Este trabalho traz uma avaliação da influência das características de continuidade geométrica na composição de curvas que serão guias e seções na construção de superfícies, sobre a suavidade do processo de fresamento em 5 eixos simultâneos. Nesse processo a orientação da ferramenta é determinada pelo vetor normal local da superfície-guia (que normalmente é a usinada) e, por esse motivo, descontinuidades geométricas nas superfícies fazem com que a operação de usinagem transcorra de maneira não suave, ficando sujeita a solavancos, marcas na peça, e até trazendo o risco de colisão. O objetivo deste trabalho é saber até que ponto a preocupação com continuidade geométrica na composição de curvas que, posteriormente, comporão as superfícies a serem usinadas, influenciam na suavidade do processo de fresamento em 5 eixos simultâneos. Para tal são usinadas uma superfície complexa e uma pá de turbina, obtidas através dos dados originais de um software específico para o desenvolvimento de turbinas. Superfície e pá são compostas por curvas construídas a partir de segmentos de splines concatenados com continuidades: geométrica entre G0 e G2, e paramétricas entre C1 e C2.

A automação industrial representa uma forma de aumentar a competitividade de uma indústria, aumentando produtividade e reduzindo custos, por exemplo. Porém ela não representa a única solução para obtenção de melhores resultados. As oportunidades de automação devem ser analisadas de forma sistemática e imparcial para que se buscar o melhor resultado da empresa. Esse trabalho apresenta um processo para verificação da viabilidade de possíveis automações sem depender da experiência das pessoas envolvidas na análise. Para validação do processo proposto, o mesmo foi aplicado em um caso real de solução automatizada e comparados os resultados de uma abordagem convencional em relação à abordagem proposta. Os resultados obtidos mostram que esse processo propicia ganhos no tempo de análise e reduz o risco de implantação do processo a ser automatizado.

O uso de ferramentas computacionais de Engenharia tem se tornado cada vez mais freqüente e necessário. Simulações são utilizadas para prever o comportamento de uma parte ou conjunto, objetivando diminuir a necessidade de construção de protótipos e da execução de testes, e consequentemente, prazos e custos. Uma das dificuldades de uma simulação consiste na determinação dos dados de entrada. O uso de análises integradas permite que dados de saída de uma análise serviam de entrada para outra, tornando o levantamento dos mesmos mais objetivo. Sendo esses dados mais confiáveis, toda a análise se torna mais precisa, e mais etapas de protótipo podem ser eliminadas. Neste trabalho é feita a análise computacional de um Simulador de Vôo de dois graus de liberdade. Tal simulador consiste em um mecanismo que tem suas características de desempenho fixadas em termos de posições, velocidades e acelerações máximas. Modelos geométricos, de mecanismos e de estruturas são criados, de modo que uma análise integrada seja feita. São enfatizadas a importância do uso da análise de mecanismos no processo, a ligação entre as análises de mecanismos e estruturas e a necessidade de verificação da hipótese de corpo rígido utilizada. Análises de mecanismos, freqüências naturais e tensão-deformação são feitas. Observa-se que a hipótese de corpo rígido é válida, e que o mecanismo poderia ser otimizado, tomando-se especial cuidado com as regiões próximas aos acionadores. A metodologia da análise integrada de mecanismos e estruturas é levantada, sendo sua aplicabilidade em toda uma classe de mecanismos ressaltada.

Este trabalho descreve o desenvolvimento e a aplicacao de umambiente computacional grafico, interativo e integrado, baseado nosistema CATIA, para o projeto e a simulacao de movimentos dos robosmanipuladores de cadeia aberta. A implementacao da metodologia deprojeto no sistema e ilustrada atraves do projeto de um robo SCARApara montagem automatica de componentes. Como o sistema CATIA naorealiza calculos da dinamica de robos manipuladores, algumas rotinasforam programadas e incorporadas ao sistema para permitir umambiente totalmente integrado de projeto.

A fim de superarem os desafios e permanecerem competitivas em meio ao turbulento mercado global, as empresas líderes de mercado estão implantando a manufatura digital em suas corporações. Para tanto, é necessário adequar os fluxos de atividades de planejamento, de forma que o uso das ferramentas digitais seja sistematizado e, simultaneamente, esteja alinhado com as necessidades corporativas. Este trabalho apresenta um método para a formalização do uso das ferramentas de manufatura digital no planejamento de processos de uma empresa. Inicialmente, busca-se aperfeiçoar o fluxo de planejamento de processos, em seguida propõe-se o uso evolutivo das ferramentas e, por fim, os pontos de atenção durante a implantação são destacados. Para a verificação de sua aplicabilidade, limitações e resultados, o método proposto foi aplicado a uma empresa de manufatura do segmento automotivo, que está em processo de implantação das ferramentas de manufatura digital no seu planejamento de processos.

A constante necessidade de melhoria nos processos de manufatura tem levado a um recente aumento no número de soluções automatizadas empregadas na montagem de estruturas aeronáuticas. Um processo de particular interesse para esta indústria é o alinhamento de seções de fuselagem, que atualmente é feito à mão ou por sistemas automatizados complexos e de alto custo. O método manual acrescenta um atraso significativo ao tempo de produção e a maioria dos sistemas automatizados possui pouca flexibilidade. Esta tese apresenta um sistema de integração implementado em uma solução alternativa de alinhamento que possui baixo custo e alta flexibilidade. Partindo de módulos pré-estabelecidos que incluem de manipuladores industriais a sistemas metrológicos de grande volume, este trabalho abrange os passos necessários para transformar a funcionalidade individual destes elementos em uma célula unificada. Primeiramente, uma análise funcional foi feita e os requisitos do sistema de integração foram detalhados de acordo com o padrão ECSS-E-ST-40C. Então um software foi escrito para implementar a abordagem planejada de acordo com os protocolos de rede requeridos por cada módulo. Uma IHM foi criada para centralizar o controle da célula e auxiliar na supervisão do processo. Finalmente foram realizados experimentos baseados no padrão EN ISO 9283 para se determinar qual configuração da célula melhor atende as tolerâncias de alinhamento. A configuração ótima atingiu a posição nominal com uma exatidão média de 0.16mm e 0.004.

Este trabalho é um estudo de técnicas de Síntese de Imagens e o desenvolvimento de um sistema de sintetização de cenas, envolvendo ambientes abertos, cujo conteúdo principal é a água. Para este modelo são permitidas a presença de oscilações da superfície e evolução desta movimentação em um modelo de animação. É usada a técnica de bump mapping para simular as ondas, que se fundamenta em métodos procedurais baseados em função de ruído. Vários aprimoramentos referentes a modelos de iluminação são apresentados, os quais têm como primitivas básicas características do modelo Phong. A animação da superfície é realizada por um processo baseado em animação de espaço sólido, onde o elemento variante é a textura. Para dar suporte às rotinas de síntese, desenvolveu-se uma aplicação que integra as técnicas de iluminação, textura e animação, onde, por meio de interfaces gráficas, são configurados diversos aspectos de luminosidade, posição do observador, características de fontes luminosas, perturbação e forma de ondas. Como resultado do processo de síntese, obtém-se um conjunto de quadros que são usados na composição da animação.

O atual processo de globalização inseriu as empresas em novos desafios. Um desses desafios, fortemente relacionado com a estratégia competitiva das empresas é o de desenvolver produtos cada vez melhores com tempo de desenvolvimento (lead times) e custos cada vez menores. As empresas têm investido grande quantidade de recursos em aplicativos computacionais que auxiliam o processo de desenvolvimento de novos produtos, como os aplicativos de projeto auxiliado por computador - CAD - sistemas de gestão de dados do produto - PDM - e sistemas de gestão corporativos - ERP. Estes aplicativos atualmente são utilizados de maneira isolada dentro das empresas, de maneira a formar ilhas de automação entre os usuários destes sistemas. Este trabalho visa apresentar as principais dificuldades e vantagens na utilização de soluções integradas no processo de desenvolvimento de produtos, assim como as análises técnicas do processo de integração entre os sistemas CAD/PDM com os sistemas ERP. Para demonstrar o processo de integração foram analisadas as potencionalidades de integração dos sistemas computacionais do Centro de Competência de Manufatura, e suas funcionalidades integráveis.

A partir da crescente necessidade de oferecer produtos únicos e inovadores, fabricados no menor tempo possível e com os menores custos, são cada vez maiores as exigências sobre os processos de manufatura e logística. A utilização de recursos de simulação digital pode contribuir significativamente para o planejamento de sistemas de manufatura. Entretanto, o método tradicional de simulação de processos não abrange a programação dos sistemas de automação e controle, a exemplo de CLPs e robôs, que tende a ser a última fase dentro do processo de desenvolvimento de um sistema de produção. Em geral, o projeto de controle se estende pela fase de comissionamento real, que é executada após a instalação dos equipamentos e consiste na verificação e correção de falhas de funcionamento para que o sistema entre em operação. Esta característica conduz a atrasos na implementação, bem como à diminuição da qualidade do sistema como um todo. De modo a reduzir as falhas encontradas nesta fase, torna-se necessário realizar testes de verificação integrados à fase de projeto. Por meio da tecnologia de Comissionamento Virtual, o sistema de controle pode ser testado em conjunto com modelos de simulação em condições próximas à realidade. Os benefícios esperados com a utilização desta tecnologia são: a diminuição do time-to-market; a redução dos custos de implementação e operação; e o aumento da qualidade do sistema de controle. A fim de atingir o objetivo de organizar o conhecimento sobre o método de Comissionamento Virtual aplicado a processos de manufatura automatizados, uma revisão sistemática é realizada para identificar e analisar estudos na literatura relativos a este tema. Expõem-se os conceitos e tecnologias envolvidos e os procedimentos para sua aplicação em projetos de sistemas automatizados de manufatura. Para estudo e análise desta metodologia, são desenvolvidos dois estudos de caso envolvendo a integração entre modelos computacionais, equipamentos físicos e sistema real de controle: uma célula robótica de soldagem e uma linha de produção automatizada. Estes são avaliados em conjunto com os demais estudos, em uma análise sobre a aplicação de Comissionamento Virtual a sistemas de manufatura. Por fim, são apresentadas sugestões para estudos futuros com escopos semelhantes aos desenvolvidos neste trabalho.

Manipuladores robóticos são sistemas constituídos por diversos elos interligados por juntas lineares ou rotacionais que são usualmente empregados em tarefas que não demandam contato entre o manipulador e a peça (e.g. pintura, solda e operações pick-and-place). Recentemente, tem-se constatado pesquisas sobre a modernização e o controle de manipuladores para tarefas em que é requerido um controle de força de contato com o ambiente (e.g. polimento, lixamento e rebarbação). A perspectiva clássica de controle de manipuladores robóticos considera a configuração (i.e. a posição) e as derivadas temporais (i.e. a velocidade e a aceleração) da estrutura mecânica do robô. Nesse trabalho, projeta-se, especifica-se e implementa-se sistema mecânico, sistema de controle, sistema de visão e sistema sensorial de controle de força e posição para um efetuador robótico de lixamento em superfícies planas por meio de sensores de força e posição dedicados. Por meio de métodos aplicativos de controle e analise em um ambiente de manufatura e processo aeronáutico são identificados requisitos parâmetros e o meio de medição e controle de padronização para o processo de lixamento. Foram usados o robô Kuka KR500 e um efetuador de lixamento especificamente projetado e construído para a realização de vários ensaios experimentais em chapas planas aeronáuticas de dimensões 500x500 (mm). Os resultados obtidos desses ensaios permitiram concluir performance do lixamento aplicado entre o meio robótico elaborado e o método de manufatura atual. O algoritmo gerado para análise de superfície caracteriza os efeitos de rugosidade linearizados do processo de lixamento, características chave para técnica de padronização, usando a função textura e orientação dos grãos metálicos tratados como padrão de análise, assegurando a não necessidade de inspeção visual ou amostral após aplicação.