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Robô Pizzaiolo - Artigo Técnico - Marcia Monteiro
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FACULDADE DE JAGUARIÚNACampus I: (19) 3837-8800 – Rua Amazonas, 504 – Jardim Dom Bosco
Campus II: (19) 3837-8500 – Rod. Adhemar de Barros – Km 127 – Pista Sul
Jaguariúna – SP – 13.820-000 http://www.faj.br – e-mail: [email protected]
ARTIGO TÉCNICO DO PROJETO TEMÁTICO
ROBÔ PIZZAIOLO: AGILIDADE E SEGURANÇA
ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
1º SEMESTRE – TURMA A
DISCIPLINA: COMUNICAÇÃO EMPRESARIAL
CLEBER PEREIRA TENÓRIO
RA: 11105958
Jaguariúna 2011
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Grupo – FAAPEC
Felipe Sousa;
Alessandro Genaro;
Andre Calábria;
Pedro Henrique dos Santos;
Everton Daltio;
Cleber Tenório – RA 11105958
Resumo: Este artigo apresenta o desenvolvimento de um projeto temático, elaborado por um grupo de alunos (FAAPEC) do primeiro semestre do curso de Engenharia de Controle e Automação da Faculdade de Jaguariúna - FAJ, que conta com o auxilio e a supervisão de diversos professores de áreas distintas. Esse projeto foi realizado em um período de quatro meses, com o intuito de criar um robô Pizzaiolo. Onde são aplicados todos os conhecimentos adquiridos até aqui para a confecção do nosso projeto. O projeto é um mecanismo preciso, de construção simples e capaz de executar tarefas repetitivas que utiliza o trabalho de pegar a pizza no suporte e transportá-la ao forno para assar com agilidade e segurança.
Palavras chave: Robótica, Braço Articulado, Servos Motores e Automação.
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Introdução: A história da pizza começou com os egípcios. Acredita-se que eles foram os primeiros a misturar farinha com água. Outros afirmam que os pioneiros são os gregos, que faziam massas a base de farinha de trigo, arroz ou grão-de-bico e as assavam em tijolos quentes. A novidade foi parar na Etrúria, na Itália. Pizza (também grafada piza em Portugal) é uma preparação culinária que consiste em um disco de massa fermentada de farinha de trigo, regado com molho de tomates e coberto com ingredientes variados que normalmente incluem algum tipo de queijo, carnes preparadas ou defumadas e ervas, normalmente orégano ou manjericão, tudo assado em forno por um pizzaiolo. Como na atualidade são montadas milhares de pizzas diariamente no Brasil e no Mundo o grupo FAAPEC composto por seis alunos do curso de engenharia de Controle e Automação da Faculdade de Jaguariúna - Faj e com o auxilio e supervisão dos professores, desenvolveu um Robô Pizzaiolo. O funcionamento deste mecanismo tem como finalidade o braço articulado fazer o movimento de retirar uma pizza montada em um suporte de alumínio e levar até ao forno aquecido. Este robô foi pensado baseando-se no funcionamento para um Pizzaiolo, porém, este mesmo mecanismo poderá ser aproveitado para outras aplicações. O Robô Pizzaiolo foi projetado com base em um planejamento de fases sempre auxiliado por um cronograma que fixava os prazos de conclusão.
2 – O PROJETO
2.1 – PROJETO TEMÁTICO – FAJ
O Projeto Temático da Faculdade de Jaguariúna propõe aos alunos de engenharia a aplicação da teoria na prática. A cada semestre são apresentados os trabalhos desenvolvidos, o que significa que, no decorrer do curso, os alunos terão oportunidade de desenvolvimento de 10 projetos. Isto proporciona um significativo enriquecimento curricular, com propostas que concretizam não só o saber projetar, mas também o saber fazer. Além de aliar teoria e prática, tal atividade dá oportunidade para realização de um projeto multidisciplinar e ainda criam situações que exigem que o aluno aprenda a trabalhar em equipe, com efetiva contribuição nas áreas em que tem maior conhecimento.
O projeto apresentado neste trabalho é o resultado da aplicação de Projeto Temático Multidisciplinar aos alunos do primeiro semestre de 2011 do Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação da FAJ. O mesmo é uma proposta educacional que visa à aplicação dos conceitos das disciplinas do semestre, colocando o recém ingressado a resolver problemas práticos recorrendo a fundamentos teóricos e a conhecimentos prévios que fazem parte de estudos e experiências anteriores. Coube ao
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primeiro semestre desenvolver Mecanismos articulados - Robôs manipuladores utilizando materiais e método simples, objetivando um projeto de execução segura e em curto prazo.
O planejamento iniciou com a pesquisa bibliográfica de temas relacionados à proposta de projeto. Foi estipulada uma metodologia de projeto para o desenvolvimento de produto que consiste em três fases: Estudo de Viabilidade, Projeto Preliminar e Projeto Detalhado. Foram especificados dispositivos adicionais e incrementados detalhes nas funções do produto.
Nos itens seguintes há a descrição de todo o processo de desenvolvimento do braço articulado, bem como as conclusões deste trabalho.
2.2 – PROJETO DO ROBO PIZZAIOLO
Este projeto visa ao desenvolvimento de um braço articulado para transportar uma pizza pronta que fica em cima de uma mesa no suporte de uma forma de alumínio, podendo a garra pegá-la e depositá-la em dentro de um forno aquecido ou até em qualquer posição dentro do raio de ação do braço.
O braço articulado possui 03 graus de liberdade e suporte para segurar e soltar a forma. O suporte para segurar a forma é totalmente fixo e fica está acoplado ao braço e torque no servo motor não foi necessário o uso de contra peso.
Os graus de liberdade (de revolução) são:
Giro da coluna principal (180°); Elevação e abaixamento do antebraço; Elevação e abaixamento do braço.
As limitações de movimento se dão devido ao tipo de servo-motor utilizado, que possui apenas 180º de giro. Isto se torna um grande desafio, pois exige bastante criatividade para chegar ao ponto de fazer todo o movimento do suporte acoplado ao braço tem que ser movimentos precisos para não derrubar a forma, e resolver e adaptar as soluções necessárias.
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Com objetivo do projeto temático utilizando braço articulado, e com aciomanento por servomotores e para controle utilizando uma placa microporocessada em comunicação com o software que faz seu controle. As primeiras etapas do projeto foram buscar informações preliminares com cinco possibilidades para o tema:
1 – Pista automatizada para mini carros.
2 – Organizador de objetos e cargas.
3 – Dosador de ração para animais.
4 – Lavadores automatizados para veículos.
5 – Robô Pizzaiolo.
Com os temas definidos iniciou a fase da necessidade e os sistemas envolvidos e viabilidade do custo para o projeto, definido o tema e com as fases concluídas o projeto temático definido é o Robô Pizzaiolo onde a sua construção do braço articulado de baixo custo e utilizando os próprios recursos que a natureza tem a fornecer, exemplo; bambu e madeira.
O servo motor Futaba, muito utilizado na robótica e aeromodelismo. Estes motores se caracterizam por ter alto torque, o controle de posição é feito digitalmente e consiste em gerar um pulso com largura determinada (signal). A tensão normalmente utilizada é de 5Volts ou 6Volts - Red (+) e Black (-).
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FIGURA nº – Servo Motor Futaba
Após a montagem e análise de todo o sistema mecânico montado, o próximo passo é a execução da programação de movimentos dos servos-motores. Para a interface dos componentes foi utilizada uma placa controladora de servos motores da Solbet modelo SbServocontrol (FIGURA 4), sua alimentação é de 8 a 14 volts DC, 10 mA, e com opção de controle simultâneo de 8 servos motores através da porta serial de um micro computador. A figura nº mostra o esquema de ligação da placa.
FIGURA nº – Placa controladora Solbet mod. SbServocontrol
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FIGURA 5 – Esquema elétrico para alimentação da placa
Para a programação, foi utilizado um programa criado em C++ desenvolvido pelo professor André Mendeleck, no qual é possível executar um movimento com o servo motor, gravar uma seqüência de movimentos e depois executar os mesmos.
Conclusão:
O resultado ficou acima do esperado. O ponto forte deste projeto é a precisão nos movimentos e a determinação do grupo na execução do projeto. Por outro lado, um ponto negativo é que não foi possível fazer o movimento completo para colocar a forma dentro do forno.
Conforme o projeto foi se desenvolvendo novas idéias foram surgindo e melhorias foram acontecendo e os resultados ficaram cada vez mais satisfatórios. Além disso, o projeto contribuiu para o desenvolvimento do trabalho em equipe, motivando o crescimento profissional.
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Finalmente, mostra que o diferencial na conclusão deste projeto foi à seriedade do grupo FAAPEC, sem a qual seria impossível a apresentação do resultado final.
Bibliografia:
SERVO MOTOR FUTABA – 1 pag. – disponível em: <http://www.ee.pucrs.br/~terroso/html/servo_motor.html> - acesso em 09/05/2011.
SOLBET. PLACA DE CONTROLE SbServoControl. 1 página. Disponível em: < http://www.solbet.com/produto.php?id=5 > . Acesso em: 09/05/2011.
Wikipédia - Pizza – 1 pag. - Disponível em <http://pt.wikipedia.org/wiki/Pizza > - acesso em 08/05/2011
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