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quarta-feira, 4 de novembro de 2015

Explicação do programa que controla o processo de soldagem

O projeto da maquina de soldagem por fricção é controlado pelo microcontrolador Arduino UNO juntamente com o CNC Shield para controlar o motor de passo.
Todo o funcionamento do projeto é feito através de um software feito no Visual Studio em C#.
O firmware do programa foi feito de forma simples, com o comando switch atuando como um grande menu, e cada case representa a leitura de cada botão do programa.
O software conta com algumas travas de segurança para possibilitar que qualquer usuário consiga utilizá-lo de forma simples. O programa se conecta ao arduino através de um cabo USB via porta Serial, e após a conexão estabelecida, o botão envia um dado para a leitura no arduino, que será analisado por cada case do switch, que neste caso, através do botão conectar, faz com que o LED de ligado se acenda, e com ele, o primeiro groupbox do software passa a ser habilitado.
Neste groupbox, há duas opções: Manual e Automático.
A primeira o operador controla o avanço e o recuo do mandril instantaneamente, bem como a ligação do spindle.
Já no modo automático, todos os outros groupbox se tornam habilitados, para que o usuário faça a soldagem de várias peças, apenas pela programação.
Para evitar que neste modo haja algum problema, o botão iniciar só funciona assim que todos os valores estejam “setados”.
No programa existe uma trackbar, cuja função é de enviar a potência do spindle para o arduino, e o arduino envia para o controlador do spindle valor entre 0 e 255, através do PWM.
O usuário escolhe a potência do spindle, o avanço do mandril, e o tempo que de processo de soldagem. Essas escolhas passam para o arduino via serial, que nele se tornam variáveis.
Outras informações necessárias para o funcionamento do processo é o tempo entre processos, quantidade de peças, e a segurança do tempo para retirar a peça do mandril. Essas informações ficam no próprio software mesmo, pois elas bloqueiam os botões do programa, sendo assim, evitando que algo saia do esperado.
Após pressionar o botão iniciar, o mesmo se desabilita e envia para o arduino ligar o rele do spindle. Durante o processo, uma progress bar começa a se encher para indicar o procedimento. Após a barra encher, o programa faz a contagem para retirar a peça do mandril, e envia uma MessageBox para lembrar ao usuário que retire a peça, evitando que haja qualquer problema. Assim que a MessageBox for confirmada, o botão recuar se habilita, fazendo com que, ao ser pressionado, o mesmo envia para o arduino recuar o mandril.
Além disto, o botão subtrai 1 na quantidade de peças a serem feitas, caso o valor dessa subtração der 0, o programa desabilita o botão ligar, e limpa todas as informações necessárias para iniciar o processo.
Caso o valor da subtração der maior que 0, o programa inicia outra progress bar, para que dê um tempo do mandril recuar, e após isto, habilita o Botão iniciar para recomeçar toda a etapa.
Além disto, o programa caso seja enviada alguma informação ao arduino, bloqueia o botão de desconectar, sendo assim, evita problemas de comunicação entre o PC e o arduino.
Outras funções secundárias estão incluídas no programa, como formulário de login, e personalização de cores da janela, tudo isso com intuito de facilitar a vida de quem utilizar o software. 

Aparência da janela de comando do processo

segunda-feira, 26 de outubro de 2015

Teste do processo de soldagem por fricção

No primeiro vídeo mostra o mandril se deslocando em direção ao spindle e realizando a soldagem por fricção, já no segundo vídeo mostra a peça sendo liberada do mandril e o mesmo recuando.

Vídeo 1

Vídeo 2


Na figura abaixo vemos o resultado do processo de soldagem por fricção


segunda-feira, 19 de outubro de 2015

Teste do deslocamento do Mandril

No vídeo abaixo vemos o teste do deslocamento do mandril, onde o motor de passo faz girar o Fuso Trapezoidal fazendo com ele movimente o mandril linearmente em direção ao spindle.

domingo, 20 de setembro de 2015

Historia da soldagem por fricção

O processo de soldagem por fricção, também conhecido como soldagem por atrito, tem o seu desenvolvimento reivindicado por diversos países.
Em 1929 foi registrada a primeira patente alemã; de 1939 a 1944 foi registrada uma serie de patentes sobre esse processo na Inglaterra.
Ele foi introduzido na Rússia em 1956, e depois foram feitas diversas inovações nos Estados Unidos da America, sendo modificado e patenteado em 1966.
Devido a essas patentes existem duas variante no processo, cujas diferenças estão no modo de geração de energia: a soldagem por atrito convencional (Russa) e a soldagem por atrito inercial (Americana).




Vantagens e desvantagens da soldagem por fricção

           VANTAGENS

  • Atenção Especial com a limpeza da superfície não é necessária, uma vez que a soldagem por fricção tem de rompê-la, deslocar, e finalmente remover os filmes de superfície no flash ("colar") da solda.
  • Metal de enchimento, fluxo, e gás protetor não são requeridos.
  • Defeitos associados a fenômenos de solidificação, como porosidade e segregação, não estão presentes!
  • É possível de se fazer juntas de metais dissimilares que são difíceis ou até impossíveis de serem soldadas por outros processos
  • Baixos custos, simplicidade de operação, instalações simples, baixo consumo de energia, e um curto ciclo de soldagem.
  • O processo é facilmente automatizado para reproduzir soldas de alta qualidade
  • O equipamento atual pode ser operado a até 4 quilômetros, sendo adequado para aplicações distante sem ambientes perigosos.
  • Estreita zona termicamente afetada associada ao processo

           DESVANTAGENS

  • A área de pelo menos uma peça deve ser simétrica, deforma que a parte poça girar sobre o eixo do plano de rotação.
  • As geometrias típicas que podem soldadas por fricção são: barra com barra, barra com tubo, barra com chapa, tubo com tubo e tubo com chapa.
  • O processo é normalmente limitado a fazer juntas de topo planas e angulares (ou cônicas)
  • O material de pelo menos um componente deve ser plasticamente deformável sob as dadas condições de soldagem
  • Preparação e alinhamento das peças podem ser críticas para o desenvolvimento uniforme do atrito e aquecimento
  • Capital de equipamento e custos com ferramentas são altos
  • Ligas usinadas são difíceis de serem soldadas

Autores do Projeto

Líder - Ednaldo Alves Junior - 004201200288
Vice-líder - Matheus Nunes de Barcellos Almeida - 004201200281
Integrante 1 - William Vinicius Mendes Silveira - 004201200114


Ednaldo Alves, William Vinicius e Matheus Nunes (ordem da esquerda para direita)