Faculdade de Tecnologia de So Paulo
Esteira Transportadora Automatizada
Autores
Diego Ferreira Gomes Fernando Li
Igor Reginato Joo Marcos Stumpf
Oswaldo Mazini Jnior Raphael Tanuri
Thiago De Marco Ventura
2006
Curso Mecnica de Preciso
Discipl ina Construo em Mecnica de Preciso
Trabalho de Concluso de Curso Esteira Transpor tadora Automat izada
Professor orientador Prof . Srgio Augusto M. de Mel lo Senra Departamento de Mecnica de Preciso
Autores Diego Ferre ira Gomes
Fernando Li Igor Reginato
Joo Marcos Stumpf Oswaldo Mazin i Jn ior
Raphael Tanur i Th iago De Marco Ventura
2006
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
3
DEDICATRIA
(Diego Ferreira Gomes) minha famlia, a qual muitas vezes estive ausente quando eles
precisavam para eu poder realizar esse trabalho e me ajudaram muito ao longo do curso nos momentos mais difceis, a todos os meus amigos de grupo, e a
Deus que me deu a oportunidade de estar esses trs anos com esse grupo que
em minha opinio virou minha segunda famlia.
(Fernando Li) A todos os que me apoiaram e me deram suporte para concluir meus
objetivos.
(Igor Reginato) A Deus que sempre esteve sobre todas as coisas, aos meus pais que
sempre estiveram ao meu lado, aos amigos que contriburam com
conhecimento e ateno para as necessidades ao longo do curso e, as
pessoas que me incentivaram a terminar o curso.
(Joo Marcos Stumpf) A todos os meus familiares, e a todas as pessoas que esto do meu
lado, as quais no me deixaram desistir dos meus objetivos.
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
4
DEDICATRIA
(Oswaldo Mazini Jr.) minha esposa Janete, meus filhos Carolina e Lucas e a minha sogra
Antonia por compreenderem o motivo de minha ausncia e pelo incentivo dado
para continuar os meus estudos.
(Raphael Tanuri) minha namorada Marcela, minha famlia e meus amigos por
compreenderem a minha ausncia e ajudarem nos momentos de deciso.
(Thiago De Marco Ventura) Aos meus amigos, professores, familiares, a minha namorada, a Deus e
a todas as pessoas que me incentivaram nessa fase de aprendizado. Gostaria
de agradecer em especial aos professores de Clculo, Maria Ilria Rossi e
Paulo Katsuyoshi Kurata, pelas orientaes, aprendizado e conhecimentos,
que foram para mim de fundamental importncia pessoal e profissional.
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
5
AGRADECIMENTOS
Aos professores(as) da Faculdade de Tecnologia de So Paulo FATEC SP , pelos ensinamentos ministrados durante o curso que nos
auxiliaram na obteno de solues para os problemas apresentados, em
especial ao Prof. Srgio Augusto M. Mello Senra e Prof.Jorge Ueno pela
orientao e ajuda na confeco do projeto e apoio no uso do laboratrio de Eletrnica e Oficina de Mecnica de Preciso da Fatec-SP.
A HABASIT especialmente na pessoa de seu Diretor Maurizio Cozzi pelo
apoio e fornecimento de catlogos e da correia transportadora.
As empresas Mersh, Kitani, Grupo Delga, ABB, Nossa Caixa, Vivo e
Mller, pela contribuio com orientaes, ferramental e materiais, bastante
teis a nossa pesquisa.
Aos instrutores da Oficina de Mecnica de Preciso, aos colegas do
Departamento de Soldagem da FATEC, aos colegas do Laboratrio de
Eletrnica pelo apoio e auxilio na confeco do projeto, aos colegas do laboratrio de Mecnica que por muitas vezes nos possibilitaram o uso das
mquinas.
E a todos os colegas que de uma forma ou de outra contriburam para
que o projeto pudesse ser realizado com sucesso.
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
6
RESUMO
Durante o andamento do curso de Mecnica de Preciso, foram vistas
diversas disciplinas que englobavam conhecimentos em mecnica, eletrnica e
programao. Visando o aperfeioamento e a prtica desses conhecimentos,
temos como projeto de concluso de curso, a elaborao de uma esteira transportadora automatizada.
A esteira transportadora funciona como uma mesa de inspeo, sendo
que a sua estrutura foi construda e moldada com ao, dispostos para a
formao da base e suportes laterais.
Um ou mais recipientes colocados por vez sobre a mesa, sendo
movimentados atravs de uma correia e passam por uma inspeo feita por
sensores de luz, que verificaro o volume de liquido contido nesses recipientes
e atravs de um circuito construdo especialmente para essa finalidade,
identificara se a garrafa em teste ser aprovada ou reprovada.
Palavras chave: esteira; garrafas; sensores de luz; volume.
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
7
ABSTRACT
During the time that the Precision Mechanics (Mecnica de Preciso) course was in process, several subjects that embody acquirements in themes like mechanics, electronics and programming were seen. Aiming to improve and
practice these acquirements, it will be done as a graduation work, an automated
conveyor belt.
This conveyor belt works like an inspection table with a structure
specially built and designed with steel. Theses materials are disposed as main
base and side supports.
One or more recipients put on the table by turns, being dragged by a belt
to an inspection area where they will be checked by light sensors, which will
examinee the bottles volume and using an electronic circuit specially built to
that go which will evaluate if the testing recipient is approved or reproved.
Keywords: conveyor belt; bottles; light sensors; volume.
SUMRIO
1. INTRODUO________________________________________________________________ 10
1.1. OBJETIVO________________________________________________________________ 10
1.2. METODOLOGIA DE TRABALHO ______________________________________________ 10
2. ESTADO DA ARTE DO PROJETO _______________________________________________ 12
2.1. COMPONENTES MECNICOS DA ESTEIRA____________________________________ 12 2.1.1. Acoplamento Rgido____________________________________________________ 12
2.1.1.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 13 2.1.2. Barra de apoio 01 _____________________________________________________ 13
2.1.2.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 14 2.1.3. Barra de apoio 02 _____________________________________________________ 14
2.1.3.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 15 2.1.4. Barra de apoio 03 _____________________________________________________ 15
2.1.4.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 16 2.1.5. Barra principal 01 _____________________________________________________ 16
2.1.5.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 17 2.1.6. Barra principal 02 _____________________________________________________ 17
2.1.6.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 18 2.1.7. Chapa de Apoio Lateral. _______________________________________________ 18
2.1.7.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 19 2.1.8. Chapa Motor 01_______________________________________________________ 19
2.1.8.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 20 2.1.9. Chapa Motor 02_______________________________________________________ 20
2.1.9.1. Processo de Fabricao_______________________________________________ 21 2.1.10. Chapa Trava _________________________________________________________ 21
2.1.10.1. Processo de Fabricao _____________________________________________ 22 2.1.11. Mancal ______________________________________________________________ 22
2.1.11.1. Processo de Fabricao _____________________________________________ 23 2.1.12. Mesa de Apoio Central_________________________________________________ 23
2.1.12.1. Processo de Fabricao _____________________________________________ 24 2.1.13. Rolete de Apoio ______________________________________________________ 24
2.1.13.1. Processo de Fabricao _____________________________________________ 25 2.1.14. Rolete Movido ________________________________________________________ 25
2.1.14.1. Processo de Fabricao _____________________________________________ 26 2.1.15. Rolete Motor _________________________________________________________ 26
2.1.15.1. Processo de Fabricao _____________________________________________ 27
8
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.2. MONTAGEM DOS COMPONENTES ___________________________________________ 28
2.3. COMPONENTES ELTRICOS/ ELETRNICOS/ DE CONTROLE____________________ 31 2.3.1. Fonte de Alimentao __________________________________________________ 31
2.3.1.1. Fundamentos das fontes reguladas discretas ______________________________ 32 2.3.1.2. Reguladores Monolticos ______________________________________________ 34 2.3.1.3. Especificaes da Fonte ______________________________________________ 35
2.3.2. Motor de Passo ________________________________________________________ 36 2.3.2.1. Modos de Acionamentos de Motores de Passo ____________________________ 38
2.3.2.1.1. Modo wave ____________________________________________________ 38 2.3.2.2. Projeto de Hardware do Sistema ________________________________________ 40 2.3.2.3. Concluses sobre o projeto de controle do Motor de Passo ___________________ 42
2.3.2.3.1. Vantagens e Desvantagens _______________________________________ 42 2.3.2.3.2. Viso geral_____________________________________________________ 43 2.3.2.3.3. Aplicaes _____________________________________________________ 43
2.3.3. Programao do Basic-Step _____________________________________________ 44 2.3.3.1. Programa de identificao da esteira_____________________________________ 44 2.3.3.2. Controle do motor de passo____________________________________________ 48
3. MEMORIAL DE CLCULO DO PROJETO _________________________________________ 50
3.1. ESCOLHA DOS COMPONENTES DO PROJETO_________________________________ 50 3.1.1. Dados da correia transportadora _________________________________________ 50 3.1.2. Formulrio ____________________________________________________________ 51
3.1.2.1. Clculo da fora para transporte do material_______________________________ 52 3.1.3. Seleo dos materiais __________________________________________________ 53
3.1.3.1. Seleo da Correia___________________________________________________ 53 3.1.3.1.1. Especificaes da Correa _________________________________________ 53
3.1.3.2. Outros materiais selecionados__________________________________________ 54 3.1.3.2.1. Especificaes dos Materiais ______________________________________ 54
4. CONCLUSO ________________________________________________________________ 55
5. BIBLIOGRAFIA_______________________________________________________________ 56
6. ANEXOS ____________________________________________________________________ 57
9
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Acoplamento rgido ______________________________________________ 12 Figura 2 - Barra de apoio 01_________________________________________________ 13 Figura 3 - Barra de apoio 02 ________________________________________________ 14 Figura 4 - Barra de apoio 03 ________________________________________________ 15 Figura 5 - Barra Principal 01_________________________________________________ 16 Figura 6 - Barra Principal 02 ________________________________________________ 17 Figura 7 - Chapa de Apoio Lateral____________________________________________ 18 Figura 8 - Chapa Motor 01 __________________________________________________ 19 Figura 9 - Chapa Motor 02 __________________________________________________ 20 Figura 10 - Chapa Trava ____________________________________________________ 21 Figura 11 Mancal ________________________________________________________ 22 Figura 12 - Mesa de Apoio Central ___________________________________________ 23 Figura 13 - Rolete de apoio _________________________________________________ 24 Figura 14 - Rolete Movido___________________________________________________ 25 Figura 15 - Rolete Motor ____________________________________________________ 26 Figura 16 - Barras de Apoio ________________________________________________ 28 Figura 17 - Esteira Montando________________________________________________ 28 Figura 18 - Esteira Montando _______________________________________________ 29 Figura 19 - Esteira Montando _______________________________________________ 29 Figura 20 - Esteira Montando _______________________________________________ 30 Figura 21 - Esteira Montando _______________________________________________ 30 Figura 22 - Circuito bsico da fonte de alimentao ____________________________ 32 Figura 23 - Circuito com a estrutura bsica do Regulador Srie __________________ 32 Figura 24 - Circuito utilizando um regulador de tenso __________________________ 34 Figura 25 - Circuito driver do motor de passo por fonte de tenso.________________ 38 Figura 26 - Alimentao do motor de passo por fonte de tenso. _________________ 39 Figura 27 - Circuito final driver do motor de passo____________________________ 40 Figura 28 - Hardware do sistema de controle de motor de passo. _________________ 41 Figura 29 Estrutura Tubular Retangular _____________________________________ 54 Figura 30 Parafusos Allen M6 com cabea __________________________________ 54
10
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Relao dos valores de ngulo de passo e respectivos passos por volta ___36 Tabela 2 - Dados iniciais da Esteira____________________________________________51 Tabela 3 - Fora Tangencial na correia ________________________________________51 Tabela 4 Clculos para seleo da correia transportadora _______________________52 Tabela 5 - Clculo da carga de tenso da esteira (BP), em kg/m ____________________52 Tabela 6 - Ajuste do BP calculado para condies especficas de servio ___________52 Tabela 7 - Clculo da resistncia admissvel da esteira, ABS ______________________52 Tabela 8 - Confirmao da resistncia do eixo motor ___________________________ 53
10
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
1. INTRODUO
1.1. OBJETIVO
Este projeto tem como objetivo projetar, calcular, fabricar, montar, programar, simular e descrever o funcionamento de uma esteira transportadora de recipientes
plsticos. Esta por sua vez, far o reconhecimento de uma quantidade de lquido
especificada contida nos recipientes. Caso haja um volume inferior especificada no programa, os sensores contidos na esteira, os quais tm a funo de verificar a
quantidade de lquido e definir que tipo de liquido presente nos recipientes, avaliaro
se estes recipientes sero aprovados.
1.2. METODOLOGIA DE TRABALHO
O estudo para realizao deste trabalho baseou-se em todas as etapas que
compem a construo de um prottipo de uma esteira transportadora automatizada,
cujo objetivo identificar o nvel de liquido mnimo para vasilhames de plstico atravs de um sensor LDR e um Laser Pointer alocados na altura correspondente ao
nvel de 500ml para efetuar a medio e atravs de um microcontrolador
devidamente programado, efetuar a coleta de dados para anlise.
Essa medio feita em movimento executado por um motor de passo e
correia transportadora. A velocidade controlada atravs de um microprocessador.
11
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
O processo de confeco da esteira foi dividido em quatro etapas:
- Projeto Clculos e desenhos; - Fabricao Mecnica operaes de usinagem, corte, dobra, furao
e montagem mecnica;
- Automao confeco dos circuitos eletrnicos, fonte de
alimentao e sensores;
- Integrao montagem da parte mecnica junto com a parte eletrnica e ajustes e testes.
Sendo que cada etapa da confeco do prottipo foi detalhada nos captulos
com se seguem.
O captulo 2.1 trata do estudo dos materiais a ser utilizados (estrutura mecnica), desenho do projeto, confeco dos processos de fabricao (usinagem, corte, furao, dobra, etc.), especificao de funcionamento e montagem da parte mecnica.
O captulo 2.2 trata do processo de integrao de todos os elementos
envolvidos para o funcionamento da esteira e sua montagem, ajustes necessrios, e testes realizados a fim de verificar a eficincia do projeto.
O captulo 2.3 trata do estudo, projeto e confeco da parte eletrnica da esteira, envolvendo para isso a escolha de componentes eletrnicos adequados
para a montagem de mdulos como a fonte de alimentao, o circuito de controle e
programao, os sensores e o motor de passo.
O terceiro captulo trata da descrio dos valores limites estipulados para a
confeco do projeto, funcionalidade e capacidade, onde so apresentados os clculos efetuados e os dados obtidos para a realizao das especificaes do
projeto.
12
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2. ESTADO DA ARTE DO PROJETO
2.1. COMPONENTES MECNICOS DA ESTEIRA
Neste item ser detalhada a construo de todas as partes mecnicas do
conjunto, incluindo os processos de fabricao.
2.1.1. Acoplamento Rgido
O Acoplamento utilizado para transmitir o movimento do motor de passo
para o rolete de trao da esteira.
Figura 1 - Acoplamento rgido
Fonte: LAP- FATEC-SP
13
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.1.1. Processo de Fabricao
a) A Partir do Blank cilndrico, cortado previamente prximo as dimenses especificadas, foi usinado, em torno mecnico, at ser
atingido o dimetro nominal de 20mm;
b) Faceamento das laterais do cilindro delimitando o comprimento de uma polegada;
c) Furao interna de 13mm para o eixo do rolete; d) Furao interna de 7mm para o eixo do motor; e) Furao passante dos furos de apoio (dimetro de 5mm); f) Torqueamento das Roscas M6.
2.1.2. Barra de apoio 01
A barra de apoio 01 tem como funo sustentar o conjunto e garantir o paralelismo da esteira em relao ao plano de apoio, superfcie de contato, garantindo tambm, o alinhamento das barras principais.
Figura 2 - Barra de apoio 01
Fonte: LAP- FATEC-SP
14
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.2.1. Processo de Fabricao
a) Serrou-se um perfil retangular de 20mm x 50mm at o comprimento nominal.
b) Remoo das rebarbas com a lima fina. c) Acabamento com a lixa para remoo da ferrugem. d) Furao na face superior para fixao dos outros componentes,
dimetro de 6mm.
e) Furao na face inferior para insero das porcas de fixao para travamento da barra principal 02.
2.1.3. Barra de apoio 02
A barra de apoio 02 tem como funo sustentar o conjunto e garantir o alinhamento do motor com o eixo motriz.
Figura 3 - Barra de apoio 02
Fonte: LAP- FATEC-SP
15
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.3.1. Processo de Fabricao
a) Serrou-se um perfil retangular de 20mm x 50mm at o comprimento nominal.
b) Remoo das rebarbas com a lima fina. c) Acabamento com a lixa para remoo da ferrugem. d) Furao na face superior para fixao dos outros componentes,
dimetro de 6mm.
2.1.4. Barra de apoio 03
A barra de apoio 03, assim como a barra 01, tem como funo sustentar o
conjunto e garantir o paralelismo da esteira em relao ao plano de apoio, superfcie de contato, garantindo tambm, o alinhamento das barras principais.
Figura 4 - Barra de apoio 03
Fonte: LAP- FATEC-SP
16
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.4.1. Processo de Fabricao
a) Serrou-se um perfil retangular de 20mm x 50mm at o comprimento nominal.
b) Remoo das rebarbas com a lima fina. c) Acabamento com a lixa para remoo da ferrugem. d) Furao na face superior para fixao dos outros componentes,
dimetro de 6mm.
2.1.5. Barra principal 01
A barra principal 01 a barra transversa em que se apiam todos os itens da
esteira, nela que ficam apoiados correia, a mesa, a parte eletrnica e os
sensores, tem atuao igual a da barra principal 02.
Figura 5 - Barra Principal 01
Fonte: LAP- FATEC-SP
17
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.5.1. Processo de Fabricao
a) Serrou-se um perfil retangular de 20mm x 50mm at o comprimento nominal.
b) Remoo das rebarbas com a lima fina. c) Acabamento com a lixa para remoo da ferrugem. d) Furao na face superior para fixao dos outros componentes,
dimetro de 6mm.
e) Fresagem da face superior para deslocamento do rolo movido e ajuste de paralelismo da esteira.
f) Furao Lateral para apoio da mesa central.
2.1.6. Barra principal 02
A barra principal 02 a barra transversa em que se apiam todos os itens da esteira, nela que ficam apoiados correia, a mesa, a parte eletrnica e os sensores.
Figura 6 - Barra Principal 02
Fonte: LAP- FATEC-SP
18
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.6.1. Processo de Fabricao
a) Serrou-se um perfil retangular de 20mm x 50mm at o comprimento nominal.
b) Remoo das rebarbas com a lima fina. c) Acabamento com a lixa para remoo da ferrugem. d) Furao na face superior para fixao dos outros componentes,
dimetro de 6mm.
e) Fresagem da face superior para deslocamento do rolo movido e ajuste de paralelismo da esteira.
f) Furao Lateral para apoio da mesa central.
2.1.7. Chapa de Apoio Lateral.
Esta chapa onde se localizam as unidades de leitura ptica, o circuito
eletrnico e a fonte de alimentao.
Figura 7 - Chapa de Apoio Lateral
Fonte: LAP- FATEC-SP
19
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.7.1. Processo de Fabricao
a) Recorte da Chapa at sua dimenso sem as dobras. b) Dobra 90 no comprimento para apoio. c) Dobra 90 no lado oposto. d) Furao para aparafusamento a Mesa Central. e) Furao para Apoio dos Sensores.
2.1.8. Chapa Motor 01
Esta chapa utilizada principalmente para a regulagem vertical e horizontal
do eixo do motor com o eixo motriz, regulagem esta feita atravs de oblongos.
Figura 8 - Chapa Motor 01
Fonte: LAP- FATEC-SP
20
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.8.1. Processo de Fabricao
a) Recorte da Chapa at sua dimenso sem as dobras. b) Dobra 90 no comprimento para apoio. c) Fresagem dos Oblongos para deslocamento horizontal. d) Fresagem Central para deslocamento vertical. e) Furao Fixao do Motor.
2.1.9. Chapa Motor 02
Esta chapa utilizada para criar uma superfcie de apoio ao Motor de Passo,
que quando fixado a ela obtm dois furos para ajuste junto com a chapa motor 01.
Figura 9 - Chapa Motor 02
Fonte: LAP- FATEC-SP
21
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.9.1. Processo de Fabricao
a) Recorte da Chapa at sua dimenso sem as dobras. b) Furao Central para o eixo do motor. c) Furao para fixao do motor (4 furos eqidistantes do centro). d) Furao para fixao da chapa motor 01.
2.1.10. Chapa Trava
Esta chapa utilizada com o intuito nico de garantir o paralelismo entre a
barra de apoio 01 e a barra de apoio 02, possibilitando maior firmeza para os ajustes do motor.
Figura 10 - Chapa Trava
Fonte: LAP- FATEC-SP
22
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.10.1. Processo de Fabricao
a) Recorte da Chapa at sua dimenso sem as dobras. b) Dobra 90 no comprimento. c) Furao para fixao as barras de apoio.
2.1.11. Mancal
Os Mancais so utilizados para sustentar os rolamentos, rolamentos estes
que permitem suavidade no movimento da esteira. Usinados na Fatec para atender
as nossas necessidades especficas os mancais so uma das peas mais
importantes do projeto.
Figura 11 Mancal
Fonte: LAP- FATEC-SP
23
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.11.1. Processo de Fabricao
a) Corte do Blank de uma placa de ao 1020. b) Planificao na Fresa da espessura. c) Esquadrejamento por Fresagem. d) Torneamento do Furo de apoio do Rolamento. e) Furao dos parafusos de fixao do mancal as barras principais.
2.1.12. Mesa de Apoio Central
A Mesa de Apoio Central e aonde a correia da esteira descansa e retransmite
o peso dos vasilhames lquidos, alm da atuao de suporte, tambm o link de
ligao com a estrutura de suporte dos componentes eletrnicos.
Figura 12 - Mesa de Apoio Central
Fonte: LAP- FATEC-SP
24
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.12.1. Processo de Fabricao
a) Corte do Blank da placa de alumnio me. b) Corte da chapa at a dimenso nominal. c) Dobra 90 no comprimento. d) Dobra 90 no comprimento lado oposto. e) Fresagem dos canais de insero na barra principal (quatro canais
para montagem nas laterais das barras principais). f) Fresagem para insero do Rolo de Apoio (terceiro eixo). g) Furao para fixao da Chapa de Apoio Lateral.
2.1.13. Rolete de Apoio
O Rolete de apoio fixo, e tem a funo de tencionar apropriadamente a
correia da esteira atravs do lado de carga da mesma.
Figura 13 - Rolete de apoio
Fonte: LAP- FATEC-SP
25
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.13.1. Processo de Fabricao
a) Corte do Blank Cilndrico. b) Torneamento at o dimetro nominal. c) Faceamento das Laterais. d) Furao no sentido axial dos dois lados. e) Torqueamento para aparafusamento no interior da Mesa de Apoio
Central.
2.1.14. Rolete Movido
O Rolete Movido ligeiramente mais largo que o motor para promover uma
inclinao adequada ao conjunto, possui possibilidade de transladar longitudinalmente para tencionar mais ou menos a esteira.
Figura 14 - Rolete Movido
Fonte: LAP- FATEC-SP
26
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.14.1. Processo de Fabricao
a) Corte do Blank Cilndrico. b) Torneamento at o dimetro nominal. c) Faceamento das Laterais. d) Torneamento dos eixos na regio de apoio com o rolamento. e) Torneamento da zona de transio. f) Torneamento da regio cnica.
2.1.15. Rolete Motor
O Rolete Motor tem a funo de tencionar a esteira e os vasilhames, precisa
ter aderncia e suavidade em seu movimento, aps a usinagem foi recoberto com
um material termo retrtil emborrachado.
Figura 15 - Rolete Motor
Fonte: LAP- FATEC-SP
27
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.1.15.1. Processo de Fabricao
a) Corte do Blank Cilndrico.
b) Torneamento at o dimetro nominal.
c) Faceamento das Laterais.
d) Torneamento dos eixos na regio de apoio com o rolamento.
e) Torneamento da zona de transio.
f) Fresagem do Chanfro de Trava do Acoplamento.
28
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.2. MONTAGEM DOS COMPONENTES
O Processo de Montagem rene todos os componentes mecnicos num
conjunto s, os processos de montagem utilizados so principalmente: aparafusamento e rebitagem.
a) Seleo e Unio dos Componentes; b) Posicionamento das Barras de Apoio;
Figura 16 - Barras de Apoio
Fonte: LAP- FATEC-SP
c) Montagem das Barras Principais;
Figura 17 - Esteira Montando
Fonte: LAP- FATEC-SP
29
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
d) Aparafusamento do Motor na Chapa Motor 02; e) Aparafusamento do Chapa Trava nas Barras de Apoio; f) Aparafusamento da Chapa Motor 01 nas Barras de Apoio; g) Montagem do subconjunto motor na Chapa Motor 01; h) Ajuste do PowerTrain da esteira;
Figura 18 - Esteira Montando
Fonte: LAP- FATEC-SP
i) Montagem dos Rolamentos nos Mancais; j) Montagem nos Roletes Motor e Movido nas caixas de mancais;
Figura 19 - Esteira Montando
Fonte: LAP- FATEC-SP
30
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
k) Insero do Acoplamento Rgido; l) Ajuste do Acoplamento Rgido; m) Aparafusamento do Rolete de Apoio na Mesa de Apoio Central; n) Aparafusamento da Mesa de Apoio Central no Conjunto;
Figura 20 - Esteira Montando
Fonte: LAP- FATEC-SP
o) Processo de rebitamento da Chapa de Apoio Lateral com a Mesa de Apoio Central;
p) Ajustes para compra da correia transportadora; q) Marcao para costura da correia transportadora; r) Costura da correia transportadora; s) Ajustes e concluso de Montagem.
Figura 21 - Esteira Montando
Fonte: LAP- FATEC-SP
31
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.3. COMPONENTES ELTRICOS/ ELETRNICOS/ DE CONTROLE
Na confeco da esteira transportadora foram utilizados trs elementos
principais no que tange aos componentes eltricos, os quais sero descritos a seguir:
- Fonte de Alimentao;
- Motor de Passo;
- Circuito de controle utilizando o Basic Step.
2.3.1. Fonte de Alimentao
Uma fonte de alimentao regulada um circuito eletrnico projetado para proporcionar uma tenso contnua pr-determinada VOreg independente da corrente
de sada IL, da temperatura ou de quaisquer variaes na tenso da rede CA de
alimentao de entrada [Millman].
Vrios tipos de fonte de alimentao reguladas esto disponveis, dentre as
quais podem ser destacadas:
- Fontes de alimentao lineares
- Fontes de alimentao chaveadas
- Fontes de alimentao ressonantes
Inicialmente, sero abordados os fundamentos bsicos das fontes lineares
discretas, passando-se utilizao dos CI's e finalmente, s orientaes gerais dos
projetos a serem executados.
32
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.3.1.1. Fundamentos das fontes reguladas discretas
Basicamente, as fontes de alimentao reguladas lineares so compostas
pela estrutura representada no diagrama em blocos dado a seguir:
Figura 22 - Circuito bsico da fonte de alimentao
Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP
A seo no-regulada contm os componentes responsveis pela
transformao da tenso da rede para o nvel de tenso CA desejado (transformador), pela converso CA/CC (retificador) e pela reduo das oscilaes (ripple) da tenso retificada (filtro).
Figura 23 - Circuito com a estrutura bsica do Regulador Srie
Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP
33
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
O resistor Rs dever garantir a polarizao do diodo zener Dz, por sua vez
responsvel pela tenso de referncia, Vz.
O transistor Q2, conectado na configurao seguidor de emissor, providencia
que a tenso no seu emissor (VOreg) esteja 0.7 volts (valor correspondente tenso VBE ativo ) acima da tenso fornecida sua base. Observe que toda a corrente disponvel na sada dever fluir pelo transistor Q2. O divisor de tenso R1-R2 amostra
a tenso de sada VOreg, fornecendo a tenso de realimentao VF base do
transistor Q1. O transistor Q1, operando na regio ativa, estar comparando as
tenses VF e VZ , comportando-se da seguinte forma:
- Se Vo tende a aumentar, VF aumenta e em conseqncia, aumenta a tenso
na base do transistor Q1. Desta forma, a corrente de coletor do transistor Q1
aumenta, reduzindo a sua tenso de coletor a emissor (VCE) e consequentemente, a tenso na base de Q2. Novamente, a tenso de emissor de Q2 - seguindo a tenso
de base ser reduzida, compensando o aumento inicialmente suposto.
Considerando a tenso do diodo zener, a tenso de sada pode ser
determinada como:
ZBEF VVV += (1)
Da relao,
FF V
RRRV
RRV
RV
2
210
21
0
2
+=
+=
(2)
Ou seja,
)(2
210 ZBE VVR
RRV ++= (3)
34
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
O potencimetro P1 permite que a tenso de sada seja ajustada dentro de uma faixa de valores pr-escolhidos, compensando ainda as tolerncias em relao
aos valores dos resistores e diodo zener.
Alguns aspectos devem ainda ser considerados nas fontes de alimentao
reguladas como a dissipao de potncia do transistor Q2, o uso de pares Darlington
substituindo Q2 para o aumento da capacidade de corrente de sada, o uso de
capacitores como filtros de rudos de alta freqncia, dentre outros.
2.3.1.2. Reguladores Monolt icos
Com o advento da Microeletrnica, tornou-se econmica e tecnologicamente
realizvel a incorporao de todos os componentes da fonte regulada na forma
monoltica, obtendo-se todas as vantagens dos circuitos integrados: - excelente
desempenho, dimenses reduzidas, fcil utilizao e alta confiabilidade.
Um regulador monoltico de grande aplicabilidade a srie 78XXC,
constituda de reguladores de tenso fixa. A figura abaixo representa sua aplicao
usual, onde os capacitores Ci e Co so utilizados para a filtragem de rudos de alta
freqncia e o aumento da estabilidade de sada em relao temperatura.
Figura 24 - Circuito utilizando um regulador de tenso
Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP
Estes dispositivos no exigem qualquer ajuste, tm valores de tenses de sada disponveis em 5, 6, 8, 12, 15, 18 ou 24V e capacidade de corrente at
35
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
aproximadamente 1A. Possuem proteo interna contra curto-circuito, desconexo
trmica automtica, dentre outras caractersticas de bom desempenho.
Outros tipos de reguladores monolticos encontram-se disponveis em
diversas verses: - tenso de sada fixa ou varivel, alta corrente, sadas simples ou
simtricas.
2.3.1.3. Especif icaes da Fonte
A esteira transportadora utilizar uma fonte conforme circuito abaixo e
utilizando os componentes descritos anteriormente para formar duas sadas de
tenso reguladas de +5V e +24 volts respectivamente. Nota-se que o circuito
referente tenso de +5V possui um regulador 7824 que fornece uma tenso
regulada de 24volts na entrada do coletor do regulador 7805, isto foi feito para evitar
que tenses da rede acima de 110V pudessem originar uma variao na tenso de
sada do regulador 7805 acima do 5 volts devido a uma saturao do componente
por aumento de tenso de entrada do regulador.
Com isso podemos garantir uma tenso regulada independente da variao
da rede externa. Os capacitores eletrolticos apresentados no circuito tm a funo
de manter o nvel de tenso de sada e filtrar possveis transientes. J os diodos
1n4001 tm a funo de proteo do circuito para uma sobrecorrente.
As duas pontes retificadoras na sada do transformador visam criar uma
independncia dos circuitos para as tenses de +5 e +24volts.
.
36
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.3.2. Motor de Passo
O motor de passo (Stepping Motor) um transdutor que converte pulsos eltricos em movimento mecnico. A rotao do eixo do motor caracterizada por
um especifico ngulo incremental de passo para cada pulso de excitao. Esse
ngulo incremental repetido precisamente em cada pulso, gerado por um
apropriado circuito excitador. O erro que possa existir num determinado ngulo
incremental, geralmente menor que 5%, sendo este erro no acumulativo.
O resultado preciso e de movimento fixo, sendo que a cada pulso temos o
movimento de um nico ngulo incremental de passo, possibilita um eficiente
controle de posio. Sendo assim, o motor de passo possibilita um controle de
velocidade, direo e distncia, podendo em certos casos, dispensar o controle em
malha fechada (ou realimentao), bastando para tal haver uma segurana que o torque produzido pelo motor seja suficiente para movimentar a carga acoplada.
O circuito excitador constitudo por um circuito seqencial e um estgio
amplificador de sada. O circuito seqencial pode ser projetado para que o motor gire seu ngulo incremental de passo a cada pulso na sua entrada, ou para que o motor
gire apenas meio ngulo de passo.
A tabela descrita a seguir, ilustra os valores de ngulos de passo dos motores
comumente encontrados no mercado, com seus respectivos nmeros de passos por
volta.
Tabela 1 - Relao dos valores de ngulo de passo e respectivos passos por volta Passos/Volta 500 200 180 144 72 48 24
ngulo de passo 0,72 1,8 2,0 2,5 5,0 7,5 15,0
37
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
O estgio amplificador de sada pode excitar o motor por fonte de tenso ou
fonte de corrente. Sendo adotada a fonte de tenso por ser de mais fcil acesso.
Outros parmetros esto relacionados a seguir:
- Holding Torque: a potncia necessria para o motor sair da posio parado;
- Torque Residual: o resultado do fluxo magntico permanente que age nos plos do estator;
- Resposta de Passo: o tempo de atraso para o motor dar um passo comandado. Esse tempo funo do quociente torque/inrcia. Para o motor sem
carga da ordem de milisegundos;
- Ressonncia: O motor de passo possui certa freqncia natural
caracterstica, sendo que quando o motor atinge esta freqncia, ocorre um aumento
de rudo, vibrao e o motor pode ainda perder alguns passos ou at oscilar. O valor
dessa freqncia depende do motor, carga, e circuito driver. Sendo assim, podemos
modificar esse valor atravs de projeto; - Slew Rate: Impossibilidade de parar, comear ou reverter o movimento
instantaneamente.
Estes e outros parmetros evidenciam que o motor de passo utilizado em
movimentos que requerem baixa velocidade de operao, mesmo porque, seu limite
superior determinado em aproximadamente 500 passos/segundo em alguns
modelos de motores.
38
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.3.2.1. Modos de Acionamentos de Motores de Passo
Independente do tipo de alimentao ser unipolar ou bipolar, os enrolamentos
do motor de passo podem ser acionados segundo quatro modos:
a) Modo manual; b) Modo wave; c) Modo meio passo; d) Modo micro passo.
O modo utilizado foi o Modo Wave.
2.3.2.1.1. Modo wave
O modo wave caracteriza-se pelo acionamento de uma nica fase a cada
passo. O consumo menor se comparado ao modo normal, porm com menor
torque.
Primeiramente ser mostrado o projeto de um estgio de sada por fonte de tenso, conforme figura mostrada abaixo:
Figura 25 - Circuito driver do motor de passo por fonte de tenso. Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP
A figura ilustra o circuito bsico driver de motor de passo por fonte de tenso.
Foi escolhido o transistor BD 140 (conforme folha de dados em anexo) porque a corrente de coletor e da ordem de 300mA.
39
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
Devido carga indutiva do motor, podemos ter o aparecimento de tenses
reversas de valor elevado. Para assegurar um bom funcionamento do circuito,
evitando inclusive uma eventual queima dos transistores, devem ser colocados
diodos em paralelo com as fases do motor para limitar esta tenso reversa, junto com resistncia para dissipar e limitar a corrente. Principalmente em baixas
freqncias, observa-se uma melhora quanto trepidao e rudos, quando se
utiliza os diodos protetores.
Desta forma, utiliza-se o seguinte circuito driver por fonte de tenso para o
motor:
Figura 26 - Alimentao do motor de passo por fonte de tenso. Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP
O acionamento da figura acima nos mostra que com o aumento da freqncia
de rotao do motor, ocorre uma diminuio da corrente no caso de alimentao por
fonte de tenso. Esta situao ocasiona uma diminuio do torque, pois sabemos
que o torque esta relacionado potncia eltrica consumida.
O manual do fabricante de motores de passo apresenta esta curva,
mostrando a diminuio do torque com o aumento da freqncia de rotao.
Para melhorar o funcionamento do motor na regio de ressonncia, podemos
associar uma resistncia de potncia em srie com o motor, a fim de diminuir a
relao L/R.
40
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
A associao diminui a oscilao do motor, mas alm de existir uma
dissipao de potncia indesejada em cima das resistncias, temos uma diminuio do torque do motor pela reduo da corrente, podendo o motor no suportar a carga
acoplada.
Alm disso, com esta associao, foi possvel excitar o motor com freqncias
altas porque ocorre uma diminuio da freqncia de corte superior.
Porm no tivemos xito com a resistncia em srie, por isso acabamos
usando sem esta resistncia, ficando o circuito conforme figura 10.
2.3.2.2. Projeto de Hardware do Sistema
Conforme verificado anteriormente, o sistema de controle digital de motor de
passo composto por um sistema bsico de microprocessador, circuito de
acionamento seqencial e driver do motor.
O motor, a ser utilizado no sistema de controle digital de motor de passo, e o
motor de 1,80.
Esse motor de quatro fases possui o neutro ligado na terra e as fases
ativadas com +24V. Sendo assim, os circuitos driver, mostrados anteriormente, no
podem ser utilizados.
A figura desenhada a seguir ilustra um circuito driver para acionamento de motor de passo com fio neutro ligado em terra.
Figura 27 - Circuito final driver do motor de passo. Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP
41
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
A figura 27 ilustra um circuito driver por fonte de tenso para acionamento
de motor de passo com fio neutro, aterrado e fases ativadas com +Vcc.
Observamos que o transistor BC546 na entrada do circuito inverte a lgica,
ativando a fase i do motor, saturando o transistor BD140 quando Zi est com nvel
lgico 1.
Da mesma forma, com nvel lgico 0 na entrada Zi, a fase i do motor fica
desativada porque o transistor BD140 entra em corte.
importante ressaltar que pelo fato do motor ter quatro fases distintas, so necessrios quatro circuitos driver para o acionamento do motor. A sada Z1 aciona
o fio marrom do motor, o Z2 o vermelho, o Z3 o branco e o Z4 o verde. O fio neutro
preto deve ser conectado terra.
De maneira a facilitar a visualizao do hardware do sistema de controle digital de motor de passo, a figura dada a seguir, ilustra a interligao de todos os blocos descritos anteriormente.
Figura 28 - Hardware do sistema de controle de motor de passo. Fonte: Laboratrio de eletrnica- FATEC-SP
42
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.3.2.3. Concluses sobre o projeto de controle do Motor de Passo
2.3.2.3.1. Vantagens e Desvantagens
Em relao aos demais tipos de motores, o motor de passos apresenta
evidentes vantagens: como tamanho e custo reduzidos, total adaptao lgica
digital (o que permite o controle preciso da velocidade direo e distncia), caractersticas de bloqueio, pouco desgaste e dispensa realimentao.
Outra vantagem do motor de passos em relao aos outros motores a
estabilidade. Quando quisermos obter uma rotao especfica de certo grau,
calcularemos o nmero de rotao por pulsos o que nos possibilita uma boa
preciso no movimento. Os antigos motores passavam do ponto e para voltar
precisavam da realimentao negativa. Por no girar por passos a inrcia destes
maior e assim so mais instveis. Como a inrcia dos motores de passos menor a
possibilidade de eles passarem do ponto desejado existe, mas se passarem podem facilmente voltar, pois so controlados por uma lgica digital.
So poucas as desvantagens mais elas existem: m relao potncia -
volume e principalmente controle relativamente complexo.
43
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.3.2.3.2. Viso geral
Conclumos que o motor de passo traz vrias vantagens de controle,
facilidade da determinao da posio e velocidade de deslocamento. Todo controle
externo, o que caracteriza o motor de passo como um motor eltrico sem
comutadores, pois todos os bobinados no motor so parte do estator, e o rotor
geralmente um im permanente ou de indutncia varivel com um bloco dentado
de algum material magntico suave.
2.3.2.3.3. Aplicaes
Como os motores de passos tm movimentos precisos, qualquer
equipamento pequeno que precise de preciso no movimento utilizaram estes
motores.
Podemos citar, por exemplo, o controle de microcmeras num circuito interno
de vigilncia, em clnicas radiolgicas no auxlio de operadores para os mesmos
orientem o posicionamento das pessoas submetidas a uma radiografia,
posicionamento de uma mesa de trabalho em duas dimenses, furao automtica
de acordo com instrues em fita sobre as posies dos furos. Sua utilizao muito
ampla no permitindo a declarao de toda sua utilidade, mas podemos dizer que
vai desde o controle de mquinas industriais (robs) at pequenas demonstraes num curso de robtica. Alem de ser muito bem aplicado em nossa esteira
transportadora.
44
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
Segue em anexo ainda uma compilao dos Data-Sheets dos principais
componentes utilizados no projeto.
2.3.3. Programao do Basic-Step
Para a calibrao, reconhecimento, aceitao ou rejeio dos recipientes, foi feito um programa para o Basic Step a partir do computador, conforme os itens a
seguir.
2.3.3.1. Programa de ident if icao da esteira
timer1 on 256 'seta timer1 parmetros do boto start%=0000 stop% =0000 plus% =0000 minus%=0000
'parametros do ldr direta%= 0000 'incidncia direta do laser sem_liquido%= 0000 'laser atravessando garrafa sem liquido com_liquido%= 0000 'laser atravessando garrafa com liquido sem_laser%= 0000 'sem incidncia do laser
selecao=0 'determina se est havendo seleo ou no identificado=0 'determina se houve identificao (0 no, 1 aprovado, 2 reprovado)
timer_atual%=0 'valor "atual" do timer timer1 read timer_ant% 'valor "anterior" do timer timer%=0 'diferena entre timer anterior e atual pass_id=0
'seta pinos da porta b como sada makeout b,0 'motor de passo makeout b,1 'motor de passo
45
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
makeout b,2 'motor de passo makeout b,3 'motor de passo makeout b,4 'buzzer makeout b,5 'led reprova makeout b,6 'led aprova
'seta primeiro passo clr b,3 set b,2 clr b,1 set b,0
speed= 0 'velocidade de 0 a 10 ant_speed= 0 'velocidade antes de parar time_stp%= 20 incremento do tempo entre passos real_speed%=speed*speed_stp
makein C,0 'AD para LDR clrbit C,0
makein C,1 'AD para Botes clrbit C,1
le_botao: a2d x%, 1, idle filter botao%, x%, 4
if botao%
46
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
goto le_ldr
if botao%
47
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
endif goto passo
if ldr%>sem_liquido% then 'reprova identificado=2 set b,5 'acende led vermelho set b,4 'liga buzzer
ant_speed=speed
speed=0
endif
goto passo
if ldr%>com_liquido% then 'aprova
set b,6 'acende led verde
identificado=1
endif
goto passo
if ldr%>sem_laser% then 'inicio_selecao
selecao=1
endif
48
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
2.3.3.2. Controle do motor de passo
makeout b,0 makeout b,1 makeout b,2 makeout b,3 makeout b,4 makeout b,5 makeout b,6 makeout b,7 makein d,7 makein d,6 makein d,4
setbit b,4
do setbit b,0 pause 20 clrbit b,0 setbit b,1 pause 20 clrbit b,1 setbit b,2 pause 20 clrbit b,2 setbit b,3 pause 20 clrbit b,3
inbit presenca,d,4 'd4 vai no ldr
if presenca = 0 'fazer leitura setbit b,5 'b5 acende e apaga o laser de leitura pause 1000 inbit sensor1,d,6 l`e o sensor de leitura clrbit b,5
if sensor1 = 0 then
goto continua
49
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
end if
inbit bot,d,7paga 'pisca o led ate d7 ficar nivel alto while bot = 0 inbit bot,d,7 'd7 o botao do operador pra tirar a garrafa.
pause 700 'b7 para fazer um led piscar que ta reprovado. setbit b,7 pause 700 clrbit b,7 next
loop
'fim fazer leitura end if
continua: while presenca = 0 inbit presenca,d,4 'continuando motor ate sumir a garrafa setbit b,0 pause 20 clrbit b,0 setbit b,1 pause 20 clrbit b,1 setbit b,2 pause 20 clrbit b,2 setbit b,3 pause 20 clrbit b,3
loop
loop
50
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
3. MEMORIAL DE CLCULO DO PROJETO
Verifica-se abaixo o memorial de clculo para a confeco de uma esteira
rolante para inspeo e seleo de recipientes com envasamento de 500ml de um
determinado lquido.
3.1. ESCOLHA DOS COMPONENTES DO PROJETO
Distncia entre vasilhame (p) = 6 a 8 cm Dimetro do cilindro motor e movido (D) = 20mm (min)
3.1.1. Dados da correia transportadora - Habasit sugerido TU-5
- Material Poliamida com induo de poliuretano
- Espessura 0,70mm
- Peso da esteira 0,65 kgf/m
- Trao Admissvel - 3,5 kgf/cm (adm)
- Resistncia ruptura 60 kgf/cm (rup)
- Trao por alongamento de 1% = 1,7 kgf/cm ( 1%)
- Resistncia temperatura permanente= -20C/+100C
- Coeficiente de Atrito
Sobre o tambor-motor
Ao = 0,20 (a)
Borracha = 0,35 (b)
Sobre a mesa de apoio
ao = 0,32 (g)
sinttico = 0,32 (g)
51
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
3.1.2. Formulrio
- Quantidade de frascos n = L/p
-
- Peso dos frascos total Q = n x 0,5 (kgf) -
- Peso distribudo dos frascos qm = Q/L = n x 0,5 /L (kgf/m) -
Tabela 2 - Dados iniciais da Esteira Comprimento da mesa (m): 0,64 Largura da mesa (m): 0,15 Distncia entre frascos (m): 0,08 Quantidade de frascos: 8,00 Peso total dos frascos (kgf): 4,00 Peso distribudo frascos (kgf/m): 6,28 Dimetro externo do Tambor (0,02 m no min) (m): 0,03 Dimetro externo do rolete de retorno (m): 0 Comprimento da mesa de ao (m): 0,64 Largura da mesa de ao (m) 0,15 Espessura da mesa de ao (m) 0,01 Peso da mesa de ao (kg) 7,65
Tabela 3 - Fora Tangencial na correia Fora de atrito na mesa (Kgf): 0,82
coeficiente de atrito entre mesa e correia: (0,32) 0,20 Peso distribudo frascos (Kgf/m): 6,28 peso distribudo da correia (kgf/m) 0,14 peso da correia por m (kgf/m) 0,90
Fora de atrito nos roletes de retorno e tambores (kgf): 0,003572889 Coeficiente de atrito nos roletes de retorno (0,001~0,003) 0,002 n. de roletes de retorno 0,00 n. de tambores 2,00 Peso dos roletes de retorno (kg) 0,00 peso dos tambores (kg) 0,85 Peso total de roletes e tambores (kg) 1,70
52
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
3.1.2.1. Clculo da fora para transporte do material
Tabela 4 Clculos para seleo da correia transportadora Coeficiente de atrito tambor/correia (0,2): 0,15 ngulo de abraamento (Digite em graus): 180,00 ngulo de abraamento transformado em radianos: 3,14 T2 (kgf) 1,36 T1 (kgf) 2,18 Tenso na correia (kgf/cm) 0,14 Status dos clculos (tenso mxima adm = 3,5 Kgf/cm) OK
Clculo da potncia do motor (kW): 0,000258208 Potncia em W: 0,26
Velocidade admissvel (1,6 a 2,2 m/min) 1,80 Rendimento do redutor (0,8) 0,80 Rendimento transmisso por correia sincronizada (0,95) 0,95
Seleo da rotao do motor e relaes de transmisso Rotao do motor eltrico (RPM): 100,00 Rotao do tambor (RPM): 19,10 Relao de transmisso (ic): 5,24
Tabela 5 - Clculo da carga de tenso da esteira (BP), em kg/m M = Carga do produto, kg/m 0,03
W = Peso da esteira, kg/m 0,90 L = Comprimento da transportadora em metros 0,64 H = Diferena de altura da transportadora em metros (ps) 0,00 Fw = Coeficiente de atrito entre a guia de desgaste e a esteira 0,20 Mp = M x (Fp x % Acumulado da Esteira) 0,00
OBS: Fw e Fp obtidos da pgina de DADOS DA ESTEIRA Tenso da esteira (BP) --> BP = [(M + 2W) x Fw + Mp] x L + (M x H) 0,23
Tabela 6 - Ajuste do BP calculado para condies especficas de servio Determinao de SF (consultar tabela ao lado)
Digite o Fator de Servio (SF) 0,10 Digite o valor de BP 0,23
Valor ABP ajustado 0,02
Tabela 7 - Clculo da resistncia admissvel da esteira, ABS BS = Resistncia da esteira 0,10 T = Fator de Temperatura 0,00 S = Fator de resistncia 0,00
ABS = Resistncia admissvel da esteira 0,00
- Comparao entre os valores de ABP e ABS ;
- Determinao do espaamento mximo das engrenagens de acionamento;
53
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
Tabela 8 - Confirmao da resistncia do eixo motor Peso do eixo (Q), em kg/m 0,00
largura da esteira (B), em m 0,00 Carga total do eixo (w) 0,00 Obs.: Para eixo apoiado em dois mancais, a DEFLEXO, D, calculada a partir de: Onde:
Ls = Comprimento do eixo entre mancais em (mm) 0,00 E = Mdulo de elasticidade 0,01 I = Momento de Inrcia 0,01
Deflexo do eixo (D) 0,00
3.1.3. Seleo dos materiais
3.1.3.1. Seleo da Correia
Seleo da correia baseado no catlogo do fabricante: - Correa Selecionada: FAB-2E Fabricante: Habasit
3.1.3.1.1. Especif icaes da Correa
- Para mesa de apoio e roletes de suporte - Capa de trao [material PES (Polister)] - Face de transporte [material TPU (Poliuretano termoplstico)] - Cor branca - Espessura = 0,7 mm - Peso da correia = 0,7 [kg/m] - Dimetro mnimo do Tambor 8mm (dmin) - Trao por alongamento por 1% = 2 N/mm (k1%) - Trao Admissvel = 3 N/mm (kadm) - Resistncia admissvel =60 N/mm - Temperatura Admissvel de trabalho permanente = -30C/+110C
54
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
- Coeficiente de atrito sobre o tambor motriz = 0,15 (a) - Coeficiente de atrito sobre o tambor movido = 0,30 (a) - Coeficiente de atrito sobre a mesa de apoio
ao= 0,2 (g) ao inoxidvel = 0,15 (g) Resina termoendur = 0,2 (g) Madeira dura = 0,2 (g) Tamanho de fabricao = 4000 mm
3.1.3.2. Outros materiais selecionados
3.1.3.2.1. Especif icaes dos Materiais
Estrutura Bsica da Esteira - Estrutura Tubular Retangular #16 de ao: A=50mm e B=25mm
Figura 29 Estrutura Tubular Retangular Fonte: LAP - FATEC-SP
- Mancais de Rolamento: Ao 1020 utilizando rolamentos SKF blindados - Mesa de apoio: Alumnio de 2,5 mm de espessura
Parafusos - Allen M6 x 80mm
Figura 30 Parafusos Allen M6 com cabea
Fonte: LAP- FATEC-SP
55
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
4. CONCLUSO
Durante a elaborao desse projeto foi necessria a aplicao de conceitos aprendidos em vrias disciplinas do curso de tecnologia em mecnica de preciso, o
que foi de grande valia para a consolidao e aplicao de tais conceitos.
Foi constatado ao final do projeto que o motor utilizado no o mais adequado, uma vez que este apresenta um superaquecimento quando a correia
permanece ligada por alguns minutos. Outro inconveniente deste motor o fato de
no poder inverter sua rotao limitando assim os controles da esteira.
O controle de velocidade da esteira tambm no se mostrou adequado uma
vez que esta no teve um funcionamento perfeito ao longo de toda faixa de ajuste. Este dispositivo tambm provocou uma perda de torque no motor.
O micro controlador selecionado foi hiperdimensionado, ou seja, no houve necessidade de utilizao total dos recursos que o chip dispunha, mas devido a
problemas de software o programa foi simplificado para adequao e utilizao no
projeto. A esteira tambm apresentou um pequeno desalinhamento, o que fez com
que correia encostasse, por algumas vezes, na lateral da estrutura.
No entanto o dispositivo desenvolvido atingiu as expectativas como um
transportador didtico de esteira, uma vez que reproduz, dentro de suas limitaes,
o funcionamento bsico de uma esteira transportadora.
56
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
5. BIBLIOGRAFIA
(1) Tipler, Paul. Eletricidade e Magnetismo . Editora LTC. 3 Edio. 1995
(2) Halliday, Resnick, Walker. Eletromagnetismo . Editora LTC. 3 Edio.1994.
(3) Hayt, Will iam. Eletromagnetismo . Editora LTC. 3 Edio. 1983
(4) Schimidt, Walfredo. Materiais Eltricos . Editora Edgard Blucher Ltda. 2 Edio. 1986
(5) Kosow, Irv ing Leonel. Mquinas Eltricas e Transformadores . Editora Globo. 5 Edio. 1972.
(6) Mamede, Fi lho Joo. Instalaes eltricas Industr iais . Editora LTC. 4 Edio. 1995
(7) Mellman, Jacob e Halkias, Christos C.. Eletrnica Disposit ivos e Circuitos . Editora McGraw-Hil l Ltda. 1981.
(8) Martignore, Afonso. Eletrotcnica . Editora Globo. 8 Edio. 1970.
57
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
ANEXOS
58
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
59
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
60
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
61
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
62
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
63
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
64
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
65
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
66
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
67
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
68
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
69
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
70
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
71
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
72
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
73
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
74
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
75
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
76
Fate
c-SP
- Pr
ojet
o de
Co
ncl
us
o de
Cu
rso de
M
ec
nica
de
Pr
ecis
o - Es
teira
Tr
ansp
orta
dora
Au
tom
atiz
ada
77
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
78
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
79
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
80
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
81
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
82
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
83
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
84
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
85
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
86
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
87
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
88
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
89
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
90
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
91
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
92
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
93
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
94
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
95
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
96
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
97
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
98
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
99
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
100
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
101
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
102
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
103
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
104
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
105
Fatec-SP - Projeto de Concluso de Curso de Mecnica de Preciso - Esteira Transportadora Automatizada
Top Related