O MQL (mínima quantidade de lubrificante) é sempre uma alternativa à inundação quando há necessidade da redução do consumo de óleo. Há autores que ainda defendem a melhoria de força de usinagem, aumento da vida de ferramenta e diminuição do consumo de energia devido a retirada da bomba de alta pressão do sistema de inundação, no entanto há divergências. Uma revisão sinótica mostrou que muitos modelos de previsão do consumo de energia de máquina-ferramenta não consideram o consumo do compressor de ar necessário no MQL. Esses modelos possuem como base um estudo realizado em 2006 no MIT, no entanto ainda estão em desenvolvimento, sendo alguns cálculos superdimensionados enquanto outros ignoram componentes da máquina-ferramenta. Dessa forma, este trabalho possui como cerne de sua motivação o estudo dos pontos divergentes e o teste de modelos para previsão do consumo energético de máquinas-ferramenta utilizando o MQL e inundação. Estes são realizados de forma comparativa entre as duas técnicas, MQL e inundação, para vida de ferramenta, esforços de corte e consumo energético. A operação foi a furação passante em ferro fundido cinzento com brocas de metal duro. A vida de ferramenta apresentou uma diminuição com o uso de MQL, no entanto responde melhor quando aumenta-se o avanço. Em contrapartida o momento torçor junto com a energia total consumida diminuem com este aumento. Destaca-se também o valor da parcela de energia consumida no corte, a qual é diminuta quando comparada com o consumo de componentes básicos da máquina-ferramenta.

Um bloco de motor reúne boa parte das operações clássicas de usinagem, e a operação de furação é uma das que apresentam o maior tempo efetivo de corte, apresenta grande influência sobre os custos finais obtenção de tal produto. Uma das formas de reduzir este custo é aumentando a longevidade da ferramenta de corte, pode ser obtido através do uso de fluidos de corte, permitindo controle da temperatura, aumento da refrigeração do sistema e da lubrificação na região de corte, além de auxiliar na remoção de cavacos e particulados. A partir de tais pressupostos, este estudo teve por objetivo, a comparação do desempenho de três fluidos de corte de base vegetal em um ensaio de furação com uma broca de metal duro, sendo usinado um bloco de ferro fundido vermicular utilizado na fabricação de blocos de motores. Para isto, do ponto de vista metodológico, foram realizados ensaios tradicionais do tempo de vida da ferramenta com a análise de tempo de vida da broca em furos contínuos. Os critérios aplicados nos ensaios foram: o tempo de vida da broca em furos contínuos com profundidade definida, em percurso de material removido, até atingir a marca de desgaste de flanco (VB) limítrofe; análise dos cavacos quanto à forma e coloração durante o ensaio; as análises das propriedades químicas e microbiológicas dos fluidos de corte durante o processo de usinagem, obtendo-se uma avaliação dos riscos à saúde humana e ao meio ambiente.

Muito se tem pesquisado no desenvolvimento e fabricação de dispositivos de perfuração, demolição e militares, utilizando Cargas Ocas ou Shaped Charges, desde o descobrimento do chamado efeito Monroe pelo cientista de mesmo nome; o qual através de suas pesquisas motivou também os pesquisadores da indústria do petróleo a utilizá-lo na prospecção e exploração deste precioso óleo mineral. Mas sempre foi e continuará sendo possível incrementar seu desempenho e isto tem sido feito com sucesso desde o projeto Bazooka, norte americano, no inicio da Segunda Grande Guerra. O trabalho aqui apresentado objetiva estudar o comportamento dos chamados liners ou cones utilizados em cargas ocas do tipo CSC - Conical Shaped Charges, utilizadas para exploração petrolífera, fabricados a partir da compactação de pós metálicos; especificamente combinando o Cobre com Tungstênio e Estanho; processo o qual substituiu na indústria petrolífera, com grande sucesso, os cones fabricados a partir de Cobre eletrolítico, ainda em uso na área militar, fabricados a partir de chapas por repuxo, estiramento, prensados ou até mesmo fundidos. O sucesso desta aplicação prende-se à maior facilidade de fabricação e configuração dos cones, possibilidade do uso de materiais pesados para incremento de energia de perfuração e desempenho similar ou mesmo melhor que os de metal puro. Adicionalmente, produz furos limpos, ou seja, sem resíduo de material do cone, os chamados slugs ou carrots; característica importante para exploração petrolífera.

O mercado aeronáutico tem se tornado cada vez mais competitivo. Este cenário tem pressionado as fabricantes de aeronaves a buscarem soluções inovadoras para aumentar a eficácia de seus processos de fabricação. Neste contexto surgiu o projeto AME (Automação da Montagem Estrutural de aeronaves), uma parceria entre o ITA e a EMBRAER para pesquisa e desenvolvimento de soluções economicamente viáveis para automação do processo de junção de fuselagens aeronáuticas. Um produto deste projeto é o EFIP (Efetuador de Furação e Inserção de Prendedores). Este efetuador robótico é utilizado para automatizar os processos de furação e instalação de prendedores. Neste contexto esta dissertação propõe uma solução para a arquitetura de software de controle para o efetuador multifuncional EFIP. Para seleção da arquitetura de controle do efetuador foram avaliadas três abordagens com características para implementação de aplicativos baseados em eventos discretos. Duas destas abordagens são específicas para controlar sistemas a eventos discretos: o state diagram e o statechart. Ambas apresentaram limitações. A primeira por ser mais adequada para sistemas de baixa complexidade e a segunda devido ao processo de conversão do statechart para linguagem LabviewTM. A terceira abordagem avaliada foi a arquitetura produtor-consumidor. Apesar de também apresentar limitações referentes à sua aplicação foi a arquitetura selecionada. Esta arquitetura possui um código aberto que permitiu ser customizado para atender aos requisitos do software de controle do EFIP. Para verificação da arquitetura selecionada foram utilizadas duas técnicas: A primeira faz verificação formal utilizando autômatos temporizados e a ferramenta UPPAAL. A segunda verifica o software desenvolvido por meio da aplicação de testes utilizando a metodologia COFI. As técnicas de verificação apresentaram contribuições importantes e complementares.

A furação orbital é um processo de usinagem com a finalidade de abrir furos através de um duplo movimento circular, acompanhado de um deslocamento linear na direção de furação. Uma ferramenta de corte girando em alta velocidade é colocada em movimento numa orbita excêntrica e simultaneamente deslocada contra a superfície do material a ser furado. Esta excentricidade define o diâmetro final do furo, sendo que o efeito de fresar a peça reduz o esforço de furação e acarretando num furo com bom acabamento superficial e isento de rebarbas, em comparação a processos convencionais de furação. Para promover estes movimentos, um dispositivo automático de furação orbital foi projetado e desenvolvido para ser acoplado no punho de um robô manipulador industrial. O processo de desenvolvimento deste dispositivo, seus requisitos, funções e módulos funcionais são apresentados neste trabalho, culminando na construção do sistema EFORB ou Efetuador de Furação Orbital Robotizado, sendo seu desenvolvimento e construção o tema central desta tese. Os resultados obtidos atestam o funcionamento do dispositivo desenvolvido, atendendo as tolerâncias e requisitos de processo exigidos para aplicações no setor aeroespacial.

O presente trabalho é motivado pelo fato da Montagem de Material Compósito ser um processo que envolve uma qualificação especializada e onerosa para a EMBRAER. Para reduzir os custos operacionais e aumentar a competitividade do avião Legacy 450/500, foi realizado esse trabalho com o objetivo de executar e qualificar o processo de furação automatizada dos revestimentos das empenagens horizontais e verticais dos protótipos do Legacy 450/500. Este trabalho descreve detalhadamente a abordagem de implantação dessa solução com o uso dos conceitos DIP, 3P e automação. Disserta também sobre a implantação da abordagem Design for Automation (DFAut) na empresa, com a seleção e registro das lições aprendidas ao longo do desenvolvimento do trabalho, em particular, na eliminação de máscaras de furação, na análise de reforçadores de nervura e o uso do mock-up de madeira para validar a programação CN. As lições aprendidas são usadas para a elaboração preliminar de um guia de diretrizes DFAut que possa ser utilizado em projetos futuros pela empresa. Por fim, são identificados e discutidos os benefícios da aplicação da solução automatizada expressos em termos quantitativos e qualitativos.

Este trabalho aborda o problema da concepção de sistemas supervisórios para células robóticas colaborativas flexíveis na indústria aeronáutica. Para esta finalidade, é proposta uma abordagem mista para modelagem e verificação de células robóticas baseada em simulação gráfica de robôs e rede de Petri colorida. Rede de Petri é utilizada para modelar o sistema supervisório que gerencia as atividades dos robôs, a interação com outros elementos e para representar a lógica de programação. Simulação gráfica de robôs é aplicada para ilustrar o comportamento dos robôs em um ambiente 3D indicando, por exemplo, a ocorrência de colisões. A flexibilidade da aplicação requer que os robôs trabalhem subordinados ao sistema supervisório, tendo suas trajetórias definidas durante a execução das tarefas e não previamente programadas em seus controladores. Como conseqüência, com o propósito de verificar a célula robótica colaborativa, ambas as ferramentas de simulação devem ser integradas. A motivação deste trabalho é a concepção de uma célula de trabalho para a indústria aeronáutica, automatizando os processos de furação e inserção de prendedores em partes da fuselagem. A célula é composta de dois robôs que devem trabalhar em cooperação e em colaboração na montagem estrutural de aeronaves.