Mini-Projecto · Macros para uma família de peças e setup automatizado com sonda 3D
Contexto
A Metalúrgica Vale do Ave, uma pequena oficina de maquinação subcontratada, produz uma família de suportes retangulares em alumínio, todos com a mesma operação (uma bolsa central e um padrão de furos), mas com dimensões diferentes consoante o cliente. Até agora, cada variante tinha o seu próprio programa CNC, escrito de raiz, e o setup entre lotes demorava mais de 40 minutos, muitas vezes com erros de zero-peça por má fixação.
Foste contratado/a como técnico/a de programação para eliminar esta repetição: uma única macro que sirva toda a família de peças, e um setup semi-automatizado com a sonda de apalpação 3D que reduza o tempo parado e o erro humano. Trabalhas individualmente ou a pares, na fresadora CNC do laboratório, com sonda de apalpação 3D disponível.
Requisitos
Funcionais
- Macro orientada para a geometria que produza, a partir de variáveis de entrada (comprimento, largura, profundidade da bolsa; número, raio e posição dos furos), toda a família de peças sem alterar o código.
- Estrutura de dados documentada: variáveis do operador, do programador e do sistema, com âmbito (local/global) explícito.
- Macro orientada para o setup que guie o operador na fixação da peça, com pelo menos um valor introduzido manualmente e validado antes de ser usado (ex.: espessura do bruto).
- Rotina de zero-peça automático com a sonda de apalpação 3D, que determine o centro da peça apalpando pelo menos dois lados.
- Rotina de medição e correção automática de pelo menos uma cota crítica (ex.: diâmetro de um furo), com decisão condicional que só corrige quando a cota está fora de tolerância.
- Procedimento de calibração da sonda documentado e executado antes da primeira utilização.
Não-funcionais
- Todas as macros testadas em simulação gráfica e dry run antes do corte real.
- Mensagens de erro claras para pelo menos dois valores fora de gama, testadas de propósito.
- Utilização correta de EPI e cumprimento das normas de segurança durante todos os testes e execuções.
- Documentação da estrutura de dados de cada macro (tabela de variáveis, tipo e âmbito).
Fases
Fase 1 · Análise da família de peças e requisitos das macros (3h) Estudar os desenhos técnicos das variantes existentes, identificar cotas fixas e variáveis, e definir a estrutura de dados (variáveis do operador, do programador e do sistema) das duas macros a construir.
Fase 2 · Macro orientada para a geometria (4h) Escrever e testar em simulação a macro da bolsa e do padrão de furos, parametrizada por comprimento, largura, profundidade e número de furos. Validar com pelo menos três combinações de dimensões diferentes.
Fase 3 · Macro orientada para o setup, com validação (3h) Escrever a macro que guia o operador na fixação, pede um valor manual (ex.: espessura do bruto) e valida a gama antes de calcular o offset correspondente.
Fase 4 · Calibração da sonda e rotina de zero-peça automático (3h) Calibrar a sonda de apalpação 3D com o anel/esfera de calibração disponível. Escrever e testar a rotina de zero-peça que apalpa dois lados da peça e calcula o centro.
Fase 5 · Rotina de medição e correção automática (3h) Escrever a rotina que mede uma cota crítica com a sonda, compara com a nominal e a tolerância do desenho, e corrige o offset da ferramenta só quando necessário.
Fase 6 · Validação integrada e testes de maquinação (3h) Correr o fluxo completo (setup → geometria → medição → correção) em simulação, dry run e corte real reduzido numa primeira peça. Testar valores limite e valores inválidos de propósito.
Fase 7 · Apresentação e dossiê (1h) Apresentar as macros à turma, explicando a estrutura de dados, as decisões de validação e os resultados dos testes.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Macro orientada para a geometria (parametrização correta, testada com várias dimensões) | 25% |
| Macro orientada para o setup (validação de dados manuais) | 20% |
| Calibração e rotina de zero-peça automático com a sonda 3D | 20% |
| Rotina de medição e correção automática de cotas | 15% |
| Testes de maquinação, segurança e EPI | 10% |
| Dossiê e apresentação | 10% |
Erros comuns
- Escrever a macro de geometria com uma cota fixa "esquecida", que quebra a família assim que se testa uma dimensão diferente.
- Não validar o valor introduzido manualmente na macro de setup, deixando um erro de digitação propagar-se ao offset.
- Confundir a variável de sistema de X com a de Z ao ler o resultado da sonda, obtendo um zero-peça sem sentido.
- Saltar a calibração da sonda "porque já esteve calibrada da última vez".
- Aplicar a correção de offset sempre, mesmo quando a peça já está dentro de tolerância.
- Ir diretamente ao corte real com uma macro nova, sem simulação nem dry run.
Bónus (opcional)
- Estender a macro de geometria para aceitar também bolsas circulares, além de retangulares.
- Acrescentar um contador de peças produzidas, com mensagem automática ao atingir o limite do lote.
- Registar num ficheiro de log (ou variável global) o histórico de correções de offset aplicadas ao longo do lote.
- Automatizar também a medição de ferramentas no arranque do turno, antes da primeira peça.
Reflexão
No dossiê final, responde: que ganho concreto trouxe a macro orientada para a geometria, comparado com ter um programa separado para cada variante da família de peças? E: qual dos dois erros é mais perigoso, um ciclo infinito por falta de incremento do contador, ou uma sonda descalibrada, e porquê?