Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T21:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Matsumoto_Hidekasu_D.pdf: 9333077 bytes, checksum: 51f227c51103bc62610f0c64d486742b (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho procurou-se estudar a viabilidade de se tornear aços no estado endurecido utilizando máquinas de projeto mecânico convencional (sem mancais hidrostáticos e com um certo desgaste) comandadas numericamente, com a finalidade substituir as operações de retificação. Para tanto, usinou-se dois tipos de corpos de prova, de aço ABNT 52100 temperado e revenido com dureza média de 60 HRc (Rockwell C), com ferramentas de corte de PCBN (65% de CBN) e cerâmica mista ('Al IND. 2¿ 'O IND. 3¿ + TiC) encontradas no mercado. Monitorou-se os ensaios via corrente do motor principal e emissão acústica, com a finalidade de determinar o momento da substituição da ferramenta de corte. Após a análise dos resultados, chegou-se às seguintes conclusões: a) é possível substituir as operações de retificação por torneamento com máquina de projeto mecânico convencional, uma vez que se obteve qualidade IT5 e rugosidade menor que Ra = 0,6 'mu¿m, com vidas das ferramentas suficientemente longas para determinadas aplicações; b) os métodos de análise dos sinais de emissão acústica e corrente do motor utilizados, não se mostraram adequados para indicar o momento da troca da ferramenta; c) em geral, a ferramenta cerâmica apresentou vida média maior que a ferramenta de PCBN, porém com uma dispersão também maior / Abstract: The main goal of this work is to study the feasibility of turning hardened steels using a lathe with a conventional mechanical design (without hydrostatic bearings), aiming to replace grinding operations. For this purpose, two kinds of quenched and tempered 52100 steel workpieces were machined, with average hardness of 60 HRc, using PCBN (65% of CBN) and mixed ceramic ('Al IND 2¿¿O IND. 3¿ + TiC) tools. Both the electrical current of the main motor and the acoustic emission were monitored, aiming to automatically establish the moment to replace the tool. After the result analyses, the following conclusions were drawn: a) it is possible to replace grinding operations by turning with a conventional mechanical design lathe, since the workpiece quality obtained was within IT5 and the surface roughness was below Ra = 0.6 ' 'mu¿m, with tool life long enough for this kind of applications; b) the tool life monitoring through acoustic emission and electrical current of the main motor did not show to be suitable to establish the moment to replace the tool; c) in general, mixed ceramic tool had longer average toollife than PCBN tool, but presented larger scatter / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T02:03:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CaldeiraniFilho_Jose_D.pdf: 10240056 bytes, checksum: 245eb9ed7e55ea32716854aeed59c4a0 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta uma pesquisa experimental sobre a vida de fresas frontais de metal duro na usinagem do aço ABNT 1045. Para se melhor conhecer a influência de diversos parâmetros na vida da fresa, vários experimentos foram realizados variando-se a posição relativa entre fresa e peça, variando-se a velocidade de corte e a velocidade de avanço simultaneamente a fim de se manter o avanço por dente constante e também variando-se a velocidade de corte sem variar a velocidade de avanço, a fim de se variar o avanço por dente. Em todos os experimentos, a rugosidade da peça e o desgaste da fresa eram medidos logo após os cortes e a emissão acústica e a corrente elétrica do motor principal da máquina ferramenta eram medidos durante o transcorrer da operação (on-line). Os resultados mostraram que a posição relativa entre fresa e peça influencia fortemente a vida da ferramenta, que quanto menor a distância de ajustagem "j" , maior a vida da ferramenta; e que tanto a emissão acústica, quanto a corrente elétrica do motor podem se usadas para estabelecer automaticamente o fim da vida da ferramenta / Abstract: This work presents an experimental research about the tool lives of face milling carbide tools when machining AISI 1045 steel bars. Milling experiments were carried out using several different relative position between tool and workpiece, varying the cutting speed and feed velocity simultaneously in order to keep constant the feed per tooth. The cutting speed was also varied without changing the feed velocity, in order to vary the feed per tooth. In all the experiments the workpiece surface roughness and tool wear were measured off line and the acoustic emission generated by the cutting process and the electrical current of the machine main motor were measured on line. The results showed that the relative position between tool and workpiece influenced toollife strongly, the smaller the distance between the external diameter of the tool and the beginning of the workpiece, the longer the toollife. Both, acoustic emission and electrical current of the main motor can be used to automatically establish the end of toollife / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T16:01:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hervella_Cassio_M.pdf: 6637417 bytes, checksum: a9b3d4d37dcc1eba14ccf5bd3013af19 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho foi projetado, desenvolvido e implementado um sistema de controle programável flexível, para aplicação principal no controle de manipuladores e robôs industriais. Como método de abordagem global de um problema de controle automático, podemos dividí-lo em quatro partes principais, a primeira sendo a medição, aquisição e tratamento das grandezas a controlar, a segunda sendo o algoritmo de controle e o sistema de acionamento, a terceira sendo a automatização via programação e simulação de trajetórias e tarefas, e finalmente, a quarta parte sendo a interface homem-máquina. Sendo assim, subdividiu-se o sistema de controle desenvolvido em quatro módulos principais, sendo eles, o módulo de Monitoramento e Supervisão, o módulo de Controle e Acionamento, o módulo de Programação e Simulação e o módulo de Interface com o Usuário; por sua vez, estes módulos são compostos por vários sub-sistemas modulares, que foram projetados, desenvolvidos e testados separadamente, para que fossem flexíveis e confiáveis, tendo sido integrados em seguida, de várias maneiras, de modo a atender às características específicas de cada aplicação. Dentre os sistemas desenvolvidos, temos, por exemplo, interfaces de interface de entrada e saída de dados digitais, interfaces de supervisão de posição, interfaces de acionamento de potência, interfaces de decodificação de sinais de encoders; programas de testes para as interfaces desenvolvidas, programa de interface gráfica para utilização pelo usuário, e outros. Numa aplicação típica, no controle de um robô industrial, podemos ter diversos tipos de atuadores, sensores, mecanismos e arquiteturas do sistema mecânico a controlar, assim, com a substituição de alguns módulos, obtêm-se uma integração flexível que atende as necessidades de cada caso, sem que seja necessário um sistema de controle completamente novo, tomando a automação mais simples, eficiente e rápida. Por exemplo, na automação de um robô, podem ser necessários dois computadores, para que as cargas de processamento de dados de controle e a carga de processamento da interface gráfica com o usuário possam ser divididas entre estes; porém, numa aplicação, como o posicionamento de uma câmera de vídeo, a simplicidade do sistema mecânico, permite a utilização de um único computador, ou mesmo, uma interface dedicada, sendo mantida toda a estrutura global do sistema de controle / Abstract: In this work, it has been designed, developed and implemented a programmable flexible control system, for main application in the control of manipulators and industrial robots. As a global approaxing method for an automatic control problem, we can divide it in four main parts, the first beeing the measument, aquisition and treatment of the variables to control, the second beeing the control algorithm and the actioning system, the third beeing the automation throw programming and simulating of jobs and trajectories, and finally,the fourth beeing the man-machineinterface. Thus, we divided the developed control system in four main modules, which are, the Monitoring and Supervising module, the Actioning and Control module, the Simutation and Programming module and the User's Interface; which are compound by various modular subsystems, that were designed, developed and tested separately, so that they would be dependable and flexible, beeing then integrated, in many ways, to full-fill the specific caracteristics of each application. Within the developed systems, we have, for example, digital data input and output interface boards, position supervising boards, power driving boards, encoder sinal decodifying boards; test programs for the developed boards, graphics interface program to be utilized by the user, and others. In a tipical application, in controlling an industrial robot, we can have many diferent types of actuators, sensors, mechanisms and architectures of the mechanical system to control, thus, by substituting a few modules we can obtain a flexible integration that answers to the needs of each case, without the need of a completely new control system, making the automation more simple,eficient and fast. As an example, in the automation of a robot, may be neccessary two computers, so that the data processing loads of control and the user's graphics interface processing load can be divided between these, but, in an application, like a vídeo camera positioning, the simplicity of the mechanical system, enables the use of only one computer, or even, a dedicated board, beeing keept the global structure of the control system / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Anselmo Eduardo Diniz, Juarez Felipe Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T19:46:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hassui_Amauri_M.pdf: 6586198 bytes, checksum: 8031ea40b6cd0346161913e4ab661d27 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A determinação de forma objetiva do fim da vida do rebolo é de fundamental importância para a minimização do custo do processo, pois evita a rejeição de peças, que nesta fase do processo possuem alto valor agregado e otimiza a utilização da ferramenta bem como dos tempos de dressagem. Este trabalho tem como objetivo, mostrar o comportamento de diversas características do processo de retificação ao longo da vida do rebolo, com diferentes condições de operação, além de mostrar uma comparação do desempenho dos sensores de emissão acústica, vibração mecânica e corrente elétrica do motor, tanto na definição do momento de dressagem do rebolo, quanto no estabelecimento dos tempos de deformação elástica e centelhamento, que fazem parte do ciclo de retificação externa cilíndrica de mergulho. Para tal, foram usinadas peças cilíndricas de aço endurecido com dois tipos de rebolos, um considerado duro e outro mole, utilizando uma retificadora CNC, retificação de mergulho, e diversas condições de trabalho. A rugosidade das peças era medida após cada corte e foi o fator determinante do fim de vida da ferramenta. Simultaneamente, foram utilizados quatro sensores, dois monitorando, em tempo real, a emissão acústica, um a vibração, estando estes acoplados ao contraponto da máquina e um sensor de efeito Hall instalado no motor da máquina, que media a corrente elétrica consumida por este. Os resultados deste trabalho indicaram que o sinal de vibração mecânica é o mais adequado para determinação do fim da vida do rebolo, a corrente elétrica do motor e os tempos de deformação elástica e de centelhamento não apresentam relação com o desgaste do rebolo e o sinal mais indicado para determinação destes tempos é a emissão acústica / Abstract: The precise determination of the end of a grinding wheel life is very important to minimize the process cost because it avoids workpieces rejection that in this phase of the process have high aggregate value and optimize the utilization of the grinding wheel as well as the dressing time. The main objective of this work is observe the behavior of various grinding process characteristics througout the grinding wheel life, using diferent conditions of operation and show a performance comparation among acoustic emission, vibration and electric current of the motor as the definition of the dressing moment as to estabilish the elastic deformation time and sparkout, that are parts of the plunge external cilindricalgrinding process ciele. In the experiment were machined cilindrical workpieces of hardened steel with a hard grinding wheel and soft workpieces with a soft grinding wheel, using a CNC machine, plunge grinding and various cutting conditions. The roughness of the workpieces was measured after each cut and was the factor that determined the end of the wheellife. Simultaneously, were utilized four sensors, two monitoring the acoustic emission, one the mechanical vibration fixed at the tailstock and a Hall sensor instaled at the machine motor which measured the electrical current consumed The results of this work indicated that the mechanical vibration signal is the most apropriated to determine the end of the grinding wheellife, the electrical current of the motor and the times related to elastic deformation and sparkout did not present relation to the grinding wheel wear and the most sensible signal to detect these times is the acoustic emission / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-03Bitstream added on 2014-06-13T20:27:41Z : No. of bitstreams: 1 morais_ts_me_ilha.pdf: 1779620 bytes, checksum: b9fc2164652299690dfd01e30502deab (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho desenvolveram-se metodologias de diagnóstico de falhas utilizando observadores de estado do tipo Filtro de Kalman, nas quais, as entradas para os observadores são identificadas utilizando as funções ortogonais de Fourier, Legendre e Chebyshev. Um tipo de observador denominado Proporcional-Integral é apresentado para a identificação de entradas desconhecidas. Este observador consegue estimar, sob certas condições, as entradas e ou distúrbios presentes no sistema e essas entradas são utilizadas para a diagnose de falha utilizando um observador do tipo Filtro de Kalman. Também é apresentado o desenvolvimento de uma metodologia de identificação de parâmetros bem como das forças de excitação, através das funções ortogonais, utilizando somente a resposta. Apresentam-se resultados obtidos por meio de simulações computacionais e realizados experimentalmente numa bancada de teste pertencente ao laboratório de vibrações mecânicas do Departamento de Engenharia Mecânica de Ilha Solteira. / In this work a methodology for fault diagnosis of mechanical systems was developed by using Kalman Filter state observes, in which the input of the observers are identified by using Fourier, Legendre and Chebyshev orthogonal functions. A proportional-integral observer is presented to the unknown input identification. This observer is able to find the unknown inputs of the system and these inputs are used to fault detection purposes by using a Kalman Filter Observer. The methodology for the identification of system parameters and excitation forces by using only the response of the system, through orthogonal functions. The methodology developed is applied to a mechanical structure containing vibrating tables, in the Mechanical Vibrations Laboratory, at Unesp, Ilha Solteira.

Orientador: Robson Pederiva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T22:28:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chiarello_AndreGarcia_D.pdf: 7903318 bytes, checksum: cd3f513a26e60d59ef55edbb6453d942 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho aborda o problema de detecção e localização de falhas em sistemas mecânicos através de modelos matemáticos. Considera-se que o sistema mecânico seja representado por um modelo dinâmico na forma de variáveis de estado, com parâmetros constantes e entradas estacionárias. Definindo-se, apropriadamente, funções de correlação e explorando as propriedades inerentes aos sistemas estacionários, consegue-se obter funções analíticas envolvendo parâmetros físicos do sistema. Posteriormente, demonstra-se que estas funções analíticas podem ser utilizadas para monitorar parâmetros físicos do modelo, ou ainda, identificar parâmetros físicos relacionados a uma falha no sistema. Duas abordagens diferentes para o problema de localização de falhas são desenvolvidas: uma utiliza a estimação de parâmetros e outra utiliza funções de resíduo. Visando uma aplicação em sistemas reais, foram simulados sistemas mecânicos em diversas condições de operação. Os resultados numéricos comprovaram que a metodologia proposta pode ser utilizada no monitoramento de sistemas mecânicos / Abstract: This work deals with the problem of fault detection and location in mechanical systems through mathematical models. It is considered that the mechanical system is represented in a state space form, with constant parameters and stationary inputs. Some correlation functions are appropriately defined involving physical parameters of the stationary system. It is demonstrated that these correlation functions can be transformed to appropriate analytical form (redundancy equations) for fault detection and isolation purposes. Two different approaches are considered: one based on physical parameters estimation and the other based on residuaIs generation. Three different mechanical systems were numerically simulated with conditions (or restrictions) usually found in practical situations. The results showed that the proposed approach is a promising methodology for monitoring stationary mechanical systems / Doutorado / Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Gilberto Pechoto de Melo / Banca: Amarildo Tabone Paschoalini / Banca: Valder Steffen Júnior / Resumo: Neste trabalho desenvolveram-se metodologias de diagnóstico de falhas utilizando observadores de estado do tipo Filtro de Kalman, nas quais, as entradas para os observadores são identificadas utilizando as funções ortogonais de Fourier, Legendre e Chebyshev. Um tipo de observador denominado Proporcional-Integral é apresentado para a identificação de entradas desconhecidas. Este observador consegue estimar, sob certas condições, as entradas e ou distúrbios presentes no sistema e essas entradas são utilizadas para a diagnose de falha utilizando um observador do tipo Filtro de Kalman. Também é apresentado o desenvolvimento de uma metodologia de identificação de parâmetros bem como das forças de excitação, através das funções ortogonais, utilizando somente a resposta. Apresentam-se resultados obtidos por meio de simulações computacionais e realizados experimentalmente numa bancada de teste pertencente ao laboratório de vibrações mecânicas do Departamento de Engenharia Mecânica de Ilha Solteira. / Abstract: In this work a methodology for fault diagnosis of mechanical systems was developed by using Kalman Filter state observes, in which the input of the observers are identified by using Fourier, Legendre and Chebyshev orthogonal functions. A proportional-integral observer is presented to the unknown input identification. This observer is able to find the unknown inputs of the system and these inputs are used to fault detection purposes by using a Kalman Filter Observer. The methodology for the identification of system parameters and excitation forces by using only the response of the system, through orthogonal functions. The methodology developed is applied to a mechanical structure containing vibrating tables, in the Mechanical Vibrations Laboratory, at Unesp, Ilha Solteira. / Mestre