Orientador: João Maurício Rosário / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T19:32:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_LucianoAntonioFrezzatto_M.pdf: 5750912 bytes, checksum: c4a22f3fc8b9c19bf5c3cac9557903c4 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Máquinas-ferramenta CNC são dispositivos complexos que executam movimentos automáticos, precisos e consistentes. Com o propósito de aprimorar o desempenho destes dispositivos face às mudanças bruscas de parâmetros agregados a posição, velocidade e aceleração no decurso de determinada trajetória torna-se imprescindível o estudo de novas arquiteturas de controle. A automação flexível permite que dispositivos robóticos mostrem-se cada vez mais velozes, motivando o desenvolvimento de técnicas que possibilitem de modo eficiente a substituição de controladores clássicos do tipo PID. Este estudo propôs-se a implementar um método alternativo para acionamento de um dispositivo cartesiano CNC de alta precisão com ênfase no desenvolvimento de um ambiente computacional para planejamento de movimentos e síntese de controladores. A geração de movimentos foi realizada por meio de um método de interpolação por splines que garantiu a continuidade e a suavidade dos perfis de trajetória. Para garantir que tais perfis fossem corretamente executados pelo dispositivo cartesiano, dois métodos de controle baseados no modelo do sistema foram implementados de forma a estabelecer comparação entre seus desempenhos. Em seguida, concebeu-se um ambiente de simulação com arquitetura aberta e flexível, o qual permitiu validar as estratégias propostas além de analisar a influência que perturbações externas causavam sobre o comportamento do dispositivo cartesiano. Tendo as estratégias sido validadas, procedeu-se à implementação em dispositivo físico utilizando uma placa FPGA para embarcar os controladores sintetizados. Os resultados mostraram que as estratégias propostas apresentaram bom desempenho quando empregadas junto ao dispositivo cartesiano CNC. Outrossim, o ferramental desenvolvido no estudo é suficientemente genérico para ser estendido a outras aplicações utilizando máquinas-ferramenta CNC / Abstract: CNC machine tools are complex devices that execute automatic, precise and consistent movements. Aiming to improve the performance of these devices due to sudden changes on parameters associated to position, speed and acceleration while performing a given trajectory, it becomes indispensable the study of new control architectures. The flexible automation allows faster robotic devices, motivating the development of techniques that efficiently substitute classic PID controllers. This study aimed to implement an alternative method for driving a high-precision CNC cartesian device focusing on the development of a computing environment for movement planning and synthesis of controllers. The movement generation was performed by means of a spline interpolation method that ensured the continuity and smoothness of trajectory profiles. To ensure that these profiles were correctly executed by the cartesian device, two control techniques based on the model of the system were implemented in order to establish comparisons between their performances. Then, a simulation environment with open and flexible architecture was conceived, which allowed the validation of the proposed techniques besides analyzing the influence of external disturbances on the cartesian device behavior. Having the strategies been validated, the implementation in physical device was done using a FPGA board to embed the synthesized controllers. The results showed that the proposed strategies had good performance when applied to the CNC cartesian device. Furthermore, the tools developed in the study are general enough to be extended to other applications using CNC machine tools / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Suely Cunha Amaro Mantovani / Banca: José Raimundo de Oliveira / Banca: Nobuo Oki / Resumo: Neste trabalho descreve-se uma metodologia para síntese e otimização de circuitos digitais, usando a teoria de algoritmos evolutivos e como plataforma os dispositivos reconfiguráveis, denominada Hardware Evolutivo do inglês- Evolvable Hardware - EHW. O EHW, tornou-se viável com o desenvolvimento em grande escala dos dispositivos reconfiguráveis, Programmable Logic Devices (PLD’s), cuja arquitetura e função podem ser determinadas por programação. Cada circuito pode ser representado como um indivíduo em um processo evolucionário, evoluindo-o através de operações genéticas para um resultado desejado. Como algoritmo evolutivo, aplicou-se o Algoritmo Genético (AG), uma das técnicas da computação evolutiva que utiliza os conceitos da genética e seleção natural. O processo de síntese aplicado neste trabalho, inicia por uma descrição do comportamento do circuito, através de uma tabela verdade para circuitos combinacionais e a tabela de estados para os circuitos seqüenciais. A técnica aplicada busca o arranjo correto e minimizado do circuito que desempenhe uma função proposta. Com base nesta metodologia, são implementados alguns exemplos em duas diferentes representações (mapas de fusíveis e matriz de portas lógicas). / Abstract: In this work was described a methodology for optimization and synthesis of digital circuits, which consist of evolving circuits through evolvable algorithms using as platforms reconfigurable devices, denominated Evolvable Hardware (EHW). It was became viable with the large scale development of reconfigurable devices, whose architecture and function can be determined by programming. Each circuit can be represented as an individual within an evolutionary process, evolving through genetic operations to desire results. Genetic Algorithm (GA) was applied as evolutionary algorithm where this technique evolvable computation as concepts of genetics and natural selection. The synthesis process applied in this work starts from a description from the circuits behavior. Trust table for combinatorial circuits and state transition table for sequential circuits were used for synthesis process. This technic applied search the correct arrange and minimized circuit which response the propose function. Based on this methodology, some examples are implemented in two different representations (fuse maps and logic gate matrices). / Mestre

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-18T08:14:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:31:27Z : No. of bitstreams: 1 179264.pdf: 19423739 bytes, checksum: 83d37d4711c7b50faee1217eafc2d6f3 (MD5) / Este trabalho identifica as características relevantes de usinabilidade aplicadas ao processo de fresamento de superfícies de forma livre em materiais utilizados nas cavidades de ferramentas de moldagem de plásticos. O espectro dos materiais escolhidos para este estudo é determinado em função da aplicação específica no setor de moldes. Para moldes de média e alta produção, realiza-se o estudo em um aço inoxidável martensítico (ABNT 420), tipicamente utilizado, e verifica-se a possibilidade de usinagem no estado temperado, desde a etapa de desbaste até o acabamento. Para moldes de pequena produção realiza-se o estudo em uma liga de alumínio (AMP8000), de alta resistência mecânica, com crescente aplicação no chão-de-fábrica. Aborda-se também a usinagem da liga de cobre de alta resistência (Cu-Be), utilizada, principalmente, em regiões com necessidade de elevadas condutividades térmicas.Primeiramente, analisam-se as características de contato ferramenta/peça do processo e as influências dos parâmetros de corte com foco sobre a vida da ferramenta, forma de cavaco e potência de corte (Pc) para a etapa de desbaste em 2 ½ eixos e sobre a otimização do acabamento superficial e a diminuição do desvio de forma para a etapa de acabamento em 3 eixos. A partir de então, estuda-se separadamente a usinabilidade dos três materiais, com enfoques distintos, conforme a necessidade de aplicação. Associa-se a pesquisa no aço temperado à compreensão do processo e à identificação de materiais e de geometrias de ferramentas para desbaste e acabamento. Já nos estudos da usinabilidade das ligas de cobre (Cu-Be) e de alumínio (AMP8000) objetiva-se o aumento do rendimento da usinagem, com a possibilidade de aplicação de parâmetros de corte elevados. A respeito do fresamento do aço inoxidável martensítico, conclui-se a necessidade do uso de metal duro da classe K03 com micro-grãos, inclusive em comparação com as ferramentas de CBN. Quanto mais fino o tamanho de grão, maior a tenacidade e resistência ao desgaste do gume. Para o desbaste, recomenda-se o uso de ferramentas de topo reto, multi-cortantes (6 dentes), com ângulo de hélice (?) elevado, de modo que ocorra a sobreposição dos gumes, diminuindo o gradiente de esforços ao longo do corte e com canais rasos, aumentando a estabilidade da ferramenta de corte. O fresamento de cavidades de moldes de aço ABNT 420 realiza-se, necessariamente, em sentido concordante, sem fluido de corte e a programação das estratégias de usinagem deve considerar inicialmente, a redução dos raios de contornos e equiparação dos volumes resultantes das sobremedidas de usinagem. Uma vez realizadas, é possível a utilização de altas velocidades de corte. A respeito do fresamento da liga de cobre (Cu-Be), conclui-se que o espectro de ferramentas utilizadas pode ser o mesmo das empregadas para o aço ABNT 420 e os parâmetros de corte, os mesmos aplicados para aços nessa faixa de dureza (40 HRC). Deve-se realizar o acabamento com fluido de corte para evitar os incovenientes do retorno de cavaco para a superfície usinada.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05-25Bitstream added on 2014-06-13T20:49:18Z : No. of bitstreams: 1 goulartsobrinho_ef_me_ilha.pdf: 944900 bytes, checksum: 47dc5d964428b7cb8bd18e1e00e1d994 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho descreve-se uma metodologia para síntese e otimização de circuitos digitais, usando a teoria de algoritmos evolutivos e como plataforma os dispositivos reconfiguráveis, denominada Hardware Evolutivo do inglês- Evolvable Hardware - EHW. O EHW, tornou-se viável com o desenvolvimento em grande escala dos dispositivos reconfiguráveis, Programmable Logic Devices (PLD s), cuja arquitetura e função podem ser determinadas por programação. Cada circuito pode ser representado como um indivíduo em um processo evolucionário, evoluindo-o através de operações genéticas para um resultado desejado. Como algoritmo evolutivo, aplicou-se o Algoritmo Genético (AG), uma das técnicas da computação evolutiva que utiliza os conceitos da genética e seleção natural. O processo de síntese aplicado neste trabalho, inicia por uma descrição do comportamento do circuito, através de uma tabela verdade para circuitos combinacionais e a tabela de estados para os circuitos seqüenciais. A técnica aplicada busca o arranjo correto e minimizado do circuito que desempenhe uma função proposta. Com base nesta metodologia, são implementados alguns exemplos em duas diferentes representações (mapas de fusíveis e matriz de portas lógicas). / In this work was described a methodology for optimization and synthesis of digital circuits, which consist of evolving circuits through evolvable algorithms using as platforms reconfigurable devices, denominated Evolvable Hardware (EHW). It was became viable with the large scale development of reconfigurable devices, whose architecture and function can be determined by programming. Each circuit can be represented as an individual within an evolutionary process, evolving through genetic operations to desire results. Genetic Algorithm (GA) was applied as evolutionary algorithm where this technique evolvable computation as concepts of genetics and natural selection. The synthesis process applied in this work starts from a description from the circuits behavior. Trust table for combinatorial circuits and state transition table for sequential circuits were used for synthesis process. This technic applied search the correct arrange and minimized circuit which response the propose function. Based on this methodology, some examples are implemented in two different representations (fuse maps and logic gate matrices).

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T19:57:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pivetta_CarlosSergio_M.pdf: 2572259 bytes, checksum: d75f09a259545ac56a46ecc1d5870ba0 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O fresamento de cavidades de moldes e matrizes em material endurecido usando ferramenta de topo esférico tem limitações em termos de profundidades das cavidades, da taxa de remoção de cavaco e da vida da ferramenta. Algumas operações de fresamento em cavidades profundas não podem ser realizadas, devido à necessidade de se ter ferramenta com alto balanço, o que gera vibração e, em conseqüência, danos à rugosidade da peça e à vida da ferramenta. Outro ponto ainda não totalmente compreendido é a influência da rugosidade deixada na peça pela operação anterior, na rugosidade da operação de acabamento, já que, devido às baixas profundidades utilizadas nesta operação, a rugosidade da operação anterior pode influenciar a profundidade real removida. O principal objetivo deste trabalho é verificar a influência da relação comprimento/diâmetro da ferramenta (balanço), da rugosidade da operação anterior e da velocidade de corte na rugosidade da peça e na vida da ferramenta de fresamento em acabamento. Para isto foram realizados ensaios de fresamento em aço endurecido AISI D2 (58 HRC) com ferramenta de ponta esférica de metal duro recoberto, variando-se os citados parâmetros de influência. Dentre as conclusões deste trabalho, pode-se destacar: nem a rugosidade da operação anterior, nem o balanço da ferramenta influenciaram a rugosidade da peça, pelo menos nos níveis utilizados neste trabalho; com balanço da ferramenta pequeno, consegue-se baixos valores de desgaste e, com isso, longa vida da ferramenta, mas quando se utiliza conjuntamente balanço da ferramenta e velocidades de corte altas, a vida da ferramenta é bastante reduzida / Abstract: The milling of molds and dies cavities carried out on hardened steel using ball end mill presents limitations in terms of cavity depth, metal removal rates and tool life. Some milling operations on deep cavities are not possible due to the require of long tool overhang, what generates vibrations and, consequently, resulted in poor surface roughness and short tool life. Other point which is not totally understood up to the present is the influence of the surface roughness obtained in the previous operation on the results of finishing operation because on finishing operations, the actual depth of cut is not much larger than the height of roughness left on the surface by the previous operation. The main objective of this work is to verify the influence of the ratio tool overhang/ tool diameter, the roughness of the previous operation and cutting speed on the tool wear in finishing operations. Besides, it also intends to verify the influence of tool wear on the tool vibration, measured through the real time tool deflection. Milling experiments on AISI D2 hardened steel (58 HRC) were carried out using coated (TiNAl) carbide ball end mills with the input variables already mentioned. The main conclusions of this experiments, for the used conditions, were: the previous surface roughness neither the tool overhang have influence on the resulting surface roughness; when the tool overhang was the lowest one, cutting speed did not influence so much tool wear, but when the highest tool overhang was used, cutting speed presented a strong influence on tool wear / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica