Requalificação de uma máquina-ferramenta

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

A máquina-ferramenta tem sido um dos equipamentos industriais mais importantes para diversos utilizadores e um ativo económico principal para os seus fabricantes. Esta crescente valorização “obriga” à sua constante atualização tecnológica, de forma a responder aos padrões de produção atuais. Por isto, o estudo e desenvolvimento de soluções de manutenção e requalificação deste equipamento é necessário quer do ponto de vista académico, quer industrial. Esta dissertação tem o objetivo de fornecer ao leitor uma base teórica sobre a máquina-ferramenta de comando numérico (neste caso uma fresadora CNC) e uma descrição da identificação e solução de várias problemáticas presentes no equipamento. Numa primeira fase é contextualizado o tema sob o ponto de vista histórico e económico, bem como uma introdução á engenharia de manutenção. Uma parte significativa da dissertação é dedicada aos constituintes eletrónicos da máquina-ferramenta e conceitos de controlo associados. São realizados testes a vários componentes de um subsistema particular (o sistema de controlo) e é realizada e implementada a requalificação visando a reposição das funcionalidades originais da máquina. Esta fase é constituída pelo projeto do sistema eletrónico, com a seleção dos respetivos componentes e software. De seguida, é configurado todo o subsistema com enfâse no controlo do movimento dos eixos da máquina, desde o controlador escolhido aos motores e seus componentes. Os diferentes resultados obtidos e as conclusões são também apresentados, bem como uma proposta “passo-a-passo” para o trabalho futuro.

The machine tool have been one of the most important equipment for various users and a main economic asset for its manufactures. This growing valorization requires its constant technologic update in order to respond to the current production standards. That is why the study and development of maintenance and retrofitting solutions for this device it is necessary both from academic and industrial point of view. This work aims to provide the reader a theoretical base about the numerical controlled machine tool (in this case a CNC milling machine) and a description of the identification and solution for a number of problems present in the equipment. In the first part, the subject is contextualized from a historical and economical point of view, as well as an introduction on the maintenance engineering. A significant part of the dissertation is dedicated to the electronic constituents of the machine tool and its control concepts. Tests are conducted to various components of a particular subsystem (control system) and is performed and implemented a retrofitting aimed at restoring the original machine functions. This phase consists on the project of the electronic system, with the selection of its components and software. Then the entire subsystem is configured with an emphasis on motion control of the machine axes, starting with the controller and its components. The different results obtained and the conclusions are also presented, as well as a step-by-step proposal for future work.