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Engenharia reversa é o processo de reconstrução de um produto a partir de um modelo, a tecnologia cresce bastante na Ásia,talvez por isso que o processo é criticado em outras regiões do planeta.Mas a engenharia reversa está ajudando empresas a reduzirem tempo e custo quando, por exemplo, buscam repor uma peça antiga em que não existe mais qualquer documentação técnica a seu respeito; acertar ferramentas avariadas; ou comparar perfis.

Mal vista por alguns, mas aliada no trabalho de outros, assim é a “Engenharia Reversa” - processo de reconstrução de um produto a partir de um modelo. A tecnologia cresce muito na Ásia, talvez esteja aí o motivo para esse processo ser criticado em outras regiões do planeta. Algumas empresas o vêem como a “arte de copiar” produtos de outros. Mas a engenharia reversa está ajudando empresas a reduzirem tempo e custo quando, por exemplo, buscam repor uma peça antiga em que não existe mais qualquer documentação técnica a seu respeito; acertar ferramentas avariadas; ou comparar perfis.


No caso de peças antigas, atualmente, para criar uma nova no processo tradicional é necessário fazer a medição de cada um dos lados da peça física com instrumentos precisos para especificação do produto. Com esses dados inicia-se o trabalho de desenho da peça em um software de CAD. Depois vem a fase de programação da máquina-ferramenta no ambiente de software CAM.

Já na engenharia reversa, o caminho para copiar uma peça antiga é encurtado pelo motivo de se obter uma imagem “quase real” através do escaneamento. Existe, obviamente, um processo de tratamento da imagem escaneada. Ela não sai perfeita diretamente para o trabalho de uma máquina-ferramenta. Porém, o fato de se ter a imagem digitalizada em pouco tempo está motivando empresas a investirem nesse tipo de processo.

“No nosso caso há uma grande possibilidade de termos uma peça bem próxima àquela solicitada pelo cliente”, comenta Renato Furlan de Andrade, engenheiro de processo da Fultec Inox, empresa da cidade de São Carlos que há um ano comprou por R$ 200 mil um escaner a laser. Segundo ele, antes desse escaner gastava-se tempo e material para a criação da peça solicitada pelos seus clientes.

A Fultec Inox, situada na cidade de São Carlos (interior de São Paulo), é especializada na fundição de peças em inox que são usadas principalmente na área alimentícia. As peças, feitas sob encomenda, são entregues pelos clientes em madeira. Em seguida, é feito um “negativo” das mesmas em areia para que mais tarde ele seja preenchido com aço inox. Cada peça é praticamente única, sendo que algumas possuem muitos raios, lados e pontas. Pesam cerca de 300 quilos e podem gerar muitos retrabalhos para a fundição. Por enquanto, o escaner está sendo utilizado somente nas peças complexas, mas, segundo Andrade, conforme o crescimento da empresa outro escaner poderá ser adquirido.



Antes da compra do escaner (que foi adquirido na empresa Spatium de Campins), a Fultec demorava até quatro dias para preparar uma peça complexa para a fundição; agora, em questão de horas tem-se um modelo pronto. Um computador (mais potente) teve que ser comprado somente para a instalação do software de tratamento de imagem.

 

 

 

Por dentro do scanner

Newton C. Braga
O funcionamento do escaner a laser pode ser comparado a um tubo de raios catódicos, igual aos usados em televisores ou monitores de vídeo. Porém, em vez do feixe de elétrons, o escaner usa um feixe de raios laser. Através de um motor e de um sistema de espelhos, o feixe de laser faz uma varredura do objeto que está a sua frente, com uma cobertura linha por linha, exatamente da mesma forma que um feixe de elétrons varre a tela do cinescópio para gerar uma imagem.



No entanto, para se obter o sentido de profundidade, o feixe de laser é modulado. Com um sinal de modulação, na reflexão pode-se medir, com precisão, a distância que se encontra o ponto em que ele reflete.

Assim, em lugar de uma imagem bidimensional do objeto que ele varre, essa imagem é tridimensional, pois temos o sentido da profundidade dado pela modulação do laser. Para sensoriar essa imagem existe um fotodiodo, que através de um sistema de lentes e espelhos, focaliza exatamente o ponto em que o feixe de laser incide.

Com isso, esse fotodiodo recebe a luz refletida do laser, gerando as unidades de informação correspondentes à sua posição e também à distância em que se encontra do aparelho. Em cada varredura de uma linha temos então uma seqüência de pixels que correspondem a pontos do perfil do objeto, incluindo sua distância do scanner, o que permite gerar uma informação binária que corresponde à uma imagem tridimensional.

 


Mas não é só para “copiar” produtos que a engenharia reversa está sendo empregada. Na cidade de Cruzeiro, interior de São Paulo, essa tecnologia está sendo usada pela empresa Maxion Sistemas Automotivos para “reconstruir” as ferramentas do processo de fabricação.

Um braço de escaner a laser faz a captura da imagem da ferramenta que está trabalhando numa máquina e a compara com a imagem que possuía antes de ser usada. “Em caso de avarias ou deformidades, a ferramenta vai para o processo de usinagem para correção”, comenta o metrologista da empresa, Cristiano Mariano da Silva.

A Maxion Sistemas Automotivos trabalha no processo de estampagem para rodas, chassi e longarinas. Os clientes da empresa são as montadoras de caminhões e fabricantes de máquinas agrícolas. Nesse segmento a palavra “precisão” para atingir padrões de qualidade é um fator fundamental para fidelizar clientes.

É por esse motivo que a digitalização “caiu como uma luva” para as necessidades da Maxion. “Ferramentas de corte precisam estar perfeitas para o trabalho de furos e corte”, pontuou o metrologista.

A digitalização também assegura qualidade em outra fase de produção da Maxion. O braço de escaneamento a laser “retira” a imagem da roda ou chassi produzidos pela Maxion e faz a comparação com a imagem no formato CAD enviada pela montadora. A comparação é feita através de modelamento matemático e é possível captar detalhes mínimos de erro.

O processo de digitalização de ferramentas começou na Maxion há quatro anos com a compra de um braço articulado modelo G-8 da empresa Faro. Hoje, está em uso principalmente para retirar perfis de peças. A tecnologia por laser foi adquirida há quatro meses pelo valor de US$ 120 mil e, segundo Silva, está sendo assimilada aos poucos pelos funcionários. “Daqui a dois meses tenho certeza que estaremos bem melhor nesse processo”, acredita ele.

A engenharia reversa não está sendo utilizada apenas na melhoria do processo industrial. Algumas empresas transformaram essa tecnologia como fonte de renda. Foi o que fez Marcos Alves Mota, proprietário da empresa Mottam Tecnologia, situada na cidade de Carapicuíba, na Grande São Paulo.

Há três anos ele adquiriu por US$ 80 mil o braço articulado e a câmera a laser da empresa Faro e, logo após a compra, começou a prestar serviços para outras empresas. Por R$ 100 a hora de trabalho, o cliente entrega a peça para a Mottam que deseja digitalizar e, mais tarde, recebe um arquivo em CAD. “A câmera laser deu mais precisão para o nosso trabalho”, comenta Mota que decidiu virar prestador de serviços quando percebeu que o mercado de digitalização de peças não oferecia qualidade sufi ciente para as suas necessidades.


Tratamento da imagem

Quem já teve a oportunidade de ver em feiras de negócios algumas demonstrações de ferramentas de digitalização, à primeira vista dá a impressão de que um simples “apertar de botão” transforma uma peça em um estado físico para um arquivo digital. Mas, após a obtenção da chamada “nuvem de pontos” começa um processo de montagem com o uso de várias ferramentas de software.

No software GeoMagic, por exemplo, o usuário encontra a função “Noise Redution” que faz um realinhamento dos pontos da imagem fazendo com que os mesmos tenham uma margem de erro muito próxima do zero. Numa outra função do GeoMagic, o operador aplica um fi ltro para reduzir “cantos vivos” e fazer um ajuste fino na peça.

Já o módulo Pro Engineer Rex (ferramenta encontrada dentro do software Pro Engineer) limpa os pontos capturados e cria um “centro de coordenadas convergentes (ou seja padroniza pontos)”. Além disso o módulo analisa superfícies, faz o controle de reflexão de luz e de tangências em vários níveis.

Dentro do Pro Engineer, o usuário tem também uma ferramenta chamada “Pro-Verify”. Nela é possível fazer comparações entre a peça física e a versão digitalizada. É instalada em máquinas que medem coordenadas.

Tecnologia

O processo de digitalização de peças envolve dois métodos: com contato – são as máquinas tridimensionais (manuais ou CNC) e os braços articulados que medem pontos nas peças através do contato de um “probe” (haste com ponta de esfera); e sem contato - equipamentos como cabeçotes a laser (de ponto ou linhas) e digitalizadores por luz branca (área).

No caso da medição por contato, a peça é balanceada no sistema de coordenadas desejado e inicia-se a medição. É sempre necessária uma referência física entre a peça e o equipamento de medição. Quanto aos cabeçotes a laser, embora ofereçam os benefícios da medição sem contato, utilizam como referência uma máquina tridimensional ou braço articulado, pois triangulam um ponto ou toda uma linha e a partir daí “varre-se” a peça adquirindo-se mais pontos.




Os digitalizadores por projeção de luz branca triangulam toda uma área e a referência passa a ser a peça. Através da colocação de “alvos” na peça, o scanner alinha automaticamente cada área adquirida, obtendo toda a peça digitalizada. Após a digitalização, pode-se colocar a peça em qualquer sistema de coordenadas e iniciar as medições.

Pelo que foi constatado, qualquer tipo de material, forma ou tamanho pode ser digitalizado. No caso de escaneamento com câmera por luz estruturada é exigida uma pulverização com pó branco em peças de vidro onde a luz atravessa. E, por falar em luz, ao contrário do processo de “Visão Artificial” (apresentado na revista Mecatrônica Atual n 30), a luz ambiente o não interfere no processo de escaneamento de peças. O mais importante é que a peça mantenha-se imóvel no momento de captura de dados.

De acordo com Israel Nacaxe, da empresa Spatium Tecnologia, uma das primeiras análises para quem quer adquirir ou entrar no ramo de engenharia reversa é verificar se o tempo é ou não determinante no processo da empresa. “Cada processo de digitalização traz um resultado de quantidade de pontos medidos X tempo. E isso deve ser analisado”, comenta ele. Veja no site da revista Mecatrônica Atual na área de downloads, um vídeo produzido pela Spatium Tecnologia onde é feita uma demonstração do processo de escaneamento por luz estruturada.

Se o empresário está pensando em partir para a modelação 3D, é preciso verificar, por exemplo, a complexidade das peças e o nível de detalhe do arquivo que terá em mãos. Esse fator vai determinar qual o tipo de equipamento de digitalização que a empresa irá adquirir no mercado. No caso de inspeção tridimensional, é preciso responder perguntas como: Serão medidas apenas algumas cotas? Características como furos e oblongos devem ser identificados e medidos? Serão feitas análises de dimensionamento e tolerâncias geométricas? A quantidade de pontos medidos é determinante ou aumenta a confiabilidade da medida? Além dessas questões, sempre é bom lembrar itens como: suporte, manutenção e treinamento.