VITOR HUGO DE ASSIS BASTOS DESENVOLVIMENTO E CONSTRUÇÃO DE UM MANIPULADOR ROBÓTICO SEQUENCIAL DIDÁTICO

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1 VITOR HUGO DE ASSIS BASTOS DESENVOLVIMENTO E CONSTRUÇÃO DE UM MANIPULADOR ROBÓTICO SEQUENCIAL DIDÁTICO Monografia apresentada ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense como requisito parcial para conclusão do curso de Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação Industrial. Orientador: Edson Simões dos Santos CAMPOS DOS GOYTACAZES - RJ 2013

2 Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Biblioteca. Setor de Processos Técnicos (IFF) B327d Bastos, Vitor Hugo de Assis. Desenvolvimento e construção de um manipulador robótico sequencial didático / Vitor Hugo de Assis Bastos Campos dos Goytacazes, RJ : [s.n.], f. il. Orientador: Edson Simões dos Santos.

3 VITOR HUGO DE ASSIS BASTOS DESENVOLVIMENTO E CONSTRUÇÃO DE UM MANIPULADOR ROBÓTICO SEQUENCIAL DIDÁTICO Monografia apresentada ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense como requisito parcial para conclusão do curso de Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação Industrial. Orientador: Edson Simões dos Santos Aprovada em 26 de Abril de Banca Avaliadora: Prof Edson Simões dos Santos (orientador) Engenheiro de Controle e Automação, IFF. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense. Prof Rodrigo Martins Fernandes D.S.c. Engenharia Elétrica, COPPE/UFRJ. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense. Prof William da Silva Viana D.S.c. Engenharia e Ciências dos Materiais, UENF. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense.

4 AGRADECIMENTOS À Deus, que foi sábio em todos os momentos e me ensinou que tudo tem seu tempo e importância. À minha mãe Maria Godoi, meu pai Agnaldo, meu irmão Alex e a minha avó Maria José que me mostraram que a família é o pilar de maior importância das nossas vidas e é deles que vem o amor mais puro. Aos meus amigos Caio, Gabriel, Ítalo, Marcelo, Thiago e Vinicius que sempre estiveram ao meu lado em momentos legen... wait for it... dary! Ao Instituto Federal Fluminense, que foi minha segunda casa por nove anos e foi também responsável por minha grande evolução pessoal e profissional. Aos meus professores pelo conhecimento compartilhado e amor à profissão. Ao meu orientador e amigo Edson, por ser um exemplo de profissional, sempre dedicado e atencioso para com todos. Sem ele este trabalho não seria o mesmo. Agradeço por fim a cada um que de alguma forma passou pela minha vida e que contribuiu para a construção de quem eu sou hoje.

5 DEDICATÓRIA Dedico este trabalho à Maria Godoi, Agnaldo, Alex e Maria José. Sem eles nada teria sentido. Por: Vitor Hugo de Assis Bastos

6 RESUMO O projeto desenvolvido e apresentado neste trabalho visa melhorar a integração da metodologia teórica com a prática profissional da disciplina de manipuladores robóticos. O trabalho consiste no desenvolvimento e construção de um manipulador robótico que objetiva o auxílio da robótica educacional. O manipulador tem comunicação com softwares como MATLAB e Intouch, que são responsáveis pelo seu sequenciamento e supervisão, respectivamente. Suas características construtivas possuem atuadores do tipo servo motores e elos constituídos de acrílico. O manipulador utiliza uma plataforma controladora como placa de aquisição de dados, o Arduino. É apresentado como sugestão um código de sequenciamento do manipulador e este é desenvolvido utilizando blocos no Simulink, sendo totalmente possível alterá-lo, proporcionando flexibilidade, característica demandada para o ensino de robótica. O projeto apresenta um sistema supervisório simples para a visualização da posição e alteração remota da mesma segundo alguns parâmetros pré-definidos, de acordo com a necessidade do usuário. Também se aplicou cinemática direta no manipulador utilizando o método de Denavit-Hartenberg, que é uma ferramenta proposta para a descrição cinemática de sistemas mecânicos articulados com N graus de liberdade. As matrizes obtidas foram utilizadas no sistema de visualização de posição do manipulador. O sistema completo funciona com o manipulador executando movimentos pré-definidos de forma sequencial, sendo ainda possível selecionar uma de suas posições intermediárias com um sinal através do sistema supervisório, onde se visualiza também a posição exata do órgão terminal. Palavras-chave: Microcontroladores. Simulink. Sequenciamento.

7 ABSTRACT The project developed and presented in this paper aims to improve the integration between theoretical methodology and practice in the discipline of robotic manipulators. The paper consists in the development and construction of a robotic manipulator that aims to aid the educational didactics in robotics. The manipulator have communication with softwares like MATLAB and Intouch,which are responsible for their sequencing and supervision, respectively. Their construction have actuators, type servo motors and links made of acrylic. The manipulator uses a platform controller as a board data acquisition, Arduino. It is presented as a code suggestion sequencing manipulator and this is developed using the Simulink blocks, which can totally changed, providing flexibility that is a demand feature for teaching robotics. The project presents a supervisory system for simple viewing position and the remote change, using to some pre-defined parameters, according to the user's needs. Also was applied the kinematic manipulator using the Denavit-Hartenberg method, which is a tool for describing motion kinematics of articulated mechanical systems with N degrees of freedom. The matrices obtained were used in the system position display of manipulator. The complete system works with the handler running pre-defined movements sequentially, and it is possible to select one of its intermediate positions with a signal through the supervisory system, which also displays the exact position of the tool. Keywords: Microcontrollers. Simulink. Sequencing.

8 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Tipos de juntas empregadas em robôs...16 Figura 2: Braço mecânico de 3 DOF: Duas juntas de revolução e uma prismática...17 Figura 3: Representação dos 3 tipos de movimentos realizados pelo punho...18 Figura 4: Tipos de Robôs...21 Figura 5: Exemplos de órgãos terminais...22 Figura 6: Visão interna de um motor de passo...24 Figura 7: O servo motor e seus componentes internos...25 Figura 8: PWM e posicionamento do Servo Motor...26 Figura 9: Parâmetros em um sistema articulado...28 Figura 10: Transformações com Cinemática Direta e Inversa...30 Figura 11: Servo Motor FUTABA S Figura 12: Servo Motor HEXTRONIK HXT Figura 13: Tela de programação do Arduino...34 Figura 14: Desenho das peças no AutoCad...36 Figura 15: Base do manipulador...37 Figura 16: Braço do manipulador...37 Figura 17: Antebraço do manipulador...38 Figura 18: A garra do manipulador...38 Figura 19: O manipulador Finalizado...39 Figura 20: Instalação do Arduino com os motores...40 Figura 21: Sistema de sequenciamento desenvolvido no Simulink...42 Figura 22: Rotação genérica de um ponto no plano...42 Figura 23.1: Cinemática (braço-antebraço) utilizando Simulink Figura 23.2: Cinemática (antebraço-pulso) utilizando Simulink...45 Figura 23.3: Cinemática (pulso-base) utilizando Simulink...46 Figura 24.1: Sistema de Sequenciamento e Cinemática aplicada...47 Figura 24.2: Sistema de Sequenciamento e Cinemática aplicada Figura 24.3: Sistema de Sequenciamento e Cinemática aplicada...48 Figura 25: Gráfico de respostas das funções utilizadas...52 Figura 26: Sistema Supervisório do Manipulador...52

9 SUMÁRIO RESUMO... 6 ABSTRACT... 7 LISTA DE FIGURAS... 8 INTRODUÇÃO OBJETIVO JUSTIFICATIVA CAPÍTULO 1- CONCEITUAÇÃO TEÓRICA Manipuladores Robóticos Juntas A junta prismática ou linear(l) A junta rotacional A junta esférica A junta cilíndrica A junta planar A junta parafuso Graus de Liberdade Movimentos do Manipulador Movimentos do braço Movimentos do punho Classificação de robôs Robôs Cartesianos Robô Cilíndrico Robô esférico ou polar Robô SCARA ( Selective Compliance Assembly Robot Arm) Robô Articulado ou Antropomórfico Robô Paralelo Órgão Terminal Sistemas de Acionamento e Sensores Acionadores Hidráulicos Acionamento Pneumático Acionamento Elétrico Motores de Passo Servo Motor Princípio de Funcionamento... 24

10 1.7. Sistema de Controle Interface de Controle Sofware de Interação Cinemática e Dinâmica de Manipuladores Cinemática Direta Cinemática Inversa CADD Usinagem Automatizada Sistema Supervisório CAPÍTULO 2- MATERIAIS E FERRAMENTAS AutoCad Comando Numérico Computadorizado Motores Arduino Software de Controle Computador e Fonte Supervisório Custo estimado dos materiais CAPÍTULO 3- DESENVOLVIMENTO Arquitetura e material Base Braço Antebraço A garra O Manipulador Completo Comunicação com o Arduino Algoritmo de Sequenciamento Sistema de Sequenciamento e Interface Homem Máquina (IHM) Cálculo da Cinemática Direta CAPÍTULO 4- RESULTADOS CAPÍTULO 5- CONCLUSÃO CAPÍTULO 6- SUGESTÕES REFERÊNCIAS Anexo I Anexo II... 59

11 INTRODUÇÃO A crescente necessidade de utilização da robótica e de manipuladores robóticos na automação de processos industriais tem sido há anos objeto de estudos e pesquisas em diversas instituições de ensino e pesquisa, uma vez que, além da contribuição óbvia à sociedade, também acarreta desenvolvimento de áreas estratégicas de conhecimento, como a Engenharia e a Informática (PAZOS, 2000). Segundo o departamento de estatística da Federação Internacional de Robótica (IFR) havia em 2011 no mundo cerca de um milhão de robôs em operação. Dois terços deles estão instalados no Japão, na América do Norte e na Alemanha, que são os mercados mais importantes. Existe um crescimento considerável na utilização de robôs de serviço, principalmente na área de defesa e de campo, além de aplicações na área médica, resgate e exploração submarina. Contudo o setor que predomina é o industrial, com destaque para a indústria automotiva e elétrico-eletrônica (IFR, 2011). A principal vantagem da utilização de robô é a exclusão do homem de atividade perigosa ou repetitiva, além de aceleração do processo produtiva. Essas vantagens fazem com que os setores produtivos tenham cada vez mais interesse no desenvolvimento de tecnologia nesta área, gerando assim alta demanda de pesquisa e inovação. Com este mercado aquecido e promissor, se faz necessário o desenvolvimento de estratégias para o ensino de robótica desde a educação básica até os cursos superiores. Este trabalho propõe a aplicação de diversas áreas de aprendizagem em um único manipulador robótico, visando integrar diversos conhecimentos e facilitar o entendimento da área de robótica.

12 12 OBJETIVO Este trabalho objetiva o projeto e a construção de um manipulador robótico didático de baixo custo para ser usado como suporte na disciplina de robótica e em projetos educacionais de automação. O manipulador é baseado em princípios que visam integrar conceitos teóricos aprendidos durante a vida acadêmica dos alunos com os projetos práticos, melhorando assim a qualidade dos futuros profissionais que atuarão na área e também dos pesquisadores que buscarem o meio científico.

13 13 JUSTIFICATIVA Existe uma crescente demanda na área de robótica e para tanto é necessário preparar cada vez melhor os profissionais que atuarão no setor. Para tanto se faz necessário o desenvolvimento de tecnologias de ensino eficazes que integrem e facilitem o conhecimento destes futuros profissionais. Visando isto o projeto didático foi desenvolvido para exercer a multidisciplinaridade na área de Controle e Automação, com o objetivo de agregar conhecimentos de áreas como programação, microcontroladores, eletrônica, sequenciamento, sistemas supervisórios e robótica.

14 14 CAPÍTULO 1- CONCEITUAÇÃO TEÓRICA 1.1. Manipuladores Robóticos A Robotics Institute of America (RIA - Instituto de Robótica da América) define robô como um manipulador reprogramável e multifuncional, projetado para mover materiais, peças, ferramentas ou dispositivos específicos em movimentos variáveis, programados para a realização de uma variedade de tarefas (RIVIN, 1988). Uma definição mais completa é apresentada pela norma ISO (International Organization for Standardization) 10218, como sendo: uma máquina manipuladora, com vários graus de liberdade, controlada automaticamente, reprogramável, multifuncional, que pode ter base fixa ou móvel para utilização em aplicações de automação industrial. Um robô industrial é formado pela integração de vários componentes, sendo estes projetados com o intuito de realizar um trabalho produtivo. O trabalho é realizado quando o robô movimenta sua estrutura a fim de deslocar o objeto a ser manipulado (GROOVER, 1989). Para a realização do movimento proposto pelo manipulador, são utilizados atuadores, que são artefatos mecânicos que agem sobre a estrutura do manipulador para proporcionar a interação com o meio. Qualquer estrutura não móvel do manipulador pode ser chamada de elo e a junção de um atuador com um elo é chamado junta. (GROOVER, 1989) Juntas As juntas são elementos que possibilitam a ligação de dois elos e a liberdade de movimentação do manipulador robótico. E estas podem ser classificadas como: rotativas, prismática, cilíndrica, esférica, parafuso e planar (FU, 1987). De acordo com a disposição destas juntas é possível classificar o manipulador A junta prismática ou linear(l) Move em linha reta. São compostas de duas hastes que deslizam entre si.

15 A junta rotacional Gira em torno de uma linha imaginária estacionária chamada de eixo de rotação. Ela gira como uma cadeira giratória e abrem e fecham como uma dobradiça. Estas juntas ainda podem ser classificadas de acordo com as direções dos elos de entrada e saída em relação ao eixo de rotação. Tendo assim as juntas torcional(t), rotacional(r) ou revolvente(v) A junta esférica de três eixos. Funciona com a combinação de três juntas de rotação, realizando a rotação em torno A junta cilíndrica É composta por duas juntas, uma rotacional e uma prismática A junta planar É composta por duas juntas prismáticas, realiza movimentos em duas direções A junta parafuso É constituída de um parafuso que contém uma porca ao qual executa um movimento semelhante ao da junta prismática, porém, com movimento no eixo central (movimento do parafuso).

16 16 Figura 1: Tipos de juntas empregadas em robôs (Fonte: Carrara, 1999). A FIGURA 1 descreve as principais juntas utilizadas em robôs. Os robôs industriais utilizam em geral apenas juntas rotativas e prismáticas Graus de Liberdade O número total de juntas (articulações) do manipulador é conhecido com o nome de graus de liberdade (ou DOF, segundo as iniciais em inglês). Um manipulador típico tem 6 graus de liberdade, sendo três para posicionamento do efetuador dentro do volume de trabalho, e três para obter uma orientação do efetuador adequada para segurar o objeto. Com menos de 6 graus de liberdade o manipulador pode não atingir uma posição arbitrária com uma orientação arbitrária dentro do volume de trabalho. Para certas aplicações, por exemplo, manipular objetos num espaço que não se encontra livre de obstáculos, pode ser necessário mais de 6 graus de liberdade. A dificuldade de controlar o movimento aumenta com o número de elos do braço (PAZOS, 2002). A FIGURA 2 apresenta como exemplo uma representação dos 3 graus de liberdade de um braço mecânico referentes às três primeiras juntas, necessárias para o posicionamento do efetuador. Neste exemplo particular, observa-se que as duas primeiras juntas são de revolução e a terceira é prismática, permitindo ao último elo se afastar ou aproximar do segundo.

17 17 Figura 2: Braço mecânico de 3 DOF: Duas juntas de revolução e uma prismática (Fonte: Pazos, 2002) Movimentos do Manipulador É possível dividir a forma de movimentação dos manipuladores robóticos do tipo braço em dois grupos: Movimentos do braço; Movimentos do punho Movimentos do braço É possível subdividir este grupo em 3 itens para melhor descrever como o braço se movimenta, sendo que todos tem a finalidade de posicionamento do punho. Vertical transversal: movimenta o punho verticalmente (para cima e para baixo); Rotacional transversal: movimenta o punho horizontalmente (para esquerda ou para direita); Radial transversal: movimenta o punho afastando-o ou o aproximando da área de trabalho.

18 Movimentos do punho Neste grupo também é possível a subdivisão em 3 itens que melhor descrevem a forma como o punho se movimenta. Roll (Rolamento): rotação do punho em torno de um eixo central, geralmente posicionado no centro do punho. Pitch (Arfagem): rotação do punho na vertical. É posicionado um atuador ligado na lateral do punho para a realização deste movimento. Yaw (Guinada): rotação do punho na horizontal. As características dos movimentos realizados pelo punho são identificadas na FIGURA 3. Figura 3: Representação dos 3 tipos de movimentos realizados pelo punho (Fonte: Pazos, 2002) Classificação de robôs Os Robôs podem ser classificados utilizando vários critérios tais como: autonomia do sistema de controle, mobilidade da base, estrutura cinemática, forma de acionamento, graus de liberdade, geometria do espaço de trabalho, estrutura mecânica, sua geração tecnológica ou até mesmo quanto à participação do operador humano em seu funcionamento. Quanto à estrutura mecânica diversas combinações de elementos podem ser realizadas para se obter uma configuração desejada. As TABELAS 1 e 2 mostram as principais combinações (IFR, 2000, SHIAVICCO, SICILIANO, 1995).

19 19 Tabela 1: Classificação dos braços manipuladores (Fonte: Carrara, 1999). Configuração do Robô braço e corpo Símbolo Configuração Cartesiana Configuração Cilíndrica Configuração Articulada ou Revoluta Configuração polar Configuração SCARA LLL LVL ou TLL TRR TRL VRL Tabela 2: Classificação dos punhos manipuladores (Fonte: Carrara, 1999). Configuração do Robô pulso Símbolo Configuração Pulso de 2 eixos Configuração Pulso de 3 eixos RT TRT Robôs Cartesianos Este tipo de robô possui três juntas prismáticas (PPP), o que resulta num movimento composto de três translações. Seu volume de trabalho é geralmente cúbico. Ele é considerado o robô de configuração mais simples.

20 Robô Cilíndrico É formado por duas juntas prismáticas e uma de rotação (PPR), compondo movimentos de duas translações e uma rotação. Seu volume de trabalho é geralmente cilíndrico Robô esférico ou polar Esta configuração é formada por uma junta prismática e duas de rotação (PRR), o que compõe movimentos de uma translação e duas de rotação. Este robô foi projetado para suportar grandes cargas e ter grande alcance. Seu volume de trabalho é geralmente esférico Robô SCARA ( Selective Compliance Assembly Robot Arm) Esta configuração possui duas juntas de rotação e uma junta prismática (PRR). Este braço tem grande precisão, mas alcance limitado. É bastante utilizado em montagem de componentes de pequenas dimensões. Seu volume de trabalho é aproximadamente cilíndrico (CARRARA, 1999) Robô Articulado ou Antropomórfico Nesta configuração existem pelo menos três juntas de rotação. Eles são mais utilizados na indústria por terem uma configuração semelhante ao de um braço humano (braço, antebraço e punho). Esta configuração apresenta maior mobilidade entre todas as outras empregadas. O seu volume de trabalho é complexo, aproximando-se de uma esfera (CARRARA, 1999) Robô Paralelo Nesta configuração os manipuladores possuem juntas que transformam movimentos de rotação em translação, ou usam diretamente juntas prismáticas. Sua principal característica é um volume de trabalho reduzido, porém uma alta velocidade, o que o torna propício para certas atividades de montagem (CARRARA, 1999). A FIGURA 4 descreve os tipos de robôs e também o seu volume de trabalho. A utilização de cada um varia de acordo com a aplicação.

21 21 Figura 4: Tipos de Robôs (Fonte: Pazos, 2002) 1.5. Órgão Terminal Segundo Groover órgão terminal de um manipulador robótico é a nomenclatura usada para descrever a mão ou ferramenta que está conectada ao pulso, como por exemplo, uma pistola de solda, garras, pulverizadores de tintas, entre outros. O órgão terminal é o responsável por realizar a manipulação de objeto sem diferentes tamanhos, formas e materiais, porém esta manipulação depende da aplicação ao qual se destina. SALISBURY e CRAIG (1982) após pesquisarem cerca de seiscentas configurações diferentes de garras chegaram à conclusão que, em termos cinemáticos, uma garra na configuração de mão humana é a que possui maior versatilidade para realizar a manipulação de objetos dos mais variados tipos e inclusive formas irregulares, sendo capaz de exercer apenas a força estritamente necessária para que estes objetos sejam seguros com estabilidade e com segurança. Para efeito de comparação, observa-se que uma garra com dois dedos pode manipular com sucesso aproximadamente 40% dos objetos das mais diferentes formas. Uma garra com três dedos poderia manipular 90% de todos os objetos, e uma na configuração com quatro

22 22 dedos poderia manipular em torno de 99% destes objetos (MATSUOKA, 1995). A FIGURA 5 descreve alguns esquemas de garras utilizadas da indústria. Figura 5: Exemplos de órgãos terminais (Fonte: Carrara, 1999) Sistemas de Acionamento e Sensores Os sensores são dispositivos cuja finalidade é fornecer informações sobre o ambiente e/ou o manipulador. Em um sistema de controle em malha fechada, essas informações são enviadas para a unidade de controle para que sejam utilizadas segundo um algoritmo de controle. Os sensores normalmente são classificados segundo o princípio físico sobre os quais eles estão baseados (CONCEIÇÃO, 2005). O sistema de acionamento é o elemento responsável pela movimentação das articulações e pelo desempenho dinâmico do manipulador robótico. Eles podem ser elétricos, hidráulicos ou pneumáticos, dependendo da característica do manipulador (GROOVER, 1988).

23 Acionadores Hidráulicos Os principais componentes deste sistema são: motor, cilindro, bomba de óleo, válvula e tanque de óleo. Ele geralmente é associado a robôs de maior porte. Este sistema propicia ao robô maior velocidade e força; porém, ele se soma ao espaço útil do piso requerido pelo robô e também tende a vazar óleo, o que é um inconveniente. O sistema de acionamento hidráulico pode ser projetado para acionar juntas rotacionais ou lineares. Acionadores de pás ou aletas rotativas podem ser utilizados para suprir movimento rotacional, e os pistões hidráulicos podem ser utilizados para realizarem movimento linear (CARRARA, 1999) Acionamento Pneumático É geralmente reservado para robôs de menor porte que possuem menor grau de liberdade (movimentos de duas a quatro juntas). Este tipo de acionamento é semelhante ao hidráulico. Os robôs que utilizam este acionamento estão frequentemente limitados a operações mais simples e com ciclos rápidos. O acionamento pneumático pode ser facilmente adaptado ao acionamento de pistão, para suprir movimento de translação das juntas de deslizamento. Pode também ser utilizado para operar órgãos terminais rotacionais para juntas rotacionais (CARRARA, 1999) Acionamento Elétrico Geralmente não propiciam tanta velocidade ou potência quanto os sistemas hidráulicos. Todavia, a precisão e repetibilidade dos robôs de acionamento elétrico são geralmente melhores. Por conseguinte, os robôs elétricos tendem a ser menores, requerendo menos espaço útil no piso, e suas aplicações tendem para um trabalho mais preciso como, por exemplo, montagem. Os robôs de acionamento elétrico normalmente são acionados por motores de passo, servomotores ou motores de corrente contínua. Estes motores são adequados idealmente para o acionamento de juntas rotacionais através de sistemas adequados de eixos e engrenagens de acionamento. Os motores elétricos podem também ser utilizados para acionar juntas lineares (por exemplo, braços telescópicos) por meio de sistemas de polia ou por outros mecanismos translacionais. São comumente aplicados em robô de pequeno e médio porte (CARRARA, 1999).

24 Motores de Passo O motor de passo é utilizado quando há a necessidade de precisão de posicionamento e/ou movimento de determinado eixo. Eles são caracterizados como dispositivos eletromecânicos que possuem a função de converter pulsos elétricos em movimentos mecânicos gerando assim variações angulares discretas. Seu eixo é sempre movimentado em pequenas rotações, denominadas passos, este movimento ocorre quando é aplicado um pulso elétrico em seus terminais, os quais magnetizam bobinas em seu interior. A ativação desses terminais é tipicamente feita eletronicamente. Motores de passo podem ser acionados de diversas formas, sendo as mais comuns o passo completo e o meio passo. Também possuem três estados básicos: parada, desligado e em funcionamento (BRITES E SANTOS, 2008). A FIGURA 6 mostra a parte interna de um motor de passo, destacando suas bobinas. Figura 6: Visão interna de um motor de passo Servo Motor Um servo motor (servo) é um dispositivo eletromecânico, em que um sinal elétrico de entrada determina a posição do eixo do motor. Servos são amplamente utilizados em robótica, aviões e barcos. Diferentemente de motores de passo e motores comuns DC, eles não giram indefinidamente, seu eixo normalmente possui uma liberdade de cerca de 180 graus, essa característica é que facilita a precisão do posicionamento (SANTOS, 2007) Princípio de Funcionamento O servo motor possui um sistema eletrônico de controle e um potenciômetro que está ligado ao eixo de saída. Este potenciômetro possibilita ao circuito de controle monitorar o ângulo do eixo do servo motor, o que gera grande precisão dependendo da resolução do

25 25 potenciômetro e da qualidade do circuito de controle. Quando o eixo está no ângulo correto, o motor para. Se o circuito detecta que o ângulo está incorreto, o motor é acionado até que o sinal do potenciômetro seja o mesmo do sinal enviado pelo circuito de controle. Ele funciona como um sistema feedback, no qual sempre haverá sinal de realimentação enquanto houver erro (SANTOS, 2007). Toda a parte estrutural de um servo motor pode ser vista na FIGURA 7. Figura 7: O servo motor e seus componentes internos (Modificado: Santos, 2007). O ângulo do servo motor é determinado pela duração da largura de pulso (PWM- Pulse Width Modulation) enviada à entrada sinal do servo motor. Normalmente o sinal de entrada dos servo motores varia de 0V à 5V. O circuito de controle monitora este sinal a cada 20ms e se houver uma variação neste sinal durante 1ms até 2ms ele altera a posição do seu eixo para coincidir com o sinal que recebeu. Sendo assim, por exemplo, se o servo receber um sinal de 1.5ms ele verifica se o potenciômetro está na posição devida, se estiver o motor fica parado, senão o motor irá para esta posição (SANTOS, 2007). A FIGURA 8 compara o sinal de variação PWM e a posição proporcional do eixo do pontenciômetro.

26 26 Figura 8: PWM e posicionamento do Servo Motor Sistema de Controle O sistema de controle é responsável pelo gerenciamento e monitoração dos parâmetros para realizar as atividades requeridas do manipulador robótico. O sistema funciona obtendo informações obtidas dos sensores (elemento primário), processando esta informação e enviando um sinal para o atuador (elemento final de controle), a fim de corrigir a o valor da variável de processo (OGATA, 2003) Interface de Controle O software da interface de controle é desenvolvido normalmente em um computador ou em um microcontrolador. A utilização de placas microcontroladoras reduz o custo do projeto, é rápido e é dedicado ao controle do manipulador robótico (CARRARA, 2006) Sofware de Interação Este software é baseado em um sistema de matrizes que é empregado em cálculos matemáticos e de engenharia. É uma linguagem de alto nível que possui um ambiente

27 27 interativo com possibilidade de obtenção de saídas gráficas. Este software executa tarefas com grandes velocidades, maiores que as linguagens tradicionais como C, C++ e Fortran. O MATLAB é utilizado em diversas áreas como: processamento de sinal e imagem, comunicação, designe de controle, teste e medição, modelagem, e biologia computacional (FERNANDES, 2010) Cinemática e Dinâmica de Manipuladores De maneira geral as tarefas que correspondem aos manipuladores é a de levar o efetuador de uma posição a outra, idealmente controlando sua velocidade e a aceleração durante tal percurso. O projetista fica responsável então por determinar qual o percurso que o manipulador deverá percorrer para realizar a atividade. A cinemática de manipuladores se apresenta justamente para ocupar-se das relações entre as posições, trajetórias, velocidades e acelerações das juntas e do efetuador, isso sem considerar as forças ou torques necessários para a movimentação das juntas (PAZOS, 2002). Portanto é possível definir a cinemática como a área que trata dos movimentos do robô sem considerar as causas que lhe dão origem (GROOVER, 1988). Uma das maneiras utilizadas para modelar um manipulador robótico é como um sistema de elos articulados, através de juntas no espaço tridimensional (ROMANO, 2002) Cinemática Direta Na cinemática direta a posição do manipulador robótico é descrita recorrendo aos ângulos de junta, θ1, θ2, θ3, θ4, e θ5, a partir das quais a posição do manipulador fica automaticamente definida (CRAIG, 2005). Para tanto é comum a utilização da notação de Denavit-Hartenberg, que é uma ferramenta proposta para a descrição cinemática de sistemas mecânicos articulados com N graus de liberdade (ROMANO, 2002). A representação de Denavit-Hastenberg (D-H) tem como resultante uma matriz homogênea 4 x 4, o qual representa cada sistema de coordenadas do elo na junta em relação ao sistema de coordenadas do elo anterior. Sendo assim, a partir de transformações sucessivas obtêm-se as coordenadas do elemento terminal do manipulador, que é expresso no sistema de coordenadas fixo à base. Ela define quatro parâmetros ( i, a i, d i e i ) e algumas regras para ajudar a caracterizar cadeias cinemáticas (ROMANO, 2002). Os quatro parâmetros são definidos abaixo e descritos na FIGURA 9:

28 28 1* i: é o angulo de junta obtido entre os eixos X i-1 e X i no eixo Z i-1 (usar a regra da mão direita). 2* d i: é a distância entre a origem do (i-1)-ésimo sistema de coordenadas até a interseção do eixo Z i-1 com o eixo X i ao longo do eixo Z i-1. 3* a i : é a distância (off-set) entre a interseção do eixo Z i-1 com o eixo X i até a origem o i- ésimo sistema de referência ao longo do eixo X i (ou a menor distância entre os eixos Z i-1 e Z i ). 4* i : é o ângulo offset entre os eixos Z i-1 e Z i medidos no eixo X i (usando a regra da mão direita). Sendo para uma junta rotacional, d i, a i, e i os parâmetros da junta, variando o seu valor na rotação do elo i em relação ao elo i-1. Para uma junta prismática i, a i e i são os parâmetros da junta, enquanto d i é a variável de junta (deslocamento linear). Figura 9: Parâmetros em um sistema articulado (Fonte: Romano, 2002). Após os sistemas de coordenadas D-H terem sido estabelecidos, uma matriz de transformação pode ser desenvolvida relacionando dois sistemas de referência sucessivos. A FIGURA 9 mostra que um ponto r i expresso no i-ésimo sistema de coordenadas pode ser expresso no (i-

29 29 1)-ésimo sistema de coordenadas como r i-1 aplicando as transformações sucessivamente, que são descritas abaixo: Rotação no eixo Z i-1 de um ângulo de i para alinhar o eixo X i-1 com o eixo X i (o eixo X i-1 é paralelo ao eixo X i e aponta para a mesma direção). Translação uma distância de d i ao longo do eixo Z i-1 para trazer os eixos X i-1 e X i na coincidência. Translação ao longo do eixo X i uma distância de i para trazer as duas origens também como o eixo X na coincidência. Rotação do eixo X i um ângulo de i para trazer os dois sistemas de coordenadas na coincidência. Cada uma destas quatro operações pode ser expressa através de uma matriz homogênea de rotação-translação, e o produto destas quatro matrizes de transformações elementares produzem uma matriz de transformação homogênea composta i-1 A i, conhecida como matriz de transformação de D-H, para sistemas de coordenadas adjacentes, i e i-1 (ROMANO, 2002). i-1 A i = T z,d T z, T x,a T x, cosi sini ai sin i cosi cosi sini d sini cosi cosi cosisini sinisini ai cosi sini cosi cosi sini cosi aisini 0 sini cosi di A transformação inversa será: cos i sin i 0 ai cos isin i cos i cos i sin i disin i sin cos cos cos isin i sin i i di i [ i-1 A i ] -1 = i A i (3) (2) (1)

30 30 Onde a i, i, d i são constantes, e i é a variável de junta para uma junta rotativa. Para uma junta prismática a variável de junta é d i, enquanto a i, i, i são constantes. Neste caso, i-1 A i será definido como: cosi cosisini sinisini 0 sini cosi cosi sini cosi 0 0 sini cosi di i A i = T z, T z,d T x, (4) e sua inversa será: cosi sini 0 0 cos isini cosi cosi sini di sini sinisini sin cos cos cos i i di i [ i-1 A i ] -1 = i A i-1 (5) Cinemática Inversa Na cinemática inversa o objetivo é determinar os ângulos das juntas a partir da posição e orientação do ponto extremo do órgão terminal. Na FIGURA 10 é apresentado o diagrama dos métodos de transformação com cinemática direta e cinemática inversa (PAZOS, 2002). Figura 10: Diagrama das transformações com Cinemática Direta e Inversa.

31 CADD Os softwares do tipo CADD (Computer Aided Draft and Design Desenho e Projeto Auxiliado por Computador) objetivam a geração de desenhos e projetos. Estes softwares são amplamente utilizados na engenharia civil, mecânica, arquitetura, e vários outros ramos da indústria (SANTOS, 2005) Usinagem Automatizada A usinagem automatizada é caracterizada pela utilização de comando numérico computadorizado controlando uma máquina-ferramenta. Segundo a Associação das Indústrias de Eletrônica (EIA), o CNC é: "um sistema em que ações são controladas pela introdução direta de dados numéricos em algum ponto. O sistema deve automaticamente interpretar pelo menos alguma porção destes dados Sistema Supervisório Os sistemas supervisórios são sistemas que permitem a monitoração e a alteração remota de um processo produtivo ou instalação física. Os dados que possibilitam esta ação são oriundos de equipamentos de aquisição de dados e em seguida, manipulados, analisados, armazenados e, posteriormente apresentados ao usuário. Estes sistemas também são chamados de SCADA (Supervisory Control and Data Aquisition) (BOARETTO, 2007).

32 32 CAPÍTULO 2- MATERIAIS E FERRAMENTAS 2.1. AutoCad Para a construção da geometria das peças utilizadas neste projeto foi utilizado o AutoCad, que é um programa do tipo CADD. Na verdade, o AutoCad é o nome de um produto, sendo a AutoDesk a responsável pela fabricação e distribuição do mesmo. A versão utilizada foi a Comando Numérico Computadorizado A usinagem das peças em acrílico foi feita em uma máquina de comando numérico, do tipo centro de usinagem. Neste equipamento foram utilizados as construções geométricas desenvolvidas no AutoCad, sendo primeiramente convertidas para o formato DXF, no mesmo Motores O manipulador robótico proposto utiliza sete motores do tipo servo. Sendo cinco do modelo FUTABA S3003 e dois do modelo HEXTRONIK HXT900. Eles podem ser visualizados nas FIGURAS 11 e 12, respectivamente. Este motores possuem 3 fios, sendo uma para a alimentação, um negativo e um que recebe o sinal do Arduino. FUTABA S3003 Velocidade: 0.23 seg/60 graus a 4.8V seg/60 graus a 6.0V. Torque: 44 oz-in (3.2kg-cm) a 4.8V - 57 oz-in(4.1kg-cm) a 6.0V. Dimensões: C: 41mm L: 20mm A: 36mm. Peso: 1.3 oz (37.2g).

33 33 Figura 11: Servo Motor FUTABA S3003. HEXTRONIK HXT900 Velocidade: 0.12 seg/60 graus a 4.8V. Torque: 22.2 oz-in (1.60kg-cm) a 4.8V. Dimensões: C: 21mm L: 12mm A: 22mm. Peso: 0.32 oz (9.1g). Figura 12: Servo Motor HEXTRONIK HXT Arduino A placa controladora utilizada foi o Arduino, modelo UNO. Sendo que seu funcionamento no sistema é apenas a de aquisição de dados, ou seja, leitura e escrita das variáveis físicas. O Arduino é uma plataforma livre de computação física baseada em entradas/saídas simples que utiliza um microntrolador (FONSECA, BEPPU, 2010). A TABELA 3 descreve as principais características deste modelo e a FIGURA 13 a tela de desenvolvimento, na qual é inserido e posteriormente transferido para o Arduino, este código executa a comunicação com o MATLAB.

34 34 Tabela 3: Características físicas do modelo UNO. Microcontrolador Atmega328 Tensão de operação Tensão de Entrada (limite) Pinos de I/O digital Pinos Analógicos Pino PWM Corrente DC por pino de I/O Corrente DC (3.3V) 5V 6-20V mA 50mA Figura 13: Tela de programação do Arduino Software de Controle Foi utilizada uma das ferramentas do software MATLAB, o SIMULINK. O SIMULINK é uma ferramenta para modelagem, simulação e análise de sistemas dinâmicos. Sua interface primária é uma ferramenta de diagramação gráfica por blocos e bibliotecas (FERNANDES, 2010). Este software funcionou estritamente como controlador virtual, utilizando as variáveis adquiridas da placa de aquisição dados, o Arduino UNO.

35 Computador e Fonte Também foi utilizado nesse projeto um computador para fazer a conexão entre a parte física e o sistema de controle e também uma fonte ajustável de tensão para a alimentação dos motores e do Arduino Supervisório O sistema utilizado para a construção do sistema de supervisão do manipulador robótico foi o Intouch versão 10.1, licença de acadêmica Custo estimado dos materiais A TABELA 4 descreve o custo estimado dos materiais utilizados no projeto, a moeda utilizada como base foi o dólar americano. A pesquisa de preço foi realizada em sites americanos. Tabela 4: Relação de custo dos materiais utilizados. Itens Valor (US$) Arduino UNO $13,00 5x Servo motores FUTABA S3003 $70,00 2x Servo motores HXT900 $12,00 Cabos $5,00 Parafusos e porcas $10,00 Protoboard $16,00 Placa acrílica de 4mm $47,00 Total $173,00

36 36 CAPÍTULO 3- DESENVOLVIMENTO 3.1. Arquitetura e material O projeto do manipulador teve inicio com a escolha da arquitetura, que pode ser encontrada em < O principal objetivo levado em conta para esta escolha foi a fácil manipulação e compreensão, assim como aplicabilidade na área didática, auxiliando principalmente na disciplina de robótica. Após a escolha da arquitetura, as peças foram desenvolvidas utilizando o software AutoCad e em seguida usinadas no Comando Numérico, resultando em 28 peças, todas em acrílico de 4 mm de espessura. A FIGURA 14 possui a arquitetura resumida das peças utilizadas. Todas as cotas e detalhes se encontram no ANEXO I. Figura 14: Desenho das peças no AutoCad.

37 Base A base é constituída de três peças e está fixada a outra base rígida para sustentação do manipulador. Também possui parafusos de fixação e um servo motor, modelo Futaba S3003. A peça do topo da base tem liberdade para que juntamente com o servo possa girar todo o manipulador, como pode ser visto na FIGURA 15. Figura 15: Base do manipulador Braço O braço é composto por duas peças e foi conectado à base através de duas peças fixadas na mesma e parafusos de fixação. Ele está sendo movimento por dois servos, modelo Futaba, também conectados à base. A FIGURA 16 destaca suas principais partes. Figura 16: Braço do manipulador.

38 Antebraço O antebraço tem duas peças e faz a ligação do braço com o pulso. Ele possui dois servos conectados a ele que fazem os movimentos com o braço e com o pulso. NA FIGURA 17 encontram-se os detalhes do antebraço. Figura 17: Antebraço do manipulador A garra A garra é a parte de maior complexidade do manipulador, por possuir muitas peças de dimensões pequenas e diversas juntas para uni-las, além de parafusos de fixação e movimentação. Também possui dois servos, modelo HTX900, para abertura/fechamento da garra e movimentação do pulso. A FIGURA 18 destaca seus componentes. Figura 18: A garra do manipulador.

39 O Manipulador Completo Após a montagem parte a parte de todas as peças, estas foram reunidas e o manipulador foi finalizado, ficando assim com a configuração TRR, 4 graus de liberdade e órgão terminal tipo garra de dois dedos. A FIGURA 19 destaca as principais partes do manipulador. Figura 19: O manipulador Finalizado Comunicação com o Arduino Após a montagem do manipulador, foi executada a instalação dos servos com a plataforma Arduino. Como o modelo UNO só possui seis saídas PWM e o manipulador tem sete servos, foi utilizado o mesmo sinal para os dois motores que estão fixados na base e que são responsáveis pela movimentação do braço. Isto pode ser feito porque os motores executam exatamente o mesmo movimento e possuem a mesma variação angular. A FIGURA 20 mostra todo o esquema de ligação entre os servo motores e o Arduino.

40 40 Figura 20: Instalação do Arduino com os motores Algoritmo de Sequenciamento Foi desenvolvido um código para executar o sequenciamento do manipulador. Essa sequência consiste no manipulador buscar peças e coloca-las em uma esteira alimentadora de maneira continua. Este código foi baseado na técnica de sequência máxima, a qual uma tarefa só inicia após o fim da anterior. Este algoritmo pode ser visualizado no ANEXO II. O sistema de sequenciamento começou a ser testado e implementado após todo desenvolvimento físico da estrutura do manipulador e as conexões dos motores com o Arduino. Foram criados diversos blocos no Simulink para efetuar o controle e a comunicação com o Arduino e consequentemente com os motores do manipulador. Foram inseridas funções de transferência para que a variação de set-point fosse feita com entrada em rampa, isto porque a entrada em degrau causava um torque muito alto nos motores e consequentemente a movimentação do manipulador estava se dando de maneira muito rápida e brusca. Há somente uma entrada em degrau, que é o sinal destinado ao órgão terminal, isto porque há uma necessidade de velocidade e torque neste motor. Foi criado um MATLAB function para ser utilizado em um dos blocos do Simulink, nesta function foi desenvolvido o

41 41 algoritmo de sequenciamento. Durante a comunicação das variáveis criadas no algoritmo com o Simulink, o MATLAB começou a apresentar um bug de comunicação, fazendo com que a variável y não funcionasse corretamente, tornando o sistema instável. Esta variável é direcionada para habilitar os passos executados pelo manipulador Sistema de Sequenciamento e Interface Homem Máquina (IHM) Como solução a variável 'y' foi retirada no código e criada em um software de supervisão, o Intouch, e declarada como variável global. Feito isso a variável foi utilizada novamente no Simulink, mas agora sendo de origem diferente teve o comportamento esperado. O sistema de IHM desenvolvido além de solucionar o problema de comunicação com a variável também possibilitou ao usuário operar o sistema em modo manual, selecionando assim a posição desejada através de botões. Estas posições são as mesmas intermediárias utilizadas no código de sequenciamento. Também é possível verificar a posição estimada do manipulador através de visores que representam as variáveis X, Y e Z cartesianas, essas foram obtidas através do cálculo da cinemática direta do manipulador, que é detalhada no item A FIGURA 21 possui o conjunto de blocos utilizado no SIMULINK para executar o sequenciamento. O algoritmo de sequenciamento criado esta localizado no bloco interpretador de funções do MATLAB.

42 42 Figura 21: Sistema de sequenciamento desenvolvido no Simulink Cálculo da Cinemática Direta Para melhor compreender a matriz base utilizada para o cálculo da cinemática direta é descrito abaixo o passo a passo a partir de uma matriz 2x2. Figura 22: Rotação genérica de um ponto no plano (Fonte: Santos, 2004).

43 43 X= L.cosϕ Y= L.senϕ X 1 = L.cos(ϕ+θ) X 1 =L(cosϕ.cosθ-senϕ.senθ) X 1 =X.cosθ-Y.senθ Y 1 =L.sen(ϕ+θ) Y 1 =L(senϕ.cosθ+cosϕ.senθ) Y 1 =(Y.cosθ+X.senθ) Logo: [ ]=[ ] [ ] (6) Mas como o cálculo do manipulador proposto consiste nos eixos X, Y e Z, a matriz adaptada para o primeiro elo será: [ ]=[ ] [ ](7) Isto para: X 1 =L 1.cosϕ 1 Y 1 =L 1.senϕ 2 A matriz 7 define a posição do braço do manipulador em relação aos eixos X e Y. Sendo: X 2 =L 2.cosϕ 2 Y 2 =L 2.senϕ 2 θ 2 = θ 2 +ϕ 1 - ϕ 2 Teremos a seguinte matriz no segundo elo: [ ]=[ ] [ ](8) A matriz 8 define a posição do antebraço do manipulador em relação as eixos X, Y, e Px e Py anterior. Sendo:

44 44 X 3 =L 3.cosϕ 3 Y 3 =L 3.senϕ 4 θ 3 = θ 3a +ϕ 2 - ϕ 3 Teremos a seguinte matriz no terceiro elo: [ ]=[ ] [ ] (9) A matriz 9 define a posição do pulso do manipulador em relação aos eixos X e Y atuais e X e Y anteriores. Sendo: X 4 =X 3.cosϕ 4 Y 4 =Y 3.senϕ 4 Tem-se a seguinte matriz no quarto elo: [ ]=[ ] [ ] (10) A matriz 10 define a posição da base do manipulador segundo os eixo X e Z, a posição Y é a mesma do último Y calculado, no caso Y 3. Todas essas matrizes foram inseridas no sistema através de MATLAB functions. Todos os dados que foram utilizados nas matrizes são aproximados, pois são valores provenientes dos sinais de referência enviados para os servos, pois o servo apesar de possuir um posicionador interno não retorna o valor da posição atual, o que pode gerar uma imprecisão se o mesmo estiver com defeito. Todas as functions das matrizes se encontram no ANEXO II. Essas functions também podem ser implementadas na forma 3x3. O cálculo da posição e da transladação das juntas foi feito individualmente. Para que estas functions fossem aplicadas e testadas, foi desenvolvido outro conjunto de blocos no Simulink.

45 45 Figura 23.1: Cinemática (braço-antebraço) utilizando Simulink. Figura 23.2: Cinemática (antebraço-pulso) utilizando Simulink.

46 46 Figura 23.3: Cinemática (pulso-base) utilizando Simulink. Todas as matrizes foram testadas e validadas de acordo com sistema proposto no Simulink. Apresentaram excelente resposta para a obtenção da posição do manipulador. As FIGURAS 23.1 e 23.2 representam no sistema os valores de X e Y dos elos do braço e antebraço, respectivamente. Na FIGURA 23.3 obtemos os valores de X, Y, Z, pois é o sistema de coordenadas da base. Os valores de X, Y e Z são as coordenadas do órgão terminal. Os valores constantes das FIGURAS 23.1, 23.2 e 23.3 representam os sinais de referência enviados para cada servo motor. Este conjunto de blocos teve o intuito apenas de utilizar e testar as matrizes desenvolvidas para a obtenção da posição de cada elo e consequentemente do órgão terminal.

47 47 CAPÍTULO 4- RESULTADOS A comunicação com todos os programas não teve grande problema devido ao Arduino ter blocos específicos para utilização nos mesmos. No MATLAB o problema foi a utilização de uma variável para o posicionamento do manipulador, esta variável 'y' estava tendo comportamento indesejado causando um bug de funcionamento no sistema. Este problema foi resolvido com o armazenamento desta variável no programa de supervisão, o Intouch. Os esquemas de sequenciamento e supervisão são apenas sugestões, podendo ser alterados para melhor desempenho e didática com manipulador. As FIGURAS 24.1, 24.2 e 24.3 apresentam o conjunto de blocos completo utilizado no sistema, ou seja, possui a function com o algoritmo de sequenciamento e os blocos com as functions do cálculo da cinemática direta, além de blocos de comunicação e mostradores de posição. Figura 24.1: Sistema de Sequenciamento e Cinemática aplicada.

48 48 Figura 24.2: Sistema de Sequenciamento e Cinemática aplicada. A FIGURA 24.2 apresenta os valores das extremidades do braço e antebraço do manipulador, segundo os eixos X, Y, e Z. A FIGURA 24.3 apresenta os mostradores da posição, segundo os eixos X, Y e Z, da garra do manipulador. Todos os valores estão em centímetros. Figura 24.3: Sistema de Sequenciamento e Cinemática aplicada.

49 49 Na FIGURA 24.1 é possível observar blocos de funções integradoras, no caso, que correspondem aos sinais que são enviados para os motores mais o sinal da realimentação de cada um. O foi inserido para o sinal da garra para que tivesse um comportamento próximo de um degrau, neste caso tendo uma resposta mais rápida. Já o foi inserido nos blocos que enviam sinal para os motores da base, braço, antebraço e pulso, isto para que os movimentos fossem mais suaves, ou seja com um torque menor. Isto ocorre porque o tempo de acomodação desta função é maiorr. A FIGURA 25 compara as respostas das funções inseridas no sistema. Figura 25: Gráfico de respostas das funções utilizadas.

50 50 A FIGURA 26 apresenta o sistema de supervisão desenvolvido para o manipulador. Este teve o objetivo de auxiliar na solução do bug apresentado pelo MATLAB. A variável y, que corresponde a posição do manipulador foi inserido no Intouch e declarada como variável global, o que fez com que o sistema funcionasse corretamente. A interface criada possui seis botões, nos quais o operador pode selecionar manualmente uma posição prédefina, que é mesma do algoritmo de sequenciamento ou o sistema funcionar no modo automático. Também possui três mostradores de posição (em centímetros) dos eixos X, Y e Z em tempo real. Figura 26: Sistema Supervisório do Manipulador.