Estudo de requalificação de máquinas: ferramenta CNC

Abstract

As máquinas-ferramenta enfrentaram uma evolução constante ao longo dos anos, que foi acentuada com os avanços tecnológicos ao nível da eletrónica verificados no século XX. Isto faz com que um equipamento que apresente boas condições mecânicas acabe por se revelar inoperacional, devido à obsolescência do seu sistema de controlo. Para contornar esta adversidade, é necessário garantir o correto funcionamento das máquinas através de uma manutenção cuidada, documentada, e da procura de uma modernização viável com a composição base do equipamento. No seguimento deste tema, tem-se o exemplo da fresadora CNC de quatro eixos das Oficinas de Formação e Apoio, do Departamento de Engenharia Mecânica. Esta máquina encontra-se fora de serviço e carece de uma atualização completa dos seus sistemas de controlo, bem como de manuais de utilização e manutenção. Este tema surge na tentativa de proporcionar uma nova vida à máquina, através da requalificação dos componentes avariados/ultrapassados. Numa fase inicial, faz-se uma pequena introdução ao universo de máquinas-ferramenta, dando a conhecer a sua evolução histórica, a importância de uma manutenção constante e da manufatura sustentável para o prolongamento da vida útil dos equipamentos. Apresenta-se, ainda, a constituição comum deste tipo de máquina-ferramenta de comando numérico, salientado os seus principais sistemas e componentes. De seguida, apresenta-se a fresadora em estudo, dando a conhecer os seus componentes e a função que desempenham. Passando para o desenvolvimento do trabalho em si, todos os resultados obtidos nos testes realizados são apresentados, desde o sistema de acionamento ao sistema pneumático e os dispositivos de segurança. Apresenta-se, ainda, os procedimentos seguidos na montagem e afinação dos componentes mecânicos, e os elementos desenvolvidos para assegurar o correto funcionamento da máquina. Desta secção resultam considerações importantes acerca do estado de conservação da máquina, concluindo-se sobre as suas necessidades ao nível da atualização dos sistemas. Anexado a esta dissertação encontra-se um conjunto de documentos de apoio à utilização da máquina, como procedimentos de teste, incluindo guias de utilização do inversor e do osciloscópio.

Machine tools have faced a constant evolution over the years, which was accentuated with the technological advances in electronics that occurred in the 20th century. This means that equipment that is in good mechanical condition ends up inoperable, due to the obsolescence of its control system. To get around this adversity, it is necessary to guarantee the correct operation of the machines through careful and documented maintenance, and the search for a viable modernization with the basic composition of the equipment. Following this theme, we have the example of the four axis CNC milling machine of the ”Oficinas de Formação e Apoio”, of the Mechanical Engineering Department. This machine is out of service and needs a complete upgrade of its control systems, as well as user and maintenance manuals. This topic arises to give the machine a new life, through the requalification of the broken/outdated components. Initially, a short introduction is made to the machine tool universe, making known its historical evolution, the importance of constant maintenance and sustainable manufacturing for the extension of the equipment's useful life. The common constitution of this type of numerically controlled machine tool is also presented, highlighting its main systems and components. Next, the milling machine under study is presented, making known its components and the function they perform. Passing to the development of the work itself, all the results obtained in the tests performed are presented, from the drive system to the pneumatic system and the safety devices. Also presented are the procedures followed in the assembly and tuning of the mechanical components, and the elements developed to ensure the correct operation of the machine. This section results in important considerations about the state of conservation of the machine, concluding on its needs at the level of system upgrades. Attached to this dissertation is a set of support documents for the use of the machine, such as test procedures, including guides for the use of the inverter and the oscilloscope