Controle de Robôs Manipuladores. Prof. Valdir Grassi Junior sala 2986 (prédio antigo)

Transcrição

1 Controle de Robôs Manipuladores Prof. Valdir Grassi Junior sala 2986 (prédio antigo)

2 Introdução

3 Robôs Manipuladores O que são robôs manipuladores?

4 Robôs Manipuladores Industriais - Carga e descarga - Fundição de moldes - Solda - Pintura com spray - Montagem

5 DaVinci

6 Robôs Manipuladores de Serviço Medicina: DaVinci

7 Robôs Humanóides Asimo - Honda

8 HPR-2 HPR-3 Robôs Humanóides

9 Robôs Pessoais PR2 Personal Robot 2 (Willow Garage)

10 Robôs Pessoais

11 Componentes de um Robô Manipulador

12 Componentes Manipulador (corpo) - Elos e Juntas Efetuadores Atuadores Sensores Controlador

13 Controle de Robôs Manipuladores

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16

17 Programa do Curso

18 Descrições Espaciais e Transformações {B} {T} {C}

19 Cinemática Direta Ferramenta Base Determinar a posição do efetuador dado a posição (ângulos) das juntas

20 Cinemática Inversa Ferramenta Base Dada a posição do efetuador, determinar as posições (ângulos) das juntas

21 Velocidades Velocidades lineares e angulares de cada elo e do efetuador

22 Jacobiano Matriz que relaciona as velocidades das juntas com a velocidade do efetuador

23 Dinâmica Estudo da relação entre as forças (e torques) e o movimento causado no robô

24 Geração de Trajetórias

25 Controle

26 Bibliografia John J. Craig, Introduction to Robotics: Mechanics and Control, 3ª edição, Prentice Hall Spong, Vidyasagar, Hutchinson, Robot Dynamics and Control, John Wiley & Sons L. Sciavicco, B. Siciliano, Modeling and Control of Robot Manipulators, 2ª edição, Springler P. Corke; "Robotics, Vision and Control: Fundamental Algorithms in Matlab", Springler, 2013.

27 Robôs Manipuladores

28 Juntas Prismática Rotação MathWorks - SimMechanics

29 Juntas Parafuso Esférica Cilíndrica Planar MathWorks - SimMechanics

30 Juntas Universal Gimbal MathWorks - SimMechanics

31 Efetuadores Paralelo Tesoura Vertical Mão desenvolvida pela Barret Technologies

32 Mão desenvolvida pela Barret Technologies Efetuadores

33 Classificação: Fonte de Energia Elétrica (motores CC/CA) - Mais baratos, limpos, e silenciosos Hidráulica - Capacidade de carga maior - Cuidado na manutenção: vazamento Pneumática - Baratos, simples, mas não podem ser controlados de forma precisa

34 Configuração Cinemática Robôs com Elos em Série - Cartesiano (PPP) - Cilíndrico (RPP) - Esférico (RRP) - SCARA (RRP) - Articulado (RRR) Robôs Paralelos (estrutura fechada)

35 Cartesiano PPP ou 3P Robô cartesiano da Epson

36

37 Cilíndrico RPP ou R2P (cilíndrico) Seiko RT3300

38 Esférico RRP ou 2RP Braço de Stanford

39 SCARA SCARA: Selective Compliant Articulated Robot for Assembly RRP ou 2RP (SCARA) Adept Cobra Smart600

40

41 Articulado Ombro Cotovelo Antebraço Corpo Base RRR ou 3R ABB IRB1400

42 Punho Orientação do Efetuador Yaw Centro do Punho Roll Pitch

43

44 Espaço de Trabalho Porção do ambiente que o efetuador do manipulador consegue acessar - Espaço de trabalho alcançável: o conjunto desses pontos. - Espaço de trabalho destro: subconjunto onde o efetuador pode acessar com qualquer orientação.

45 Espaço de Trabalho

46 Espaço de Trabalho Cartesiano

47 Espaço de Trabalho Cartesiano

48 Espaço de Trabalho Cilíndrico

49 Espaço de Trabalho Cilíndrico

50 Espaço de Trabalho Esférico

51 Espaço de Trabalho Esférico

52 Espaço de Trabalho SCARA

53 Espaço de Trabalho SCARA

54 Espaço de Trabalho Articulado

55 Espaço de Trabalho Articulado

56 Robôs Paralelos Adept Quattro GmBH NomaPod

57 Estrutura Fechada ABB IRB9400 ABB IRB6400

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59 Conceitos Graus de Liberdade Redundância Espaço de Trabalho Espaço de Configuração Repetibilidade Acurácia Resolução

60 Graus de Liberdade Número de variáveis de posição independentes que precisam ser especificadas para localizar todas as partes do mecanismo. (Craig) Número mínimo de parâmetros necessários para especificar a configuração de um robô. (spong) Quantos graus de liberdade? - Braço humano - Four-bar linkage

61 Four-bar Linkage

62 Four-bar Linkage

63 Configuração Conjunto de variáveis que permite a especificação completa da posição de cada ponto do manipulador. Espaço de configuração: conjunto de todas as configurações. Para manipuladores de cadeia aberta: posição de cada junta, que é igual ao número de graus de liberdade.

64 Redundância Quando o número de graus de liberdade de um mecanismo é inferior ao de mobilidade. Exemplo: Para uma tarefa no espaço cartesiano 3D, é necessário pelo menos 6 graus de liberdade. Um robô com mais de 6 graus é redundante.

65 Conceitos Acurácia: o quão próximo o manipulador consegue atingir uma posição definida no seu espaço de trabalho; Repetibilidade: o quão próximo o manipulador retorna para um mesmo ponto; Resolução: o incremento mínimo de movimento que o manipulador pode desempenhar e detectar;

66 Acurácia x Repetibilidade

67 Perguntas?