAAAAAAAA8o/A6EO-

o3b0r0/s1600/Figura_6_Configurazioni_di_controllo_di_un_ponte_H.png.Acesso

em: 22 de abril de 2013

Figura 2.7 Diferena de potencial em uma bateria. Arquivo pessoal

Figura 2.8 - Estator e rotor.MORAES, Airton Almeida de e NOVAES, Regina Clia

Roland. Mquinas eltricas e acionamentos. 3 Edio. SENAI. So Paulo, 2008.

Pgina 72

Figura 2.9 - Interao entre campos magnticos. MORAES, Airton Almeida de e

NOVAES, Regina Clia Roland. Mquinas eltricas e acionamentos. 3 Edio.

SENAI. So Paulo, 2008. Pgina 73

Figura 2.10 - Movimento girante em motores DC. MORAES, Airton Almeida de e

NOVAES, Regina Clia Roland. Mquinas eltricas e acionamentos. 3 Edio.

Pgina 73.
http://4.bp.blogspot.com/-5MGQ2LSz5S8/UENRamOWRJI/AAAAAAAAA8o/A6EO-o3b0r0/s1600/Figura_6_Configurazioni_di_controllo_di_un_ponte_H.pnghttp://4.bp.blogspot.com/-5MGQ2LSz5S8/UENRamOWRJI/AAAAAAAAA8o/A6EO-o3b0r0/s1600/Figura_6_Configurazioni_di_controllo_di_un_ponte_H.pnghttp://4.bp.blogspot.com/-5MGQ2LSz5S8/UENRamOWRJI/AAAAAAAAA8o/A6EO-o3b0r0/s1600/Figura_6_Configurazioni_di_controllo_di_un_ponte_H.pnghttp://4.bp.blogspot.com/-5MGQ2LSz5S8/UENRamOWRJI/AAAAAAAAA8o/A6EO-o3b0r0/s1600/Figura_6_Configurazioni_di_controllo_di_un_ponte_H.png


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Figura 3.1 Desenho da mesa XZ. Arquivo pessoal

Figura 3.2 Perfil 74300 Disponvel em:

http://www.hyspex.com.br/component/hyspex/?view=product&id=92&pd=6329.Acesso em 23 de abril de 2013

Figura 3.3 - Parafuso M8, Cabea Cilndrica Allen. Arquivo Pessoal

Figura 3.4 Porca M8. Arquivo Pessoal

Figura 3.5 Ps da mesa. Arquivo Pessoal

Figura 3.6 Mancais deslizantes de ao. Arquivo Pessoal

Figura 3.7 Mancais deslizantes de nylon. Arquivo Pessoal

Figura 3.8 - Ponte H aberta. Arquivo Pessoal

Figura 3.9 Esquema de funcionamento de uma Ponte H. Arquivo Pessoal

Figura 3.10 Diagrama eltrico da ms XZ. Arquivo Pessoal
http://www.hyspex.com.br/component/hyspex/?view=product&id=92&pd=6329http://www.hyspex.com.br/component/hyspex/?view=product&id=92&pd=6329


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ANEXOS TABELAS

Tabela 1 Tabela de preos das peas

Os materiais no citados j eram de propriedade de um dos integrantes do grupo e,

portanto, no causaram investimento financeiro.


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Tabela 2 Tabela de Roscas

TABELA DE ROSCAS MTRICAS

MedidasMM

Passo Dimetro

MA MB da Broca

M3 0,5 0,35 2,5

M4 0,7 0,5 3,3

M5 0,8 0,5 4,2

M6 1 0,75 5

M8 1,25 1 6,8

M10 1,5 1 8,5

M12 1,7 1,5 10,2M14 2 1,5 12

M16 2 1,5 14

M18 2,5 1,5 15,5


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Tabela de Roscas Polegadas

MediasPol.

Fios p/ Pol. Dimetro

ww NC NF da Broca

1/8" 40 - 44 2,5

5/32" 32 - 36 3,1

3/16" 24 - 32 3,6

7/32" 24 - 32 3,6

1/4" 20 20 28 5,1

5/16" 18 18 24 6,5

3/8" 16 16 24 7,9

7/16" 14 14 20 9,2

1/2" - 13 20 10,5

9/16" - 12 18 12

5/8" - 11 18 13,4

3/4" - 10 16 16,4

7/8" - 9 14 19,25

1" - 8 12 22


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ANEXOS - DESENHOS

Pg. 50 Ps da Mesa

Pg. 51 Mancais deslizantes do eixo Z

Pg. 52 Mesa XZ


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Desenho 1 Ps da Mesa


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Desenho 2 Mancais deslizantes do eixo X


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Desenho 3 Mesa XZ

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