Máquina-ferramenta CNC para gravação: desenvolvimento de protótipo de baixo-custo

Abstract

No panorama atual, as novas tecnologias aplicadas às máquinas ferramentas permitiram um desenvolvimento excecional. As máquinas CNC, Controlo Numérico Computadorizado, do inglês “computer numerical control”, vieram revolucionar a indústria, permitindo maior velocidade, repetibilidade e precisão. É pretendido nesta dissertação o desenvolvimento de uma máquina de comando numérico de pequenas dimensões. O projeto desenvolvido foi realizado numa empresa de Metalomecânica para realizar gravações em peças maquinadas em Máquinas-Ferramentas convencionais. Pretende-se ainda avaliar a sua capacidade de satisfazer as necessidades básicas em pequenas aplicações. A dissertação está dividida em 3 frentes: projeto mecânico, projeto elétrico e projeto de controlo por software. A primeira frente visa a escolha do material e desenvolvimento da estrutura, assim como as especificações dos elementos de máquina. A parte elétrica consiste na escolha da fonte de energia, placa controladora, motores, sensores e motor de acionamento da ferramenta de corte. O controlo por software visa o estudo do firmware de controlo – GRBL para interpretar determinadas entradas para executar determinadas saídas como a velocidade e direção dos motores de passo. Esta dissertação abrange diversos domínios científicos e pedagógicos numa pluralidade interdisciplinar, o que traduz a aprendizagem em Engenharia Mecatrónica.

In the current scenario, the new technologies applied to machine tools allowed an exception development. Computerized Numerical Control machines, have revolutionized the industry, allowing greater speed, repeatability and precision. It is intended in this work the development of a small numeric control machine. The developed project was carried out in a Metalworking company to make recordings in machined parts in conventional machine tools. Another objective is to evaluate their ability to meet basic needs in small applications. The dissertation is divide into three fronts: mechanical design, electrical project and software control. The first front aims to select the material and development of the structure, as well as the specifications of the machine elements. The electrical part consists in the selection of the energy source, controller board, motors, sensors and cutting tool motor. The control by software aims to the study of control firmware – GRBL to interpret certain entries to execute certain outputs such as the speed and directions of stepper motors. This dissertation covers various scientific and educational fields in an interdisciplinary plurality, reflecting the learnings in Mechatronics Engineering.