[pt] DESENVOLVIMENTO DE UM MANIPULADOR PARA VARREDURAS ANGULARES COM TRANSDUTORES EMAT

[en] DEVELOPMENT OF A ROBOTIC ANGULAR MANIPULATOR FOR EMAT SCREENING

[pt] JOAO PEDRO TORRES DE SOUSA ANDRADE

[pt] MICROCONTROLADOR

[pt] FIRMWARE

[pt] VARREDURA

[pt] EMAT

[pt] MANIPULADOR

[en] MICROCONTROLLER

[en] SWEEP

[en] EMAT

[en] MANIPULATOR

[pt] Transdutores acusto-eletromagnéticos (do inglês, EMATs) geram ondas ultrassônicas, apresentando forte apelo prático para inspeções de meios metálicos. O desenvolvimento dos equipamentos e protocolos utilizados nessas inspeções necessita, geralmente, a realização de varreduras, ou seja, uma serie de medições com variação espacial. Tais varreduras são procedimentos utilizados para acumular dados de maneira organizada, possibilitando o teste e comparação entre diferentes corpos de prova e configurações. Portanto, a facilidade e precisão com que se realiza tal varreduras é importante para o desenvolvimento dessas tecnologias de inspeção e ensaios não destrutivos. Nesse trabalho foi desenvolvido um manipulador cujo objetivo é movimentar transdutores EMATs durante a realização de varreduras angulares. Essa automação requer desenvolvimento e integração de componentes mecânicos, eletrônicos e de software. Este trabalho explora os conceitos básicos necessários a transdutores EMATs e as varreduras que os utilizam. Apresenta, a modelagem e construção do hardware mecânico, se aprofundando em alguns problemas encontrados, e na utilização de componentes impressos em 3D com tecnologia de modelagem por deposição de material fundido (do inglês, FDM). Desenvolve a eletrônica necessária para o funcionamento do projeto. Comenta a adaptação de software já existente às especificidades do manipulador e as varreduras que o utilizam. Por fim são apresentados alguns resultados obtidos com as ferramentas que foram desenvolvidas, comparando-as com o procedimento manual. Foi concluído que o manipulador funcionou de acordo com o esperado. Mesmo podendo ser ainda melhorado foi possível realizar varreduras de maneira consistente e com menos de um terço do tempo necessário manualmente. Além disso são apontadas recomendações de desenvolvimento futuro do projeto.

[en] Electromagnetic acoustic transducers (EMATs) generate ultrasonic guided waves which can be used in inspections. The development of equipment e protocols used in these inspections requires the realization of sweeps. These sweeps are procedures used to gather data in an organized way, making possible the test and comparison between different equipment and settings. Therefore, the easy with which these sweeps are made is key to the development of theses inspections technologies and non-destructive testing. In this work a robotic manipulator was developed aiming to move these EMAT transduces while a sweep is being made. The automation of this procedure requires the integration of mechanical, electrical and software components. This capstone project explores the basic concepts of EMAT transduces and the sweeps that uses them. The modeling and construction of mechanical hardware is discussed, with emphasis given to some problems that were encounter, and the utilization of components made with fused deposition modeling (FDM) 3D printing technology. It also presents the development of the electrical components need to the manipulator’s operation and the adaptation of existing software to the project specificities. At last, some results gathered with the develop tools are shown and compared to manual acquisitions. The conclusion reached was that the arm worked as expected. Although there are some points to evolve, it was possible to reliably make screenings with less than a third of the usual necessary time. Other than that, some recommendations for future development are made.

ALAN CONCI KUBRUSLY

2021-07-02

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53523@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.53523