Sistema de regulagem do esforço de corte em chapas metálicas com variação de espessuras

Abstract

Resumo: Este trabalho apresenta o projeto de um sistema que possa ser aplicado sob uma operação de execução de furos em chapas metálicas, tendo em vista atender a um dos processos mais empregados na indústria de conformação mecânica, junto com a busca de resultados mais eficientes. O objetivo é propor um sistema eletropneumático que seja capaz de escolher por meio de um dispositivo mecânico medidor de espessuras de chapas, com um sensor em sua extremidade, a pressão exercida sobre um atuador pneumático que simula o punção de corte na chapa, sendo o sistema capaz de regular esforços de corte aplicados em espessuras distintas de chapas, no caso, duas chapas metálicas de diferentes espessuras e suas respectivas regulagens de pressão operando sob uma mesma máquina, obtendo um resultado otimizado de produção. A primeira etapa do projeto consiste no dimensionamento mecânico da máquina de corte das chapas, onde são efetuados os cálculos dos esforços de cortes necessários para atender as respectivas espessuras, levando em consideração às forças de cortes, as cargas de flambagem. Um modelo virtual é desenvolvido no intuito de se obter a montagem da máquina, lembrando que os furos são circulares e de mesmo diâmetro e as espessuras de chapas são de 1mm e 3 mm respectivamente. Para o reconhecimento da espessura das chapas um dispositivo mecânico é elaborado, sendo composto de uma haste que se movimenta a partir de uma mola, tendo na extremidade do dispositivo um sensor que atua assim que a chapa de maior espessura passa pela haste; já a de menor espessura faz com que o sensor não atue. Na etapa prática é elaborado o circuito em uma bancada, de maneira a atender ao projeto em suas etapas, seja a pneumática, a elétrica, a mecânica e a automação dos elementos utilizando um controlador lógico programável. O programa em ladder realizado no CPL controla as movimentações das chapas e a seleção de pressão nas válvulas solenóides. Durante a fase de montagem os sensores e as válvulas são ligadas com base nos esquemas desenvolvidos.

Abstract: This work presents the project of a system that can be applied under a punching operation with different thickness metal plates and the pressure variation, knowing that is one of the most used process in the mechanical industry conformation, it reaches the most efficient results applied to the studied process. The main is to consider a electropneumatic system that is capable to choose the pressure in the pneumatic actuator, measuring the thickness metal plates using a thicknesses mechanical measurement device, which can recognize the different thickness with a sensor in its extremity, the pressure exerted on a pneumatic actuator that simulates the punching operation, being the system capable to regulate and applied the cutting efforts according the distinct thicknesses plates; in the case, two metallic plates of different thicknesses and its respective regulations of pressure operating under one same machine, getting an optimized result of production. The first stage of the project consists to make the mechanical sizing of the punching machine, where the cutting efforts necessary to the process can be calculated and applied to each thickness variation. A virtual model is developed in the intention to get the assembly of the machine, remembering that the holes are circular and same diameter and the thicknesses plates are 1mm and 3mm respectively. For the recognition of the gauge a mechanical device is elaborated, being composed of a connecting rod that it puts into motion from a spring, having in the extremity of the device a sensor, that acts directly in the 3mm thickness plate and it measures exactly when it passes the connecting rod; otherwise when the 1mm thickness plate passes, the sensor do not actuate and not send any signal. In the practical the electro circuit is developed, in its stages, either the pneumatic the electric one, the mechanics and the element automation using a logical controller programmable. The program in ladder is charged in the PLC, controlling the plates movements and making the pressure selection in the solenoid valves. During the assembly phase the sensors and the valves are the most essential elements in the project. In the execution of the essay was possible to prove the application of the pressures in the recognition of the thicknesses.