O Projeto

Descrição do Problema
Solução
Diagrama de Blocos
Análise de Riscos
Cronograma
Relatórios
Código
Vídeo demonstrativo

Descrição do Problema

No ramo ferroviário, é necessário utilizar parafusos durante a construção de trilhos para fixá-los. Com a passagem de trens, é comum que esses parafusos afrouxem, fazendo com que haja risco de descarrilamento dos vagões. Por isso é pintada uma faixa branca no parafuso e em sua base, indicado a posição de fixação. Quando esses parafusos afrouxam, a faixa branca do parafuso se desalinha com aquela da base, indicando necessidade de manutenção.

Solução

O projeto atual tem como objetivo apresentar um protótipo para a identificação e manutenção de parafusos em um trilho, chamado Manutentor de Trilhos NASSU. Ele será constituído por um AGV (Automated Guided Vehicle), no qual será acoplado uma parafusadeira para apertar os parafusos e uma câmera para reconhecimento dos parafusos e suas posições. O controle será feito por meio de um microcontrolador instalado no carrinho. Serão enviadas informações para um sistema receptor, como número de parafusos detectados, a angulação e a localização de cada um, quantos foram apertados, dentre outras. Isso será feito por meio de um meio de comunicação sem fio. Também haverá uma iluminação dos “trilhos” caso haja necessidade, ou seja, caso a luminosidade do ambiente seja baixa.

As limitações do NASSU são: o AGV não coloca o parafuso, apenas faz a manutenção dos já instalados; o veículo seguirá apenas uma linha reta, além de ser totalmente autônomo; é pressuposto que o parafuso foi pintado corretamente após sua instalação e que ele girou no máximo 180º a partir de sua posição correta.

Diagrama de Blocos

Análise de Riscos

Os riscos levantados para o desenvolvimento do projeto são:

Carrinho ser impreciso no seguimento da linha, desviando para os lados (P4 G1 *). Para contornar isso, basta utilizar um aparato mecânico para impedir que o carrinho vire. [Ocorreu e foi superado]
A parafusadeira causar desbalanceamento no AGV (P3 G2). Basta então adicionar um contrapeso ao AGV. [Ocorreu e foi superado]
Microcontrolador queimar durante a execução do projeto (P2 G3). Então seria emprestado um microcontrolador de um colega ou comprar outro, respeitando o prazo de entrega. [Ocorreu e foi superado]
AGV não parar em tempo suficiente após detectar o parafuso frouxo (P2 G2). A velocidade do AGV seria diminuida e/ou feita a instalação de um sistema de tempo real no AGV.
Posicionamento do AGV não ser preciso o suficiente para o encaixe da parafusadeira (P4 G2). A resposta para isso seria alterar a base do parafuso, adicionando uma guia nela, a qual indica o posicionamento correto da parafusadeira e nessa adicionar uma estrutura para acoplamento nessa guia. Também poderiam ser alterados o parafuso e a broca para esses já servirem como guia e acoplamento. [Solução foi feita]
Risco de sensores não apresentarem comportamento esperado (P2 G1). Comprar outros sensores que apresentem comportamento correto ou mais preciso.
Motores não apresentarem potência o suficiente (P3 G2). Comprar motores mais potentes. [Não ocorreu]
Um dos integrantes deixar o projeto (P1 G3). As tarefas seriam realocadas, respeitando os prazos.
Atraso no cronograma (P5 G2). Realocar tarefas para próximas semanas.

*P4 representa a probabilidade nível 4 do risco ocorrer e G1 a gravidade nível 1 do risco, ambas em escala que vai de 1 a 5.

Cronograma

O cronograma se encontra no seguinte link http://bit.ly/2kuPXrf

Relatórios

Os relatórios seguem abaixo:

Relatório do pré-projeto Download

Relatório Final do Projeto Download

Etapas do Projeto (entregáveis)

O projeto foi dividido em três etapas, cada etapa representando uma entrega de uma parte do projeto.

Primeira Etapa: Estrutura mecânica do AGV e estrutura da parafusadeira.

Segunda Etapa: Sensores e Atuadores acoplados ao AGV e base dos trilhos com os parafusos montada.

Terceira Etapa: Algoritmo de análise de imagem e integração de todos os sistemas (controle, iluminação, comunicação e reconhecimento) ao AGV – Projeto Completo.

Código

Link para o repositório no GitLab.

Vídeo demonstrativo

Funcionamento do AGV