Reverse engineering of hydraulic turbine runners using coordinate measuring arms and NURBS modeling

Resumo

Este trabalho apresenta uma metodologia para construção de modelos de Projeto Auxiliado por Computador (CAD) de peças de grande porte e com geometria complexa, como as pás de turbinas hidráulicas. A metodologia foi desenvolvida aplicando técnicas de engenharia reversa e modelagem com B-splines racionais não-uniformes (NURBS). Uma estratégia de medição foi proposta para reconstrução do modelo CAD de uma pá de turbina hidráulica Kaplan e as medições foram feitas na Usina Hidrelétrica de Coaracy Nunes, no estado do Amapá, Brasil. Uma turbina Kaplan com diâmetro 4,3 m foi medida com uma Máquina de Medir por Coordenadas modelo braço articulado (CMA), usando uma sonda rígida com contato. Amostras de pontos com coordenadas das superfícies foram obtidas e armazenadas em arquivo de computador. Os modelos CAD foram construídos usando técnicas de modelagem com NURBS e a análise dos erros foi feita comparando os pontos medidos com os pontos equivalentes das superfícies CAD. Os resultados mostraram que a metodologia propiciou o desenvolvimento de modelos CAD com erros de pequena magnitude, adequados para aplicações de simulação computacional de escoamanento de fluidos e análise de tensões.