Valorization and analysis of machining technology for the production of aluminium part and consecutively project optimization part production. New advanced cutting tools selection and application of new technologies. The adjustment and simplification of the existing NC program for given CNC machining centre and its final debugging. In the final part, there is an economical and technical evaluation of firm benefits and recommendations into production.

El texto completo de este trabajo no está disponible en el Repositorio Académico UPC por restricciones de la casa editorial donde ha sido publicado. / This work proposes the design of a low cost semi-industrial three degree of freedom CNC vertical milling center (VMC) with non-ferrous metal machining capabilities. The design seeks to mitigate the difficulties that acquiring a commercial industrial CNC can present, such as large dimensions, high cost and complications in its transportation within the plant. The proposed machine will be made up of 1 NEMA 23 stepper motor for each X, Y and Z axis, and will be controlled by open source firmware using an ATMEGA 2560 microcontroller. Likewise, the working area will be 320x180mm and will have a precision 100 microns with semi industrial capacities. This design is aimed at small and medium-sized companies that are looking for a low cost non-ferrous CNC milling machine that in turn has the quality, performance and precision of an industrial one.

The thesis focuses on comparison of different technological solutions for a new production hall in Gabon s.r.o. company. The thesis includes history of board production which is used in the company s production and analysis current production hall. The company produces furniture from the boards focusing on kitchens production. Part of the production relates to contracts with public institutions such as schools, kindergartens, and public offices. The company produces furniture for households as well.

This thesis is dealing with the problematics of education in the field of apprenticeship carpenter at the college. This thesis consists of three basic parts. In the first part, I describe the mentioned field and try to assess the present situation. I present both general and special knowledge, skills and attitudes. I also describe machines and their placement. In the second part, I suggest two possibilities of technological equipment improvement. I give the basic parametres and placement of individual machines. I also turn my attention towards the possibility to use CNC machine-tools and describe educational programs for the handling the CNC center. In the last part I ponder on which possibility would be the best when seeing from the angle of the teaching and space conditions. I assessed different potential benefits both for school and students.

Das Schaben ist ein Verfahren zur Bearbeitung metallischer Oberflächen und wird bislang ausschließlich manuell angewendet. Der Beitrag handelt von der Entwicklung eines Werkzeugs und des Prozesses für das Schaben von Metalloberflächen. Das im Rahmen eines Forschungsprojekts entwickelte Vorsatzwerkzeug zum Anbau an eine standardisierte CNC-Fräsmaschine bietet unter der Verwendung eines ebenfalls entwickelten Softwaretools die Möglichkeit das Verfahren unabhängig von spezialisierten Fachkräften durchführen zu können. Des Weiteren kann durch die Automation des Verfahrens eine höhere Produktivität realisiert werden. Der Beitrag geht neben dem aktuellen Stand der Technik intensiv auf die Eigenschaften des Vorsatzwerkzeugs, die Entwicklung eines notwendigen spezifischen Softwaretools sowie auf die Qualifizierung des Systems ein. Abschließend werden die gewonnen Ergebnisse in die Thematik eingeordnet und weiteres Forschungspotential ausgewiesen.

Baigiamojo darbo tikslas – dvikoordinačiui įtaisui suprojektuoti skaitmeninio programinio valdymo sistemą bei ištirti jos veikimą. Šio darbo įvadinėje dalyje suformuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, taip pat aptariamas temos aktualumas. Literatūros analizės dalyje analizuojami straipsniai, kuriuose pateikti naujausi skaitmeninio programinio valdymo įrengimų programavimo metodai ir tendencijos. Teorinėje dalyje sudaroma sistemos funkcinė ir principinė elektrinė schemos, sukuriamas sistemos kompiuteris modelis bei programinė įranga. Tiriamojoje dalyje vykdomas sistemos imitavimas, patikrinamas suprojektuotos sistemos darbingumas bei braižomos ir tiriamos sistemos koordinačių formavimo laikinės ir tikslumo charakteristikos. Darbą sudaro 8 dalys: įvadas, literatūros analizė, tyrimo tikslas ir uždaviniai, teorinė dalis, tiriamoji dalis, išvados, literatūros sąrašas bei priedai. Darbo apimtis – 53 p. teksto be priedų, 32 paveikslėlis, 2 lentelės, 25 literatūros šaltiniai. / The goal of this master thesis is to design a computer numerical control system for a two – coordinate device and to do a research of its characteristics. The main tasks are formed, as well as the urgency of the topic is being discussed in the introduction of this thesis. The gathered material about the programming of computer numerical control devices is systemized in the literature analysis part. In the theoretical part of this thesis, a functional and principal electric schematics, models and software are created. In the research part, the system is being simulated and graphic data of coordinates change in time and other precision characteristics are being analyzed. In the conclusion of this master thesis the results are discussed and suggestions are offered. There are eight parts of this master thesis: Introduction, Literature analysis part, The Goal and main tasks of this thesis, Theoretical part, Research part, Conclusions and Suggestions, List of Literature used and Additives. Work size – 53 p. without additives, 32 illustrations, 2 tables, 25 bibliographical sources.

Empreendimentos industriais requerem o completo e preciso acompanhamento de dados de máquinas em tempo real, integrando as atividades do chão de fábrica com a engenharia, suporte e de negócios. É reconhecido que sistemas de monitoramento são fundamentais para melhorar a qualidade do produto, reduzir os tempos e para a adaptação rápida às mudanças de produção. Os sensores de processos possuem altos custos, não são compactos e são de difícil implementação. Portanto, seria estratégico desenvolver sistemas de monitoramento que utilizem ao máximo os recursos já existentes nas máquinas ferramentas e que não representem custos adicionais de implementação. O uso de CNC´s de arquitetura aberta nas indústrias é crescente. Estes se mostram como potenciais ferramentas para atender a estas exigências. Possuem os recursos necessários para a aquisição de informações administrativas e tecnológicas e para o desenvolvimento de sistemas de monitoramento. O objetivo do presente trabalho é pesquisar arquiteturas de monitoramento e supervisão para processos de usinagem que tenham como base informações disponíveis em CNC´s de arquitetura aberta. Tais sistemas, apesar de todo o potencial existente, ainda não tem sido explorados nem desenvolvidos adequadamente para os processos de usinagem. O presente trabalho é multidisciplinar nas áreas de automação e usinagem. Está dividido em partes em que são analisados tanto os elementos tecnológicos dos CNC´s abertos, bem como os processos de monitoramento e supervisão da usinagem. São apresentadas propostas no sentido de integrar as duas áreas pelo desenvolvimento de arquiteturas de software dedicadas. Os sistemas desenvolvidos foram testados em laboratório e também nas empresas parceiras. Os resultados mostram que o uso de CNC´s abertos para monitoramento e supervisão de processos é viável e proporciona funções de monitoramento/supervisão que não eram possíveis com os sistemas convencionais e sem a necessidade de recursos adicionais, como hardware, sensores e instalação. A implementação de protótipo em empresa parceira foi bem sucedida e deverá ser expandida no futuro. / Manufacturing enterprises require complete real time and accurate monitoring of machine tool data for integrating the shop floor with other company activities, as engineering, maintenance and business. It is acknowledged that monitoring systems capabilities are unavoidable to improve product quality, to reduce production time, and to the rapid adaptation in the changes of production. The use of external sensors gives high costs and do not have the advantages of compactness and the ease of use. Therefore, it is extremely advantageous to develop monitoring systems maximizing the use of the resources already existent in the machine tools and without additional costs of implementation. The use of open CNC\'s on industries is growing. This kind of control has been a great tool to attend these present requirements. It has the necessary resource to get managerial and technological information, and to develop monitoring systems. The objective of this work is to research monitoring and supervision architectures for machining process, based on information already available in open CNC\'s. Such systems, in spite of the whole existent potential, have not still been explored nor developed appropriately for the machining processes. The present work is multidisciplinary in the automation and machining areas. It is divided in parts where the technological elements of open CNC\'s are analyzed, as well as the monitoring and supervision systems of the machining processes. An architecture is proposed in the sense of integrating both monitoring and supervision. The developed systems were tested in laboratory and also in the partner companies. The results show that the use of open CNC\'s for monitoring and supervision of processes is viable and provides monitoring/ supervision functions which were not possible with the conventional systems and without the need of additional resources, as hardware and sensor installation. The prototype tested in a partner company succeeded and should be expanded in the future.

Na busca de materiais de baixa densidade, alta resistência e baixo custo, o processo de Filament Winding, ou Enrolamento Filamentar, surge como uma das opções de processo automatizado para a fabricação de componentes em materiais compósitos reforçados por fibras (FRP – Fiber Reinforced Polymers). Tendo uma ampla aplicação estrutural, o tipo de fibra, o tipo de matriz, a orientação das fibras, as camadas de reforço, o mandril a ser utilizado e a otimização da trajetória de deposição das fibras são características essenciais para obtenção de uma peça com as características desejadas no processo. Dentre as necessidades para a utilização deste processo, exerce um papel de destacada influência a geração dos dados da trajetória de deposição da fibra, bem como a geração dos dados operacionais do processo. Este trabalho tem por objetivos desenvolver um programa para a geração destes dados, bem como os dispositivos necessários para a execução do processo de Filament Winding em torno CNC comercial. Os dados das trajetórias são gerados de modo integrado ao sistema CAD, representados por meio dos ângulos das trajetórias, e são alimentados em um programa computacional desenvolvido para este fim, que gera o código CN para a fabricação da peça no equipamento. Para a execução deste código na máquina CNC, foram desenvolvidos sistema de fixação do mandril e alimentador da fibra (incluindo tensionador) que possibilitam a execução do processo neste tipo de equipamento. Todo o sistema desenvolvido foi implementado e utilizado para a confecção de tubos com diferentes trajetórias de preenchimento, validando o sistema computacional e o processo desenvolvido. / In the search of low density, high strength and low cost materials, Filament Winding seems to be an option of automated process to manufacture components in Composite Materials Reinforced by Fibers (FRP – Fiber Reinforced Polymers). Due to its large application in structural engineering, aspects such as fibers, matrices, fiber paths and laminate sequence are essential characteristics to obtain the desired final part. Among the requirements to use the Filament Winding Process, the definition of the fiber paths as well as the laminate sequence play fundamental roles in order to achieve the optimum structural performance of the composite part. This work aims to develop the necessary program to generate this data and devices required for the implementation of Filament Winding process in a commercial CNC machine tool. The data of the trajectories are generated in the CAD system, represented by the angles of the trajectories, and are fed in a computer program developed for this purpose, which generates the NC code for the manufacture of the part in the machine. In order to carried out this code in the CNC machine there were developed mandrel fixation system and fiber feeder (including tensioner were deverloped) that enable to wind the part in this type of equipment. The system developed has been implemented and used for the manufacture of tube parts with different fiber paths, validating the integrated system and the process developed.

A obsolescência das Máquinas-Ferramentas (MFs) é um processo natural de envelhecimento neste tipo de equipamento. Esse processo compreende uma série de degradações tecnológicas, os quais se instalam e ocorrem em toda estrutura física de uma MF, independentemente da tecnologia utilizada. As degradações podem, no entanto, ser resultantes de vários fatores, como uso, aplicação, regime de trabalho, dentre outros. Os aspectos tecnológicos ficam mais evidentes quando se analisam as máquinas a Comando Numérico Computadorizado (CNC). Por sua vez, o CNC é um equipamento que apresenta uma evolução constante, mas que muitas vezes não pode ser facilmente incorporado às máquinas já existentes sem um processo de retrofitting anteriormente definido. Um processo de retrofitting pode ser considerado como um processo que permite aplicar incrementos tecnológicos em uma MF. Mais recentemente, diversos estudos têm apresentado tendências que fazem uma ligação entre MFs e sustentabilidade, sem, no entanto, definir ou propor modelos. Estudar os aspectos do comportamento das MFs existentes e poder aplicar recursos das novas tecnologias pode contribuir para melhorar os aspectos de sua produtividade e, por conseguinte, contribuir para uma produção mais sustentável. No entanto, isso deve ser feito a partir de uma metodologia que oriente um processo de tomada de decisão. Dessa forma, este trabalho propõe um método de referência aplicado a retrofitting de máquinas a partir da definição de coeficientes e de índices numéricos cujos resultados atuam como ferramenta orientativa a um processo de tomada de decisão. O método é aplicado a diversos tipos de MFs e os resultados indicam a viabilidade ou não de um retrofitting. / The obsolescence of Machine Tools (MT) may be defined is a natural process of aging in this type of equipment. This process comprises a series of technological degradation, which settles and occurs across the entire and physical structure of a MT, regardless of the technology used. The degradations may, however, be due to several factors such as usage, application, machining process and so on. The technology aspects are more evident when analyzing the machines Computerized Numerical Control (CNC). By the other hand the CNC is an equipment which naturally contributes with a constant evolution, but they often cant be easily incorporated into an existing machine without a procedure for retrofitting previously defined. A process of retrofitting can be defined and considered as a process incorporates technology resulting in increments of technology to a MT. However, the addressing of such process is usually applied without any models or tools within a process of decision making. More recently, several studies have shown trends making a connection between MT and sustainability without, however, defining templates for such process. The studies of all aspects of the behavior of an existing MT, even with its limitations, suggest the resources of new technologies can help to improve in general all aspects of their productivity and therefore contribute to a more sustainable production. However, this must be done from a methodology that guides the process of decision making. This decision process represents a process that results from a technological gain in a MT or not. Thus, this work proposes a reference method applied to retrofitting machines by defining a series coefficients and numerical indices whose results intends to be used as a tool for helping a decision-making process.

Na busca de materiais de baixa densidade, alta resistência e baixo custo, o processo de Filament Winding, ou Enrolamento Filamentar, surge como uma das opções de processo automatizado para a fabricação de componentes em materiais compósitos reforçados por fibras (FRP – Fiber Reinforced Polymers). Tendo uma ampla aplicação estrutural, o tipo de fibra, o tipo de matriz, a orientação das fibras, as camadas de reforço, o mandril a ser utilizado e a otimização da trajetória de deposição das fibras são características essenciais para obtenção de uma peça com as características desejadas no processo. Dentre as necessidades para a utilização deste processo, exerce um papel de destacada influência a geração dos dados da trajetória de deposição da fibra, bem como a geração dos dados operacionais do processo. Este trabalho tem por objetivos desenvolver um programa para a geração destes dados, bem como os dispositivos necessários para a execução do processo de Filament Winding em torno CNC comercial. Os dados das trajetórias são gerados de modo integrado ao sistema CAD, representados por meio dos ângulos das trajetórias, e são alimentados em um programa computacional desenvolvido para este fim, que gera o código CN para a fabricação da peça no equipamento. Para a execução deste código na máquina CNC, foram desenvolvidos sistema de fixação do mandril e alimentador da fibra (incluindo tensionador) que possibilitam a execução do processo neste tipo de equipamento. Todo o sistema desenvolvido foi implementado e utilizado para a confecção de tubos com diferentes trajetórias de preenchimento, validando o sistema computacional e o processo desenvolvido. / In the search of low density, high strength and low cost materials, Filament Winding seems to be an option of automated process to manufacture components in Composite Materials Reinforced by Fibers (FRP – Fiber Reinforced Polymers). Due to its large application in structural engineering, aspects such as fibers, matrices, fiber paths and laminate sequence are essential characteristics to obtain the desired final part. Among the requirements to use the Filament Winding Process, the definition of the fiber paths as well as the laminate sequence play fundamental roles in order to achieve the optimum structural performance of the composite part. This work aims to develop the necessary program to generate this data and devices required for the implementation of Filament Winding process in a commercial CNC machine tool. The data of the trajectories are generated in the CAD system, represented by the angles of the trajectories, and are fed in a computer program developed for this purpose, which generates the NC code for the manufacture of the part in the machine. In order to carried out this code in the CNC machine there were developed mandrel fixation system and fiber feeder (including tensioner were deverloped) that enable to wind the part in this type of equipment. The system developed has been implemented and used for the manufacture of tube parts with different fiber paths, validating the integrated system and the process developed.