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Desenvolvimento de uma mesa angular rotativa para a usinagem de ultraprecisão ; Development of a rotating tilt stage for the machining high precision

Burato, Carlos Umberto
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 07/02/2003 PT
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Este trabalho trata do desenvolvimento de uma mesa angular rotativa, para o microposicionamento de peças anesféricas durante a usinagem de ultraprecisão, para atender as tolerâncias nanométricas. Este microposicionamento angular é alcançado com o emprego de atuadores piezelétricos. Por se tratar de um tipo de sistema com movimento de rotação, relata-se o problema encontrado para energizar os atuadores. Este problema é abordado mostrando a alternativa encontrada destacando pontos relevantes, como: a) energização através de anéis coletores deslizantes, de cobre revestidos em prata, fixados no diâmetro externo do dispositivo; b)isolação elétrica entre os anéis e a peça; c) ligação do cabo coaxial vindo dos atuadores piezelétricos; d) aterramento dos cabos coaxiais, utilizando apenas um anel coletor deslizante. Explica como acontece a transmissão do sinal de corrente elétrica do aparelho de controle para os anéis deslizantes e posteriormente aos atuadores piezelétricos, utilizando contatos através de escovas, com 65% de prata e 35% de grafite, com molas duplas para garantir a pressão do contato, fixadas numa base rígida externa ao dispositivo. Destaca-se que a confiabilidade no microposicionamento da peça está na preservação da transmissão de uma corrente elétrica de 50mA para os atuadores. Conclui que é possível realizar o microposicionamento angular da peça que está sendo trabalhada...

Análise dinâmica de colunas de perfuração de poços de petróleo usando controle linear de velocidade não-colocalizado; Dynamics of oilwell drillstrings using non-colocated linear velocity control

Manzatto, Leopoldo Marques
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 03/05/2011 PT
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Este trabalho apresenta uma análise paramétrica da reposta dinâmica de colunas de perfuração de poços de petróleo com controle proporcional-integral de velocidade não colocalizado. A operação de perfuração de poços de petróleo e gás em águas profundas consiste na abertura de poços em solo rochoso através de uma broca cuja rotação é controlada por uma mesa rotativa na superfície. O torque imposto pela mesa é transmitido à broca por meio de uma coluna de perfuração. Particularmente no caso de perfuração em águas profundas, as colunas de perfuração podem ser muito extensas e, portanto, bastante flexíveis. As vibrações ocasionadas pela grande flexibilidade das colunas de perfuração são as principais responsáveis por falhas no processo de perfuração. Em particular, o fenômeno não-linear conhecido como stick-slip e relacionado às vibrações torcionais da coluna de perfuração, faz com que um sistema de controle projetado para manter a velocidade da mesa constante dê origem a grandes oscilações na velocidade da broca. Na prática, este fenômeno é amplificado pela inerente não-linearidade do contato entre broca e formação rochosa e pela forte não colocalização entre mesa rotativa e broca. Este trabalho tem por principal objetivo realizar uma análise paramétrica da dinâmica do processo de perfuração...

Análise de desempenho de diferentes leis de controle de vibrações torcionais em colunas de perfuração de poços de petróleo; Performance analysis of different control laws for torsional vibrations in oil wells drillstrings

Monteiro, Hugo Leonardo Salomão
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 09/04/2012 PT
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O fenômeno de stick-slip, no processo de perfuração de poços de petróleo, é propiciado pela interação entre broca e formação rochosa e pode dar origem a grandes oscilações na velocidade angular podendo provocar danos irreparáveis ao processo. Neste trabalho, analisa-se o desempenho de leis de controle aplicadas à mesa rotativa (responsável por movimentar a coluna de perfuração), visando à redução de stick-slip e de oscilações da velocidade angular da broca. As leis de controle implementadas são do tipo PI (Proporcional-Integral), com parcelas de torque aplicado à mesa rotativa, proporcional e integral à velocidade da mesa, podendo ser com peso na broca constante ou variável. Para a coluna de perfuração, foi proposto um modelo em elementos finitos com função de forma linear. O torque na broca foi modelado segundo atrito de Coulomb pela forma não regularizada, curva esta ajustada pelos dados empíricos conforme propostas da literatura. Diversos critérios de desempenho foram analisados e foi observado que a minimização do desvio médio da velocidade angular em relação à referência propicia melhores condições de operação. Análises paramétricas dos ganhos de controle proporcional e integral foram realizadas...

Desenvolvimento de um controlador PID para aplicação em uma mesa angular rotativa; Application of a PID controller for a piezoelectric tilt stage

Pinheiro, José Antonio
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 24/04/2009 PT
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Trata do desenvolvimento de um controlador Proporcional-Integral-Derivativo (PID) para uma Mesa Angular Rotativa (MAR) destinada à usinagem de ultraprecisão. O sistema de controle tem como objetivo efetuar posicionamento angular de alta resolução e repetibilidade antes e durante a usinagem de ultraprecisão, propiciando fabricar peças complexas através de torneamento. A MAR faz uso de elementos como mancais de flexão, atuadores piezelétricos, juntamente com o sistema de controle PID. A estratégia de controle é baseada na aquisição de dados na plataforma de desenvolvimento LabVIEW®, para gerar curvas tensão de saída do tesatronic versus deslocamento da MAR e no processamento dos sinais adquiridos ao longo do microposicionamento da MAR em tempo real para realimentação de posição. Constatou-se que o sistema suporta deslocamentos da MAR correspondendo a expansão do atuador piezelétrico de até 24 µm com freqüência de acionamento de até 3 Hz. O uso de filtro Chebyshev provocou atraso na resposta e forte instabilidade no sistema. Conclui-se que para a melhora do desempenho do sistema em termos de freqüência pode ser conseguida através do uso de filtro do tipo FIR (Finite Impulse Response).; A Micro Tilt Stage (MTS) was developed in the Precision Engineering Laboratory (University of São Paulo) to be used in commercial diamond turning machines. The MTS has the aim of positioning workpieces angularly with high resolution and repeatability before and during ultraprecision machining. The use of flexural bearings and piezoelectric actuators together with a PID control system provided improved dynamic performance. The control strategy is based on data acquisition using LabView to create standard curves and perform the correction of positioning errors. Experimental tests are performed with displacement of the (MTS)...

Projeto e implantação de plataforma didatica aplicada ao ensino e pesquisa em automação

Cintia Kimie Aihara
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 06/04/2000 PT
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Os avanços tecnológicos dos últimos tempos implicou em um aumento da competitividade industrial e a integração de sistemas automatizados de produção, o que passou a ser o sinônimo de flexibilidade para a obtenção de produtos competitivos e com qualidade. Dentro deste contexto, este trabalho aborda os principais elementos que descrevem a Parte Operativa e a Parte Comando de um Sistema Automatizado Industrial, através do desenvolvimento de metodologias aplicadas ao ensino e formação em automação. Esta metodologia foi validada e implementada no Laboratório de Automação Integrada e Robótica, da UNICAMP, através de uma plataforma didática constituída de diferentes elementos automatizados (robôs, mesa rotativa, CLP's, atuadores e sensores).Nesta plataforma, foram implementados diferentes módulos de validação e aprendizagem; Recent technological advances has been the responsible for an increase of industrial competitiveness and the integration of automatized systems of production, which became synonymous of flexibility for achieving competitive and high quality products. In this context, this work approach the main elements that describe the Operative Part and the Command Part of an Automated Industrial System, through the development of methodologies applied to education and formation in industrial automation. This methodology was validated and implemented in the Laboratory of Integrated Automation and Robotic...

Desenvolvimento e implementação de técnicas avançadas usando desvios com aplicação a calibrações no domínio de metrologia angular

Castro, Miguel Maria de Almeida Ribeiro Anglin de
Fonte: Universidade Nova de Lisboa Publicador: Universidade Nova de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /09/2015 POR
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O trabalho desenvolvido no decurso da elaboração da dissertação aqui apresentada decorreu no departamento de Metrologia do Instituto Português da Qualidade no âmbito de estágio. O tema que foi abordado está inserido na área de Metrologia Angular, onde a grandeza que se mede é o ângulo plano. Por esse facto os dois equipamentos de medição principais que foram utilizados foram o autocolimador e a mesa rotativa. O objectivo principal do trabalho visou a utilização de novas técnicas de avaliação de dados, que consistiu na separação dos erros do autocolimador e da mesa rotativa, quando a calibrar o autocolimador e trabalhá-los separadamente com o propósito de verificar se as incertezas são mais baixas relativamente aos métodos clássicos de calibração e assim garantir uma maior exactidão nos resultados. Este trabalho implicou a implementação de uma nova técnica de medição, assim como a implementação de um novo processo de obtenção dos dados. Estas técnicas baseiam-se em aplicar certos desvios aos dois sistemas que vão permitir a construção dos erros separadamente, tanto do autocolimador como da mesa rotativa, e que vai permitir, deste modo, que não seja necessário recorrer a padrões externos. A obtenção desses erros foi construída utilizando as Transformadas de Fourier Discretas...