Sensores. Sensor. Passivos: Chave Potenciômetro Energia Auxiliar. Ativos: Célula Fotoelétrica Cristal Piezoelétrico. Digitais: Encoder Régua Óptica

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2 Sensores Passivos: Chave Potenciômetro Energia Auxiliar Ativos: Célula Fotoelétrica Cristal Piezoelétrico Entrada Sensor Saída Analógicos: Potenciômetro Resolver Digitais: Encoder Régua Óptica Prof. Silas do Amaral - UDESC 2

3 Tipos de Sensores Presença Indutivo, Capacitivo, Efeito Hall, Óptico, Ultrasom, Contato Posição Analógicos: Digitais: Potenciômetro, Resolver, Indutivo Encoders Incremental e Absoluto, Régua Óptica, Bússola Velocidade Outros Tacogerador, Encoders, Giroscópios Força, Torque, Tátil Prof. Silas do Amaral - UDESC 3

4 Sensor de Deslocamento Prof. Silas do Amaral - UDESC 4

5 Sensores de Posição e Orientação Potenciômetro Linear ou de Revolução Vantagens: barato, simples, absoluto, robusto Desvantagens: pouco exato, baixa resolução, impõe carga ao sistema Encoders Incremental Vantagens: ou Absoluto alta resolução, alta repetibilidade, sem contatos mecânicos Desvantagens: frágil, caro, requer circuitos para contar os pulsos Prof. Silas do Amaral - UDESC 5

6 Encoder Óptico 3000 a 5000 PPR Prof. Silas do Amaral - UDESC 6

7 Princípio de Funcionamento Prof. Silas do Amaral - UDESC 7

8 Encoder Absoluto 10 a 14 bit Prof. Silas do Amaral - UDESC 8

9 Encoder Absoluto Modelo de disco típico, mostrando o método de escaneamento radial usado para ler a posição. Prof. Silas do Amaral - UDESC 9

10 Encoder Magnético Prof. Silas do Amaral - UDESC 10

11 Estrutura do Resolver Prof. Silas do Amaral - UDESC 11

12 Tacômetro Sensor de velocidade angular. Dispositivo analógico. Robusto, mas pesado. Manutenção cara. Produz muito ruído. Prof. Silas do Amaral - UDESC 12

13 Sensor de Força Mede força e momento; apresenta muito ruído; é caro e pouco usado em aplicações industriais. Prof. Silas do Amaral - UDESC 13

14 Atuadores Elétricos Acionamento Elétrico: Motor CC Motor de Passo Motor CA É mais indicado para aplicações: Alta precisão de posição Transferência de pequenas cargas Ambientes pequenos Vantagens: Eficiência e Controle preciso Estrutura simples e de fácil manutenção Não requer uma fonte de energia cara Custo relativamente pequeno Desvantagens: Momento não é constante nas mudanças de velocidade Sujeito a danos para cargas pesadas Estrutura simples e de fácil manutenção Baixa razão potência de saída / peso Prof. Silas do Amaral - UDESC 14

15 Atuadores Hidráulicos O movimento pode ser rotativo ou deslizante. São indicados para transferência de cargas pesadas. Vantagens: Momento alto e constante p/ ampla variação de velocidade Precisão de operação (é < elétrico e > pneumático) Pode manter um alto momento por longo tempo, se parado O óleo não é compressível e não há variação de seu volume Desvantagens: Requer uma fonte de energia cara Requer uma manutenção cara e intensa Requer válvulas de precisão caras Sujeito a vazamento de óleo Prof. Silas do Amaral - UDESC 15

16 Atuadores Pneumáticos Características: Movimento rotativo e deslizante Alto grau de precisão nas paradas Utilizados em sistemas automáticos simples Pouco utilizados em robôs, exceto para acionamento de garras Indicados para aplicações de baixa precisão, baixo custo, altas velocidades e transferência de pequenas e médias cargas Vantagens: Pode operar em velocidades extremamente altas Custo relativamente pequeno e fácil manutenção Pode manter o momento constante em ampla faixa de velocidade Pode manter alto o momento por longo tempo sem danos, se parado Desvantagens: Não possui alta precisão Sujeito a vibrações quando o motor ou cilindro pneumático é parado Prof. Silas do Amaral - UDESC 16

17 Harmonic Drives Constituído somente de três peças: o wave generator o flexspline e o circular spline Características: Alta taxa de redução de velocidade: 1/30 a 1/320 Livre de backlash (mov. perdido) Pequeno número de componentes Fácil montagem Silencioso, operação sem vibração Capacidade elevada de torque Tamanho pequeno e leve Alta precisão e Alta eficiência Prof. Silas do Amaral - UDESC 17

18 Harmonic Drives Wave generator Componente tendo pequenas esferas na circunferência exterior do came elíptco. O tubo interior está fixado ao came, ao passo que o exterior é sumetido à deformação elástica, via o rolamento. O wave generator é geralmente preso ao eixo de entrada. Flexpline Fina casca metálica na forma de um copo com dentes externos. A base do flexspline é chamada de diafragma. O diafragma é geralmente preso ao eixo de saída. O circular spline é um anel de aço rígido com dentes internos. O circular spline tem dois dentes a mais do que o flexpline e geralmente é preso a uma armação. Prof. Silas do Amaral - UDESC 18

19 Harmonic Drives Prof. Silas do Amaral - UDESC 19

20 Harmonic Drives Prof. Silas do Amaral - UDESC 20

21 Harmonic Drives O flexspline é defletido pelo wave generator numa forma elíptica, fazendo com que seus dentes se encaixem nos do circular spline no eixo maior da elipse do wave generator, es-tando, porém, completamente desengatados no eixo menor. Quando o wave generator é girado no sentido horário com o circular spline fixo, o flexspline é submetido à deformação elástica e a posição de encaixe do seu dente se move relativamente ao circular spline. Prof. Silas do Amaral - UDESC 21

22 Harmonic Drives Quando o wave generator gira 180 graus no sentido horário, o flexspline se move um dente no sentido anti-horário relativamente ao circular spline. Quando o wave generator completa uma volta no sentido horário (360 graus), o flexspline se move no sentido antihorário dois dentes relativamente ao circular spline, porque tem dois dentes a menos que o circular spline. Prof. Silas do Amaral - UDESC 22