Robótica Industrial. Professor: José Alberto Naves Cocota Júnior. UNIP Campus Brasília Curso: Engenharia Elétrica (Eletrônica) Turmas: EE8P30 e EE9P30
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- Malu Aveiro Flores
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1 Robótica Industrial Professor: José Alberto Naves Cocota Júnior UNIP Campus Brasília Curso: Engenharia Elétrica (Eletrônica) Turmas: EE8P30 e EE9P30
2 Definição de Robô A origem da palavra: robota(checo) = trabalho utilizada em 1921 por Karel Capek, escritor checo, na sua peça R.U.R.(Rossum suniversal Robots) para denominar máquinas criadas para substituir humanos; Definição do R. I. A. (RobotInstituteof Definição do R. I. A. (RobotInstituteof America): Um robô(industrial) é um manipulador programável, multifuncionalprojetado para manipular material, partes, ferramentas, ou dispositivos específicos, através de movimentos programados variáveis para executar uma variedade de tarefas.
3 Vantagens do Uso na Indústria Aumento de precisão e produtividade; Maior flexibilidade em comparação com máquinas especialistas; Melhores condições para o trabalho humano, com o emprego dos robôs para a execução de tarefas repetitivas e em ambientes perigosos; Ambientes perigosos: Ambientes perigosos: Nuclear; Metalúrgica; Minas; Altas tensões,...
4 Origem dos Robôs (Concepção) CNC Teleoperadores Robôs
5 Principais Aplicações Manipulação de materiais; Carga e descarga de materiais; Pintura; Soldagem; Montagem.
6 Componentes e Estrutura dos Robôs Robôs manipuladores são compostos por elos unidos por juntas em uma cadeia cinemática aberta. As juntassão de rotação/ revolução (R)ou prismática/ de translação (P). Onde: z: é o eixo de rotação, ou o eixo no qual a junta prismática se desloca; l: representam os elos; thetae d: são as variáveis das juntas de rotação e de translação.
7 Componentes e Estrutura dos Robôs Braço Punho O número de juntas determina os graus de liberdade(gdl/dof) do manipulador. Tipicamente um manipulador possui 6 GDL: - 3 para o posicionamento; -3 para a orientação da ferramenta. 3 GDL para o 3 GDL para posicionamento a orientação O espaço de trabalho de um manipulador é o volume total percorrido pelo efetuador final (ferramenta) dadas todas as possibilidades de execução de movimento do robô. O espaço de trabalho é limitado pela geometria do manipulador, bem como pelas limitações mecânicas das juntas. Para um mesmo espaço de trabalho, os elos com juntas rotacionais ocupam um espaço menor do que elos com juntas prismáticas (SCARA x Cartesiano).
8 Classificação dos Robôs Os robôs podem ser classificados por vários critérios: Geometria: - Articulado (RRR); -Esférico (RRP); -SCARA(RRP); - Cilíndrico (RPP); - Cartesiano (PPP). Estrutura cinemática: - Manipuladores séries (elos em série) - cadeia cinemática aberta; - Manipuladores paralelos (elos em paralelo) - cadeia cinemática fechada. Fonte de energia (tipo de acionamento) -Elétrica; - Hidráulica; -Pneumática. Área de aplicação: - Robôs de montagem; - Robôs não montadores (soldagem, pintura, manipulação de material,...). Método de controle: - Robôs de sequência fixa; -Robôs de repetição com controle ponto a ponto; - Robôs de repetição com controle de trajetória contínua; - Robôs inteligentes.
9 Arranjos Cinemáticos mais Comuns Manipuladores series abertos Articulado - Antropomórficos - Elbow(RRR) Geometria Espaço de Trabalho Z1 é paralelo a Z2 e são perpendiculares a Z0 Grande liberdade de movimento
10 Arranjos Cinemáticos mais Comuns Manipuladores series abertos Esférico (RRP) Geometria Espaço de Trabalho As coordenadas esféricas definem a posição da ferramenta em relação a origem que encontra-se na intersecção dos eixos Z1 e Z2.
11 Arranjos Cinemáticos mais Comuns Manipuladores series abertos SCARA (RRP) Selective Compliant Articulated Robot for Assembly Geometria Espaço de Trabalho Os eixos Z1, Z2 e Z3 são paralelos
12 Arranjos Cinemáticos mais Comuns Manipuladores series abertos Cilíndrico (RPP) Geometria Espaço de Trabalho As coordenadas cilíndricas definem a posição da ferramenta em relação a origem (base).
13 Arranjos Cinemáticos mais Comuns Manipuladores series abertos Cartesiano (PPP) Geometria Espaço de Trabalho As coordenadas cartesianas definem a posição da ferramenta em relação a origem (base). É a configuração mais simples. São muito empregados em aplicações de montagens de superfícies(de mesa), como pórticos para a transferência de materiais.
14 Comparando Robôs Robô Cartesiano (PPP) Vantagens: realizam movimento lineares em 3D, o modelo cinemático é simples e atuadores pneumáticos de baixo custo podem ser utilizados. Desvantagens: necessitam de grande espaço para operar e o seu espaço de trabalho é relativamente pequeno (não consegue atingir regiões sob objetos). Robô Cilíndrico (RPP) Vantagens : modelo cinemático simples; fácil visualização; bom acesso em cavidades; pode utilizar potentes atuadores hidráulicos. Desvantagem: espaço de trabalho restrito. Robô Esférico (RRP) Vantagens : o espaço de trabalho é relativamente grande, podendo-se até inclinar para pegar objetos do chão. Desvantagem : modelo cinemático complexo. Robô Articulado (RRR) Vantagens : emulam as características do braço humano, possuindo grande flexibilidade; alcança um espaço de trabalho grande; comporta motores elétricos; pode alcançar posições sob objetos. Desvantagens: cinemática complexa; controle difícil de movimentos lineares; estrutura não rígida quando estendido.
15 Punhos Robóticos É o conjunto de juntas em uma cadeia cinemática entre o braço e a ferramenta. Na maioria dos manipuladores os 3 últimos elos formam o punho que controla a orientação final do efetuador. O punho mais comum é o esférico, com três juntas de rotação que interceptam em um ponto comum. Esta configuração permite o desacoplamento do posicionamento e orientação de um dado objeto, simplificando a análise cinemática. As rotações de um punho típico de 3 GDL são as mesmas que uma mão humana (roll, pitch, e yaw). Estrutura de um punho esférico.
16 Efetuadores São os efetuadores ou as ferramentas que realizam o trabalho. O tipo mais simples de efetuadores são as garras.
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