Automação da Produção

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Adelino Teixeira Vidal
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1 Robótica Industrial

2 Automação Automação da Produção 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. Pode ser fixa, flexível e programável Fixa As máquinas são específicas para o produto a ser produzido Flexível A máquina pode ainda ser programada para produzir um produto semelhante. Programável A variedade de produtos diferentes que pode ser produzida é alta. É empregada, por exemplo, numa 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 Pintura Automotiva Automação da Produção

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. Usaremos de maneira indistinta os termos robô, braço mecânico, mecanismo robótico, manipulador, manipulador mecânico manipulador robótico

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

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

11 Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais

12 Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais Tipos de Juntas ou Articulações Prismática ou linear: 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.

13 Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais Junta prismática ou linear Move em linha reta. São compostas de duas hastes que deslizam entre si;

14 Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais 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:

15 Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais Rotativa rotacional R Os elos de entrada e de saída são perpendiculares ao eixo de rotação da junta. Eixo de rotação Eixo de rotação:

16 Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais 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:

17 Anatomia dos Braços Mecânicos Industriais Configuração dos robôs Um braço mecânico é formado pela base, elos, juntas e punho. O punho é dotado de movimentos destinados a orientar (apontar) o órgão terminal. A movimentação dos elos e a orientação do punho são realizadas por juntas, que são articulações providas de sistemas de acionamento.

18 Configuração dos robôs Nomenclatura para os manipuladores é baseado nos tipos de juntas utilizadas na cadeia de elos. Manipulador TRR: primeira junta (da base) torcional, e as duas seguintes seriam rotacionais. O punho segue a mesma notação.

19 Configuração dos robôs Configurações típicas para o braço e o punho de robôs industriais

20 Configuração dos robôs

21 Configuração dos robôs Robô Cartesiano: Usa três juntas lineares. É o robô de configuração mais simples. Ele desloca as três juntas uma em relação a outra.

22 Configuração dos robôs Robô Cilíndrico: 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

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

24 Punho Movimentos do Punho Os movimentos do punho possuem nomenclatura específica

25 Configuração de punhos Punho RT R T

26 Configuração de punhos Punho TRT T R T

27 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

28 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.

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

30 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.

31 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

32 Sistema de Acionamento (atuadores) Acionadores 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.

33 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

34 Sistema de Acionamento (atuadores) Observando o gráfico compare a relação custo X capacidade de carga entre um acionador elétrico e um hidráulico

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