Automação da Produção

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Joana Festas Canto
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1 Robótica Industrial

2 Automação da Produção Automação É uma tecnologia que faz uso de sistemas mecânicos, elétricos, eletrônicos e de computação (emprego de robôs) para efetuar o controle de processos produtivos. Exemplo: linha de montagem automotiva.

3 Automação da Produção

4 Automação da Produção Os robôs são totalmente programáveis, possuem braços móveis e são empregados em uma variedade de atividades Carregamento e descarregamento de máquinas Soldagem Pintura e jateamento Processos de conformagem e usinagem

5 Automação da Produção Pintura Automotiva

6 Automação da Produção Usinagem Automatizada

7 Automação da Produção Soldagem Automatizada

8 Fundamentos da tecnologia de robôs A robótica abrange tecnologia de mecânica, eletrônica e computação. Alem disso, participam em menor grau teoria de controle, microeletrônica, inteligência artificial, fatores humanos e teoria de produção. Trataremos apenas de robôs industriais (empregados na automação da produção). Na terminologia apresentada para robôs industriais, um robô será composto de um circuito eletrônico computadorizado de controle e um mecanismo articulado denominado manipulador. Consideramos neste texto que são termos idênticos: robô, braço mecânico, mecanismo robótico, manipulador, manipulador mecânico manipulador robótico

9 Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais Braço São Elos unidos por juntas de movimento relativo. O braço é fixado a base por um lado e ao punho pelo outro Juntas As juntas são acopladas aos acionadores, ou atuadores (por exemplo motores) para realizarem os movimentos individualmente Elas são instruídas por um sistema de controle.

10 Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais Punho Constitui-se de várias juntas próximas entre si, que permitem a orientação do órgão terminal. Órgão Terminal Mão ou ferramenta destinada a realizar a tarefas específica

11 Tipos de Juntas As juntas podem ser classificadas como Prismática ou linear (L) Move em linha reta. São compostas de duas hastes que deslizam entre si; Rotativa de torção ou torcional (T) Os elos de entrada e de saída tem a mesma direção do eixo de rotação da junta. Rotativa rotacional (R): Os elos de entrada e de saída são perpendiculares ao eixo de rotação da junta. Rotativa revolvente (V): O elo de entrada possui a mesma direção do eixo de rotação, mas o elo de saída e perpendicular a este.

12 Tipos de Juntas Junta prismática ou linear (L) Move em linha reta. São compostas de duas hastes que deslizam entre si;

13 Tipos de Juntas Rotativa de torção ou torcional (T ) Os elos de entrada e de saída tem a mesma direção do eixo de rotação da junta. Eixo de rotação:

14 Tipos de Juntas Rotativa rotacional (R) Os elos de entrada e de saída são perpendiculares ao eixo de rotação da junta. Eixo de rotação Eixo de rotação:

15 Tipos de Juntas Rotativa revolvente (V): O elo de entrada possui a mesma direção do eixo de rotação, mas o elo de saída e perpendicular a este. Eixo de rotação:

16 Configuração do braço (robô) Nomenclatura para os manipuladores e ao punho é baseado nos tipos de juntas utilizadas na cadeia de elos. Configurações típicas para o braço e o punho de robôs industriais

17 Configuração do braço (robô)

18 Configuração do braço (robô) Robô Cartesiano (LLL): Usa três juntas lineares. É o robô de configuração mais simples. Ele desloca as três juntas uma em relação a outra.

19 Configuração do braço (robô) Robô Cilíndrico (LVL): Ele possui na base uma junta linear (L), sobre a qual apóia-se uma junta rotativa (revolvente (V)). Uma terceira junta linear (L) é conectada na junta rotativa formando uma configuração LVL V L L

20 Configuração dos robôs Robô Scara: Ele possui duas juntas rotativas e uma junta linear V R L

21 Movimentos do Punho Os movimentos do punho possuem nomenclatura específica

22 Configuração dos punhos Punho RT R T

23 Configuração de punhos Punho TRT R T T

24 Órgão Terminal É usado para descrever a mão ou ferramenta que esta conectada ao pulso, como por exemplo, uma pistola de solda, garras, pulverizadores de tintas, entre outros. Alguns órgãos terminais são dotados de sensores que fornecem informações sobre os objetos. Os órgãos terminais mais comuns utilizados pelos robôs são: Garras de 2 ou mais dedos Ventosas de sucção Imas ou eletroímãs Ganchos Colheres

25 Órgão Terminal Garra de dois dedos Modelo simples e com movimentos paralelos ou rotacionais. Proporciona pouca versatilidade na manipulação dos objetos, pois existe limitação na abertura dos dedos. A dimensão dos objetos não pode exceder esta abertura.

26 Órgão Terminal Garra para objetos cilíndricos consiste de dois dedos com semicírculos, os quais permitem segurar objetos cilíndricos de diversos diâmetros diferentes.

27 Órgão Terminal Garra articulada A garra articulada tem a forma mais similar a mão humana, a qual proporciona uma versatilidade considerável para manipular objetos de formas irregulares e tamanhos diferentes. Esta característica esta relacionada com a quantidade de elos.

28 Órgão Terminal Além das garras, ventosas e ganchos, algumas aplicações exigem ferramentas especificas, entre as quais citam-se: Ferramenta para solda a ponto Ferramenta para solda a arco Pistola de pintura Dispositivos para furação ou rosqueamento Ferramentas especiais

Motor é um dispositivo que produz movimento de rotação baseado na circulação de uma corrente elétrica sob um

29 Sistema de Acionamento (atuadores) Acionadores ou atuadores são dispositivos responsáveis pelo movimento das articulações (juntas) e do desempenho dinâmico do robô. Elétricos Exemplo: Motor de corrente contínua. Motor é um dispositivo que produz movimento de rotação baseado na circulação de uma corrente elétrica sob um campo magnético que produz uma força contraeletromotriz induzida Campo magnético Força contra-eletromotriz induzida

Sistema de Acionamento (atuadores) Acionadores Hidráulicos Utilização de óleo Principais componentes : motor, cilindro, bomba de óleo, válvula e tanque de óleo.

30 Sistema de Acionamento (atuadores) Acionadores Hidráulicos Utilização de óleo Principais componentes : motor, cilindro, bomba de óleo, válvula e tanque de óleo. Motor: responsável pelo fluxo de óleo no cilindro em direção ao pistão que movimenta a junta. É geralmente associado a robôs de maior porte, quando comparados aos acionadores pneumáticos e elétricos. A precisão em relação aos acionadores elétricos é menor. Acionadores Pneumáticos São semelhantes aos acionadores hidráulicos, porém a diferença é a utilização de ar ao invés de óleo

31 Sistema de Acionamento (atuadores) Observando o gráfico notamos que para cargas pequenas é mais barato utilizar um atuador elétrico (motor). A partir de um certo valor de carga é mais vantajoso usar um manipulador hidráulico.

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