Relatório de Projecto 2005-2006 - LAR - UA
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1. 1 Comutar os bot es referentes aos eixos que se pretendem alinhar neste caso ser o bot o X Ye Z Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 22 2 Movimentar caso necess rio os eixos a fim de n o estarem posicionados no limite do seu curso Para mover os eixos dever escolher se o modo MDI e de seguida escolher o eixo a movimentar com o volante manual 3 Escolher o modo de opera o REF 4 Pressionar o bot o do teclado inferior do painel de controlo O modo de funcionamento EDIT ser necess rio para a visualiza o das janelas de configura o contudo basta pressionar o bot o EDIT seguido do bot o referente ao tipo de configura o detalhado mais adiante Configura o da comunica o do lado do centro de maquina o A comunica o com o centro de maquina o poder fazer se de varias maneiras sendo a comunica o do tipo RS232 e ethernet as mais comuns Como se pretende usar a comunica o ethernet ter necessariamente de se configurar o endere o IP do equipamento e a sua sub m scara de rede Para configurar estes dois par metros ser necess rio seguir os seguintes passos 1 Escolher o modo de funcionamento EDIT seguido do bot o SYSTEM 2 Escolher a janela ETHPRM seguido da janela EMBEDD fig 9 mem 01000 NO0000 x 301 960 F 304 054 EUH TIME 150H20H CYCLE TIME EH BH ES do o Estica B A AGA EMBEDDED PORT GOL Gab GSA F H GI2. o em simult neo de v rios centros de maquina o e interagir com uma paragem de emerg ncia em caso de anomalias Livrarias de liga o din mica FOCAS Livrarias de liga o din mica mais conhecidas como DLL s Dynamically Linked Libraries n o s o mais do que ficheiros de c digo guardado em disco e que o programa ao executar referencie para partes desse c digo necess rias no programa naquele momento poupando assim recursos de memoria e por vezes c digo duplicado O conjunto de livrarias usadas nesta aplica o tem por nome FOCAS Fanuc OpenFactory ComputerNumericalControl AplicationProgramminglnterface Specification e s o um conjunto de DLL s que disponibilizam um conjunto de fun es de comunica o entre o PC e os comandos num ricos Fanuc As livrarias suportam o desenvolvimento em linguagem de programa o Visual Basic As livrarias cont m cerca de 300 fun es para leitura e escrita de dados num comando num rico e est o divididas nos seguintes grupos e Liga o e diagn stico de comunica o e Leitura de dados relacionados com os eixos e ou rvores e Leitura de posi es relativas absolutas avan os e velocidades e Leitura do programa ISO em memoria e Leitura de par metros compensa es de ferramentas zero pe a entre outros e Leitura de hist rico de alarmes e opera es e Leitura e escrita de valores das vari veis trocadas entre o PLC e o comando num rico Desenvolvimento d
3. 000184 13 07 2006 17 30 10 cne quaser 15 192 168 0 16h gt 200 Port command successful 000184 13 07 2006 17 30 10 cnc quaser 15 192 168 0 165 gt NLST 000184 13 07 2006 17 30 10 cno quaser 15 1592 168 0 165 150 Opening data channel for directory list 0001841 13 07 2006 17 30 10 cno quaser 15 152 168 0 165 226 Transfer OK 0007184 13 07 2006 17 30 10 cne quaser 15 152 168 0 165 gt QUIT 000184 13 07 2006 17 30 10 cne quaser 15 152 168 0 16h gt 221 Goodbye 000184 13 07 2006 17 30 10 cne quaser 6 152 168 0 165 gt disconnected 000185 13 07 2005 17 30 30 not logged in 152 168 0 165j gt Connected sending welcome message 000185 13 07 2006 17 20 30 inot logged in 152 168 0 165 220 1 000185 13 07 2005 17 30 30 fot logged in 1192 168 0 165 220 MOTOFIL FTP SERVER 000185 13 07 2006 17 30 30 not logged in 152 168 0 165 220 Fledila Server version 0 5 13b beta 000185 13 07 2006 17 30 30 inot logged in 192 168 0 165 220 en 000185 13 07 2006 17 30 30 not logged in 152 168 0 165 gt USER CNC QUASER 15 000185 13 07 2006 17 30 30 not logged in 152 168 0 165 gt 331 Password required for cnc quaser 15 000185 13 07 2006 17 30 30 not logged in 152 168 0 165 PASS me 000185 13 07 2006 17 30 30 cne quaser 15 192 168 0 165 gt 230 Logged on DO01 85 13 07 2006 17 30 30 cne quaser 15 152 168 0 16
4. Actualmente existem fabricantes que oferecem antenas que aumentam a capacidade de transmiss o recep o dos dispositivos wireless Estas antenas podem ser divididas em antenas direccionais ou omnidireccionais As antenas direccionais fig 19 enviam a informa o a uma certa zona de cobertura a um ngulo determinado pelo que o seu alcance maior Fora da zona de cobertura n o se escuta nada n o se pode estabelecer comunica o entre os interlocutores Figura 18 Antena Direccional As antenas omnidireccionais fig 20 enviam a informa o teoricamente num raio de 360 graus sendo assim poss vel estabelecer comunica o independentemente do ponto em que se encontra Em contrapartida o alcance destas antenas menor que o das antenas direccionais Figura 19 Antena Omnidireccional e Modos de Funcionamento Existem dois modos de funcionamento poss veis numa estrutura wireless O modo Ad Hoc fig 21 em que cada dispositivo comunica com outros na rede de um modo de igual para igual para o qual necess rio um c digo de rede igual para todos os dispositivos e n o ultrapassar um n mero razo vel de dispositivos para n o baixar o rendimento da rede r Notebook PC with e Wireless Adapter installed Notebook PC with Wireless Adapter installed Figura 20 Topologia Ad Hoc Figura 21 Topologia Infra estrutura Existe tamb m o modo de infra estrutura fig 22 composto por d
5. o excedido Informa falha para as camadas de rede superiores sai do modo de transmiss o ll IEEE 802 3uU Standard 100BASE TX A rede ethernet rege se atrav s de um conjunto de especifica es que definem a camada f sica da comunica o e a camada de controlo de acesso ao meio O conjunto de especifica es s o conhecidas como IEEE 802 3 A especifica o usada no tipo de comunica o pretendida foi o 802 3u mais propriamente o standard 100BASE TX 100Base TX significa que a velocidade de transmiss o de dados se d a uma velocidade de 100MB seg e que a transmiss o feita atrav s de dois fios de cobre interla ados com um comprimento m ximo de 100 metros A comunica o que se rege pela especifica o IEEE 802 3u inclui auto negocia o Auto negocia o o procedimento no qual dois equipamentos apresentam as suas capacidades de comunica o velocidade de comunica o e modo duplex e o modo e velocidade que ambos suportam sendo a escolha feita pelas velocidades mais elevadas O modo duplex constitu do por dois modos O modo full duplex e quando temos um dispositivo transmissor e outro receptor sendo que os dois podem transmitir dados simultaneamente em ambos os sentidos a transmiss o bidireccional Como as transmiss es podem ser simult neas em ambos os sentidos n o existe perda de tempo com turn around opera o de troca de sentido de transmiss o entre os dispositivos O modo half duplex p
6. Tota Identification Fags Fragmentofiset Time to live Protoco Haader checksum Source address Destination address Options padding Data variable Figura 17 Camadas do Protocolo IP Na figura 18 podemos destacar que juntamente com o endere o IP tamb m s o enviadas outras informa es tais como e Vers o do IP a ser utilizada e Comprimento do cabe alho da mensagem e Tipo de servi o usado por protocolos de maior especificidade e Comprimento total da mensagem e Um contador que descarta a mensagem passado algum tempo para evitar que fique a mensagem fique pendurada Relat rio de Projecto 2005 2006 Estabelecer comunica o entre um PC e o centro de maquina o Configura o do lado do PC No PC ser necess rio configurar a placa de rede com os dados gerais de uma comunica o ethernet Assume se para j que a liga o do tipo ponto a ponto ou seja apenas entre o PC e o equipamento atrav s de um cabo de rede do tipo crossover Ser necess rio que ambos os equipamentos tenham a mesma sub m scara de rede 255 255 255 0 e endere os IP distintos mas com o mesmo dom nio ou seja do tipo 192 168 0 xxx Para configurar este tipo de dados do lado do PC ter que se criar uma nova liga o de rede e nas propriedades do protocolo TCP IP definir os dados acima mencionados Uma vez configurada a liga o da parte do PC ter de se configurar o equipamento de semelhante forma Uma vez estabeleci
7. aos centros de maquina o atrav s de uma liga o RS232 Cada posto de trabalho cont m apenas um computador que est ligado a 3 ou 4 centros de maquina o sendo necess rio trocar a liga o de um centro de maquina o para outro Uma solu o poss vel seria usar a tecnologia wireless para interligar todos os centros de maquina o em causa principal meio para a concretiza o dos objectivos deste projecto Relat rio de Projecto 2005 2006 Desenvolvimento do Projecto Uma vez analisadas as reas cr ticas para onde se deviam focar esfor os para uma optimiza o de m todos de produ o decidiu se que seria fundamental de algum modo monitorizar e ter algum controlo remoto dos centros de maquina o aperfei oar o sistema de troca de ficheiros e elaborar uma aplica o que permitisse ao utilizador geral ter uma no o do funcionamento de cada centro de maquina o A escolha do tipo de centros de maquina o a utilizar incidiu sobre o facto de os centros de maquina o escolhidos serem os tecnologicamente mais avan ados serem os primeiros de v rios a ser adquiridos pela empresa e principalmente porque se encontrarem na rea de maquina o mais solicitada sendo a sua rentabiliza o uma mais valia fundamental Os objectivos principais foram os seguintes gt Possibilitar a monitoriza o de centros de maquina o visualmente e ou atrav s do supervisionamento das vari veis do PC e comando num rico do ce
8. confirmado com tamanho da janela permitido Cliente 1 Servidor E F uma o SA X i Baig l g syu e AE Hm Lag Prue AO Figura 15 Esquema da comunica o TCP O protocolo TCP especifica tr s fases durante uma conex o estabelecimento da liga o transfer ncia e encerramento da liga o O estabelecimento da liga o feito em tr s passos enquanto que o L encerramento da liga o feito em quatro Durante a inicializa o s o iniciados alguns par metros como o n mero de sequ ncia para garantir a entrega ordenada e robusta durante a transfer ncia gt Estabelecimento da liga o Tipicamente numa liga o TCP existe o servidor que abre um socket e espera passivamente por liga es num extremo e o cliente no outro O cliente inicia a liga o enviando um pacote TCP com a flag SYN activa e espera se que o servidor aceite a liga o enviando um pacote SYN ACK Se durante um determinado espa o de tempo esse pacote n o for recebido ocorre um timeout e o pacote SYN reenviado O estabelecimento da liga o conclu do por parte do cliente confirmando a aceita o do servidor respondendo lhe com um pacote ACK Durante estas trocas s o trocados n meros de sequ ncia iniciais ISN entre os interlocutores que ir o servir para identificar os dados ao longo do fluxo bem como servir de contador de bytes transmitidos durante a fase de transfer ncia de dados No final desta fase o s
9. de tecnologias Minist rio do trabalho e solidariedade social O projecto de 5 ano de engenharia mec nica decorreu na empresa Motofil Robotics O projecto teve in cio no dia 6 de Outubro de 2005 e desde essa data que regularmente s quartas quintas e sextas feiras de cada semana tem sido desenvolvido e implementado na empresa Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 2 Pretende se com este relat rio dar a conhecer as experi ncias vividas e adquiridas de um estagi rio de Engenharia Mec nica neste projecto e quais os objectivos que se pretendiam alcan ar Inicia se com uma breve apresenta o do local de est gio a empresa Motofil Robotics num primeiro momento De seguida faz se uma abordagem relativa ao seu departamento de maquina o mais directamente relacionado com o projecto fazendo se refer ncia ao processo de produ o as reas mais cr ticas e ponto da situa o em Janeiro de 2006 Finalmente feito o desenvolvimento do tema de projecto Optimiza o e Integra o de M todos de Produ o quais os seus principias objectivos etapas e caracteriza o Relat rio de Projecto 2005 2006 Apresenta o da Motofil Lda Fundada em 1981 a Motofil Lda iniciou a sua actividade especializando se na fabrica o de motores el ctricos e equipamentos de soldadura A procura continua de solu es competitivas conduziu a Motofil ao investimento nas novas tecnologias para optimiza o dos processos de fab
10. o os centros de maquina o de pe as de pequenas dimens es n o por terem uma produ o baixa pelo contr rio mas sim por serem as mais solicitadas S o as mais solicitadas principalmente porque o produto final tem maior quantidade de pe as de pequenas dimens es e com toler ncias mais apertadas Actualmente os centros de maquina o em quest o est o ligados 8 horas por dia Cada oper rio tem sua responsabilidade dois a tr s centros de maquina o e t m tamb m um auxiliar na troca de pe as Uma solu o vi vel seria a possibilidade de monitorizar e actuar dist ncia numa situa o de emerg ncia os centros de maquina o Uma vez desenvolvida uma aplica o para um PC remoto poderia ser feita uma monitoriza o dos trabalhos em realiza o por apenas uma pessoa que Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 12 tamb m poderia em situa o de emerg ncia actuar sobre o centro de maquina o Esta aplica o disponibilizaria ao utilizador dados como tempos de maquina o velocidades e dados de corte lista de alarmes lista de mensagens do CNC programa ISO em execu o progresso do programa ISO visualiza o da maquina o possibilidade se troca de ficheiros ISO com o centro de maquina o entre outros Uma vez implementado este controlo e monitoriza o e tendo em conta a capacidade dos centros de maquina o poderia ter se uma pessoa que supervisionasse os processos que estariam a decorrer sem a pres
11. programa em formato ISO e que pode ser lido na sua integridade pelo comando num rico j Advanced 3D 5 Axis Milk 1016 01 014 1 i loj x i File Edit wiew Geometry 3D Utils CAD Machine Constraints Help A AGACAS SX E AMA A P E 5 Operations px 5 EEE e CM 1 1 E A Opi q1 iol 3 FACE MILLING TOOL P aA m op 2 28 E ROUGHING PASS TO Ts E 0p3 1 E vw ROUGHING PASS TO x w ROUGHING PASS TO GR Dp4 4 ROUGHING PASS TO e EM e M ops 6 pe E J FINISH PASS TOOLF pN A B E EA 4 F Gl a 7 da E R E E aj z W q 7 7 Dont sssosDS SRP EAL RaP Att E Po o do To ig Figura 26 Visualiza o do ambiente AlphaCam O p s processador tem a tarefa de ler valores de vari veis guardadas pelo AlphaCam que cont m toda a informa o necess ria para a elabora o do programa em formato ISO O p s processador encarrega se de enviar o programa ISO no formato adequado ao tipo de comando num rico e atrav s da comunica o adequada usualmente RS232 Inicialmente o utilizador escolhia o p s processador no ambiente AlphaCam e de seguida exportava toda a informa o para o p s processador O p s processador por sua vez solicitava ao utilizador o n mero pelo qual iria ser reconhecido o programa no comando num rico e o nome do programador O p s processador tamb m comentava os blocos do programa ISO fig 28 informa o enviada pelo AlphaCAM O
12. reas de abrang ncia de uma WLAN podem variar dependendo do equipamento utilizado para comunica o Uma rede wireless ou Wi Fi como habitualmente conhecida baseia se num conjunto de especifica es IEEE mais propriamente a especifica o 802 119 Esta especifica o funciona a uma velocidade de 54 Mbps e a uma frequ ncia de 2 4 GHz e Dispositivos de rede Wireless Os dispositivos de rede wireless podem subdividir se em duas categorias distintas os emissores receptores e os pontos de acesso Os emissores receptores s o dispositivos placas PCMCIA wireless ou bridges wireless que servem para receber e enviar informa es da parte do equipamento para um ponto de acesso que centraliza e encaminha a informa o para o emissor receptor que a solicitou Numa rede por cabo tem se uma velocidade fixa e constante contudo numa rede wireless um factor que afecta a velocidade de transmiss o a dist ncia entre os dispositivos Os principais factores que afectam a liga o entre dispositivos s o 1 A velocidade m xima de um ponto de acesso segundo a especifica o 802 119 54Mbps 2 A dist ncia entre dispositivos inversamente proporcional velocidade de transmiss o de dados 3 Elementos como paredes campos magn ticos ou el ctricos diminuem a for a do sinal 4 Satura o do especiro e interfer ncias quanto mais utilizadores wireless maior o n mero de colis es nas transmiss es e menor a velocidade
13. 30Kw 30Kw rvore Tabela 1 Caracter sticas principais dos centros e maquina o MV154PI e MV204CPL Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 19 Potencialidades Ambos os modelos de centros de maquina o referidos v m equipados com um quarto eixo rotativo permitindo assim mais um eixo de rota o para al m dos tr s eixos simult neos de transla o Permitem tamb m aumentar o carrossel de ferramentas para um m ximo de 60 ferramentas Familiariza o com controlador implementado nos centros de maquina o Tipo de controlador O controlador adoptado para todos os centros de maquina o foi da marca Fanuc mais propriamente o modelo Fanuc 18i MB fig 8 Efe do dede znr z HRERE EZEES E HRBO ZOE E ECEE E ORE Eco Halo BEE n n BEE Figura 7 Comando num rico Fanuc 18i MB O controlador tem um LCD integrado de 10 4 polegadas com resolu o de 1024x768 para facilitar a interac o homem m quina painel de controlo com teclado completo placa ethernet incorporada porta de comunica o frontal para o uso de cartas de mem ria modems ou placas ethernet entre outros O controlador tem um sistema de interpola o nanom trica que permite uma precis o maior de movimentos e tem como cora o um PMC Programable Machine Control com tempos de execu o na ordem dos 30MbHz Relat rio de Projecto 2005 2006 Caracter sticas gerais O controlador Fanuc s rie 18i modelo MB tem a capacida
14. 5 gt TYPE 000185 13 07 2006 17 30 30 cne quaser 15 192 168 0165 200 Type set to 060185 13 07 2005 17 30 30 cne quaser 15 152 166 0 165 PORT 192 168 0 165 11 185 000185 13 07 2006 17 30 30 cno quaser 15 192 168 0 166 gt 200 Port command successful 000185 13 07 2006 17 30 30 cne quaser 15 152 168 0 165 gt RETA 1008 05 080 Z anc 000185 13 07 2006 17 30 30 cno quaser15 152 168 0 165 gt 150 Opening data channel for file transfer DONS 13 07 2006 17 30 30 cnc quaser 15 192 168 0 16h gt 226 Transfer OK 000185 13 07 2006 17 30 30 cne quaser 15 192 168 0 165 gt QUIT MONTREAL TZANAD srnesaia cor A TOS AGEM LER FO fiodha 4209 bytes received 0 B s 612908 bytes sent D B s o sz Figura 24 Janela de visualiza o de transfer ncia de ficheiros Relat rio de Projecto 2005 2006 e Configura o do servidor FTP A configura o do servidor bastante simples Foi criado um registo e palavra passe para cada centro de maquina o Foram definidos os privil gios de cada centro de maquina o para poderem ler e guardar ficheiros no direct rio FTP mas contudo n o podendo acidentalmente apagar ou mover qualquer ficheiro Foram tamb m criadas duas pastas no direct rio do FTP que podem ser consultadas directamente do painel de controlo do centro de maquina o contendo uma pasta os programas ISO guardados no m s presente e a outra contendo o hist rico de todos os programas ISO existen
15. Aplicada 3 Ano do curso de Engenharia Mec nica da Universidade de Aveiro Paginas WEB O Engenheiro Mec nico www dem ist utl pAhDEMihitmloeng htm 3 Tutorais Alphacam http support alphacam com Planit Page cfm PagelD 106 3 V deos de exemplos AlphaCam http support alphacam com Planit Page cfm PagelD 105 3 Fresagem AlphaCam V6 http www licom com licom Page cfm PageRef 1706 3 Visual Basic acesso a base de Dados http msdn2 microsoft com en us library system data oledb aspx 8 Protocolo de comunica o TCP http en wikipedia org wiki Transmission Control Protocol 5 Protocolo Internet http en wikipedia org wiki Internet Protocol D Ethernet http en wikipedia org wiki Ethernet 5 Camada de acesso ao meio http en wikipedia org wiki Media Access Control 5 Modelo OSI http en wikipedia org wiki Osi model 5 Pacote TCP IP http en wikipedia org wiki Osi model 5 Protocolo FTP http en wikipedia org wiki File transfer protocol 8 WiFi http en wikipedia org wiki WiFi 3 Rede local wireless http en wikipedia org wiki WLAN 3 Redes locais http en wikipedia org wiki LAN 3 Ponto de Acesso http en wikipedia org wiki Access point Especifica o IEEE 802 3 http en wikipedia org wik IEEE 802 3 100BASE TX http en wikipedia org wiki 100BASE TX Relat rio de Projecto 2005 2006 Anexos C digo de programa o da aplica o CNCVisual Ma
16. F Bag Gd uma 664 H E GM iS D HD T EM GSO 625 HXT GPI 6h 5 SAET u AL B HDI lt a 15 56 49 1 Figura 8 Janela de configura o de comunica o ethernet 3 Inserir os valores pretendidos para os dois par metros necess rios fig 10 Figura 9 Janela de configura o de par metros ethernet O controlador Fanuc 18i permite tamb m visualizar o estado da liga o ethernet atrav s do valor de algumas vari veis na janela de manuten o de ethernet Para consultar a janela de manuten o da comunica o ethernet ser necess rio seguir os seguintes passos 1 Escolher o modo de funcionamento EDIT seguido do bot o SYSTEM 2 Escolher a janela ETHMTN seguido da janela EMBEDD fig 11 Para Cliente Para 5 Clientes JILL Figura 10 Janela de Manuten o da comunica o ethernet doto Controlador Na janela de manuten o FIG 12 poderemos consultar dados como o estado do controlador ethernet estado do PC no que diz respeito a comunica es estado do cliente FTP entre outros Ethernet Controler being initialized Waiting for data processing Parameters being set Waiting for Parameter Setting Data being processed Waiting for completion of Ethernet Controler initialisation Being activated Waiting for connection from the personal computer Connection being processed FOCAS 1 Ethemet execution disabled Waiting for completion of Ethernet Contro
17. FTPAONC QUASER 24 TODOSA My E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E H H W W W H W H W W W H H W W W H H W W Mo oTtTt FIL informatics D c ruic 2006 Figura 25 Programa o para transfer ncia autom tica de ficheiros No servidor FTP foi tamb m criada uma pasta que guarda o registo de todos os eventos liga es transfer ncias sucedidas entre outras para consulta em caso de anomalias Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 42 Software CAM e P s processador A aprendizagem da programa o com um software CAM Computer Aided Manufactoring p s processadores e com qualquer software de modela o morosa e requer algum tempo de experimenta o Contudo o objectivo n o era saber modelar ou programar p s processadores mas sim perceber o suficiente para poder alterar alguns aspectos necess rios para o bom funcionamento da nova forma de transfer ncia de programas ISO para os centros de maquina o O programa CAM em causa tem por nome AlphaCam fig 27 e como todos os programas CAM Computer Aided Manufactoring abre um ficheiro contendo a pe a modelada permite ao utilizador definir traject rias de maquina o velocidades avan os ferramentas entre outros Uma vez definida a estrat gia e caracter sticas da maquina o o software CAM usando um p s processador adequado ao comando CNC no qual a pe a era maquinada cria um ficheiro texto ou algo semelhante com o
18. Universidade de Aveiro UniDeCSIO ADE De QU LCO ES Departamento de W Engenharia Mec nica Relatorio de Projecto Optimiza o e integra o de m todos de produ o Bruno Miguel da Silva Lameiro Relat rio de Projecto 2005 2006 Introdu o Ser justo iniciar o relat rio de projecto fazendo refer ncia escolha de realizar um est gio numa empresa contacto directo com esta em vez de desenvolver um projecto na universidade com ou sem contacto com o mundo empresarial Estagiar pressup e n o s desenvolver um projecto numa empresa mas tamb m estabelecer rela es de trabalho distintas das rela es acad micas onde o trabalho de equipa n o s valorizado como imprescind vel O papel de um Engenheiro Mec nico numa empresa nos dias de hoje sin nimo de algu m competente em encontrar solu es precisas e eficazes para problemas nas mais diversas reas do mundo empresarial Ao optar por um projecto com mbito de est gio o Engenheiro Mec nico tem a oportunidade de conhecer de perto o que ser esperado dele aquando a sua entrada no mundo do trabalho O Engenheiro Mec nico o mais vers til de todos os Engenheiros podendo estar envolvido na concep o an lise fabrico controlo organiza o e gest o da produ o automa o e manuten o dos mais variados equipamentos industriais A sua forma o acad mica representa o ponto de encontro de um conjunto muito diversificado
19. a a tempos de maquina o progressos registo de alarmes e entre outras dispon veis em tempo real para assim se tomarem decis es adequadas Poder o existir outras reas que se poderiam optimizar e nas quais se poderiam integrar m todos de produ o para a rentabiliza o de equipamentos mas actualmente n o seriam as altera es mais significativas Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 11 Relat rio de Projecto 2005 2006 Ponto de Situa o em Janeiro de 2006 Para proceder a uma avalia o de toda uma organiza o de produ o necess rio ter em conta que se est a lidar com pessoas e n o apenas com m quinas que n o se disp em a tudo ou necessitam de ser motivadas e formadas Quando surge uma poss vel solu o n o suficiente proceder com a sua realiza o mas ser tamb m imprescind vel saber explicar todo o processo para que todos os envolvidos saibam exactamente o que se pretende e quais os objectivos finais Analisando as reas cr ticas mencionadas anteriormente podemos fazer assim uma avalia o correcta Estandardiza o do produto final N o sendo a estandardiza o do produto final ou partes do mesmo uma possibilidade imediata ter que se optar por outros m todos de optimiza o da maquina o de pequenas s ries em centros de maquina o com comando num rico Rentabiliza o de equipamentos Os equipamentos para os quais se devem dirigir esfor os de optimiza o da produ o s
20. a aplica o O desenvolvimento da aplica o iniciou se desenvolvendo a parte de comunica o com os centros de maquina o usando a livraria acima referida De seguida testaram se as fun es das livrarias FOCAS que seriam necess rias para aquisi o da informa o pretendida A informa o lida a partir dos centros de maquina o teve que de seguida ser formatada e ou armazenada em base de dados Para armazenar informa o como hist ricos de alarmes e opera es foi necess rio recorrer a uma base de dados MSAccess Depois de estarem correctamente adquiridas as informa es pretendidas na monitoriza o dos centros de maquina o partiu se para a parte de desenvolvimento da aplica o tendo em conta o aspecto gr fico e ou funcional da aplica o Teve se em conta que um ambiente estilo Microsoft Windows por vezes assumido como standard no desenvolvimento gr fico de aplica es para o utilizador comum Finalmente tratou se de aspectos de erros da aplica o eventuais excep es de programa o e organiza o de c digo Relat rio de Projecto 2005 2006 Conclus es Observa es Com a concretiza o dos objectivos inicialmente propostos pode dar se por conclu do o projecto de 5 Ano de Engenharia Mec nica Numa vis o geral pode dizer se que foi um projecto que abrangeu uma diversidade de reas tecnol gicas respeitantes ao ramo de Engenharia Mec nica reas como comando num rico computorizado infor
21. ado para transferir ficheiros numa rede que suporta o protocolo TCP Com uma rede wireless montada e ligada rede inform tica da instala o fabril pareceu bastante bvio que o que teria de ser feito era instalar um servidor FTP na rede ethernet e configurar os centros de maquina o para aceder a essa mesma rede Escolha do tipo de servidor FTP a usar O protocolo FTP Protocolo de transfer ncia de ficheiros comummente usado em redes que suportam o protocolo TCP IP Numa transfer ncia FTP existem sempre dois dispositivos envolvidos um contendo o servidor FTP e outro o cliente FTP O servidor FTP escuta a rede para eventuais pedidos de liga o O cliente FTP inicia a liga o ao servidor Uma vez interligados o cliente FTP pode descarregar ou ler ficheiros do servidor O FTP funciona atrav s do protocolo de transmiss o TCP e usa as portas de comunica o 20 e 21 para escutar a rede de eventuais pedidos de liga o por parte de clientes FTP e troca de informa o respectivamente e FileZilla FTP Server O tipo de servidor FTP usado foi o FileZilla Server fig 25 Foram testados outros servidores FTP Serv U FTP e CuteFTP Professional contudo a escolha residiu sobre o FileZilla pela raz o de ser freeware e muito simples de configurar interface gr fica simples de perceber e com um registo de eventos transfer ncias f cil de entender e consultar futuramente E FileZilla server File Server Edit 2 8488
22. as nos tornos convencionais porque permitem a um operador experiente acompanhar e regular continuamente o processo de maquina o reduzindo ou aumentando velocidades de corte avan o e penetra o e assim reduzir a probabilidade de vibra es e ou acabamentos defeituosos Isto obviamente n o poss vel num torno CNC uma vez que a pe a maquinada sem feedback da opera o de maquina o de salientar que por vezes n o compensa a elabora o de um programa ISO para pe as cil ndricas de geometria simples de pequenas s ries ou a ocupa o de um torno CNC com pequenas s ries de maquina o simples A sec o de maior poder de maquina o e que constitui cerca de 80 da rea do pavilh o a rea de m quinas equipadas com comando num rico No layout do pavilh o podemos encontrar reas razoavelmente definidas consoante o tipo de equipamento a presente A rea dos tornos de comando num rico figura 3 constitu da por quatro tornos cada um com fun es distintas Um torno com alimentador autom tico usado na maquina o de pe as das quais a sua mat ria prima um var o figura 4 Figura 3 Centros de torneamento sem e com alimentador autom tico de material O torno na figura 4 possui um alimentador autom tico de mat ria prima e essencialmente usado para a produ o de pe as de grandes s ries nomeadamente parafusos porcas tirantes pinos e pernos Nesta rea encontra se tamb m um t
23. da a liga o f sica poder testar se a liga o recorrendo fun o PING do painel de comando do PC ciping 192 168 0 xxx ou fun o PING do centro de maquina o no painel de manuten o de rede ethernet ETHMTN Se a comunica o se estabelecer recebe se uma mensagem do tipo RESPOSTA DE 192 168 0 xxx Eventuais erros poder o derivar de muit ssimos factores Pode se aqui enumerar alguns dos que decorreram ao longo deste projecto e Cabo de liga o cortado mal cravado ou com pinologia errada e Placa de rede com IP din mico em vez de est tico provoca mudan as peri dicas de IP do lado do PC embora o centro de maquina o tenha o seu IP fixo e Par metros da comunica o mal definidos e Auto negocia o n o activada ou modo duplex n o auto negociado Implementa o de uma rede wireless entre os centros de maquina o e os postos de trabalho Aspectos gerais da comunica o Wireless Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 34 Uma rede local sem fios WLAN Wireless Local rea Network em tudo semelhante a uma rede local LAN Local rea Network embora se distingam quanto ao meio f sico de comunica o entre dispositivos sendo comum existirem redes mistas em que parte da rede LAN e outra WLAN WLAN usa usualmente as ondas de r dio como transportador de pacotes de informa o embora existam outros meios menos desenvolvidos de comunica o poss veis como por exemplo infravermelhos As
24. dados do centro de maquina o 5 Implementar uma rede wireless entre os centros de maquina o os postos de trabalho e o sistema de rede inform tica a Aspectos gerais da comunica o wireless b Equipamentos e caracter sticas c Configura o da rede wireless 6 Implementar o sistema de transmiss o de ficheiros ISO a Familiariza o com o software CAM e p s processador b Configura o do software CAM e p s processador c Familiariza o com tipos de servidores FTP d Escolha do tipo de servidor FTP a usar e configura o e Configura o do centro de maquina o como cliente FTP 7 Elabora o de uma aplica o em Visual Basic que englobe toda a monitoriza o e controlo remoto referido Esbo o geral do que se pretende elaborar Aspectos gerais da comunica o com o centro de maquina o Familiariza o com as livrarias FOCAS oo os Elabora o da aplica o com o nome CNCVisual 8 Desenvolver uma base de dados que permita o armazenamento de dados de funcionamento de cada centro de maquina o a Estudar o tipo de dados poss veis de ler no centro de maquina o b Implementar a base de dados e permitir a sua visualiza o Relat rio de Projecto 2005 2006 Desenvolvimento Detalhado Na sec o seguinte pretende se de um modo detalhado dar a conhecer todos os aspectos fundamentais para o desenvolvimento deste projecto Toda a informa o auxiliar encontra se referida em anex
25. de de maquina o a quatro eixos em simult neo com poss vel expans o e permite o controlo de at oito eixos O controlador permite comunica es RS232 DNC Direct Numerical Control ethernet Profibus DeviceNet I O Link e FL NEt Permite liga es f sicas RS232 RJ45 para a comunica o ethernet 100BASE TX e contem tamb m um encaixe PCMCIA que permite utilizar cart es de mem ria ou modems e placas ethernet externas Outras caracter sticas do controlador s o o seu sistema operativo Windows 2000 Processador HITACHI SH 4 disco duro de 40 GB 512 MB de mem ria e 1 024 KB de mem ria para armazenamento de programas ISO e a capacidade de servir de cliente FTP A n vel de maquina o permite interpola es do tipo linear circular e helicoidal ciclos fixos controlo de contornos e roscagem r gida entre outros Funcionamento Para o tipo de opera es necess rias no mbito dos objectivos do projecto ser apenas necess rio referir o funcionamento b sico de ligar o centro de maquina o e de referir o centro de maquina o Para ligar o centro de maquina o ser necess rio seguir os seguintes passos 1 Ligar o disjuntor geral que se encontra no painel traseiro do equipamento 2 Verificar que o bot o de emerg ncia se encontra desactivado 3 Pressionar o Bot o Ligar no painel frontal do comando num rico Para referenciar os eixos do centro de maquina o ser necess rio seguir os seguintes passos
26. dna ae E rNEE E End RO nan o ps n a a E RR RR E RR RR RR RR IR pn Renan and SSe SS mS an ana SESSE SES ana nE o E e o E i dC Figura 2 Esquema representativo do layout da empresa Actualmente o departamento de maquina o constitu do por uma sec o de centros convencionais de maquina o a vermelho C uma vasta sec o de centros de maquina o de comando num rico a azul B e uma pequena sec o de pintura a verde A A sec o de pintura tem como fun o pintar ou aplicar tratamentos anticorrosivos a todas as pe as maquinadas a fim de salvaguardar as boas condi es do material Pe as pintadas s o mais f ceis de identificar e mais c modas para manusear A sec o de maquina o com m quinas convencionais constitu da por tr s tornos paralelos convencionais e quatro fresadoras verticais convencionais As fresadoras convencionais t m como fun o maquinar detalhes simples em pe as que n o compensaria a elabora o de um programa ISO nem seria rent vel a ocupa o de centros de maquina o CNC com pequenas s ries de pe as com maquina o simples Os tornos convencionais t m a fun o de maquinar pe as de grandes dimens es ou com geometrias simples Pe as de geometrias complexas que s o prop cias a vibra es heterog neas s o tamb m maquinadas em tornos convencionais Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 5 Pe as com esse tipo de geometria s o maquinad
27. do modelo OSI O modelo OSI fig 13 no qual muitos protocolos de comunica o se baseiam como o pr prio nome indica um modelo de comunica o O modelo OSI subdivide fun es distintas duma comunica o em 7 patamares distintos Cada patamar realiza tarefas ou servi os para o patamar acima e pede informa o ao patamar abaixo OSI Model data unit layers Figura 12 Modelo OSI Ethernet baseada no modelo OSI e funciona como pontos da rede enviando mensagens por um canal comum Cada ponto tem uma chave de 48 bits globalmente nica conhecida como endere o MAC para assegurar que todos os sistemas ethernet tenham endere os distintos Quando um computador deseja enviar alguma informa o rege se pelo seguinte algoritmo 1 Se o canal est livre inicia se a transmiss o sen o vai para o passo 4 2 iniciada a transmiss o Se for detectada uma colis o a transmiss o continua at que o tempo m nimo para o pacote seja alcan ado para garantir que todos os outros transmissores e receptores detectem a colis o ent o segue para o passo 4 3 Fim da transmiss o Informa sucesso para as camadas de rede superiores sai do modo de transmiss o 4 Canal ocupado Espera at que o canal esteja livre 5 Canal Livre Espera se um tempo aleat rio e vai para o passo 1 a menos que o n mero m ximo de tentativa de transmiss o tenha sido excedido 6 N mero m ximo de tentativa de transmiss
28. e se pretende elaborar Antes de iniciar o c digo de programa o para desenvolver a aplica o necess rio primeiramente definir os objectivos que se pretendem alcan ar Com esta aplica o pretende se e Ter um registo obrigat rio para acesso aplica o e com acesso limitado a utilizadores registados e Consultar o estado geral de funcionamento dos centros de maquina o alarmes hist rico de opera es modos de funcionamento entre outros e Ver o programa ISO bloco a bloco a executar em cada centro de maquina o assim como o progresso do programa ISSO e Visualizar as posi es absolutas relativas e dist ncia a percorrer assim como a posi o da mesa relativamente rvore em coordenadas m quina e Possibilitar a cria o de liga es a qualquer tipo de equipamento com este tipo de controlador e Descarregar o hist rico de alarmes e hist rico de opera es em cada centro de maquina o para uma base de dados e possibilitar ao utilizador a leitura dessa informa o e Ler tempos de maquina o tais como tempo ligado tempo a maquinar tempo parado entre outros e Possibilitar a altera o de programas ISO no direct rio do servidor FTP para assim possibilitar a r pida altera o de qualquer programa ISO a ser executado no centro de maquina o e Visualizar atrav s de uma c mara em tempo real a maquina o a decorrer em qualquer centro de maquina o e Possibilitar a monitoriza
29. en a constante de um oper rio Noutros casos como por exemplo na hora de almo o ou p s laboral seria poss vel deixar pe as a maquinar e apenas seria necess rio um oper rio a supervisionar v rios centros de maquina o Os centros de maquina o t m a capacidade de se auto desligarem logo nem seria necess rio desligar todos os equipamentos um por um Poder amos eventualmente se vantajoso monitorizar outras vari veis dos centros de maquina o Uma rea para a qual seria til dirigir a aten o seriam os centros de torneamento por comando num rico Os tornos CNC s o programados directamente no painel de controlo manualmente ou usando ciclos disponibilizados para a elabora o do programa ISO necess rio para cada pe a a maquinar Seria uma mais valia interligar os centros de torneamento a uma esta o de trabalho remota e assim seria poss vel elaborar com o aux lio do software CAM o programa ISO e envi lo para o respectivo centro de torneamento Actualmente existe apenas um operador nos quatro centros de torneamento e com esta tecnologia seria poss vel auxiliar a elabora o de programas ISO e eventualmente monitorizar processos de maquina o Sistema de troca de ficheiros ISO A ltima rea cr tica na qual se deveria intervir seria no sistema inform tico actual adoptado para a troca de ficheiros ISO entre os centros de maquina o e os postos de trabalho Actualmente os postos de trabalho est o ligados
30. ermite apenas a transmiss o alternada de cada equipamento sendo que um equipamento envia e o outro escute e vice versa Uma linha full duplex pode transmitir mais informa es por unidade de tempo que uma linha half duplex considerando se a mesma taxa de transmiss o de dados ll Cabos de Liga o Quando se quer interligar dois equipamentos directamente usa se um cabo do tipo crossover com conectores RJ45 fig 14 Um cabo crossover fig 15 liga os pinos receptores de um equipamento aos pinos leitores do outro e vice versa A CROSSOVER P TX i E 1 TH TX 2 EB SE 2 TX RX 3 3 RX 4 4 Gi E e 5 TEN TD Figura 13 Conector RJ45 Figura 14 Pinologia do tipo Crossover Para a liga o a equipamentos de rede como hubs bridges routers ou switchs usa se um cabo sem cruzamento de pinos porque o cruzamento feito internamente no aparelho de rede Os cabos de comunica o s o enrolados aos pares e inter lacados para eliminar interfer ncias electromagn ticas que destabilzam as comunica es nos cabos pr ximos uns dos outros usualmente chamado crosstalk IV Protocolo de Comunica o O protocolo de comunica o usado em comunica es ethernet o chamado protocolo TCP IP que de facto um conjunto de protocolos onde os dois mais conhecidos s o o protocolo TCP Transmission Control Protocol e o protocolo IP Internet Protocol O modelo TCP IP pode ser visto como um grupo de ca
31. erramento de liga o O protocolo TCP usa o protocolo IP para a entrega dos telegramas rede e os pontos de acesso aplica o s o identificados por portas o que permite m ltiplas liga es em cada host O protocolo IP trata o pacote TCP como dados e n o interpreta qualquer conte do da mensagem do TCP sendo que os dados TCP viajam pela rede em telegramas IP Os equipamentos de rede apenas verificam o cabe alho IP quando fazem o envio dos telegramas O TCP no destino interpreta as mensagens do protocolo TCP As mensagens TCP IP s o enviadas com um endere o que indica exactamente o seu destino O protocolo IP cont m o endere o de destino dos dados enviados assim como alguma informa o adicional para ajudar os telegramas a chegarem ao destino O protocolo IP s por si n o assegura a chegada correcta dos dados enviados mas cont m informa o que pode ajudar o encaminhamento da mensagem para o destinat rio Um endere o IP um n mero de 32 bits que identifica de forma exclusiva um anfitri o computador ou outro dispositivo numa rede de TCP IP O endere o IP de 32 bits tem duas partes a primeira parte de um endere o IP utilizada como endere o de rede funcionando a ltima parte como endere o de anfitri o O pacote de dados enviado n o cont m apenas o endere o IP mas sim muitas outras informa es teis para os dados serem recebidos e bem interpretados e a bits Hy Version Type of service length
32. ervidor inscreve o cliente como uma liga o estabelecida numa tabela pr pria que cont m um limite de conex es o backlog No caso do backlog ficar preenchido a liga o rejeitada ignorando todos os subsequentes pacotes SYN gt Transfer ncia de dados Durante a fase de transfer ncia o TCP est equipado com v rios mecanismos que asseguram a fiabilidade e robustez n meros de sequ ncia que garantem a entrega ordenada c digo detector de erros para detec o de falhas em segmentos espec ficos confirma o de recep o e temporizadores que permitem o ajuste e contorno de eventuais atrasos e perdas de segmentos gt Encerramento da liga o fig 17 A fase de encerramento da sess o TCP um processo de quatro fases em que cada interlocutor responsabiliza se pelo encerramento do seu lado da liga o Quando um deles pretende finalizar a sess o envia um pacote com a flag FIN activa devendo receber uma resposta ACK Por sua vez O outro interlocutor ir proceder da mesma forma enviando um FIN ao qual dever ser respondido um ACK Pode ocorrer no entanto que um dos lados n o encerre a sess o Denomina se liga o semiaberta a este tipo de evento O lado que n o encerrou a sess o poder continuar a enviar informa o pela conex o mas o outro lado n o Chente 1 Servidor a A ro Re css qa De Em alo a mg EF na o A i REE T ER E E ATE b T a io FS ES Figura 16 Esquema de enc
33. esmente guardasse o ficheiro do p s processador no direct rio do servidor FTP O p s processador encarregar se ia de anexar automaticamente ao ficheiro ISO toda a informa o pretendida O p s processador teria que ser alterado de v rias formas para simplificar todo este processo de envio do programa e o programa ISO conter apenas informa o necess ria j existente e alguma informa o nova Pretendia se que o p s processador n o auto criasse coment rios uma vez que o ficheiro do p s processador iria ser guardado numa pasta espec fica e n o enviado via RS232 Os coment rios n o poderiam fazer parte do ficheiro do p s processador pois provocaria erros de leitura quando lidos pelo comando num rico Era necess rio que o p s processador n o pedisse ao utilizador o n mero do programa a ser guardado mas sim automaticamente inserisse em coment rio pr prio do comando num rico o n mero do desenho modelado no AlphaCAM Deste modo o programa ISO no comando num rico fig 29 continha apenas o n mero do desenho nico o nome do programador o numero do programa ISO insignificante mas obrigat rio no formato ISO e o conte do de maquina o O c digo do p s processador foi alterado para levar em conta todos os requisitos e por fim o c digo final verificava se mais simples e com informa o til ao rastreio atrav s do painel de controlo de qualquer programa ISO a AlphaEDIT Ct Documents and Settings Administrador Ambie
34. haria Mec nica adquirir uma s rie de conhecimentos fundamentais para o sucesso nos anos futuros Permitiu me explorar reas de conhecimento que me suscitavam interesse e aliar isso ao conhecimento adquirido na universidade finalizando com a satisfa o de implementar algo prometedor e em aplica o Apesar de considerar que todo o trabalho envolvente foi extremamente gratificante sinto que o resultado final n o seria poss vel se n o fosse com a ajuda de todos os que rodearam este projecto Gostaria de deixar aqui o meu apre o e a gratifica o s pessoas que de algum modo me ajudaram ao longo deste projecto especialmente amp Professor Doutor Ant nio Bastos Orientador de Projecto Professor Doutor Victor Santos Orientador de Projecto Engenheiro Jorge Campos Orientador de est gio Director Jo o Carlos Novo e Dra Paula Novo Motofil Lda Engenheiro Rui Cancela Engenheiro Nuno Oliveira Professores Jos Santos e Ab lio Borges Sec o do Departamento de Maquina o em especial a Rui Pinto E E E E E E E E De um modo geral minha fam lia e amigos Relat rio de Projecto 2005 2006 Bibliografia Obras MILLS R 2002 Visual Basic NET Complete 12 Edi o Sybex California RELVAS C 2002 Controlo Num rico Computorizado Conceitos Fundamentais 2 Edi o Publindustria Edi es t cnicas Porto FLICKENGER R 2002 Building Wireless Community Networks 1 Edi
35. ias que cada pe a dever seguir no layout para optimizar os seus custos gerais de maquina o Uma possibilidade seria a estandardiza o de uma grande parte das pe as A rentabiliza o de equipamentos nomeadamente dos centros de maquina o com comando num rico poder n o ser feita eficazmente por v rios motivos Enquanto o operador est a introduzir o programa ISO manualmente no painel de controlo do centro de maquina o a m quina tem que estar necessariamente parada para al m de ser um processo moroso e fatigante O operador poder usar um software CAM se tiver forma o para isso contudo teria de se encontrar uma forma r pida e eficaz de trocar os ficheiros elaborados pelo programa CAM e qualquer centro de maquina o No que diz respeito a tempos de maquina o algumas perdas poder o derivar do facto de ter que estar um operador perto de cada m quina para supervisionar o processo de maquina o e intervir em caso de anomalias Se os centros de maquina o pudessem trabalhar de uma forma segura e serem vigiados remotamente seria poss vel deixar os centros de maquina o a laborar sendo a presen a do oper rio estritamente necess ria apenas para a troca de pe as entre maquina o em s rie Os centros de maquina o t m capacidade de reter informa o relevante para a avalia o do seu desempenho ao longo de um processo ou mesmo ao longo de um determinado tempo Seria vantajoso ter informa o relativ
36. il File Edit view Format Utis Comms window Help Di B amp l Es alc AJA OOo DESENHO N 1016 01 014 15 FROGRAMA EXECUTADO POR BRUNO 13 JUL DE G54 CRECUIDADO COM A ORIGEM DO ZERO PECARE O I0 G F G40 Ga Hi TO GA Fi M GE G43 HO z150 MOI 51100 MOS TOS Mii G Z100 Z1i 361 Y 15 75 Lad GI 417 F1i500 351 ELI Figura 28 Programa ISO pronto a ser lido pelo comando num rico Configura o do centro de maquina o como cliente FTP O ltimo passo para a transmiss o de programas ISO atrav s do uso de um servidor FTP montado numa rede wireless seria configurar o comando num rico dos centros de maquina o como clientes FTP fig 30 Para configurar o comando num rico como servidor FTP necess rio e Definir um nome e palavra passe registado no servidor FTP e Definir a porta de comunica es como porta 21 e Inserir o endere o IP onde se encontra instalado o servidor FTP e Definir o direct rio ao qual se pretende ligar e que tenha permiss es e Definir o canal de comunica o como sendo do tipo ethernet O canal de comunica o s ter de ser mudado quando ocorrer o descarregar de um programa ISO para a mem ria do comando num rico PITT Figura 29 Janela de configura o do comando num rico como cliente FTP Desenvolvimento de uma aplica o para monitoriza o e controlo remoto dos centros de maquina o Esbo o geral do qu
37. im pode aceder se a todos os centros de maquina o atrav s da rede local O ponto de acesso tem de ser posicionado de forma a estar equidistante de todos os receptores emissores e de prefer ncia num local onde as interfer ncias paredes campos magn ticos e el ctricos sejam m nimas O ponto de acesso tem a capacidade de POE Power over Ethernet que permite que o router ponto de acesso seja alimentado ssvpc pelo cabo de Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 38 comunica es e assim n o haver necessidade de ter uma fonte de alimenta o perto do ponto de acesso POWER Dink ado P DATA DATA e OUT IN Figura 23 Ponto de Acesso D Link DWL 3200AP com POE O dispositivo apresenta as seguintes caracter sticas o Velocidade de transfer ncia de at 54Mbits seg o Compat vel s especifica es IEEE 802 11g e IEEE802 11b o Seguran a WAP 64 bit WEP e controlo de acesso por MAC o Frequ ncia de trabalho na ordem dos 2 4GHz o Alcances em interiores 54Mbps 30 metros e 6Mbps 94metros o Alcances em exteriores 54Mbps 85 metros e 6Mbps 350metros o Pot ncia de Transmiss o de 126mW Configura o da rede wireless Os dispositivos de rede receptor emissor e ponto de acesso tem uma semelhante configura o semelhante sendo que ambos t m que ter um endere o IP da mesma sub rede 192 168 0 xxx e com o mesmo n mero de sub m scara de rede 255 255 255 0 Os outros par metros de configura o s o ba
38. ispositivo central ponto de acesso que serve de link para todos os demais emissores receptores O ponto de acesso serve para encaminhar as liga es feitas na rede convencional com outras redes distintas Para poder estabelecer a comunica o todos os emissores receptores devem estar dentro da zona de cobertura do ponto de acesso Equipamentos e caracteristicas No mbito deste projecto foram usados dois tipos de equipamentos no que diz respeito cria o da rede wireless Do lado dos centros de maquina o foi ligado um receptor emissor wireless D Link DWL G820 rede inform tica foi ligado um ponto de acesso D Link DWL 3200AP Relat rio de Projecto 2005 2006 e Receptor Emissor DWL G820 O dispositivo DWL G820 fig 23 ligado placa de rede ethernet do centro de maquina o para assim permitir a comunica o wireless com o centro de maquina o Figura 22 Receptor Emissor D Link DWL G820 O dispositivo apresenta as seguintes caracter sticas fundamentais o Velocidade de transfer ncia de 54Mbits seg o Compat vel s especifica es IEEE 802 119 e IEEE802 11b o Seguran a WAP e 64 bit WEP o Frequ ncia de trabalho na ordem dos 2 4GHz o Alcance na ordem dos 400 metros o Capacidade de trabalhar no modo Ad Hoc e no modo Infra estrutura o Pot ncia de Transmiss o de 30mW e Ponto de Acesso DWL 3200AP O dispositivo DWL 3200AP fig 24 ligado rede inform tica existente e ass
39. ler initialisation Waiting for connection from the personal computer Data being processed Waiting for data processing Waiting for data reception Data being transmitted Data being processed Not executed vet Waiting for Completion of Ethemet Controller initialisation Waiting for data reception Data being transmitted Not executed yet Data being processed Waiting for data processing Waiting for Completion of Ethemet Controller initialisation Master CTRL FOCAS 0 FOCAS 1 1 2 E W g P D x E C O N X C D W SCREEN 1 2 Figura 11 Tabela de s mbolos de estado de comunica o Dentro da mesma janela de manuten o pode se tamb m fazer PING liga o ethernet ler erros de comunica o erros do cliente FTP e erros do protocolo de comunica o pr prio da Fanuc chamado FOCAS 1 Familiariza o do sistema de comunica o implementado no centro de maquina o Descri o do tipo de comunica o usado Como j foi referido pode ligar se um PC ao comando num rico via RS232 ou via placa ethernet Optou se pela via ethernet Ethernet ethernet uma tecnologia de inter conex o para redes locais mais conhecida como Local Area Networks LAN baseada no envio de pacotes Ela define o tipo de cablagem e sinais el ctricos para a camada f sica e formato de pacotes e protocolos para a camada de controlo de acesso ao meio mais conhecida como Media Access Control MACY
40. m tica industrial instrumenta o e programa o foram largamente usadas no desenvolvimento do projecto Num projecto deste tipo poss vel aliar a teoria dos anos de forma o com pr tica de desenvolver algo que no final produz resultados prometedores Foi o caso do sistema de troca de ficheiros que se encontra a ser utilizado actualmente pela maioria dos centros de maquina o Em suma foi implementado um sistema de troca de programas ISO entre cerca de uma d zia de centros de maquina o apoiando se numa rede wireless local criada para o efeito e foi desenvolvida uma aplica o para monitorizar todos os aspectos fundamentais do funcionamento desses centros de maquina o Trabalhos Futuros Alguns objectivos inicialmente propostos n o foram concretizados na sua plenitude sendo deixados para trabalhos futuros Os centros de torneamento podiam ter sido de algum modo mais rentabilizados se sobre eles fossem efectuados processos semelhantes aos aplicados nos centros de maquina o O principal motivo pelo qual n o se efectuou essa optimiza o foi o facto de os tornos n o terem placas de rede sendo assim necess rio investir em servidores conversores RS232 para Ethernet O investimento teria de ser ponderado em fun o dos resultados pretendidos Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 50 Agradecimentos e nota pessoal Num mbito mais pessoal penso que o projecto de final de curso permitiu me a mim como aluno de Engen
41. madas em que cada uma resolve um grupo de problemas envolvendo a transmiss o de dados e fornece um servi o bem definido para os protocolos da camada acima que por sua vez se baseia em usar os servi os de algumas camadas abaixo As camadas mais altas est o logicamente mais perto do usu rio lidam com dados mais abstractos e confiam nos protocolos das camadas mais baixas para traduzir dados num formato que pode eventualmente ser transmitido fisicamente O modelo TCP IP assemelha se ao modelo OSI no facto de se subdividir por 4 patamares de comunica o da seguinte forma Aplica o camadas OSIS al Z Exemplos HTTP FTP DNS Transporte 3 camadas OSI 4 e 5 Exemplos TCP UDP RTP SCTP Rede camada OSI 3 Para TCP IP o protocolo IP F sica camadas OSI 1 e 2 Exemplos Ethernet Wi Fi MPLS N As camadas mais pr ximas do topo est o logicamente mais perto do utilizador enquanto as est o mais abaixo est o logicamente mais perto da transmiss o f sica dos dados Cada camada estabelece um protocolo com a camada acima e um protocolo com a camada abaixo Pode usar servi os de camadas abaixo ou fornecer um servi o camada de cima Este tipo de divis o permite dividir tarefas pelas respectivas camadas As caracter sticas fundamentais do protocolo TCP fig 16 s o e Orientado conex o A aplica o envia um pedido de conex o para o destino e usa a conex o para transferir dados e P
42. ntro de maquina o gt Possibilitar a activa o remota de paragem de emerg ncia caso se verifique alguma anomalia gt Possibilitar a troca autom tica r pida eficaz e de um modo organizado a troca e armazenamento dos ficheiros ISO enviados para os centros de maquina o gt Desenvolver uma aplica o que permita ao utilizador geral supervisionar e armazenar todos os aspectos fundamentais da maquina o e equipamento atrav s das vari veis do plc e comando num rico do centro de maquina o gt Permitir ao utilizador da aplica o activar remotamente a paragem de emerg ncia de um ou v rios centros de maquina o Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 15 O planeamento et pico detalhado do desenvolvimento desta proposta foi o seguinte 1 Familiariza o com o centro de maquina o a Tipo de centro de maquina o b Caracter sticas gerais c Potencialidades 2 Familiariza o dos sistemas de comunica o implementados no centro de maquina o a Tipos de comunica es permitidos b Escolha do tipo de comunica o c Caracter sticas f sicas da liga o 3 Familiariza o do controlador implementado no centro de maquina o a Tipo de comando num rico b Caracter sticas gerais c Funcionamento d Configura o adequado ao tipo de comunica o pretendido 4 Estabelecer comunica o entre um PC local e o centro de maquina o a Configura o geral do PC b Formas de leitura de
43. nual de Utilizador CNCVisual Descri o de fun es FOCAS I utilizadas Altera es do P s processador Configura o do Ponto de Acesso Wireless Configura o de uma Bridge Wireless Di rio de Est gio Fotografias Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 55
44. o O Reilly AXELSON J 2003 Embedded Ethernet And Internet Complete 1 Edi o Lakeview Research LLC Wisconson FANUC Manual del Operador Fanuc S ries 18i Model B Numero de Especifica o B 63534SP 02 FANUC Manual de Parametros Fanuc S ries 18i Model B Numero de Especifica o B 63530SP 02 FANUC Manual de Mantenimiento Fanuc S ries 18i Model B Numero de Especifica o B 63525SP 02 FANUC Fanuc Manual Guide i Numero de Especifica o B 63874EN 04 FANUC Fanuc Manual Guide for Milling Operator s Manual Numero de especifica o B 63424EN 083 D Link 2004 D Link Quick Installation Guide DWL G810 Apontamentos da disciplina Tecnologia Mec nica 3 Ano do curso de Engenharia Mec nica da Universidade de Aveiro Apontamentos da disciplina Tecnologia Mec nica Il 3 Ano do curso de Engenharia Mec nica da Universidade de Aveiro Apontamentos da disciplina Inform tica Industrial 5 Ano do curso de Engenharia Mec nica da Universidade de Aveiro Apontamentos da disciplina Automa o 3 Ano do curso de Engenharia Mec nica da Universidade de Aveiro Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 32 Apontamentos da disciplina Automa o ll 4 Ano do curso de Engenharia Mec nica da Universidade de Aveiro Apontamentos da disciplina Comando Num rico Computorizado 5 Ano do curso de Engenharia Mec nica da Universidade de Aveiro Apontamentos da disciplina Instrumenta o e Electrotecnia
45. o a fim de tornar mais compreensiva a leitura e compreens o da informa o Familiariza o com o centro de maquina o Tipo de centro de maquina o Os centros de maquina o usados s o dois modelos da marca Quaser mais propriamente os modelos de maquina o geral MV154PL 6 unidades e o modelo MV204CPL 4 unidades como se pode ver na figura 6 Figura 5 Centro de maquina o MV154PI e centro de maquina o MV204CPL Ambos os modelos t m caracter sticas semelhantes sendo a sua dimens o e cursos de trabalho os principais factores de distin o Ambos os centros de maquina o t m remo o autom tica de limalha ver figura 7 sistema de refrigera o integrado refrigera o interna e externa a ar e ou gua das ferramentas de corte troca totalmente autom tica de ferramentas fusos de esferas com lubrifica o autom tica e ambas vem equipadas com o controlador Fanuc 18i MB do qual se falar mais adiante Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 18 Relat rio de Projecto 2005 2006 Figura 6 Sistema de refrigera o de ferramentas e sistema de remo o de limalha Caracter sticas MV154PL MV204CPL Principais Curso de trabalho em XX 1500mm Velocidade M xima 40000mm min 36000mm min vazio N Posi es de 24 32 ferramentas Precis o de 0 008 0 008mm Posicionamento Capacidade de tanque de 400L 500L Ref Sistema de Refrigera o 60L min 8bar 60L min 20bar Potencia M xima da
46. o e de rentabiliza o de espa os e m quinas existentes Alguns programas ISO para os centros de maquina o com comando num rico s o elaborados manualmente no painel de controlo do centro de maquina o atrav s da ajuda de ciclos de HMI Interfaces Homem M quina sofisticadas que facilitam a compreens o e elabora o de todo o c digo ISO Alguns operadores usam com maior ou menor dificuldade um programa CAM existente num PC que se encontra em postos de trabalho perto dos centros de maquina o O programa CAM atrav s de algumas indica es de vari veis de corte defini o de traject rias entre outras gera o c digo ISO para o respectivo centro de maquina o atrav s de um cabo de liga o RS232 Uma vez o c digo enviado para o centro de maquina o poder proceder se ao ensaio do programa defini o do ponto zero pe a e proceder respectiva maquina o Uma vez conclu da toda a maquina o a pe a depositada em cima de uma palete com o respectivo desenho e ordem de trabalhos e transportada para a sec o da pintura Relat rio de Projecto 2005 2006 Areas Mais Sens veis Trabalhar com centros de maquina o com comando num rico nos dias de hoje sin nimo de trabalhar com m dias e grandes s ries para ter uma boa rentabiliza o do equipamento No caso concreto da Motofil Lda como cada produto final tem quase todas as pe as n o estandardizadas torna se dif cil definir tempos e traject r
47. onto a ponto uma conex o TCP estabelecida entre dois pontos e Fiabilidade O TCP usa v rias t cnicas para proporcionar uma entrega fi vel dos pacotes de dados O TCP permite a recupera o de pacotes perdidos duplicados a recupera o de dados corrompidos e pode recuperar a liga o em caso de problemas no sistema e na rede e Full duplex poss vel a transfer ncia simult nea em ambas as direc es cliente servidor durante toda a sess o e Handshake Mecanismo de estabelecimento e finaliza o de conex o a tr s e quatro tempos respectivamente o que permite a autentica o e encerramento de uma sess o completa O TCP garante que no final da conex o todos os pacotes foram bem recebidos e Entrega ordenada A aplica o faz a entrega ao TCP de blocos de dados com um tamanho arbitr rio num fluxo de dados tipicamente em octetos O TCP parte estes dados em segmentos de tamanho especificado pelo valor MTU Por m a circula o dos pacotes ao longo da rede pode fazer com que os pacotes n o cheguem ordenados O TCP garante a reconstru o dos pacotes no destinat rio mediante os n meros de sequ ncia e Controle de fluxo O receptor medida que recebe os dados envia uma mensagem a especificar o tamanho do buffer no campo do segmento TCP em que determina a quantidade de bytes que o lado transmissor pode receber O transmissor pode transmitir segmentos com um n mero de bytes que dever estar
48. orno usado para pe as de grandes dimens es uma vez que possui um volume de trabalho elevado Existe tamb m um torno usado para maquina o entre pontos necess rio para maquinar pe as cil ndricas exc ntricas ou com escateis uma vez que possui uma cabe a motorizada no carro de ferramentas que possibilita a afixa o de ferramentas motorizadas para assim maquinar escateis sem recorrer a outros equipamentos Finalmente nesta rea existe uma rectificadora de comando num rico para pe as cil ndricas essencialmente usada na rectifica o de veios de motores el ctricos tamb m produzidos na empresa A rea representada na figura 5 constitu da por quatro centros de maquina o para pe as com dimens es e pesos elevados Figura 4 rea de maquina o pesada As quatro m quinas possuem cinco eixos de trabalho 3 eixos em simult neo e um 4 e 5 eixo possibilitado pela rota o da cabe a da rvore Estes centros de maquina o t m a possibilidade de maquinar pe as com a ferramenta na horizontal ou na vertical permitindo assim a maquina o de planos inclinados em rela o mesa da m quina Todas as quatro m quinas est o equipadas com o controlador Heidenhain A restante rea de equipamentos de comando num rico constitu da por 16 centros de maquina o para pe as de pequenas e m dias dimens es Figura 4 rea de centros de maquina o Estes centros de maquina o t m apenas 3 ei
49. rico Actualmente a Motofil Lda apresenta uma gama variada de sistemas de soldadura integrados para todo o tipo de aplica es nomeadamente na ind stria autom vel mobili rio met lico constru es met licas e outras ind strias onde exigida cada vez mais a inclus o de aplica es robotizadas Na figura 1 verificamos a ampla gama de solu es que a Motofil Lda fornece aos seus clientes sendo cada produto personalizado para se adequar s necessidades de cada aplica o Todo o sistema de fixa o das pe as a soldar gabarito o envolvimento de seguran a estruturas base dispositivos de posicionamento interliga o de equipamentos entre outros s o concebidos pela Motofil Lda Figura 1 Alguns produtos finais concebidos pela Motofil Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro Relat rio de Projecto 2005 2006 Departamento de Maquina o O tema de projecto est mais directamente ligado ao departamento de maquina o deste modo faz se uma breve descri o do espa o e de equipamentos assim como se procede apresenta o de um layout na figura 2 gt JJ g E a a a o y Y EE E WME E RE E o a o teias E E e om m mm m o v SEENEN E R REREN E RENERE ERENS i RRENEN To ARERR PETET E e e EEE PRE AEE SAE S go E A EREE E EREET EET i tn dra pera dan sd ER ER ER ER ER ge ER ER ER ER ER ER ER ER ER ER ER ER ER ER ER ER RE E E E
50. s coment rios n o eram enviados para o comando num rico at se realizarem os envios do programa via RS232 a AlphaEDIT C Documents and Settings Administrador Ambiente de trabalho 10 Dio amp ee ole aja peration List POST QUASER FACE MILLING TOUL FRESA 63 MM FACEJ 45 EFFECTIVE DIAMETER 65 Feed Distance 418562 9 Tine for OF 1 m 19s FO OUGHING PASS T L 9 FRESA 50MM PASTO EFFECTIVE DIAMETER 50 STOCK AMOUNT 0 15 Feed Distance 3047 6 Time for OP 2 m 46s FOUGHING PASS TOOL 3 FRESA CHAN 16MM 455 EFFECTIVE DIAMETER 16 STOCK AMOUNT FOUGHING PASS TOOL 3 FRESA CHAN i45 EFFECTIVE DIAMETER 16 STOCK AMOUNT Feed Distance 1253 3 Time for DP 3 as FOUGHING PASS TOOL 3 FRESA CHAN i45 EFFECTIVE DIAMETER 16 STOCK AMOUNT 0 Feed Distance 057 3 Time for OF 4 Um lis FINISH PASS TOOL 7 FRESA 20MH i HSCO EFFECTIVE DIAMETER 20 Feed Distance Vel Time for OF 5 m 26s Total Feed Distance Tool Change Time Total Time Haterial Mild Steel Foughing Uze Emulsion Coolant START 1016 01 0 14 1 EA 1111 I PROGRAMA EXECUTADO POR CHICO 13 JUL 065 G54 CUIDADO COM ORIGEM DAS PALETESA 90 GiT G40 GAD OE 1 FACE MILLIHG TOOL Z2 FRESA 63 MM FACEJ 45 1 EFFECTIVE DIAMETER 65 H10 TO Select tool and offset Ga Fl HO O43 H02 Z150 HOI Figura 27 Programa ISO no p s processador antes de ser enviado via RS232 O que se pretendia era que o utilizador simpl
51. se quando distribui os desenhos pelas respectivas m quinas os seguintes crit rios e Dimens o da pe a uma pe a s pode ser maquinada em m quinas que suportem o seu peso e que tenham deslocamentos de mesa que permitam a maquina o pretendida e Geometria da pe a Torna se bastante bvio que uma pe a cil ndrica ter que partida ser maquinada num torno CNC ou num torno convencional e n o numa fresadora e Material Alguns centros de maquina o t m ferramentas mais adequadas maquina o de material como por exemplo o alum nio ou o cobre enquanto que alguns est o mais adaptados maquina o de a o e outros materiais duros Autor Bruno Miguel da Silva Lameiro 9 e Experi ncia do operador Algumas pe as de geometria complexa e ou com toler ncias apertadas necessitam de um operador mais experiente ou que saiba trabalhar com um software CAM para assim facilitar a elabora o do programa ISO e No crit rio de escolha poder levar se em conta que certas pe as poder o n o necessitar de elabora o de programa ISO e assim ser mais rent vel maquin las em m quinas convencionais Pe as de pequenas s ries poder o ser maquinadas em maquinaria convencional onde a elabora o de um programa ISO n o se justificaria A defini o do layout do pavilh o tem obrigatoriamente em conta estes e outros crit rios para que o layout seja o mais optimizado poss vel em termos de tempos de opera
52. sicamente de seguran a informa es de utilizador e outras op es poder o ser consultados no manual de instru es Outro aspecto importante na configura o da rede wireless a seguran a A seguran a de infiltrados externos rede garantida atrav s de uma lista de n meros MAC que poder o aceder ao ponto de acesso Uma vez definida essa lista de n meros MAG apenas os dispositivos com o n mero de MAC na lista poder o aceder a informa o da rede wireless Implementar o sistema de transmiss o de ficheiros ISO Descri o geral do que se pretendia implementar Pretendia se desenvolver um m todo simples fi vel eficaz vers til e r pido para o envio de ficheiros ISO para os centros de maquina o vindos do p s processador do software CAM O sistema de troca de ficheiros tinha que ser simples para que todos os operadores de comando num rico facilmente se adaptassem ao novo m todo Teria de ser fi vel porque seria aplicado em 10 centros de maquina o que trabalham 8 horas di rias Teria necessariamente de ser vers til para que a troca de ficheiros fosse poss vel atrav s de qualquer computador da instala o fabril e finalmente teria de ser r pido para que o tempo de descarregar os ficheiros para a m quina fosse m nimo Com tudo isto chegou se conclus o de que teria de se tirar partido do protocolo de transfer ncia de arquivos FTP existente nos centros de maquina o O protocolo FTP comummente us
53. tes e produzidos no referido centro de maquina o As c pias e transfer ncias duma pasta para outra ao final de cada m s s o feitas atrav s de um ficheiro bat desenvolvido para esse efeito fig 26 ftp copy alllhat Bloco de notas Ficheiro Editar Formatar Ajuda gdecho off echo Mo TO FIL echo informatics echo o Copia de programas NC para pasta de backup EShOo copy ESSFTPACMNC QUASER IIN copy ESAFTPACNO QUASER I2 copy EISFTPACNC QUASER 13 4 copy EISFTPACNO QUASER I S copy EISFTPACNC QUASER 1 54M copy ESAFTPACMNC QUASER IENH copy ESAFTPACNO QUASER 21 EIAFTPRENC QUASER 2 2 ESSFTPACNC QUASER 23 ESSFTPACNO QUASER 24 4 EIAFTPRENC QUASER IINH EIAFTPRENC QUASER I 2 EIAFTPRENC OQUASER I 3 EIAFTPROENC QUASER Id NH ESSFTPACNO QUASER 1 54H EIAFTPRCENT QUASER I SN EIAFTPRENC QUASER 21 H EIAFTPRENC QUASER 2 2 EIMFTPRONC QUASER 23 4 ESSFTPACNO QUASER 24 4 METPRACNC QUASER TODOS dy SETPRACNC QUASER TODOS Y SETPRACNC QUASER TODOS Sw FTPAONC QUASER TODOS sY FTPAONC QUASER TODOSA Y SETPACNC QUASER TODOS Y SETPACNC QUASER TODOS Y SETPRACNC QUASER TODOS dy FTPAONC QUASER TODOS sY FTPAONC QUASER TODOSA A FTPACNC QUASER 11 TODOSN Y FTPACNC QUASER 12 TODOS Sw FTPACNC QUASER 13 TODOS Sw FTPACNC QUASER 14 TODOS A Y SFTPAONC QUASER 15 TODOSA My SFTPACNC QUASER LA TODOSA Y FTPACNC QUASER 21 TODOS Sw FTPACNC QUASER 22 TODOS Sw FTPRACHNC QUASER 23 TODOS Y
54. xos de trabalho Todos os centros de maquina o est o equipados com o controlador Fanuc de variados modelos sendo o modelo Fanuc 18i o mais encontrado nos centros de maquina o mais modernos Relat rio de Projecto 2005 2006 Processo de Produ o O departamento de maquina o encontra se ainda em ajustamentos de layout e defini o de m todos de produ o devido recente mudan a de instala es fabris uma empresa que naturalmente devido ao produto personalizado para cada cliente trabalha com pequenas s ries muitas vezes maquinando uma ou duas pe as iguais apenas Estes factores juntamente com o facto de ser um departamento bastante solicitado e sobre constante press o por parte de outros sectores dependentes da maquina o torna a sua gest o um pouco delicada Para optimizar e integrar novos m todos de produ o tendo em vista a rentabiliza o de pessoas equipamentos e espa os ter de ser feita a avalia o correcta de todo o ciclo de maquina o existindo a necessidade de redobrar esfor os nos campos onde tal se verifique Para se compreender melhor o funcionamento do departamento de maquina o importante perceber se como feita a sua gest o Os desenhos de produ o e ordem de trabalhos chegam ao departamento de maquina o diferenciados por cor consoante o produto final e a s o distribu dos pelo director de maquina o para as respectivas m quinas O director de maquina o tem por ba
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