Fresadora CNC

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA DE ENGENHARIA
TRABALHO DE CONCLUSÃO EM ENGENHARIA DE
CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Projeto de Fresadora CNC com
Plataforma Livre Arduino

Autor: Alan Fachim
Orientador: Rafael A.C. Laranja

Porto Alegre, Dezembro de 2013

ii

Projeto de Fresadora CNC com Plataforma Livre Arduino

Sumário
RESUMO

iii

Lista de Figuras

iv

Lista de Tabelas

v

1 Introdução

1

2 Objetivos

2

3 Revisão Bibliográfica

3

Medição de Incertezas
3.1.1
3.1.2
3.1.3

Exatidão e Repetitividade
Erros
Incerteza de Medição

3
3
4
4

Hierarquia de erros em máquinas

6

Precisão geométrica da máquina

6

3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.3.4

Ensaios geométricos
Ensaios de Repetitividade de Posicionamento
Ensaios de Perpendicularidade
Ensaios de Retilineidade

4 Metodologia

9

Projeto Mecânico da Máquina
4.1.1
4.1.2

Seleção dos Componentes Mecânicos
Simulação e verificação do modelo

Projeto Elétrico
4.2.1
4.2.2

Seleção dos atuadores
Seleção dos Drivers de potência

Projeto do software, hardware e protocolo de comunicação
4.3.1
4.3.2
4.3.3

Projeto do software
Seleção do Hardware
Seleção do firmware do controlador e protocolo

5 Análise dos resultados
Análise de incertezas
5.1.1
5.1.2
5.1.3

6
7
7
8

Análise de Repetitividade
Análise de Retilineidade
Análise de Perpendicularidade e Paralelismo

6 Conclusões

9
11
13

14
14
15

17
17
23
23

25
25
25
27
29

31

Trabalhos Futuros

32

7 Referências Bibliográficas

33

Apêndice A – Desenho da Estrutura Principal

34

Apêndice B – Custos

35

Anexo A – Drivers dos motores

36

DEMEC/ UFRGS – Alan Fachim

iii

RESUMO
Este trabalho consiste na criação de um protótipo de fresadora controlada por
Comando Numérico Computadorizado (CNC), buscando minimizar a tolerância de erros assim como atender objetivos como baixo custo de manufatura e construir um
programa