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Capítulo 8 Robótica industrial - Coggle Diagram
Capítulo 8 Robótica industrial
Anatomia de um robô e atributos relacionados
Anatomia de um robô
O manipulador de um robô industrial consiste
uma série de articulações (ou juntas, joints)
Articulações proporcionam movimento relativo
Vários tipos de articulações: lineares e rotativas
Cada ar7culação proporciona um “grau de liberdade”
A maioria dos robôs possui cinco ou seis graus de liberdade
e elos (links)
Elos são membros rígidos entre articulações
O manipulador de um robô consiste de duas seções:
Corpo e braço
para posicionamento de objetos no volume de trabalho do robô
Configuração de punho
para orientação de objetos
Tipos de articulações manipuladoras
Movimento translacional
Articulação linear (tipo L)
Articulação ortogonal (tipo O)
Movimento rotativo
Articulação rotacional (tipo R)
Articulação de torção (tipo T)
Articulação rotativa (tipo V)
Sistema de notação de uma articulação
Separa uma configuração de corpo e braço de uma
configuração de punho utilizando dois pontos (:)
Exemplo: TLR: TR
• Usa os símbolos de articulações (L, O, R, T, V)
para designar tipos de articulações usados
para construir o manipulador de um robô
Configurações de corpo e braço de um robô
5 configurações de corpo e braço para robôs industriais:
Configuração polar
Configuração cilíndrica
Robô de coordenadas cartesianas
Robô ar7culado
SCARA Braço Robótico para Montagem com Flexibilidade seletiva
Função da configuração corpo e braço é posicionar um
efetuador no espaço
Configurações de punho
Configuração de punho é fixada à extremidade do braço
• Efetuador é fixado à configuração de punho
• A função da configuração de punho é orientar o efetuador
Dois ou três graus de liberdade:
Rolamento
Arfagem
Guinada
Sistemas de movimentação das articulações
Hidráulicos
Utilizam pistões hidráulicos e atuadores de pás rotativas
Conhecidos por sua alta potência e capacidade de levantamento
Pneumático
Tipicamente limitados a robôs menores e simples aplicações de
transferência de material
Elétricos
Sistemas elétricos utilizam motores elétricos como atuadores de
articulações
Sistemas de movimentação preferidos nos robôs de hoje em dia
Sistemas de controle de robôs
Controle ponto a ponto
grava o ciclo de trabalho como uma sequência de pontos
reproduz a sequência durante a execução do programa
Controle de percurso contínuo
de interpolação para executar percursos (além de pontos)
maior capacidade de memória e/ou capacidade
Controle de sequência limitado
paradas mecânicas para estabelecer posições
operações de pegar e largar utilizando
Controle inteligente
exibe comportamento que o faz parecer inteligente
por exemplo, reage à entrada de dados sensórios
toma decisões, comunica-se com humanos
Efetuadores finais
A ferramenta especial para um robô que o capacita a realizar uma tarefa específica
Dois tipos
Garras
para agarrar e manipular objetos
por exemplo, durante o ciclo de trabalho
Ferramentas
para realizar um processo
por exemplo, soldagem por pontos, pintura pulverizada
Avanços em garras mecânicas
Garras duplas
Dedos intercambiáveis
Realimentação sensória
Para sentir a presença de um objeto
Para aplicar uma força específica sobre o objeto
Garra com múltiplos dedos (similar à mão humana)
Garras padronizadas, que são comercialmente disponíveis
Sensores em robótica
Duas categorias básicas de sensores utilizados em robôs
Sensores internos
das articulações dos manipuladores
usados para controlar a posição e a velocidade
Sensores externos
usados para coordenar a operação do robô com outros
equipamentos na célula de trabalho
Sensores táteis – sensores de toque e sensores de força
Sensores de proximidade – quando um objeto está próximo do sensor
Sensores óticos
Sensores de visão de máquina
Outros sensores – temperatura, voltagem etc.
Características de aplicação de robôs
Trabalho perigoso para pessoas
Ciclo de trabalho repetitivo
Difícil manuseio para pessoas
Operações de múltiplos turnos
Mudanças esporádicas
Posição e orientação de peças são estabelecidas na célula de trabalho
Aplicações de robôs industriais
Operações de processamento
Soldagem a ponto e soldagem a arco
Revestimento pulverizado
Outro – corte por jato de água, corte a laser, furação, fresamento e
outros processos de usinagem
Montagem e inspeção
Aplicações de manuseio de materiais
Transferência de materiais – pegar e largar, paletização
Carga e/ou descarga de máquinas
Programação de robôs
Linguagens de programação de robôs
utiliza linguagem de programação textual
para inserir comandos no controlador do robô
Simulação e programação off-line
o programa é preparado em um terminal de computador
remoto e baixado para o controlador do robô para
execução sem a necessidade de métodos guiados
Programação guiada
do ciclo de movimento exigido e inserindo simultaneamente
programa na memória do controlador para a execução subsequente
a tarefa é ensinada ao robô movendo o manipulador através
Programação ensinada
Dois tipos:
Ensinamento acionado
Comum para robôs ponto a ponto
Utiliza painel de controle manual para mover articulações
para a posição desejada e registrar essa posição na memória
Ensinamento manual
Conveniente para robôs com controle de percurso contínuo
O programador humano desloca o manipulador através
do ciclo de movimento e registra o ciclo na memória
Linguagens de programação de robôs
Acentuadas capacidades sensórias
Lógica de programa que está além das capacidades dos métodos guiados
Capacidade de execução incrementada para controlar equipamentos externos
Cálculos e processamento de dados similares a linguagens de
programação de computadores
Comunicação com outros sistemas de computadores
Comandos de programação de movimento
MOVE P1
HERE P1 – usado durante a programação ensinada do manipulador
MOVES P1
DMOVE(4, 125)
APPROACH P1, 40 MM
DEPART 40 MM
DEFINE PATH123 = PATH(P1, P2, P3)
MOVE PATH123
SPEED 75
Comandos de intertravamento e de sensores
Intertravamento de saída
SIGNAL 10, ON
SIGNAL 10, 6.0
Intertravamento para monitoramento contínuo:
REACT 25, SAFESTOP
Intertravamento de entrada:
WAIT 20, ON
Comandos de garras
Comandos básicos
OPEN
CLOSE
Mãos com sensores ou servocontroladas
CLOSE 25 MM
CLOSE 2.0 N
Simulação e programação off-line
No uso convencional,
as linguagens de programação de robôs ainda
exigem que algum tempo de produção seja perdido a fim de definir pontos
no espaço de trabalho que sejam referenciados no programa
Elas, portanto, envolvem programação on-line/off-line
A vantagem de uma verdadeira
programação off-line é a de que o
programa pode ser preparado de antemão e baixado para o controlador
sem perda de tempo de produção
Precisão e repetibilidade de robôs
Precisão
capacidade de posicionar o punho do robô em uma
localização desejada no espaço de trabalho, dados os limites da resolução
de controle do robô
Repetibilidade
capacidade de posicionar o punho em um ponto
previamente ensinado no espaço de trabalho
Resolução de controle
capacidade do sistema de posicionamento do robô de dividir o curso da articulação em pontos igualmente espaçados