Este documento propõe métodos alternativos de software e hardware livre para o controle de movimentação de máquinas e verificação de erros, como uma opção mais barata às soluções comerciais. O LinuxCNC foi usado para controlar uma plotter e um Arduino e Matlab para ler dados de um relógio comparador e gerar relatórios de teste. Os resultados mostraram que o software livre pode ser usado para controle de máquinas e a ferramenta de verificação foi bem-sucedida em testes.

1. Métodos alternativos para verificação e controle de BELT
DRIVE para movimentação de cabeçote LASER
CTC- Centro Tecnológico
EMC – Departamento de Engenharia Mecânica
LMP – Laboratório de Mecânica de Precisão
Caixa Postal 476, CEP 88040-900, Florianópolis - SC
Victor R Sánchez Jara* | victor.r.sanchez.j@grad.ufsc.br
Prof. Walter Lindolfo Weingaertner** | w.l.weingaertner@ufsc.br
1) Introdução
Neste projeto propõe-se o estudo de alternativas de software e
hardware para a movimentação de máquinas, assim como a
verificação e validação destes movimentos.
Assim, contemplou-se a viabilidade de utilização de software livre
e hardware de baixo custo frente às opções comerciais
normalmente utilizadas. Muitas das soluções atuais acarretam
em custos elevados, o que pode inviabilizar o uso em pequenas
empresas ou em projetos com pouco investimento.
1) Objetivos
Devido ao número de máquinas de movimentação projetadas por
membros do LMP, as atividades desenvolvidas tiveram como
objetivo contribuir com este processo fornecendo alternativas
para os métodos já utilizados hoje em dia. Estas atividades
contribuem para teses de mestrado sendo desenvolvidas no
laboratório.
2) Metodologia
Para o controle de movimentação das máquinas, foi escolhida a
utilização de LinuxCNC.
Na verificação o funcionamento do software foi utilizado um PC
como sistema de controle de uma Plotter com uma placa de
interface PC-máquina desenvolvida em projetos anteriores.
Para a validação das movimentações foi utilizado um relógio
comparador já presente no laboratório.
Um Arduino foi utilizado na leitura que obtém os dados através de
uma conexão com o relógio, enviando os mesmos para o PC.
Para a visualização e interpretação das leituras foi criado um
programa no software Matlab.
3) Controle
O software LinuxCNC vem embutido num sistema operacional
baseado em distribuições de Linux com modificações para o
funcionamento em tempo real. O mesmo possui: interface gráfica
para o controle de máquinas, intepretador de código G,
capacidade de controle de até 9 eixos de movimentação, entre
outras funcionalidades.
O software foi instalado em um PC do laboratório, criando um
perfil com os parâmetros da Plotter e observando as
especificações dos motores da mesma.
Como teste, foram utilizadas trajetórias geradas em código G
para verificar a movimentação correta dos eixos.
4) Verificação
O relógio comparador envia sinais representando dados como:
unidade de medida escolhida, resultado de medição, posição do
separador decimal.
Os dados são enviados como uma sequência de bits para os
pinos do Arduino, o qual os envia para uma porta serial via USB.
A partir do código de leitura foi criado um programa executável
com interface gráfica que não requer a instalação de Matlab no
PC, facilitando a utilização para pessoas sem conhecimento na
linguagem de programação. Este programa efetua a leitura dos
dados, mostra os resultados em um gráfico e gera um relatório
com as medições em uma planilha do tipo Excel para análise
posterior do usuário.
6) Conclusões
Com os resultados dos testes, foi visto que é possível utilizar
software livre para controle de máquinas, exigindo somente uma
habituação do usuário devido às diferenças.
Uma vez comprovado o funcionamento da ferramenta de
verificação de erros em testes de bancada, efetuaram-se testes
de repetibilidade dos movimentos em uma máquina de grande
porte.
Os resultados obtidos para o controle de máquinas e verificação
de erros podem servir, no futuro, como uma referência para
trabalhos de pesquisa a serem realizados no laboratório.
6) Referências
[LinuxCNC, 2014] A free and powerful machine controller. Disponível em:
<http://www.linuxcnc.org/>
[ A r d u i n o , 2 0 1 4 ] D o c u m e n t a ç ã o d i s p o n í v e l e m : <
http://arduino.cc/en/Reference/HomePage/>
[ M a t h w o r k s , 2 0 1 4 ] M a t l a b . D o c u m e n t a ç ã o d i s p o n í v e l e m :
http://www.mathworks.com/help/index.html/
[SCHMITZ, Leandro, 2014] Testes de precisão de posicionamento e
repetibilidade.
*Bolsista do Programa Institucional de
Bolsas de Iniciação Científica da UFSC
(PIBIC/CNPq)
**Professor Orientador (LMP/EMC/CTC/
UFSC)
Figura 1. Interface do software LinuxCNC com uma
trajetória de teste.
Figura 2 Sistema de verificação de movimentos
desenvolvido.