Capítulo 5 – Robôs Industriais Sistemas Integrados de Manufatura – Prof. João Carlos Espíndola Ferreira Capítulo 5: Robôs Industriais

Sistemas Integrados de Manufatura – Prof. João Carlos Espíndola Ferreira

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Capítulo 5:Robôs Industriais


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DEFINIÇÃO Manipulador emulação mecânica da mão ou

braço humano um dispositivo antropomórficoantropomórfico. Primeiros robôs funcionavam através da

“teleoperaçãoteleoperação” manipulador é acoplado firmemente ao braço de um operador humano, possibilitando ao operador efetuar tarefas em ambientes inadequados para o homem (p.ex. uma atmosfera radioativa).

Robôs modernos operador humano é substituído por um dispositivo programável (p.ex. um computadorcomputador), que controla os movimentos do equivalente mecânico do manipulador na teleoperação.


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DEFINIÇÃO Robôs normalmente desempenham tarefas

em vários ambientes, dentre os quais incluem-se ambientes industriais ambientes industriais e marinhosmarinhos.

Robô industrial manipulador programável, multifuncional, projetado para mover materiaismover materiais, peçaspeças ou ferramentasferramentas por meio de movimentos programados para o desempenho de uma variedade de tarefas representa uma automação flexívelautomação flexível encaixa-se seguramente na implementação do CIMCIM.


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CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS Existem 2 métodos de classificação de robôs:

seus atributos físicos ou geométricos, modo no qual eles são controlados.

Classificação Geométrica Em princípio, um robô deve possuir 3 3 graus de graus de

liberdade liberdade (GDL) para alcançar qualquer ponto no espaço entretanto deve ter 3 GDL adicionais 3 GDL adicionais para manusear um objeto no espaço.


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CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS Existem 5 classes geométricas de robôs:

Cartesiano (ou retangular) - geometria (x, y, z) Cilíndrico (ou tipo poste) - geometria (r, , z) Esférico (ou tipo polar) - geometria (r, , ) Articulado (ou antropomórfico) - geometria (1, 2, 3) SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) -

geometria (1, 2, 3)

Cada uma dessas classes descrita de acordo com os primeiros 3 GDLprimeiros 3 GDL cada um pode ser descrito em suas próprias coordenadas, que podem ser mapeadas para o sistema de coordenadas Cartesiano.


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CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS Geometria cartesiana: robô cartesiano possui juntas que

movem-se nas direções ortogonais retangulares.

Robô cartesiano - 3 eixos lineares


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CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS Geometria cilíndrica: robô possui 1 junta rotacional e 2

juntas translacionais primeiras 3 juntas correspondem às 3 variáveis principais do sistema de coordenadas cilíndrico.

Robô cilíndrico - 2 eixos lineares e 1

eixo rotacional


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CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS Se a posição do ponto de referênciaponto de referência da mão for especificado

em (, h, r) a posição será facilmente conhecida todas as vezes,

Mas se a posição for especificada em (x, y, z), que é o caso comum será necessária uma transformaçãotransformação para relacionar as duas coordenadas.

Abordagem não rigorosa eixo z = eixo vertical do robô:

z = h Plano xy eixo z plano no qual gira (em torno do

eixo z) & plano no qual r estende-se. Transformações cinemáticas:

x = r cos (1) e

y = r sen (2)


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CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS Geometria esférica: robô possui 1 junta translacional e duas

juntas rotacionais.

Robô esférico - 2 eixos

rotacionais e 1 eixo linear


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CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS rotação = rotação paralela ao plano de (rotação em torno do eixo z) = alcance ou raio = r

Para conhecer-se a posição da mão devem ser informadas as coordenadas (, , r).

Se a mão for especificada na posição (x, y, z), então deve efetuar a seguinte transformação cinemática:

r’ = r sen (3)z = r cos (4)x = r’ cos (5)y = r’ sen (6)


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CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS Modo não rigoroso determina-se as coordenadas das

juntas (r, , ) que devem estar na posição num certo ponto cartesiano. A partir das equações 3 a 6, obtém-se:

tan ;cos sen

1 y

xr

x y

cos 1 z

r


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CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS Geometria articulada: robô possui 3 juntas rotacionais

transformação da geometria articulada para o sistema cartesiano é muito mais complexa do que os casos anterioresmais complexa do que os casos anteriores.

Este robô é muito versátilversátil, entretanto sua precisão é menorprecisão é menor do que a dos robôs anteriores.

Robô articulado - 3 eixos rotacionais


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CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS SCARA: projeto desenvolvido em 1979 na universidade

Yamanashi operações de montagemmontagem movimentos das juntas principais possuem natureza plananatureza plana robô possui juntas de ombro ombro e cotovelocotovelo que giram em torno dos eixos verticais rigidez significativa na direção vertical & permite uma resposta rápida no plano horizontal.

Movimentos de todas as juntas principais são rotacionaisrotacionais matemática não é trivialmatemática não é trivial.

Robô SCARA - 3 eixos

rotacionais


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CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS Classificação de Controle

Existem 2 métodos de controlar-se um robô técnicas com malha aberta malha aberta e com realimentaçãorealimentação.

Malha aberta usa fins-de-curso mecânicos fins-de-curso mecânicos para fornecer os limites de movimentação quando o comando de movimento é enviado, a junta é acionada até que o fim-de-curso é alcançado técnica obsoletaobsoleta.

Com realimentação uso de uma arquitetura de realimentação para responder às mudanças de posição das juntas.


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CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS Existem 2 tipos de técnicas de controle com

realimentação: trajetória ponto-a-ponto:

especificação do ponto inicialponto inicial e do ponto finalponto final (e freqüentemente pontos intermediários) do movimento do robô exigindo-se alguma realimentação desses pontos.

usada para operações como soldagem por resistênciasoldagem por resistência, pega-e-põepega-e-põe.

contínua: efetuadorefetuador (end effector) do robô segue uma trajetória

estabelecida desde o ponto inicial até o ponto final. aplicada em soldagem a arco soldagem a arco e pinturapintura. robôs seguem uma série de pontos espaçados série de pontos espaçados na

trajetória definidos pela unidade de controle em vez do programador.


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sPRINCIPAIS COMPONENTES DE ROBÔS

Robô equipamento muito complexo pode conter componentes mecânicoscomponentes mecânicos, elétricoselétricos, pneumáticospneumáticos, hidráulicoshidráulicos e microeletrônicosmicroeletrônicos.

Principais componentes de um robô: sistema de acionamento; sistema de controle; sistema de medição; sensores.


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sPRINCIPAIS COMPONENTES DE ROBÔS Sistema de Acionamento

Responsável pela conversão e transmissão da potência necessária para todos os eixos de movimentação.

3 tipos principais: hidráulicohidráulico, pneumático pneumático e elétricoelétrico. Escolha de um tipo de acionamento depende do tipo tipo

de tarefas de tarefas e do ambiente ambiente no qual o robô vai trabalhar. P.ex:

acionamento hidráulico excelente para cargas pesadascargas pesadas, porém poderão ocorrer vazamentos vazamentos não podem ser usados em ambientes onde a limpeza limpeza é uma necessidade fundamental.

acionamento pneumático limpo limpo e pode ser usado para cargas pesadascargas pesadas, mas não é confiável devido a possíveis vazamentos de arvazamentos de ar.

acionamento elétrico excelente para controle analógico e controle analógico e digital digital mas poderá não ser adequado em ambiente ambiente explosivoexplosivo.


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sPRINCIPAIS COMPONENTES DE ROBÔS Sistema de Controle

Fornece uma seqüência lógica seqüência lógica para o programa de operação;

Fornece os valores teóricos requeridos para cada passo do programa;

Mede continuamente a posição real durante o movimento; Processa a diferença entre a medida teórica e a real.


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sPRINCIPAIS COMPONENTES DE ROBÔS O controlador :

É normalmente um microprocessador ou um computador e possui as seguintes funções:

Realimentação: Dada a posição real e/ou velocidade do atuador determina o sinal de acionamento apropriado para mover o atuador para a posição desejada.

Cinemática: Dado o estado real dos atuadores (posição e velocidade) determina o estado real do efetuador.

Dinâmica: Dadas as cargas no braço (inércia, atrito, gravidade, aceleração) ajusta a operação de realimentação para atingir um melhor desempenho.

Análise das atividades através de sensores: Dado o conhecimento das tarefas a serem executadas (p.ex. o aperto de uma porca) determina os comandos apropriados de movimento do robô (p.ex. com técnicas de visão e de tato).


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Sensores Permitem os robôs interagirem com seus ambientes interagirem com seus ambientes

numa maneira adaptativa e inteligente. Existem inúmeros transdutores transdutores que medem as

variáveis físicas variáveis físicas mais importantes da manufatura: de de visãovisão, táteistáteis, de proximidadede proximidade, ultra-sônicosultra-sônicos.


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sPRINCIPAIS COMPONENTES DE ROBÔS Sensores de Visão

Normalmente usados para visualizar a área de visualizar a área de trabalho do robô trabalho do robô para fornecer informações sobre o informações sobre o ambiente para o controlador, em tempo realambiente para o controlador, em tempo real.

Pode ser usado para confirmar a existência de certos elementos no espaço de atuação do robô elementos no espaço de atuação do robô (p.ex. peças) normalmente refere-se ao reconhecimento de padrões (i.e. comparação entre novas informações e informações existentes).

Sistemas de visão modernos possuem mecanismos que possibilitam adquirir-se modelos de objetos do modelos de objetos do usuáriousuário modelos podem ser uma representação de representação de um objeto no sistema CADum objeto no sistema CAD, ou desenhos de peças desenhos de peças armazenadosarmazenados.


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Visão de máquina dados de visão e sua conseqüente interpretação usando o computador.

Sistema típico de visão câmera câmera e hardware de hardware de digitalizaçãodigitalização, um computadorcomputador, e o softwaresoftware e hardware necessários hardware necessários para processar as informações de visão bem como ligá-las aos vários dispositivos.

Uma imagem (p.ex. um desenho) é digitalizada, processada e analisada para o seu refinamento então infere-se as entidades geométricas envolvidas, que são então combinadas com dados existentes.


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Funções básicas de um sistema de visão


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Processamento e análise das imagens buscam reduzir os dados reduzir os dados para interpretação dados imprecisos levam a imprecisões na posição e imprecisões na posição e orientação do objetoorientação do objeto.

Imagem normalmente filtrada filtrada para gerar uma imagem bináriaimagem binária sofre várias medições para reduzir os dados e produzir dados mais precisos pode-se alcançar dados da ordem de um milésimo do um milésimo do tamanho dos dados originaistamanho dos dados originais.

“FeaturesFeatures” podem ser inferidas a partir dos elementos geométricos que são obtidos da aproximação da imagem original num padrão.


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Dividindo-se a imagem numa matriz de pixels

(“picture elements”), onde cada elemento possui uma

intensidade de luz correspondente àquela porção da imagem (a) a

cena; (b) matriz 12x12 de pixels superpostos; (c)

intensidade dos pixels para a cena, ou preto ou branco.


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sPRINCIPAIS COMPONENTES DE ROBÔS Processamento de imagens 2-D:

Elementos reconhecidos podem possuir as seguintes características: escalas de cinza (máximo, médio, mínimo), área, perímetro, comprimento, diâmetro, mínimo retângulo, etc.

Características indiretas incluem: gravidade, número de furos, excentricidade, esbeltez, etc.

Processamento de imagens 3-D utiliza-se normalmente modelos de CAD. Visão estéreo tentativa de obter uma imagem 3-D de um

objeto tais imagens podem ser obtidas usando-se por exemplo duas câmeras.

Habilidade de um sistema de visão de reconhecer objetos com precisão depende de fatores como: Características da câmera, como o campo de visão,

comprimento focal, resolução, distorção geométrica, etc. Robustez do software utilizado. Características do computador utilizado.


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sPRINCIPAIS COMPONENTES DE ROBÔS Sensores Táteis

Objetos delicados ou possuem problemas posicionais que não podem ser resolvidos com técnicas de visão sentido de tato para conhecer os atributos da peça.

Existem 2 deficiências principais em sistemas de visão:

baixa precisão; falta de habilidade para ver objetos escondidos

Isto torna o tato atrativo em algumas aplicações. Sensores sofisticados tentam emular o sentido

humano do tato. 2 aspectos distintos: o sentido cutâneo cutâneo refere-se à habilidade de perceber

padrões encontrados pela superfície da pele; o sentido cinestético cinestético refere-se à habilidade humana de

detectar forças e momentos.


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Sensor tátil possui a capacidade de detectar: presença de objetos; forma, localização e orientação de peças; área de contato, pressão e distribuição da pressão; magnitude, localização e direção da força; magnitude, plano e direção do momento.

Sensores táteis típicos possuem a seguinte estrutura: Uma superfície tátil matriz de pinos de pressãomatriz de pinos de pressão

(piezoelétricospiezoelétricos), resistoresresistores, capacitores variáveiscapacitores variáveis ou dispositivos óticosdispositivos óticos.

Um transdutor transdutor converte forças ou momentos locais em impulsos elétricos.

Um multiplexadormultiplexador conecta os elementos da matriz com um circuito de mediçãomedição e amplificaçãoamplificação.

Uma interface de controleinterface de controle traz os dados medidos para o computador para avaliação.


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2 tipos de sensores táteis de toque toque e de forçaforça. Sensores de toque usados geralmente para detectar

a presença ou ausência de um objetopresença ou ausência de um objeto sem levar em conta a força de contato.

Sensores de força medem forças medem forças localizadas. Exemplo 1 robô com célula de carga célula de carga especial montada

entre o efetuador e o pulso. Exemplo 2 medir o torque torque exercido em cada junta, e

isto pode ser feito medindo-se a corrente em cada um dos motores em cada junta.


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sPRINCIPAIS COMPONENTES DE ROBÔS Sensores de Proximidade

Usados para: Detectar propriedades da superfície de um objeto sem

tocá-lo. Detectar colisões.

Estratégia típica detectar a presença ou ausência de uma superfície.

Tipos de sensores de proximidade: Faixa óticaFaixa ótica projetam um feixe de luz plana sobre as

superfícies do objeto, e a intensidade da luz que passa pelo objeto é medida por detectores, que podem ser por exemplo fotodiodosfotodiodos;

TriangulaçãoTriangulação projetam luz num certo ângulo com o objeto então, usando o triângulo criado pela projeção da luz, o objeto e os detetores, detecta a distância do objeto.


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Dispositivo ótico de identificação por faixa de luz plana


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Princípio de triangulação usado na identificação de uma peça


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Faixa Ultrasônica Transdutor ultra-sônico também usado para

determinar a distância de um objeto. Emite um pulso de som de alta freqüência pulso de som de alta freqüência e então

ouve-se o eco eco velocidade do som é conhecida, o tempo entre a emissão e a audição pode ser medido para fornecer a distância.


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Infravermelho Pode ser usado para medir a presença ou ausência

de um objeto entre os dedos da garradedos da garra (ver figura). Objeto localizado entre os sensores luz infravermelha

emitida pelo transmissor será refletida para os receptores do arranjo dos transmissores.

Se a superfície do objeto for paralela ao arranjo transmissor ambos os receptores detectarão uma quantidade igual de luz refletida.

Se o objeto desvia do alinhamento paralelo sinais da superfície de diferente intensidade serão recebidos torna-se possível para o robô reposicionar sua mão para acomodar essa inclinação.

Sensor infravermelho também usado para determinar a proximidade de um objeto, avaliando-se a intensidade de dois sinais refletidos.


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(a) Arranjo para o sensor infravermelho; (b) Detecção da presença de um objeto com um

sensor infravermelho


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sEFETUADOR (END EFFECTOR)

Parte do robô que faz a conexão com a peçaconexão com a peça. 2 tipos de efetuadores:

os que seguram objetos (garras); os que têm ferramentas especiais acopladas ao pulso

do robô Garras:

efetuam carregamento e descarregamento de máquinas,

pegam objetos de um lugar e move-os para outro, coloca-os em pallets.

Ferramentas: soldagem, pintura, usinagem, etc.


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Diferentes Tipos de Sistemas de Efetuadores Efetuadores podem ser dispositivos puramente de

sujeição mecânica ou que seguram objetos ligando-os a ímãsímãs, copos de sucçãocopos de sucção, adesivosadesivos, ganchosganchos, etc.

Efetuador normalmente possui um mecanismo de atuação que não é considerado parte do robô, pois ele não altera a posição do sistema robótico.

Garras normalmente operam através de “dedosdedos” que abrem e fecham dedos podem ser substituídos por dedos novos ou diferentes, introduzindo-se flexibilidade quanto mais dedos, torna-se mais difícil o controle dos dedos e normalmente mais hábeis serão as garras.


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Uma garra com dois dedos


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Atuadores na Garra Mecanismo da garra efetua alguma forma de força força

na ação de segurar a peça pelos dedos. Acionamento da garra pode ser hidráulicohidráulico,

pneumáticopneumático ou elétricoelétrico escolha de um método depende dos atributos do sistema robótico.

Se o robô pode transmitir pressão de ar atuador pneumático poderá ser ideal.

RealimentaçãoRealimentação por meio de sensores normalmente necessária para indicar o valor da força sendo aplicada ao objeto segurado pela garra.


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Acionamento pneumático limita-se a operações de abrir abrir e fecharfechar.

Acionamento hidráulico menos freqüente devido aos seus inerentes vazamentos entretanto pode atingir forças também limitado a abertura abertura e fechamentofechamento da garra.

Acionamento elétrico permite a garra operar muitos dedos sob forças controladas e exercer controle realimentado controle realimentado útil na manipulação de objetos não rígidos que requerem uma manipulação cuidadosa.


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Projetos de Garras Muitas abordagens para o projeto de garras. Normalmente projetos baseiam-se na estrutura

cinemática pretendida para o dispositivo. Exemplos: engrenagem-cremalheira engrenagem-cremalheira e haste-pivôhaste-pivô. Geralmente cada abordagem efetua a atuação de

sujeição através de movimento pivotal ou prismático. Fa representa a força aplicada que é transformada

em força de sujeição Fg aplicada nos dedos.


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Garra com atuação do tipo engrenagem-cremalheira


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Algumas garras com mecanismos possíveis


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sPROGRAMAÇÃO DE ROBÔS

Programação de robôs descrever a seqüência seqüência dos movimentos dos movimentos e atividades do robôatividades do robô de forma a efetuar um conjunto de tarefasconjunto de tarefas.

Atividades incluem: interpretação de dados de sensores, envio e recebimento de sinais e dados de outros

dispositivos, atuação das juntas e garra.

Ensino das trajetórias e atividades: técnicas de “lead-throughlead-through” (ou “ensinar mostrando”); técnicas baseadas em linguagenslinguagens.


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Métodos lead-through efetuados em modos acionadosacionados ou não-acionadosnão-acionados. Modo não-acionadonão-acionado robô é movido manualmente

até a posição desejada, Método acionadoacionado permite que o robô seja guiado

até o seu destino usando-se um teach pendantteach pendant para controlar os vários atuadores das juntas.


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Teach pendant típico


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Técnicas baseadas em linguagem Programas de robôs normalmente especificados em

algum tipo de linguagemlinguagem, que pode ser de baixo ou baixo ou alto nívelalto nível.

Necessária experiência em programação de computadores habilidade que trabalhadores no chão de fábrica geralmente não possuem.

Programador deve fornecer comandos no nível do robô, isto é, ele tem que especificar movimentos particulares do robô p.ex. MOVE garra TO POSITION MOVE garra TO POSITION (x, y, z)(x, y, z).

Isto pode ser feito através de: linguagens textuais especiais; técnicas gráficas usando um sistema de simulação gráfica.


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A linguagem textuallinguagem textual traduzida por um sistema, que pode ser um interpretadorinterpretador ou um compiladorcompilador.

Instruções devem ser especificadas como uma série de instruções de movimentoinstruções de movimento que efetuarão a tarefa desejada.

Sistema de tradução = interpretador programa pode ser decodificado instrução por instrução, e o controle do robô executá-lo-á passo a passo.

Sistema de tradução = compilador código intermediário é gerado, o qual é executado por um programa interpretador.


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Método com um compilador: mais poderoso, freqüentemente requer software e hardware mais poderosos

método com um interpretador é mais popular. Pode-se programar robôs onlineonline ou offlineoffline.

Programação offline especifica-se as trajetórias e as chamadas aos sensores que devem ser feitas no modo textual.

Existem atualmente mais de 100 linguagens de programação mais de 100 linguagens de programação de robôsde robôs, tanto quanto há variedades de robôs. Algumas das linguagens incluem VAL IIVAL II, ou PascalPascal ou BasicBasic estendido.


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Programação de robôs usando a linguagem VAL II (robôs PUMA): Definição de posições: Por exemplo:

HERE P1 HERE P1 : variável P1 localização atual do robô. WHERE WHERE : requisita sistema robótico a mostrar a

localização atual do robô. TEACH TEACH : levar o robô através da trajetória e registra uma

série de posições usando o teach pendant. POINT PX = P1 POINT PX = P1 : valor de PX (variável de localização) =

P1. Exemplo de valores que poderão estar na variável P1:

< 40.236, 25.088, 16.500, 0.0, 0.0, 0.0 >< 40.236, 25.088, 16.500, 0.0, 0.0, 0.0 >posições das juntas para um robô com 6 juntas (3 para o corpo e o braço, e 3 para o pulso).


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Edição e controle de programas:EDIT PICKUP1EDIT PICKUP1

......

EE Comando EDITEDIT abre um programa chamado PICKUP1; Comando E E (significa EXITEXIT) possibilita a mudança do

modo de programaçãoprogramação para o modo de monitoraçãomonitoração.


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Velocidade do robô normalmente uma porcentagem de uma certa velocidade comando SPEEDSPEED. Por exemplo:

SPEED 70SPEED 70 velocidade do manipulador em 70 unidades numa

escala que pode variar de 0,39 (muito lento) até 1,28 (muito rápido), com 1,00 como sendo uma velocidade “normal”.

Velocidade real usada nos programas = velocidade especificada no modo de monitoração (tal como os 70 acima) * velocidade especificada dentro do texto do programa (comando SPEED 50 IPSSPEED 50 IPS):

neste caso: velocidade real = (0,7 x 50 = 35) 35 unidades para a velocidade “normal”.


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Execução de um programa:

EXECUTE PICKUP1EXECUTE PICKUP1 Execução em várias iterações:

EXECUTE PICKUP1, n EXECUTE PICKUP1, n n = número de iterações.

Outros comandos no modo de monitoração STORE, STORE, COPY, LOAD, RENAME, DELETECOPY, LOAD, RENAME, DELETE, etc.


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Comandos de movimento: MOVE PX1 MOVE PX1 robô move-se através da interpolação das

juntas até o ponto PX1. MOVES PX1 MOVES PX1 robô move-se ao longo de uma linha

reta desde a sua posição atual até o ponto PX1.

APPRO PX1 70APPRO PX1 70

MOVE PX1MOVE PX1

DEPART 70DEPART 70 efetuador deve mover-se da posição e orientação

especificada por PX1PX1, porém a uma distância de 70mm do ponto ao longo do eixo z da ferramenta.

Comando DEPARTDEPART retorna a ferramenta à sua posição original movendo-a a uma distância de 70mm do novo ponto PX1 ao longo do eixo z.


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Outros comandos de movimento: DRIVEDRIVE e ALIGNALIGN. DRIVE DRIVE pode ser usado para mudar uma única junta

de sua localização atual para outra. P.ex. para uma junta rotacional:

DRIVE 5, 55, 60 DRIVE 5, 55, 60 ângulo da junta 5 deve ser alterado acionando-se a junta de 55º na direção positiva numa velocidade de 60% da velocidade do modo de monitoração.


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Controle da mão:OPEN 60OPEN 60

......

CLOSE 60CLOSE 60 OPENOPEN garra do robô abre até 60mm, CLOSE CLOSE garra do robô fecha em 60mm, GRASPGRASP garra do robô fecha imediatamente. GRASP 10.5, 100GRASP 10.5, 100 garra fecha imediatamente &

verifica se a abertura final é menor do que 10,5 depois de fechar, o programa deveria ir para a linha 100 no programa.


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Comandos de configuração de controle e

intertravamento: Comandos de configuraçãoconfiguração asseguram que o

manipulador é configurado no espaço para efetuar a sua tarefa como o braço, ombro, cotovelo ou pulso humanos.

Comandos RIGHTYRIGHTY ou LEFTYLEFTY cotovelo aponta para a direita ou esquerda (em relação ao braço superior) respectivamente.

Outros comandos semelhantes incluem ABOVE, BELOWABOVE, BELOW, etc.


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Comandos de intertravamentointertravamento usados para comunicar sobre sinais de entrada e saídasinais de entrada e saída.

Comando RESET RESET desliga todos os sinais externos de saída; usado tipicamente para inicialização.

Comando SIGNAL SIGNAL liga ou desliga sinais de saída. P.ex.: SIGNAL 10, ON SIGNAL 10, ON liga o sinal na porta de saída 10,

talvez para iniciar um ciclo automático de usinagem. SIGNAL 10, 6.0 SIGNAL 10, 6.0 enviar um sinal de tensão de 6,0V

ao dispositivo conectado à porta de saída 10. WAIT 20, ON WAIT 20, ON executa programa e pára até que um

sinal de entrada advindo do controlador do robô na porta 20 esteja na condição ONON pode corresponder ao término de um ciclo de máquina automática numa aplicação de carregamento e descarregamento.

REACT VAR2, SUBR5REACT VAR2, SUBR5 monitoração contínua do sinal binário externo especificado com variável VAR2VAR2 quando o sinal esperado ocorre, dependendo do sinal, o controle é transferido para a subrotina SUBR5SUBR5 (tal subrotina poderia corresponder a uma parada do robô - comando SAFESTOPSAFESTOP).


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Outros comandos na linguagem VALII INPUT/OUTPUT, IF ... THEN ... ELSE... END; INPUT/OUTPUT, IF ... THEN ... ELSE... END; WHILE ... DO; DO ... UNTILWHILE ... DO; DO ... UNTIL; etc.


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Técnicas baseadas em gráficos e simulação Sistema de programação gráfica modelos de objetos

reais e o próprio robô no modelo do mundo para ilustrar o processo de programação e execução.

Sensores Sensores e controladorescontroladores devem também ser modelados com suas características para descrever os processos.

Possível predizer os tempos de execução tempos de execução para tarefas programadas.

Modelos wireframewireframe, com linhas escondidaslinhas escondidas


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Simulador gráfico wireframe de um

robô


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sAPLICAÇÕES DE ROBÔS

Manuseio de materiais e Carregamento de máquina Tipo mais básico operações pegar-colocarpegar-colocar. CarregamentoCarregamento e descarregamentodescarregamento de máquinas. Localização é fixa X em movimento numa esteira Operações de paletização robô deve pegar peças e

empilhá-las empilhá-las sobre a pallet num certo padrãopadrão. Operações enfadonhas.


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Carregamento e descarregamento de máquina usinagem, injeção de plásticos, fundição sob pressão, forjamento, estampagem, etc.

Tarefas repetitivas, sujas, desagradáveis ou repetitivas, sujas, desagradáveis ou perigosasperigosas.


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Operações de Processamento O próprio robô efetua o trabalho sobre a peça. Efetuador não é convencional uma ferramenta que

executa a tarefa. Soldagem por resistência

Equipamento de soldagem pode ser volumoso e pesado (algumas vezes acima de 45kg).

Difícil de manipular. Tocha é montada como uma garra ao pulso do robô, e

o mesmo é programado para desempenhar uma seqüência de soldas no produto.


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Soldagem a arco Correntes variam entre 100A e 300A, e tensões de 10V a 30V. Processo perigosoperigoso para o trabalhador humano arco da

solda normalmente produz radiação ultravioleta danoso para o olho humano uso de uma máscara escura, que filtra a radiação ambiente de trabalho escuro, até que ele efetue o processo de soldagem.

Robô adequado para esta operação. Problemas:

áreas de difícil acesso, variações dimensionais e nas formas das peças a serem

soldadas robô normalmente não tem como compensar tais variações.


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Célula de soldagem a arco com robô


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Pintura spray 2 tipos de abordagem de pintura: imersão imersão ou sprayspray. Imersão Imersão mergulho da peça pelo robô num tanque tanque

com tinta com tinta então peça é removida e um tempo é dado para que a pintura em excesso respingue de volta para o tanque.

Outro método de imersão robô segura peça sob um tanque, e tinta é deixada cair sobre a peça.

Estes métodos são ineficientes no caso de elevado acabamento & tinta é desperdiçada.


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Spray Spray uso de pistolas spray pelo robô para aplicar a tinta ou outra cobertura à peça.

Tipos: spray de ar, spray eletrostático. Spray de ar combina ar e a tinta para atomizar o spray

num feixe de alta velocidade com o auxílio de um bocal para direcionar o feixe à peça.

Spray sem ar usa tinta que flui sob alta pressão através do bocal queda brusca de pressão causa o líquido a subdividir-se em pequenas gotas.

Spray eletrostático usa a técnica com ar ou sem ar, exceto que a peça é eletricamente aterrada enquanto as gotas de spray são carregadas negativamente, causando a tinta a aderir melhor à peça.

Pintura perigosa para a saúde humanasaúde humana. Vapores, o ruído do bocal, perigos de incêndio e potencial

câncer são alguns dos perigos deste tipo de tarefa para o operador.

Robôs são adequados para pintura (controle contínuo da trajetória & acionamento hidráulico)


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Outros processos onde robôs têm sido usados furação, retificação, polimento, rebarbação, rebitagem, furação, retificação, polimento, rebarbação, rebitagem, corte com jato d’água, corte a lasercorte com jato d’água, corte a laser, etc.


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Montagem parafusosparafusos, montagem prensada (pmontagem prensada (press fitsress fits)), montagem por encaixe (montagem por encaixe (snap-fitssnap-fits)), adesivoadesivo, costura.costura.

Uma garra com três dedos usada na montagem de

peças


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sLAYOUT DE CÉLULAS COM ROBÔS

3 tipos de layout com robôs: célula com robô no centro; célula com robôs em linha; e célula com robô móvel.


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célula com robôs em linha


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célula com robô móvel


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sExemplos de Robôs e Aplicações

Cyclops


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Mobot


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Mobie I


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Arm


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MadCar


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La Garra


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Quaky Ant


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Quaky Ant


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Tiny Ant


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Sunny Ant


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Bender (B21)


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MadFork


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SatAnt


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P2-DXe


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PeopleBot


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AmigoBot


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OWI Moon Walker II – US$ 39.95


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Marella


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Palm Pilot Robô


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Um Robô Móvel Miniatura


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Nomad XR-4000


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Hexapod


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Soldagem


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Workspace Software


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Workspace Software


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Make Robot

Documents

Capítulo 5 – Robôs Industriais Sistemas Integrados de Manufatura – Prof. João Carlos Espíndola Ferreira Capítulo 5: Robôs Industriais