Robótica Geraldo Ramalho

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009

- Mas meu senhor, eu sou robô.

- Não preferia ser homem?

- Gostaria era ser o melhor cirurgião. O que não seria possível se eu fosse homem, mas apenas se eu pudesse ser um robô mais aperfeiçoado. Gostaria de ser um robô mais aperfeiçoado.

- Não se ofende com o fato de que eu posso lhe dar ordens? Obrigá-lo a levantar-se, sentar, andar para lá e para cá, apenas pedindo para que obedeça?

- Tenho maior prazer em agradar o senhor. Se as suas ordens interferissem no meu comportamento em relação ao senhor ou a qualquer outro ser humano, eu não lhe obedeceria. Quanto ao mais, tenho o maior prazer em ser obediente. Agora, em quem eu devo efetuar a operação?

- Em mim mesmo. Respondeu Andrew.

- Mas isso é impossível. Trata-se, evidentemente, de uma operação prejudicial.

- Não interessa. Afirmou Andrew calmamente.

- Eu não posso causar danos. Retrucou o cirurgião.

- Para uma criatura humana, claro que não pode. Disse Andrew, mas eu também sou robô.

Trecho do conto de ficção científica “O homem bicentenário” escrito por Isaac Asimov em 1976.

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Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009As três leis fundamentais da robótica (segundo Isaac Asimov)

1 - Um robô não pode causar dano a um ser humano nem, por omissão, permitir que um ser humano sofra;

2 - Um robô deve obedecer às ordens dadas por seres humanos, exceto quando essas ordens entrarem em conflito com a Primeira Lei;

3 - Um robô deve proteger sua própria existência, desde que essa proteção não se choque com a Primeira nem com a Segunda Lei da robótica.

Isaac Asimov nasceu numa pequena aldeia da União Soviética em 1920 e migrou com a família aos três anos de idade para os Estados Unidos onde viveu até sua morte, em 1992.

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CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO À ROBÓTICA

Décadas atrás, os robôs faziam parte apenas da ficção científica, fruto da imaginação

do homem. No início dos anos 60, os primeiros robôs começaram a ser usadas com o

objetivo de substituir o homem em tarefas que ele não podia realizar por envolverem

condições desagradáveis, tipicamente contendo altos níveis de:

• calor;

• ruído;

• gases tóxicos;

• esforço físico extremo;

• trabalhos monótonos, "chatos".

Existem 2 tendências, nos últimos 20 anos, que garantem a evolução dos robôs:

1. o constante aumento dos níveis salariais dos empregados;

2. o extraordinário avanço tecnológico no ramo de

computadores, que induz à redução dos preços do robô e uma

significativa melhoria em seu desempenho.

Há alguns anos, foi concebida a idéia de que sistemas mecânicos poderiam ser

controlados por operações numérico-aritméticas. As máquinas-ferramentas CNC

(Controle Numérico Computadorizado) são máquinas operadas, e suas velocidades

são controladas por computadores conectados aos motores das máquinas.

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CAPÍTULO 2

O QUE É UM ROBÔ ?

Neste capítulo vamos estudar algumas definições e conceitos envolvidos com a

operação de robôs. Os pontos abordados neste capítulo são: o braço mecânico, seus

tipos de automação, uma classificação de robôs, as limitações de custo e implicações

sociais.

O BRAÇO MECÂNICO.O braço mecânico é um manipulador projetado para realizar diferentes tarefas e ser

capaz de repetí-las. Para realizar determinadas tarefas, o robô move partes, objetos,

ferramentas, e dispositivos especiais segundo movimentos e pontos pré-programados.

Um robô consiste de um braço mecânico motorizado e um cérebro na forma de um

computador que controla seus movimentos. O computador guarda em sua memória um

programa que detalha o curso que o braço seguirá. Quando o programa está rodando,

o computador envia sinais ativando motores que movem o braço e a carga no final

dele, que é mantida sob controle pelo atuador ("end effector").

Dois aspectos importantes do funcionamento de um braço mecânico corresponde ao

sensoreamento do ambiente e como se realiza a programação do mesmo.

SENSOREAMENTO.

Para realizar certas tarefas os robôs precisam de habilidades sensoriais similares às do

homem. Os modelos avançados de robôs estão equipados com sensores mas sua

capacidade ainda é limitada, assim como sua capacidade de movimentação, já que os

robôs ficam fixos em um local, ou tem um espaço restrito para se mover.

PROGRAMAÇÃO.O computador que controla o robô deve possuir as seguintes características:

• memória para guardar os programas;

• conexões para os controladores dos motores;

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• conexões para entrada e saída de dados e para

ativar os programas operacionais;

• unidade de comunicação controlada por um

humano.

TIPOS DE AUTOMAÇÃO.Automação pesada: máquinas que são projetadas para executar uma função

específica. Nestes sistemas, qualquer mudança na operaçãopadrão demanda uma

mudança no hardware da máquina e em sua configuração. Geralmente utilizados para

um produto particular e de difícil adaptação a outro produto. Automação

flexível:máquinas de fácil programação onde pode ser mudada fácil e rapidamente uma

configuração de manufatura para outra.

CLASSIFICAÇÃO DE ROBÔS.1ª Geração - são incapazes de obter qualquer informação sobre o meio. Podem

realizar apenas movimentos pré-programados e as informação que eles retornam sobre

o ambiente de operação é mínima.

2ª Geração - possui todas as características da 1ª Geração, acrescentando uma

detalhada comunicação com seu ambiente. Esta comunicação é atingida através de

sistemasde sensoreamento e identificação. Necessita de computadores mais velozes,

com maior memória, e também um grande avanço na capacidade de sensoreamento.

LIMITAÇÕES DE CUSTO.O maior fator que impede a adoção em massa de robôs nas indústrias é seu alto custo.

O tempo que leva para se recuperar o investimento em um robô depende dos custos

de compra, instalação e manutenção. Este tempo não é fixo, depende da fábrica onde

o robô será instalado e de sua aplicação. Deve-se considerar as seguintes condições:

• número de empregados substituídos pelo robô;

• número de turnos por dia;

• produtividade comparada a seu custo;

5

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009• custo de projeto e manutenção;

• custo dos equipamentos periféricos.

• preço de um robô é determinado por:

• tamanho;

• sofisticação ou grau de complexidade;

• exatidão;

• confiabilidade.

IMPLICAÇÕES SOCIAIS.Nos últimos tempos, através da automação, observou-se o decréscimo do nível de

emprego nas atividades industriais. A curto prazo, a automação levanta problemas

como o desemprego, necessária reconversão e treinamento pessoal, conseqüências

da redução de horas de trabalho, questões de aumento de salários em atividades de

maior produtividade.

Alguns aspectos do confronto operacional de homens e robôs são:

HOMEM X ROBÔSO robô tem claramente algumas vantagens sobre os humanos:

3. não se cansa;

4. não necessita de salário;

5. pode manter uma qualidade uniforme na produção;

6. não necessita de condições ambientais

especiais, tais como ar condicionado, luz e silêncio.

Em compensação, o robô tem: aprendizado, memória e movimentos limitados se

comparado a um homem

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CAPÍTULO 3

O BRAÇO MECÂNICO

INTRODUÇÃO.Neste capítulo estudaremos o braço mecânico do robô, seus tipos de juntas e graus de

liberdade, seus tipos de articulações, sua área de trabalho (work envelope), e suas

formas de acionamento.

O braço do robô executa movimentos no espaço, transferindo objetos e ferramentas de

um ponto para outro, instruído pelo controlador e informado sobre o ambiente por

sensores. Na extremidade do braço existe um atuador usado pelo robô na execução de

suas tarefas. Todo braço de robô é composto de uma série de vínculos e juntas, onde a

junta conecta dois vínculos permitindo o movimento relativo entre eles, como mostrado

na figura 1. Todo robô possui uma base fixa e o primeiro vínculo está preso a esta

base. A mobilidade dos robôs depende do número de vínculos e articulações que o

mesmo possui.

FIGURA 1 - Junta e vínculos em um braço de robô

TIPOS DE JUNTAS.Os braços de robôs podem ser formados por três tipos de juntas:

• juntas deslizantes;

• juntas de rotação;

• juntas de bola e encaixe.

7

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009A maioria dos braços dos robôs são formadas pelas juntas deslizantes e de revolução,

embora alguns incluam o de bola e encaixe. A seguir será descrito cada um destes

tipos de juntas.

Juntas Deslizantes

Este tipo de junta permite o movimento linear entre dois vínculos. É composto de dois

vínculos alinhados um dentro do outro, onde um vínculo interno escorrega pelo externo,

dando origem ao movimento linear. Este tipo de junta é mostrada na figura 2, como

segue.

FIGURA 2 - Junta deslizante

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Juntas de Rotação.

Esta conexão permite movimentos de rotação entre dois vínculos. Os dois vínculos são

unidos por uma dobradiça comum, com uma parte podendo se mover num movimento

cadenciado em relação à outra parte, como mostrado na figura 3. As juntas de rotação

são utilizadas em muitas ferramentas e dispositivos, tal como tesouras, limpadores de

pára-brisa e quebra-nozes.

FIGURA 3 - Junta de rotação

Juntas de Bola e Encaixe

Esta conexão se comporta como uma combinação de três juntas de rotação, permitindo

movimentos de rotação em torno dos três eixos, como mostrado na figura 4.

FIGURA 4 - Junta de bola e encaixe

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Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Estas juntas são usadas em um pequeno número de robôs, devido à dificuldade de

ativação. De qualquer maneira, para se ter a performance de uma junta bola e encaixe,

muitos robôs incluem três juntas rotacionais separadas, cujos eixos de movimentação

se cruzam em um ponto, como na figura 5.

FIGURA 5 - Três juntas rotacionais substituindo a junta de bola e encaixe

GRAUS DE LIBERDADE.O número de articulações em um braço do robô é também referenciada como grau de

liberdade. Quando o movimento relativo ocorre em um único eixo, a articulação têm um

grau de liberdade. Quando o movimento é por mais de um eixo, a articulação têm dois

graus de liberdade. A maioria dos robôs têm entre 4 a 6 graus de liberdade. Já o

homem, do ombro té o pulso, têm 7 graus de liberdade.

CLASSIFICAÇÃO DOS ROBÔS PELO TIPO DE ARTICULAÇÃO.É usual classificar os robôs de acordo com o tipo de junta, ou mais exatamente, pelas 3

juntas mais próximas da base do robô. Esta divisão em classes fornece informações

sobre características dos robôs em várias categorias importantes:

1. Espaço de trabalho.

10

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/20092. Grau de rigidez.

3. Extensão de controle sobre o curso do movimento.

Aplicações adequadas ou inadequadas para cada tipo de robô.

Robôs podem ser classificados pelo tipo de juntas em cinco grupos:

- Cartesiano.

- Cilíndrico.

- Esférico.

- Articulação horizontal.

- Articulação vertical.

O código usado para estas classificações consiste em três letras, referindo-se ao tipo

de junta ( R = revolução, P = deslizante - do inglês prismatic ) na ordem em que

ocorrem, começando de junta mais próxima à base.

Robôs Cartesianos

O braço destes robôs têm três articulações deslizantes sendo codificado como PPP, como na figura 6.

FIGURA 6 - Robô Cartesiano

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Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Os robôs cartesianos caracterizam pela pequena área de trabalho, mas com um

elevado grau de rigidez mecânica e são capazes de grande exatidão na localização do

atuador. Seu controle é simples devido ao movimento linear dos vínculos e devido ao

momento de inércia da carga ser fixo por toda a área de atuação.

Robôs Cilíndricos

Os braços destes robôs consistem de uma junta de revolução e duas juntas

deslizantes, sendo codificada como RPP, como segue na figura 7.

FIGURA 7 - Robô Cilíndrico

A área de trabalho destes robôs são maiores que os robôs cartesianos, mas a rigidez

mecânica é ligeiramente inferior. O controle é um pouco mais complicado que o modelo

cartesiano, devido a vários momentos de inércia para diferentes pontos na área de

trabalho e pela rotação da junta da base.

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Robôs Esféricos

Estes robôs possui duas juntas de revolução e uma deslizante, sendo codificado como

RRP, como na figura 8.

FIGURA 8 - Robô Esférico

Estes robôs tem uma área de trabalho maior que os modelos cilíndricos, mas perde na

rigidez mecânica. Seu controle é ainda mais complicado devido os movimentos de

rotação.

Robôs com Articulação Horizontal

Caracterizam-se por possuir duas juntas de revolução e uma deslizante, sendo

codificados RRP, como na figura 9.

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FIGURA 9 - Robô com Articulação Horizontal

A área de atuação deste tipo de robô é menor que no modelo esférico, sendo

apropriados para operações de montagem, devido ao movimento linear vertical do

terceiro eixo.

Robôs com Articulação VerticalEstes robôs caracterizam-se por possuir três juntas de revolução, sendo codificados

por RRR, como na figura 10.

FIGURA 10 - Robô com Articulação Vertical

Sua área de atuação é maior que qualquer tipo de robô, tendo uma baixa rigidez

mecânica. Seu controle é complicado e difícil, devido as três juntas de revolução e

devido à variações no momento de carga e momento de inércia.

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COMPARAÇÃO DA ÁREA DE TRABALHO DOS ROBÔS.

Nesta seção será feita uma análise matemática elementar para o calculo da

capacidade dos robôs. As comparações são ilustradas na figura 11 e o calculo da área

de trabalho segue-se após a mesma.

Robôs Cartesianos - Alcançam qualquer ponto de um cubo de lado L.

V = L * L * LRobôs Cilíndricos - alcançam qualquer ponto em um cilindro de altura L e raio 2L,

exceto os pontos do cilindro interno de raio L e altura L.

V = 9,42 * L * L * LRobôs Esféricos - alcançam qualquer ponto de uma esfera de raio 2L, exceto a esfera

interna de raio L.

V = 29,32 * L * L * LRobôs de Articulação Horizontal - alcançam qualquer ponto de um cilindro de raio 2L e

altura L.

V = 12,56 * L * L * LRobôs de Articulação Vertical - Alcançam qualquer ponto de uma esfera de raio 2L.

V = 33,51 * L * L * LDessa forma, os robôs possuem um progressivo aumento na sua área de atuação, indo

do cartesiano até o de articulação vertical. Então, a razão entre a área relativa aos

casos extremos é:

Vav/Vc = 33,51Isto significa que a área de trabalho de um robô com articulação vertical com 2 vínculos

de tamanho L é 33,51 vezes maior que a área de trabalho do robô cartesiano com 3

vínculos de tamanho L.

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FIGURA 11 - Comparação da Área de Trabalho dos tipos de robôs16


CONVENIÊNCIA PARA TAREFAS PARTICULARES.

A avaliação dos tipos de articulações e seu arranjo, permite ao projetista estimar a área

de atuação do robô, rigidez mecânica e facilidade de controle do braço, possibilitando

qual tarefa será mais apropriada para cada tipo de robô. O movimento das articulações

capacitam o robô a mover seu atuador para qualquer ponto na sua área de atuação,

mas não habilitando o controle da orientação do atuador no espaço; cuja importância

não se restringe somente ao alcance da peça, mas também em conduzir o atuador a

uma certa altitude em relação a peça. Essa tarefa pode ser realizada adicionando-se

articulações para o pulso do braço, dando um maior grau de liberdade. A partir disso, o

robô fica habilitado a realizar os seguintes movimentos:

• Pitch - movimento para cima e para baixo.

• Roll - movimento de rotação no sentido horário e anti-horário.

• Yaw - movimento para a esquerda e para a direita.

CONSTRUÇÃO DOS VÍNCULOS.

Um importante fator na construção dos vínculos é a carga que o mesmo suporta, o

peso do próprio braço e o grau de rigidez do mesmo. Um braço pesado necessita de

um motor maior, tornando o custo do robô mais elevado. Um braço de baixa rigidez

reduz a precisão do robô devido às vibrações e resposta à tensão. Para aumentar a

rigidez mecânica do braço sem aumentar seu peso, freqüentemente usa-se uma

estrutura oca. A utilização deste tipo de estrutura tem uma melhor dureza quando

comparada com uma construção maciça utilizando a mesma massa de material. Essa

comparação é mostrada na figura 12

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FIGURA 12 - Estruturas para a construção de vínculos

DRIVER'S DE ACIONAMENTO DO BRAÇO DO ROBÔ.

Existem vários tipos de Driver's que são classificados genericamente como:

• pela forma de movimento - Drivers de Rotação e de Deslizamento.

• pela forma de acionamento - Drivers Elétrico, Hidráulico, Pneumático

• pela forma de conexão - Drivers Direto e Indireto

Classificação pela forma movimento: Drivers de rotação e de deslizamento

Driver de rotação - consiste em um motor, que quando conectado à sua fonte de

energia, o eixo do motor responde em um movimento de rotação.

Driver deslizante - consiste em um cilindro hidráulico ou pneumático. O movimento

linear também pode ser produzido por um movimento rotativo usando correias ou

hastes empurradas pelo motor, fazendo uma conversão de movimento rotativo em

linear.

Classificação pela forma acionamento: Drivers elétrico, hidráulico e pneumático

Driver Elétrico

Este tipo de driver utiliza motores elétricos que podem ser: motor de corrente contínua,

motor de passo e motor de corrente alternada. Muitos robôs novos tem drivers de

motor corrente contínua devido ao alto grau de precisão e simplicidade de controle do

motor elétrico. As vantagens do driver elétrico:

1. Eficiência calculada, controle preciso.

2. Envolve uma estrutura simples e fácil manutenção.

3. Não requer uma fonte de energia cara.

4. Custo relativamente pequeno.

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Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009As desvantagens:

1. Não pode manter um momento constante nas mudanças de velocidade de

rotação.

2. Sujeitos a danos para cargas pesadas suficientes para parar o motor.

3. Baixa razão de potência de saída do motor e seu peso, necessitando um motor

grande no braço.

Driver hidráulico

Esta unidade é composta de: motor de movimento rotativo e cilindro para movimento

deslizante. A unidade de acionamento hidráulico provoca movimento em pistões que

comprimem o óleo, como mostra a figura 13.

FIGURA 13 - Unidade de acionamento hidráulico

O controle é feito através de válvulas que regulam a pressão do óleo nas duas partes

do cilindro e que impulsionam o pistão. As vantagens do driver hidráulico:

1. Momento alto e constante sob uma grande faixa de variação de velocidade.

2. Precisão de operação (menor que o elétrico e maior que o pneumático). O óleo

não é compressível e não há variação de seu volume quando se varia a

pressão.

3. Pode manter um alto momento para um longo período de tempo, quando

parado. 19


As desvantagens são:

1. Requer uma fonte de energia cara.

2. Requer uma manutenção cara e intensa.

3. Requer válvulas de precisão caras.

4. Está sujeito a vazamento de óleo.

Driver pneumático

Esta unidade é similar à hidráulica e é composto de: motores pneumáticos de

movimento rotativo e cilindros pneumáticos de movimento deslizante. Na figura 13

pode-se considerar a mesma para acionamento pneumático, utilizando ar ao invés de

óleo. Possui um alto grau de precisão nas paradas. São utilizados em sistemas

automáticos simples, mas pouco utilizado em robôs devido à alta compressibilidade, o

que reduz a habilidade de realizar controle preciso. É muito utilizado em movimentos

de agarramento, tanto para abrir como para fechar as garras. As vantagens do driver

pneumático:

1. Podem operar em velocidades extremamente altas.

2. Custo relativamente pequeno.

3. Fácil manutenção.

4. Podem manter um momento constante em uma grande faixa de velocidade.

5. Pode manter alto o momento por longos períodos de tempo sem danos, quando

parado.

As desvantagens são:

1. Não possui alta precisão.

2. Esta sujeito a vibrações quando o motor ou cilindro pneumático é parado.

Resumindo, o driver elétrico é melhor em aplicações envolvendo:

• Alta precisão de posição;

• Transferência de carga de tamanho pequeno e médio;

• Pequenas ambientes para sistemas de compressores de óleo e ar;

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Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009O driver hidráulico trabalha melhor em situações envolvendo:

• Transferência de cargas pesadas ( de 2.000 pounds ou mais);

• De média para alta precisão na localização e velocidade;

O driver pneumático é preferível em aplicações envolvendo:

• Baixa precisão;

• Necessidade de baixo custo;

• Altas velocidades;

• Transferências de pequenas e médias cargas.

Classificação pela forma de conexão: Drivers Direto e IndiretoNo caso do driver direto, o motor é montado diretamente na junta que ele irá mover. Se

o motor é montado longe da junta, próximo da base, o driver é indireto; neste caso há

elementos de transmissão como correntes, correias, diferenciais e engrenagens. As

vantagens do driver indireto sobre o direto:

1. Redução do peso do braço mecânico;

2. Permite mudanças na velocidade de rotação das juntas.

As desvantagens do driver indireto sobre o direto:

1. Falta de precisão da operação da junta devido a liberdade mecânica dos pontos

de conexão entre os dispositivos de transferência;

2. Perdas consideráveis de potência.

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CAPÍTULO 4

O CONTROLADOR DO ROBÔ.

INTRODUÇÃO

O Controlador é a parte do robô que opera o braço mecânico e mantém contato com

seu ambiente. O dispositivo em si é composto por hardware e software, combinados

para possibilitar ao robô executar suas tarefas.

Neste capítulo vamos estudar: os níveis de controle do robô, a classificação temporal

da programação do controlador e tipos de software para o controlador.

NÍVEIS DE CONTROLE DO ROBÔ.O controle do robô pode ser dividido em três níveis que constituem a hierarquia de

controle.

Os níveis são:

• Controle do acionador : ou controle de cada eixo do robô separadamente. Nível

mais baixo.

• Controle da trajetória : ou controle do braço do robô com coordenação entre os

eixos para percorrer a trajetória especificada. Nível intermediário.

• Controle de coordenação com o ambiente : é o controle do braço em

coordenação com o ambiente. Nível mais alto.

Fig 1 - Relação entre os vários níveis de controle na realização de uma tarefa.22

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009CONTROLE DO ACIONADOR

Acionadores: unidades que provocam o movimento dos eixos do robô. Cada eixo de

movimento inclui, pelo menos, uma articulação, um vínculo e um acionador. Em alguns

robôs, os eixos incluem dispositivos de transferência de movimento assim como

unidades para identificar a posição relativa dos vínculos. Um eixo que contém tais

unidades possui controle de malha fechada.

Os sinais de controle provém de um computador (quando se fala em computador,

deve-se ter em mente que pode ser também um micro-controlador, ou um

microprocessador) é digital, então deve passar por um conversor digital/analógico (uma

vez que os Acionadores de robô geralmente trabalham com sinais analógicos).

Mas isso ainda não é suficiente, pois a potência necessária para operar a unidade

acionadores é relativamente alta, então usa-se um amplificador.

FIG. 2 - Sequência de acionamento de um motor elétrico com controle de malha fechada

Para se entender o conceito de malha fechada é necessário recordar o de

realimentação. Realimentação consiste em se tomar uma medida do estado atual do

dispositivo a ser controlado e comparar essa medida com um valor pré-definido. Essa

comparação vai resultar em um erro. O controlador vai tomar as providências

necessária para que esse erro seja reduzido a zero.

Um diagrama em blocos desse tipo de controle é mostrado na figura 3.

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FIG. 3 - Seqüência de acionamento de um motor elétrico.

Em um controle de malha fechada, não se pode medir nem corrigir eventuais erros,

então não se tem certeza se o objetivo foi atingido.

Controle em malha fechada é utilizado em praticamente todos os robôs industriais

existentes.

Em um controle de malha fechada de um braço de robô, as unidades que informam

sobre a posição atual dos vínculos é o encoder. Há um encoder presente em cada eixo

a ser controlado. Existe um grande número de encoders, mas o mais comum é o

encoder rotacional ótico, que é composto por:

• uma fonte de luz (como um LED).

• um detector de luz.

• um disco perfurado que gira entre a fonte e o detector de luz.

Esse disco é conectado à articulação do robô. Isso faz com que o detector receba

pulsos de luz e transforme em pulsos elétricos. O número de pulsos gerados é

proporcional à extensão de movimento e/ou ao ângulo de rotação do eixo do robô. A

velocidade dos vários eixos do robô também deve ser conhecida, para se prevenir

flutuações no movimento do robô. Um componente utilizado para medir a velocidade é

o tacômetro.

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CONTROLE DE TRAJETÓRIA

Cada tarefa executada por um robô pode ser considerada como uma série de

operações, através das quais o atuador é movido pelo braço do robô entre dados

pontos e operado como programado nesses pontos.

O controle de trajetória pode ser dividido em dois métodos: controle ponto-a-ponto e

controle contínuo.

Antes de descrever cada método, devemos definir alguns termos:

• Ponto: localização no espaço em direção ou através do qual o atuador é movido

por uma operação do braço do robô.

• Passo: uma parte do programa operacional do robô. A cada passo, o robô

executa uma atividade.

• Série: uma coleção de passos que combinados formam o programa operacional

do robô.

CONTROLE DE TRAJETÓRIA PONTO-A-PONTO

Neste tipo de controle, primeiramente definimos uma coleção de pontos para o robô.

Então construímos a série e guardamos na memória do controlador. Quando rodamos

a série, o braço do robô vai se mover pelos vários pontos, de acordo com a ordem dos

passos na série. Em cada passo o robô sabe para onde ir, mas não conhece a

trajetória que traçará para chegar a um certo ponto.

Robôs com controle ponto-a-ponto são geralmente usados em séries onde o atuador

não precisa realizar alguma função no decorrer do movimento. Uma aplicação típica é

solda em ponto. A maioria dos robôs do mundo opera em controle ponto-a-ponto.

CONTROLE DE TRAJETÓRIA CONTÍNUA

Esse método é mais complexo e caro do que o ponto-a-ponto, pois o braço deve se

mover por uma trajetória exatamente definida.

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Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Os movimentos dos acionadores são coordenados pelo controlador do braço a cada

instante, de tal forma que a trajetória irá se assemelhar o máximo possível com a

programada.

A trajetória do robô pode ser definida por dois métodos, como veremos:

• Método A: Nesta técnica, o braço do robô é movido manualmente pela trajetória

desejada, enquanto o controlador grava em sua memória as posições das

articulações a cada instante, através das informações fornecidas pelos

encoders. Quando a série é rodada mais tarde, o controlador comanda os

acionadores de acordo com a informação em sua memória. O braço então

repete a trajetória precisamente.

Método B: Nesta técnica, a trajetória é definida por um determinado trajeto de

movimento, tal como uma linha reta ou um arco passando por dados pontos. O

controlador calcula e coordena o movimento a cada instante. O computador

controlador deve ser mais rápido e ter mais memória do que o computador de

um controle ponto-a-ponto. Robôs com controle de trajetória contínua são

usados em séries onde o atuador deve realizar algum trabalho enquanto o braço

se move. Uma aplicação típica é pintura com spray.

CONTROLE DE COORDENAÇÃO COM O AMBIENTE

O movimento de um braço de robô é baseado em movimento coordenado de todos

seus acionadores. As condições em que esses acionadores trabalham são diferentes.

Diferem na carga, no momento de inércia e na velocidade, por exemplo. Portanto,

essas condições variáveis podem exigir um diferente planejamento de controle para

cada malha de controle.

• Em robôs modernos, cada malha de controle do acionador é controlada por um

microcomputador. Se quisermos que o atuador se mova até determinado ponto,

podemos ditar as coordenadas daquele ponto para o computador controlador que

irá coordenar o movimentos das várias articulações. O operador não precisa se

26


preocupar com o controle de cada eixo separadamente nem coordenar o

movimento dos vários eixos, isso é função do computador controlador.

CLASSIFICAÇÃO TEMPORAL DE PROGRAMAÇÃO

Uma das principais diferenças entre controladores relaciona-se com o momento em

que a trajetória de movimento é calculada, e com a habilidade de realizar mudanças na

trajetória enquanto o braço está em movimento. Existem dois tipos de controle:

programação off-line e programação e controle em tempo real.

PROGRAMAÇÃO OFF-LINE

Neste modo, o controlador do robô guarda a trajetória de movimento em sua memória

como uma série de pontos e os correspondentes movimentos das várias articulações.

Enquanto o programa está sendo executado, o controlador não realiza cálculos de

trajetória. Ao invés disso, o controlador simplesmente lê os comandos de movimento da

memória que já foram previamente processados. Portanto, neste método não podem

ser usadas séries em que ocorrem mudanças durante a execução do programa, tais

como as que envolvem o uso de sensores. Programação off-line não necessita de

computadores rápidos e complexos, por isso é menos dispendiosa do que controle em

tempo real.

PROGRAMAÇÃO E CONTROLE EM TEMPO REAL

Nesta modo, o controlador recebe instruções gerais sobre a trajetória de movimento.

Enquanto o braço está se movendo, o controlador deve calcular a extensão do

movimento das vária articulações a fim de se mover pela trajetória desejada. As

informações recebidas dos sensores sobre mudanças no ambiente do robô enquanto o

braço se move são processadas pelo controlador em tempo real.

Controle em tempo real é preferível a programação off-line, por ser mais flexível na sua

habilidade de mudar o curso de ação enquanto uma tarefa está sendo executada. Esta

27

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009flexibilidade exige um controlador mais complexo, incluindo um computador rápido o

suficiente para processar a informação sem diminuir a velocidade de operação do robô.

TIPOS DE SOFTWARE PARA O CONTROLADOR

Como já foi dito, o controlador do robô é composto de hardware e software. Este

software pode ser dividido basicamente em dois componentes: software de usuário e

software de controlador.

SOFTWARE DE USUÁRIO

É escrito pelo operador do robô para cada série executada pelo robô. Consiste numa

coleção de pontos ao longo da trajetória e das operações executadas nesses pontos

pelo atuador. São escritos em linguagens de alto nível.

Escrever um programa de usuário é tarefa simples, qualquer um pode fazê-lo com

algum treino.

SOFTWARE DE CONTROLADOR

É o software do robô que é escrito pelo fabricante. É o responsável pelo

processamento dos comandos do programa do usuário e pela sua conversão em

comandos para o robô.

O grau de sofisticação do robô é fortemente determinado pelo software do controlador.

Esse software em robôs avançados é complexo. Inclui centenas de cálculos que devem

ser realizados rapidamente enquanto o robô está em movimento. Se torna mais

complexo a medida que os graus de liberdade aumentam.

28


CAPÍTULO 5

MÉTODOS PARA ENSINAR O ROBÔ.

INTRODUÇÃO.

Para realizar uma tarefa o robô e o ser humano devem passar por um processo de

aprendizagem, sendo que o homem pode receber definições genéricas; enquanto que

para o robô é necessário subdividir a tarefa em partes simples de movimento. Para

realizar as tarefas, homens e robôs utilizam-se de sensores que enviam dados ao

ponto central de controle (cérebro para o homem e controlador para o robô), o qual

toma decisões enviando comandos de movimentação às partes que o realizam. O

processo de realização de uma tarefa para o homem é composto de instruções simples

e genéricas, pois o homem é capaz de tomar decisões próprias durante a realização do

processo e recorrer a sua memória acumulativa de experiências já ocorridas. Para o

robô é necessário que as instruções sejam bem detalhadas, pois o mesmo não é capaz

de tomar decisões próprias (exceto quando o programação trata disto, como em

programação para inteligência artificial) o que acarretaria numa programação muito

complexa. Fazer um robô movimentar uma peça de um local para outro, requer

algumas pequenas rotinas como pegar a peça, levantá la, mover até a outra posição,

descê-la e soltá-la. Além disso é necessário informá-lo da velocidade em que estes

passos de procedimento devem ocorrer. Isto faz com que procedimentos mais

complexos tenham dezenas e até centenas de pequenos movimentos, o que requer um

tempo muito grande de programação do processo para treinar o robô.

Neste capítulo vamos estudar diferentes formas de treinar o robô a realizar suas

tarefas. Vamos ver os métodos para treinar o robô a realizar suas tarefas e realizar

uma comparação entre os métodos para treinar o robô. O capítulo se encerra com uma

conclusão a respeito destes métodos.

29


MÉTODOS PARA TREINAR O ROBÔ

Existem vários métodos para treinar o robô e, a cada dia, pesquisadores e fabricantes

estão desenvolvendo novos métodos com a finalidade de tornar o robô mais flexível a

aprendizagem de novas tarefas, simplificando o processo de treinamento. Os atuais

métodos para treinar o robô podem ser divididos em dois grupos: métodos de ensino e

métodos de programação.

Nos métodos de ensino há um movimento físico do braço do robô numa série de

pontos de uma a outra posição. Dentro dos métodos de ensino pode-se ter variações

como o método de ensino por meio de chaves (teach in), ensino manual (teach-

through), e ensino por sensores.

Nos métodos de programação determina-se uma série de pontos que o braço deverá

percorrer, sem que o mesmo se mova fisicamente durante a programação. Nestes

métodos de programação, caso em que não se utiliza o acionamento de sensores

físicos ou atuadores, pode-se trabalhar com: definições de coordenadas, deslocamento

do sistema de coordenadas, uso de sensores de visão e apontadores e modelagem de

mundo (world modeling).

MÉTODOS DE ENSINO

Nos métodos de ensino há um movimento físico do braço do robô numa série de

pontos de uma a outra posição. Dentro dos métodos de ensino pode-se ter variações

como o método de ensino por meio de chaves (teach in), ensino manual (teach-

through), e ensino por sensores.

ENSINO POR MEIO DE CHAVES - TEACH-IN

Este é um dos métodos mais comuns, pois o método consiste de um ser humano

fazendo com que o robô mova-se através do acionamento de botões ou chaves

localizados num controle remoto (teach pendant) ou caixa de controle (teach box) em

uma certa ordem; a fim de que o atuador seja movido ao ponto desejado. Ao atingir o

30

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009ponto desejado é gravado esta posição através de um botão chamado de tecla de

registro. Esta posição gravada nada mais é que a posição das articulações (ângulos de

rotação, trecho de extensão de juntas de deslocamento) e o estado do atuador (garra

aberta ou fechada). O processo de marcar a posição é realizado ao longo da trajetória,

em diferentes pontos. Para isto o operador utiliza-se de um pequeno e leve controle

remoto conectado ao controlador do robô por um cabo, geralmente, proporcionando ao

operador uma visão total do desempenho e área de atuação do robô. Neste processo o

operador passa a operar como um sensor de controle do robô e cuja responsabilidade

de garantir a perfeita realização da tarefa; necessitando que o mesmo seja altamente

treinado e especializado para realizar a operação.

A tarefa realizar-se-á quando o controlador chama os pontos da memória e envia os

comandos as juntas e atuador; assim como foi gravado durante o aprendizado. Existe

uma grande variedade de controles remotos, sendo que cada robô possui um adaptado

às necessidades para seu uso. Pode-se encontrar controles remoto desde os mais

simples, onde as teclas controlam diretamente o motor, até aqueles mais sofisticados,

onde as teclas programam o controlador de forma que mova o robô em linha reta ou

vários sistemas de coordenadas. Na figura 1 pode-se notar dois tipos de controles

remotos, tipos padrão nos controles.

Fig. 1 - Tipos padrão de controle remoto

31

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Uma desvantagem apresentada na utilização de controle é que o operador precisa

desviar atenção dos movimentos do robô a fim de localizar e acionar a tecla adequada,

para tanto elimina-se este problema com a utilização de um joystick parecido com os

utilizados por pilotos de avião ou de vídeo game padrão atari. As teclas de movimento

são montadas no joystick de tal forma que se possa acionar uma ou mais teclas,

promovendo a movimentação em várias direções sem que seja necessário que o

operador se distraia. Na figura 2 pode-se ver um joystick que controla um robô em

apenas duas direções, sendo que joysticks mais sofisticados podem controlar,

juntamente, vários outros movimentos.

Um outro método envolve um robô adicional, chamado de mestre, caracterizado por ser

uma máquina leve e não incluir motores ou dispositivos de transferência de movimento.

Seus vínculos são iguais em comprimento ao robô escravo e o robô mestre possui

encoders em suas articulações; ambos são controlados por um computador comum. O

processo de ensino torna-se mais fácil, uma vez que o operador move o robô mestre

sem dificuldades pela trajetória. Como a estrutura geométrica dos robôs mestre e

escravo são idênticas, a trajetória realizada pelo robô mestre será feita pelo escravo.

Este método é usado quando não é exigido um alto grau de precisão e quando é difícil

dividir a tarefa em uma série de pontos individuais para criar o movimento ponto-a-

ponto. A figura 3 mostra um exemplo de robô mestre-escravo sendo ensinado para

realizar a tarefa de pintura automobilística com spray.

32


Fig. 3 - Representação de conjunto Robôs Mestre-Escravo

33


ENSINO MANUAL - TEACH-THROUGH.

O ensino manual de robô pode ser feito de duas maneiras: o ensino manual direto e o

ensino manual por sensor de força.

ENSINO MANUAL (TEACH-THROUGH) DIRETO.

Neste método, o robô é movido manualmente ao longo da trajetória desejada, e o

controlador grava a posição das juntas por amostras (sampling) ou toma a leitura em

um intervalo de tempo fixo; sendo que seus motores devem estar inoperantes. Este

método tem duas limitações:

• O operador tem de vencer o peso do robô e o atrito nas juntas e engrenagens,

tornando inaplicável para robôs de grande e médio porte; onde é requerida

precisão.

• O controlador necessita de uma memória muito grande para armazenar a

informação amostrada a uma taxa de 10 vezes por segundo, comprometendo a

precisão do processo. Para amenizar o problema de peso do robô pode-se

utilizar

uma unidade de balanço, a qual suporta o peso estático do braço.

ENSINO MANUAL (TEACH-THROUGH) USANDO UM SENSOR DE FORÇA.

Este método é semelhante ao anterior, porém utiliza o auxílio de um sensor de força

ligado ao atuador. Quando o operador move o braço (robô) é exercida uma força no

atuador, o sensor converte a força em sinais elétricos, que ativam os motores do robô

na direção fixada. A vantagem deste método sobre o anterior é que o operador não

necessita de um grande esforço para mover o robô, podendo obter um alto grau de

precisão; entretanto ainda é restrito a modelos experimentais.

ENSINO POR MEIO DE SENSORES.Neste método os sensores auxiliam o operador no direcionamento do robô ao longo da

trajetória através de transmissão de informações ao controlador. Com isso torna-se

mais caro que os outros métodos uma vez que utiliza equipamentos mais sofisticados. 34

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Contudo os sensores são utilizados somente durante o processo de aprendizagem,

uma vez que na execução da tarefa não serão afetados pela interferência do robô.

Com a utilização dos sensores há uma diminuição do tempo e da força necessária para

ensinar o robô a realizar as tarefas.

MÉTODOS DE PROGRAMAÇÃO.

Consiste no movimento do robô através da trajetória fixada para o controlador sem

mover o atuador, não necessitando para tanto o movimento ponto a ponto. Os métodos

de programação podem ser divididos em quatro grupos, como:

• Definição de coordenadas pelo computador;

• Deslocamento do sistema de coordenadas;

• Uso de sensores de visão e apontadores;

• Modelagem de mundo.

DEFINIÇÃO DE COORDENADAS PELO COMPUTADOR.O controlador pode receber informações sobre uma série de pontos que o atuador

passará e que é armazenado na memória, sem que o atuador mova-se; determinando

a trajetória desejada durante o processo de aprendizagem. Este método é usado na

maioria dos robôs e provê a base da programação OFF-LINE. Por exemplo, uma tarefa

pode ser definida como uma série de números, como 2,3, 4 e 5, 6, 7, e ao executar a

tarefa o robô move o atuador para a coordenada x=2; y=3 e z=4; movendo-se em

seguida para a coordenada x=5; y=6; z=7. Procedimento este a ser explicado

posteriormente. A habilidade para definir o movimento especificado pelas coordenadas

para o controlador do robô é a base para os métodos de aprendizagem.

DESLOCAMENTO DO SISTEMA DE COORDENADAS.

Este método de programação é aplicável em robô que executam tarefas idênticas em

duas ou mais células de trabalho ou estações nas quais o robô realiza alguma tarefa. O

robô é instruído a executar a tarefa em uma das células, através da definição de uma

série de pontos ao controlador do braço. O sistema de coordenadas é transladado a

uma segunda célula de forma que a tarefa seja copiada. Como mover o sistema de 35

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009coordenadas? Na figura 4 é exemplificado uma situação em que o robô realiza furos

em chapas metálicas em duas estações. Enquanto fura-se na estação A, na B é

retirada a placa furada. Quando termina na A vai para a B e a chapa A é trocada por

outra nova. Como a tarefa realizada é a mesma em ambas as estações basta ensinar

as furações em uma placa e adicionar os deslocamentos no sistema de coordenadas

existente.

Fig. 4 - Representação de robô utilizando-se de Sistema de Coordenadas

Para este exemplo a mudança é de 11 unidades no eixo x e 6 unidades no eixo y, que

podemos definir como:

XB = XA + 11 YB = YA + 6Com este novo sistema de referências é possível que o robô execute o mesmo

procedimento na estação B como havia realizado na A, uma vez que houve correção

na referência inicial. É necessário ensinar ao robô um grande número de pontos para

que realize as furações, além dos pontos de referências inicias. Este método é

extremamente eficiente quando deseja se aumentar produção com garantias de

repetitividade e qualidade, bastando utilizar localizações diferentes.

36


USO DO SENSOR DE VISÃO E DO APONTADOR.

Para definir a programação das coordenadas da trajetória do robô é necessário

conhecer todos os valores numéricos das coordenadas dos pontos, sendo que nem

sempre isto é possível, pois ou são desconhecidos ao usuário ou sua medição envolve

um grande esforço. A fim de melhorar o desempenho é utilizado um sensor de visão

com um auxílio de um apontador. Neste método utiliza-se um estreito feixe de luz ou

um apontador para indicar os pontos da trajetória. Um sensor de visão semelhante a

uma câmara acha a localização das marcas de luz, guardando estas posições na

memória. Uma outra aplicação deste método envolve uma tela de monitor para mostrar

o campo de operação do robô que ao ser tocado por uma caneta óptica no ponto

desejado grava esta posição na memória; o que torna sua utilização mais simples e

podendo ocorrer erros dependendo da precisão da tela. Por isso não são sistemas

muito utilizados.

MODELAGEM DE MUNDO.

Este é um método avançado e experimental que possibilita que uma tarefa seja

aprendida sem estar dividida em movimentos individuais, operando com definições de

tarefas genéricas; como "traga o copo" ou "monte a peça". Para isto o formato dos

objetos localizados dentro do campo de trabalho são armazenados na memória e o

controlador onde cada item está localizado, assim como sua orientação dentro do

espaço e como mantê-lo na seqüência para manipulá-lo com segurança. É

armazenado também séries de movimentos individuais, as quais são componentes de

uma tarefa. Com a facilidade de treinamento do robô através de definições genéricas o

custo necessário para sua utilização engloba computadores de alta velocidade de

processamento e grande quantidade de memória, além de sofreares avançados;

fazendo com que o método esteja em estágio atual de desenvolvimento.

37

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009COMPARAÇÃO DOS MÉTODOS DE ENSINO E MÉTODOS DE PROGRAMAÇÃO.

As vantagens do método de ensino são:

1. Pode-se ter certeza de que o braço atinge um ponto desejado, mesmo que o peso

da carga flexione o braço do robô; o

que não pode ser previsto no método de programação, pois não se sabe qual o

desvio do atuador.

2. Não está sujeito a imprecisões na definição de coordenadas dos pontos, ocorrendo

o inverso no método de programação.

As vantagens do método de programação são:

1. Poupam tempo e esforço e, não é necessário a retirada do robô da linha de

produção para ensinar uma nova tarefa.

2. Pode-se transferir a outros robôs as coordenadas de uma tarefa aprendida, mesmo

com estruturas diferentes.

Os robôs ainda tem um longo caminho até atingir a precisão que gostaríamos, como

desenvolvimento para manter a posição do braço independente da carga, modos de

prevenir colisões do braço com objetos na trajetória. Ocorrendo tais desenvolvimentos

pode-se antecipar que os métodos de programação irão prevalecer como principais

técnicas de ensino dos robôs.

CONCLUSÃO.

Através do texto tratado neste capítulo, podemos notar que existem muitos métodos

para ensinar os robôs a aprender novas tarefas e, que em cada caso, devem ser

adequadas as possibilidades de execução por parte do robô; além da qualificação

profissional para manuseio deste mesmo robô. É válido lembrar que a todo momento

são desenvolvidos novos métodos, os quais tornam essa tarefa de aprendizado mais

fácil. O custo-benefício da aplicação de determinado tipo método deve levar em

consideração custo, tipo de robô, quantidade de produção, quantidade de robôs,

especialização profissional, etc. Com isso pode-se obter o ponto ótimo de utilização do

robô e conseqüentemente, do método de aprendizagem. Os métodos de programação

38

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009tem algumas vantagens que em nosso momento atual fazem com que os mesmos se

sobressaiam aos métodos de ensino e, cuja visão futura é de ensinar os robôs

exclusivamente por programação; havendo raras excessões. Os métodos de se ensinar

robô podem ser aplicados a todos os robôs e podemos notar que pode ser empregado

em linhas de montagem, pintura de automóveis, tornos, fresadoras, centros de

usinagem, linha de empacotamento, auxílio a pessoas deficientes, dentre outras.

39


CAPÍTULO 6

ATUADORES

INTRODUÇÃOO atuador (end effector) é todo um sistema montado na extremidade do vínculo mais

distante da base do robô, cuja tarefa é agarrar objetos, ferramentas e\ou transferí-las

de um lugar para outro. São exemplos de atuadores a pistola de solda, garras e

pulverizadores de tintas. A operação do atuador é o objetivo final na operação de um

robô, assim todos os demais sistemas (unidades drives, controles, etc.) são projetados

para habilitar sua operação.

O atuador é de extrema importância na execução de uma tarefa, portanto é necessário

que o mesmo seje adequadamente projetado e adaptado as condições do seu meio e

área de trabalho. Existem dois tipos de atuadores: Garras e Ferramentas.

Neste capítulo vamos apenas estudar as garras, sendo que os diferentes tipos de

ferramentas vão ser vistos mais à frente, no capítulo de aplicações, já que as

ferramentas são específicas para cada tipo de aplicação.

ATUADORES TIPO GARRAA garra é comparável a mão humana. No entanto, ela não é capaz de simular seus

movimentos, resultando na limitação dos movimentos a uma faixa de operações. A

grande demanda tem levado ao desenvolvimento de garras que podem manusear

objetos de diferentes tamanhos, formas e materiais. Estas garras são divididas em

vários tipos de classe:

• Garra de dois dedos;

• Garra de três dedos;

• Garra para objetos cilíndricos;

• Garra para objetos frágeis;

• Garra articulada;

• Garra a vácuo e eletromagnética,

40


• Adaptador automático de garras.

Garra de dois dedos

É o tipo mais comum e com grande variedade. São diferenciados um do outro pelo

tamanho e/ou movimento dos dedos, como o movimento paralelo mostrado na figura 1

ou o movimento de rotação mostrado na figura 2. A principal desvantagem desta garra

é a limitação da abertura dos seus dedos, restringindo, assim a sua operação em

objetos cujo tamanho não exceda esta abertura máxima.

Fig. 1 - Garra de movimento paralelo

41


fig. 2 - Garra com movimento de rotação

Garra de três dedos

São similares aos de dois dedos, porém permitem uma segurar objetos de forma

circular, triangular e irregular com maior firmeza. Os dedos são articulados e formado

por diversos vínculos, como mostra a figura 3, abaixo.

fig. 3 - Garra de três dedos

42


Garra para objetos cilíndricos

Consiste de dois dedos com vários semicírculos chanfrados (ver figura 4), que

permitem a garra segurar objetos cilíndricos de vários diâmetros diferentes. As

principais desvantagens são:

• O seu peso que deve ser sustentado pelo robô durante a operação;

• A limitação de movimentos causada pelo comprimento da garra.

fig. 4 - Garra para objetos cilíndricos

43


Garra para objetos frágeis

São garras próprias para exercer um certo grau de força durante a operação de

segurar algum corpo, sem causar algum tipo de dano ao mesmo. Ele é formado por

dois dedos flexíveis, que se curvam para dentro, de forma a agarrar um objeto frágil;

seu controle é feito por um compressor de ar. Veja a figura 5.

fig. 5 - Garra para objetos frágeis

44


Garra articulada

São projetados para agarrar objetos de diferentes tamanhos e formas. Os vínculos são

movimentados por pares de cabos, onde um cabo flexiona a articulação e o outro a

estende. Sua destreza em segurar objetos de formas irregulares e tamanhos diferentes

se deve ao grande número de vínculo, conforme mostra a figura 6, abaixo.

fig. 6 - Garra articulada

Garras a vácuo e eletromagnéticas

Garras a vácuo são projetados para prender uma superfície lisa durante a ação do

vácuo. Estas garras possuem ventosas de sucção conectadas a bomba de ar

comprimido, que predem superfícies como chapas metálicas e caixas de papelão. Para

reduzir o risco de mal funcionamento devido a perda de vácuo, é comum usar mais do

que uma ventosa de sucção. A figura 7 ilustra este tipo de garra.

45


fig. 7 - Garras a vácuo

Garras eletromagnéticas são utilizados para segurar objetos que podem ser

magnetizados (aço e níquel) através de um campo magnético. Estes objetos devem

possuir um lugar específico na qual a garra passa atuar. Ambos os tipos de garras

descritos acima são muito eficientes, uma vez que eles podem segurar objetos de

vários tamanhos e não necessitam de grande precisão no posicionamento da garra.

Adaptador automático de garra

Surgiu da necessidade de se ter uma garra capaz de segurar todos os tipos de objetos.

Então foi criado uma unidade chamada de automatic gripper changer, que é um

adaptador que permite que uma garra seja rapidamente ligada ou removida do braço

do robô.

• Restrições:

Os adaptadores devem ser ligados ao braço do robô de um mesmo modo e

deve conectar de maneira idêntica suas unidades de drive, se elétrica, mecânica

ou pneumática.

Desvantagens:

1. O peso adicional na extremidade do braço do robô;

2. Complicações tecnológicas são uma fonte potencial de mal

funcionamento;

3. Acréscimo no custo do robô;

4. Tempo gasto na troca das garras.

Diante destes fatos verifica-se que o desenvolvimento e produção de garras é um

estágio importante no projeto de robôs para tarefas particulares. Normalmente, os

fabricantes vendem robôs sem o atuador, as garras e as ferramentas são escolhidas e

adaptadas pela equipe de engenharia que instala o robô no local de trabalho. Este é

um estágio crítico da instalação, requerendo um alto nível de conhecimento e prática.

46


47


CAPÍTULO 7

Subsistemas em Ação - Executando uma tarefa

INTRODUÇÃONeste capítulo descreveremos como as operações dos vários subsistemas que

compõem um robô são integrados durante sua operação. Para ilustrar isto, especifica-

se uma tarefa para o robô e acompanha-se a operação destes vários subsistemas

durante a execução da tarefa. O trabalho se realiza em duas fases: aprendizado da

tarefa e execução da série de comandos da tarefa.

APRENDIZADO DA TAREFAA tarefa em questão é a construção de uma torre com 3 blocos de diferentes tamanhos

(figura 1). A posição dos blocos antes da montagem da torre é especificada,

juntamente com a instrução de que a torre é para ser construída sobre o bloco 1 em

sua posição atual.

48


Fig. 1 - Tarefa: construir uma torre com três blocos de tamanhos diferentes

Os comandos necessários para a colocação de um bloco sobre o outro são ilustrados

pela figura 2.:

7. Vá para o ponto 1;

8. Vá para o ponto 2;

9. Feche a garra (para levantar o bloco);

10.Vá para o ponto 3;



13.Abra a garra (para colocar o bloco);


Fig. 2 - Colocação do bloco 2 sobre o bloco 1: posições assumidas

Os pontos 2 e 5 são aqueles nos quais o robô efetua uma operação sobre o bloco,

portanto, é muito importante que a garra esteja precisamente localizada nestes pontos

em questão.

49

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Os pontos 1, 3, 4 e 6 não exigem tal precisão, porque nenhuma operação é executada

neles, deste modo a precisão da posição da garra nestes pontos não é importante. Eles

estão incluídos na trajetória apenas para criar o movimento vertical requerido para

abaixar e levantar a garra. Os movimentos verticais são importantes para evitar que a

garra danifique os blocos durante o movimento. Estes pontos são chamados de

"dummy points" ou "via points".

Colocando o Bloco 2 sobre o Bloco 1: ensina-se o robô a ir nos pontos mostrados na

figura 2, pressionando chaves de um "manual teach pendant". Quando o robô alcança

o ponto desejado, a chave de gravação é pressionada; o controlador então gravará em

sua memória a posição de cada articulação (ângulo, alcance do vínculo) do braço do

robô, assim como o estado da garra (aberto ou fechado). A velocidade é também

definida para cada ponto. No fim do estágio de aprendizado, o controlador terá

armazenado em sua memória 8 linhas de dados, uma para cada comando de

movimentos. Ele memorizará a posição de cada articulação, o estado da garra e a

velocidade. Na figura 2, o robô movimenta somente 3 juntas - base joint, shoulder joint

e elbow joint. A série de comandos armazenados na memória do controlador

provavelmente apresenta o aspecto representado pela tabela 1.

Tabela 1 - Valores das variáveis de robô para colocar o bloco 2 sobre o bloco 1

Comando Ângulo Base joint

Ângulo Shoulder joint

Ângulo Elbow joint

Estado da Garra Velocidade

1 10 70 110 0 152 10 60 95 0 53 10 60 95 14 10 70 110 1 55 0 40 150 1 156 0 35 145 1 57 0 35 145 08 0 40 150 0 5

Obs:

1. Os números acima servem somente para ilustração.

2. Estado da garra ( 0 = aberto e 1 = fechado).

50

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/20093. A alta velocidade reduz a precisão da trajetória, portanto é usado somente entre

dois dummy points onde a precisão da trajetória não é relevante. E a baixa

velocidade é usado para pontos próximos a um objeto ou quando efetuar um

movimento de operação sobre um objeto.

Colocando Bloco 3 sobre Bloco 2: A trajetória necessária para colocar o bloco 3

sobre o bloco 2 será ensinado pela definição das coordenadas cartesianas dos pontos

ao longo da trajetória para o controlador do braço do robô, como mostra a figura 3. A

definição dos pontos será feita pela programação Off-Line, portanto, deve-se definir as

coordenadas dos pontos ao longo da trajetória com grande precisão - particularmente o

ponto no qual o robô agarra o bloco 3 e o ponto onde o bloco 3 é colocado sobre o

bloco 2. A série de comandos armazenados na memória é semelhante ao apresentado

na tabela 2.

Tabela 2 - Valores das variáveis de robô para colocar o bloco 3 sobre o bloco 2

Comando X Y Z Estado da Garra Velocidade

9 9 0 16 0 1510 9 0 1 0 511 9 0 1 112 9 0 16 1 513 11 5 16 1 1514 11 5 17 1 515 11 5 17 016 11 5 16 0 5

Este estágio completa o processo de aprendizado da tarefa. A série foi armazenada na

memória do controlador, e será chamada sempre que se quiser executá-la.

51


EXECUÇÃO DA SÉRIE DE COMANDOS DA TAREFA

O passo seguinte ao processo de memorização da tarefa é o de execução da série de

comando. O operador instrui o controlador a executar a série, pelo nome atribuído a

ela. O controlador por sua vez recebendo esta instrução para executar a série, acessa

sua memória para chamar a primeira linha do programa (que indica os ângulos das

juntas (10, 70, 110), o estado da garra (0) e a velocidade (15). Antes de iniciar qualquer

movimento, o controlador "lê" a posição das juntas do robô, através do encoder e

calcula a diferença entre a posição ditada pelo comando 1 e a posição atual. Desta

maneira o controlador move o braço para a posição indicada pelo comando 1. Sempre

que o controlador reconhece que os valores desejados das juntas do robô não são

iguais aos valores atuais, ele emite um comando de movimento, na forma digital. Este

sinal digital é convertido para um sinal analógico equivalente por um conversor

Digital/Analógico (D/A). O sinal analógico é amplificado por um amplificador de drive

para ativar uma unidade de drive. As unidades de drives, por sua vez, movimenta as

juntas diretamente ou por meio de engrenagens, eixos e correias (indirect drive). Os

movimentos combinados das juntas criam o movimento do braço, para mover o atuador

("end effector") para o ponto desejado. Quando os comandos de 9 a 16 são executados

(ver tabela 2), o controlador deve primeiro transformar as coordenadas cartesianas

listadas em seu programa para a variável de junção apropriada. Após a tradução,

seguem-se os mesmos passos descritos acima. A tradução da posição das

coordenadas cartesianas para ângulos das juntas deve ser executado pelo controlador

para cada movimento para um novo ponto. Em trajetórias formadas de movimentos de

linha reta entre dois pontos, os cálculos de tradução são executados muitas vezes

durante o movimento.

Uma parte importante do processo de controle do robô é a regulação da velocidade do

braço. No momento em que o atuador se aproxima do ponto em que deve parar, a

velocidade será reduzida progressivamente até zero, pois, uma para repentina causaria

uma trepidação, que reduziria a precisão de operação do robô. Atualmente os robôs

industriais apresentam um controle de velocidade automática; quando o atuador se 52

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009aproxima de uma certa distância do ponto em que deve parar, como definido pelo

software, ocorre uma lenta e gradual redução da velocidade até a parada total no ponto

desejado. Os robôs não são fatores isolados nas indústrias. Ao contrário, eles são

componentes integrados das células de trabalho, no qual eles podem executar

operações de produção ou realimentar outras máquinas

53


CAPÍTULO 8

Aplicações de Robôs na Indústria.

Introdução.Como já tem sido mencionado nos capítulos anteriores, os robôs vem sendo aplicados

na indústria em uma crescente variedade de funções, as quais se mostram perigosas,

entediantes e fisicamente difíceis demais para serem realizadas por seres humanos.

Neste capítulo, serão descritas as mais comuns aplicações industriais envolvendo

robôs, onde, em cada exemplo, serão discutidos o processo onde o robô é integrado e

a sua adaptação à tarefa a ser executada.

Os principais pontos aqui discutidos são: as principais categorias de robôs, os

principais tipos de aplicações, características indispensáveis do robô, características

auxiliares e estágios da seleção de robôs para aplicações industriais.

Principais Categorias.

No quadro a seguor, pode-se observar as principais categorias de aplicação de robôs

na industria, bem como as suas capacidades e principais benefícios gerados pelo seu

uso, principalmente em células de trabalho ( ou de produção).

Em 1981 foram feitas estimativas, baseadas na situação das indústrias dos EUA na

época, sobre a distribuição dos robôs dentro do conjunto de principais aplicações. O

quadro a seguir ilustra essa pesquisa. Quadro 2: Uso de robôs nos EUA por aplicação

54


Fonte: Introduction to Robotics - Arthur J. Critchlow - pg. 29

Tipos de Aplicações

Descreve-se a seguir algumas das principais aplicações dos robôs na indústria: Carga

e Descarga de prensa, Fundição em Molde, Carga e Descarga em Máquinas de

Ferramenta, Solda a Ponto, Solda em Arco, Pintura a Spray, Montagem, Acabamento.

Carga e Descarga em PrensaO processo de prensagem é uma operação usada para dar forma e remodelar peças. A

peça de trabalho é posicionada em uma prensa, a qual exerce uma pressão externa

sobre a mesma, ou mesmo remove porções dela a fim de obter dela uma nova forma.

55

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009A transferência de pressão da prensa para a peça de trabalho é realizada por um

molde especial chamado matriz, na qual a peça é colocada para assumir a sua forma.

Normalmente, a peça passa por um número variado de operações de prensagem até

receber sua forma final. A figura 1 mostra uma típica célula de trabalho para uma

operação de prensagem, onde o robô pega a peça bruta do alimentador de peças e

posiciona-a na prensa. Na figura 2 o robô transfere a peça da prensa para correias

transportadoras ou pallets, onde as peças acabadas são armazenadas. A figura 3

mostra um esquema, visto de cima, de um sistema de prensa semelhante.

Os robôs utilizados nesse processo possuem movimentos simples e trajetória não

muito importante, realizando funções do tipo "apanhar e colocar", sendo assim do tipo

"primeira geração". No entanto, para diminuir o tempo gasto no processo e facilitar a

tarefa realizada, usa-se um braço com duas garras, uma para fase de carregamento e

outra para fase de descarga sobre correia transportadora ou pallets.

Fig.1: Robô pegando uma peça na prensa. Fonte: Introduction to Robotics; Arthur J. Critchlow; pg. 382

56


Fig.2: Robô colocando uma peça no pallet.

Fonte: Introduction to Robotics; Arthur J. Critchlow; pg. 383

Fig. 3: Vista plana superior de um sistema de prensa. Fonte: Robotics Training Prpgram - Test Book 1; Eshed Robotic; pg115

Os benefícios da integração do robô ao processo de prensagem são:

1. redução de mão-de-obra;

2. aumento de produtividade;

3. significativa diminuição de acidentes;

4. melhoria nas condições de trabalho dos seres humanos, que passam a

supervisionar a produção das máquinas. 57

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Há, no entanto, inúmeros problemas nessa integração do robô ao processo,

basicamente em casos onde o sistema falha, como por exemplo quando a matéria-

prima termina ou quando a peça fica presa na matriz e o robô não é capaz de extraí-la.

Um meio utilizado para superar isso é o uso de sensores simples no braço do robô, os

quais informarão ao controlador do robô a existência desses problemas, paralisando

então o mesmo e alertando o sistema supervisor.

58


Fundição em Molde

Esta operação é realizada pela injeção de uma matéria em sua temperatura de fusão

dentro de um molde especial, ou matriz. Dentro da matriz, o material esfria e solidifica,

tomando a forma do molde. A matriz então é aberta par se extrair a peça fundida já

endurecida. A peça pode passar por uma prensa na sequência do processo para obter

acabamento antes de ser armazenada em pallets. O Material do molde deve ter um

ponto de fusão mais alto que o da matéria-prima, a qual geralmente é plástico, chumbo

ou alumínio. Alguns processos de fundição incluem a inserção de porções de outros

materiais à porção fundida com a finalidade de aumentar a capacidade mecânica do

produto final.

Fig. 4: Célula de Produção de uma injetora / prensa. Fonte: Robotics Training Prpgram - Test Book 1; Eshed Robotic; pg118

A figura 4 mostra uma célula de trabalho de fundição, com um robô atendendo uma

máquina de fundição e uma prensa. Para evitar um mau funcionamento, o controlador

do robô é conectado à matriz da máquina de fundição e à prensa. Ele supervisiona a

duração das várias operações, para manter o sincronismo dentro da célula.

59


Carga e descarga em Máquinas de Ferramenta

Máquinas de Ferramenta são aquelas que realizam processos de usinagem de peças,

como por exemplo torneamento, desbaste, moagem, etc. Antes da integração de robôs

no processo, a introdução de dispositivos CNC (Comando Numérico por Computador)

reduziu a necessidade de operadores hábeis em usinagem para a realização apenas

das atividades de carga e descarga das máquinas. Durante muito tempo, o uso de

robôs nessa atividade ficou reduzido por acreditar-se terem custos muito elevados.

Com os dispositivos CNC passando a realizar atividades de ajuste de parâmetros das

máquinas, de acordo com o processo envolvido, e troca de ferramentas das máquinas,

o robô veio, após provar ter uma relação ótima custo-benefício, a ocupar a posição de

carga e descarga das máquinas, deixando o ser humano com a função de supervisão e

reparos em peças danificadas. Assim, o robô passou a ser integrado como parte de

células de trabalho, servindo várias máquinas de ferramentas, pallets e outras unidades

auxiliares de transporte. A figura 5 mostra uma célula de trabalho (ou de produção)

com robô atuando sobre dois tornos e um moinho.

Fig. 5: Célula de Produção com robô atuando sobre MF's.Fonte: Robotics Training Prpgram - Test Book 1; Eshed Robotic; pg120

Para empregar-se robôs no processo de carga e descarga de algumas máquinas de

ferramenta, todas as operações, do robô e das máquinas, devem ser precisamente

60

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009temporizadas. Para isso, a estação de trabalho é projetada para permitir o

posicionamento de todas as máquinas, alimentadores e pallets dentro da área de

atuação (ou de trabalho) do robô, com um planejamento de todos os movimentos para

se evitar colisões com equipamentos vizinhos. Os robôs móveis são capazes de

alcançar e servir um grande número de máquinas. Dessa maneira, para facilitar a

operação, robôs são instalados em trilhos suspensos, ao longo dos quais eles se

movem, de máquina para máquina. Um exemplo desse tipo de instalação é mostrado

na figura 6.

Fig.6: Robô suspenso em trilhos atuando sobre MF's. Fonte: Robotics Training Program - Test Book 1; Eshed Robotic; pg121

Solda a Ponto

O processo de solda a ponto é difícil , monótono e requer um alto grau de precisão.

Assim, os robôs se mostram ideais para serem integrados a esse tipo de processo,

visto que seus movimentos são altamente precisos e capazes de alcançar posições

difíceis, sem danificar as partes ou peças envolvidas. A flexibilidade das estações de

trabalho com robôs, permitindo a armazenagem de diversos programas de solda para

diferentes empregos de produção, vem a ser um importante ponto de motivação da

integração de robôs no processo de solda a ponto. O processo de solda é baseado

num fluxo de corrente alta entre dois eletrodos e através de dois pedaços de metal a

serem unidos. Quando a corrente flui, um grande calor é gerado no ponto de contato. A

pressão dos eletrodos é mantida por um curto tempo após a corrente cessar seu fluxo, 61

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009a fim de manter as partes de metal juntas enquanto o ponto onde se realizou a solda

resfria e se solidifica. Os eletrodos não sofrem fusão durante o fluxo de corrente devido

a um fluido que flui através deles. A figura 7 mostra dois tipos de garras (pistolas) de

solda e demonstra o processo de solda a ponto de duas partes metálicas.

Fig.7: Esquema de eletrodos para solda a ponto. Fonte: Robotics Training Prpgram - Test Book 1; Eshed Robotic; pg122

A figura 8 mostra uma aplicação de ponto de solda na indústria automotiva. Ela mostra

um carro entrando no trilho de uma célula de trabalho composta por vários robôs, de

ambos os lados da linha, com a função de realizar centenas de diferentes pontos de

solda no corpo do carro, em minutos. Hoje em dia, a indústria automotiva utiliza mais

robôs que qualquer outro tipo de indústria, desempenhando várias funções, como

soldagem, pintura e operações na linha de montagem, possuindo cerca de 30% dos

robôs em operação no mundo.

Os robôs que realizam solda a ponto executam movimentos complicados, tais como

seguir contornos de peças e alcançar pontos inacessíveis sem danificar as peças que

estão sendo soldadas. Desta forma, muitas aplicações de solda utilizam robôs com 6

GDL (graus de liberdade) - três para posicionamento e três para orientação ou postura

em relação à peça. Embora os movimentos necessários aos robôs de solda a ponto 62

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009sejam complicados, o único ponto que requer uma grande precisão é o ponto onde a

solda ocorre de fato, sendo assim possível a utilização de controle ponto-a-ponto

durante a trajetória do robô entre os pontos de solda. Para se evitar colisões entre o

robô e as peças que estão sendo soldadas durante o movimento deste entre dois

pontos de solda, o robô é instruído com um grande número de posições pelas quais ele

deve passar no seu percurso até o próximo ponto de solda. O ensino de tarefas de

solda a ponto é um processo complicado. O robô deve ser manualmente transportado

através de cada um dos centenas de pontos de solda, devendo ser posicionado com

uma precisão de +/- 1mm. Como, em solda a ponto, os eletrodos devem estar

perpendiculares às peças, essa precisão se mostra ainda mais difícil de ser atingida.

Fig.8: Desenho de uma linha de produção automotiva realizando um conjunto de soldas a ponto.


Numa linha de montagem automotiva, vários modelos diferentes são produzidos, cada

qual com diferentes séries de pontos de solda, tornando o processo de ensino dos

robôs envolvidos na realização dos pontos de solda dos carros muito longo e cansativo.

Esse processo pode ser simplificado utilizando-se softwares capazes de alterar a

orientação de uma pistola de solda sem alterar sua localização no espaço. Assim,

permite que o atuador do robô, ou seja, a pistola de solda (mostrada na figura 9), seja

trazido ao local desejado e então realizar a orientação desejada sem ter de corrigir as

posições de suas juntas. 63


Fig.9: Pistola de solda a ponto da Milco Manufacturing Company. É acoplada ao braço do robô. Fonte: Introduction to Robotics; Arthur J. Critchlow; pg. 399

As operações do processo de solda a ponto, integrando o robô, são:

• movimento rápido do braço do robô, com a pistola de solda fixa, para se

aproximar do ponto a ser soldado;

• aproximação dos eletrodos da pistola de solda à ambos os lados da parte a ser

soldada e posicionamento destes exatamente em frente ao ponto de solda;

• fixação dos eletrodos ao ponto a ser soldado;

• envio de corrente elétrica através dos eletrodos e do material a ser soldado;

• espera;

• abertura dos eletrodos;

• movimentação do braço do robô para se aproximar do novo ponto de solda.

As principais vantagens envolvidas no uso de robôs em pontos de solda são:

1. melhor qualidade da solda;

2. posicionamento preciso das soldas, assegurando resistência;

64

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/20093. economia de mão-de-obra e tempo.

As principais desvantagens são as falhas que podem ocorrer no processo devido à

deterioração física dos eletrodos e ao tedioso processo de ensino.

Solda em Arco

A solda em arco é um processo usado para se unir duas partes de metal ao longo de

uma área de contato contínua. Nele, as duas partes de metal são aquecidas ao longo

da área de contato até o metal fundir-se; ao esfriar-se, o metal fundido se solidifica,

unindo as duas partes.

Para criar uma corrente elétrica, dois eletrodos com diferentes potenciais, alimentados

pelo equipamento de solda, são necessários. A pistola de solda em arco tem apenas

um eletrodo, com o objeto a ser soldado servindo como segundo eletrodo. Esse tipo de

pistola é também usada em alguns raros casos de solda a ponto. Os objetos de metal

são aquecidos por uma corrente elétrica, que flui através dos eletrodos na pistola de

solda e através de um vão de ar para o objeto sendo soldado. Quando se usa um robô

para realizar uma solda em arco, a pistola de solda é fixada como atuador do mesmo e

o eletrodo é alimentado através de um cabo condutor paralelo ao braço do robô. A

pistola de solda também dispersa um gás especial para prevenir a área aquecida

contra a oxidação, o que iria prejudicar a qualidade da solda. O processo de solda em

arco necessita do uso de robôs de alta qualidade com softwares sofisticados, capazes

de realizar as seguintes operações:

• rápido movimento para a área de contato a ser soldada;

• transmissão de sinais para causar a dispersão do gás e aplicação de tensão ao

eletrodo;

• movimento preciso ao longo do caminho de solda enquanto mantém um

constante vão de ar;

• preservar constante a orientação do eletrodo em relação à superfície a ser

soldada;

65


• manter a pistola de solda se movendo a uma velocidade constante;

• habilidade para realizar movimentos de "tecelagem", para se atingir uma boa

junção entre os dois corpos de metal e garantir a qualidade da solda.

Para se encontrar os requisitos acima, o processo desolda em arco necessita de robôs

com as seguintes características:

1. cinco a seis graus de liberdade;

2. controle de trajetória contínua, para mover-se exatamente ao longo da trajetótia de

solda e regulagem de velocidade.

3. alta repetibilidade.

figura 10 mostra um braço de robô realizando uma operação de solda em arco.

Fig.10: Robô da Aronson Machine Company (Modelo CMB2) realizando uma solda em arco.


Os problemas resultantes da adaptação do robô à solda em arco incluem: - o uso do

método "TEACH-IN" na solda em arco é um processo complicado, especialmente no

caso de trajetórias curvas;

• o ensino de solda em arco por meio de métodos "TEACH- THROUGH" é de

difícil realização para o indivíduo que move o braço manualmente ao longo da

trajetória;

• quando os corpos são aquecidos, ocorrem distorções causando um ligeiro

deslocamento da linha de união durante o processo de solda, o que pode ser

66


significativo em soldas longas onde o calor não é dissipado rapidamente da área

de solda.

O uso de um sensor para identificar a linha de união entre as partes pode solucionar

esses problemas, eliminando o estágio de aprendizado. Assim, o sensor guia o braço

do robô e seu atuador (a pistola de solda) ao longo da linha de união através da luz e

do calor gerados no processo. A figura 11 mostra uma estação de trabalho de solda em

arco, mostrando componentes como "jigs" e "mesa giratória indexada", usados para

dar precisão ao posicionamento das partes a serem soldadas.

Fig.11: Célula de Trabalho de Solda em Arco. Fonte: Robotics Training Prpgram - Test Book 1; Eshed Robotic; pg129

Em suma, as principais vantagens do uso de robôs em solda em arco são: - melhora da

qualidade da solda em relação àquela realizada pelo ser humano;

1. redução de horas de trabalho, especialmente quando a solda é feita numa curta

trajetória;

2. redução de custos, devido à pouca utilização de mão-de-obra altamente

especializada;

67

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/20093. habilidade de trabalho contínuo, uma vez que os operadores humanos devem

descansar ocasionalmente, devido às condições difíceis de trabalho.

4. melhoria das condições de trabalho do ser humano, que deixam de trabalhar em

altas temperaturas e de usar máscara e roupas protetoras.

68


Pintura a Spray

O uso de robôs na pintura a spray consiste na fixação de uma pistola de tinta spray ao

atuador do robô. Tem como características principais:

1. controle de trajetória contínua;

2. movimentos rápidos;

3. baixa repetibilidade: ensinado pelo método "TEACH-THROUGH" ou pelo método

"MASTER-SLAVE".

Na aplicação de tinta spray, a flexibilidade dos robôs se torna evidente, os quais podem

armazenar um programa específico para cada tipo de parte a ser pintada. Muitos robôs

utilizados nessa aplicação não possuem sistema de sensoreamento. Isso porque a

parte a ser trabalhada é posicionada a uma dada distância e direção da base do robô,

podendo ser realizado em objetos parados ou em movimento. No caso de objetos

estáticos, o robô começa a operação apenas depois de receber um sinal confirmando

que a parte a ser pintada está corretamente posicionada. Quando trabalhando com

objetos móveis, os robôs recebem sinais do trilho usado para transportar as peças,

sinais estes que continuam sendo emitidos enquanto a peça estiver em movimento,

atualizando o robô acerca da distância e da direção da peça em relação à base. As

figuras 12 e 13 mostram robôs realizando pinturas a spray.

Fig.12: Robôs de Pintura numa linha de Produção Automotiva. Fonte: Introduction to Robotics; Arthur J. Critchlow; pg. 392

69


Fig.13: Robô atuando num arranjo de partes suspensas. Fonte: Robotics Training Prpgram - Test Book 1; Eshed Robotic; pg.132

As principais vantagens da integração de robôs ao processo de pintura a spray são:

1. rápido retorno de investimento;

2. melhoria das condições de trabalho do ser humano.

Os principais problemas são:

• a necessidade de proteger os robôs de fumaça e sujeira;

• a necessidade de se isolar qualquer faísca elétrica produzida ao redor do robô

durante sua operação, devido ao ambiente de pintura ser altamente inflamável.

• a necessidade de coordenação entre os movimentos do robô e a localização das

partes a serem pintadas;

• o fato de que algumas operações com pintura a spray envolvem áreas de difícil

alcance. Em algumas aplicações, os robôs devem ter mais que seis graus de

liberdade para superar obstáculos e alcançar áreas distantes.

70


Montagem

Montagem significa pegar peças separadas, colocá-las juntas e então uní-las. Na

montagem pode se exigir o uso de garras e ferramentas especiais. Por exemplo, os

robôs poderiam executar tarefas de montagem - primeiro usando garras para trazer

peças e colocá-las em um lugar - e, em seguida, usar ferramentas especiais para fixá-

las, como rebitadeiras ou grampeadores.

Os robôs que atuam nestas operações são de grande importância pois

aproximadamente 40% do custo da mão de obra vem da montagem. As operações de

montagem que envolvem os robôs não são muito simples, mas são relevantes devido

principalmente a redução de custos da produção. Para alguns problemas devem ser

representadas soluções, tais como:

• alto grau de precisão e repetibilidade no posicionamento do atuador;

• movimentos em linhas precisas, mantendo fixa a orientação do atuador;

• troca automática de atuador ou uma garra versátil;

• movimentos rápidos do braço do robô.

A precisão teve ser mantida na orientação do atuador para assegurar que a parte

montada está segura com o ângulo correto, o que não é fácil de se obter. Em muitas

operações de montagem elementos de diferentes tamanhos e formas e são montados

num elemento central. De tal forma que o atuador do robô deve ser capaz de manusear

objetos assimétricos ou mudar as garras no meio de uma operação. Para isso pode-se

usar um trocador de ferramentas automático, que é muito recomendável em casos

onde um elemento é trabalhado pelo robô ao invés de simplesmente manuseado, como

numa chave de fenda automática. As velocidades empregadas podem ser maiores do

que as requeridas na maior parte das aplicações industriais podendo ser comparadas

às de montagens manuais. Robôs mais rápidos reduzem o tempo de montagem,

entretanto, o movimento do braço durante a montagem não podem ser feito em

velocidades máximas, pois implica em perda de precisão. Os métodos de montagem se

dividem em duas categorias:

71

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/20091. montagens na direção vertical;

2. montagens em diferentes direções.

A primeira requer robôs cartesianos, cilíndricos ou articulados horizontalmente com

quatro ou cinco graus de liberdade. No Japão utiliza-se ao invés de apenas um robô

para executar muitas tarefas, várias máquinas com um a três movimentos, o que é

desvantajoso apenas pela perda de flexibilidade em relação aos sistemas que

empregam robôs com poucos graus de liberdade e podem facilmente ser convertidos

para montar novos produtos. A figura 14 mostra uma estação de montagem onde o

robô pega elementos de uma esteira e de um alimentador e coloca três diferentes

elementos juntos para serem montados. A operação é mostrada na figura 15.

Fig. 14 - Estação de montagemFonte: Robotics Training Prpgram - Test Book 1; Eshed Robotic; fig. 8.10

72


Fig. 15 - Exemplo de montagemFonte: Robotics Training Program - Test Book 1; Eshed Robotic; fig. 8.11

Uma maneira de aumentar a precisão dos robôs é instalar um dispositivo remoto

central de verificação (RCC) perto da articulações do punho do robô. Os robôs até

agora não adquiriram a combinação de boa visão, tato, destreza e mão multi-dedos

que montagens complexas requerem. Hoje, robôs de montagem trabalham melhor os

produtos especialmente projetados para fácil montagem. Isto significa minimizar o

número de peças, utilizar movimentos simples, facilitar a colocação de peças na

posição relativa correta, fazer peças facilmente alinháveis e encaixáveis.

73


74


CAPÍTULO 9SENSORES

INTRODUÇÃO

Escritores de ficção científica e futuristas descrevem os robôs como máquinas

semelhantes à imagem do homem e que podem executar todas as suas tarefas. Neste

capítulo, nós não discutiremos a questão de semelhança física com o corpo humano.

Entretanto, se robôs jamais poderão substituir o homem, devemos levar em conta os

possíveis avanços em duas áreas que podem ser comparadas às habilidades

humanas:

• Desenvolvimento de inteligência artificial - isto é, aumentar a capacidade do robô

compreender, entender e tomar decisões à partir das informações colhidas por

sensores.

• Desenvolvimento de sensores - isto é, o aumento da habilidade do robô em

obter informações sobre o ambiente em que se encontra, bem como de suas

próprias características.

Neste capítulo vamos considerar alguns aspectos relacionados com Inteligência

Artificial aplicada a robôs, discutir a questão de sensores humanos versus sensores

artificiais e detalhar os principais tipos de sensores.

INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL

A inteligência é a capacidade de entender, conhecer e aprender. Esta capacidade, no

homem, tornou possível a construção e o controle do mundo, enquanto animais com

menor inteligência continuam vivendo como há milhões de anos.

Robôs com flexibilidade limitada não tem inteligência, mas alguns robôs podem fazer

escolhas à partir de dados colhidos de seu ambiente por sensores. Estes são

chamados de inteligentes. 75

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Através de sensores e de um processador integrado dentro do sistema do robô é feita a

sua adaptação ao ambiente. Os sensores podem ser simples (chaves On/Off) ou

complexos (identificação em três dimensões).

SENSORES HUMANOS X SENSORES ARTIFICIAIS

Alguns sensores artificiais apresentam um paralelo com os sentidos humanos,

particularmente, visão, tato e ouvido. Outros, significamente importantes, não

apresentam nenhum paralelo:

* Sensor de luz infravermelha : identifica fontes de calor.

* Sensor de proximidade : detectam a aproximação de algo à área do sensor.

* Sensor acústico : determinam a localização e o movimento, como os morcegos e

golfinhos.

Dos cinco sentidos humanos - visão, tato, ouvido, olfato e gosto - aqueles cujo paralelo

artificial tem sido mais extensamente desenvolvidos são a visão e o tato. A visão do

homem é o principal método de entrada de dados. A quantidade de informações

coletadas é enorme. Muita pesquisa e desenvolvimento industrial tem sido gasto na

tentativa de duplicar esta capacidade. Grandes esforços também tem sido investido no

desenvolvimento de sensores de toque. Além disso, alguns avanços tem sido feitos na

área dos sensores de escuta, como por exemplo a identificação de vozes.

Outras capacidades de sensoreamento presentes nos humanos não tem paralelo nos

robôs como "sentir" aceleração, pressão, ângulo e velocidade angular, o que permite o

homem ficar em pé e andar.

O sensor artificial comparado aos olhos humanos é a câmera. Assim como o olho,

câmera inclui uma lente, um obturador, e um sistema de detecção capaz de transmitir

dados sobre a quantidade de luz incidente.

O sensor artificial de toque consiste de uma "pele" que pode, assim como a pele

humana, enviar sinais sobre pressão exercida sobre algum ponto. Os sensores podem

também medir forças e momentos para os pontos de contato,

76

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Os sensores de escuta artificial são os microfones, que traduzem as vibrações criadas

no ar pela fala, em sinais elétricos. Em todos esses casos o computador decodifica a

informação fornecida pêlos sensores.

TIPOS DE SENSORES

Os sensores atualmente podem ser classificados de acordo com os princípios físicos

sobre os quais eles estão baseados (ótico, acústico, e assim por diante) ou de acordo

com as quantidades medidas (distância, força, e assim por diante). Entretanto, eles são

habitualmente divididos em dois tipos principais: sensores de contato e sensores sem

contato.

As principais informações obtidas por sensores de contato são:

• Presença ou não de um objeto em um lugar;

• Força de "agarre";

• Força de momento;

• Pressão;

• Escorregamento entre a garra e a peça;

• Conjunto.

As principais informações obtidas por sensores sem contato são:

• Presença ou não de um objeto em um lugar;

• Distâncias;

• Movimentos;

• Posição de objetos;

• Orientação de objetos;

• Conjunto.

Temos ainda dispositivos que identificam condições internas dos robôs, como corrente,

posição dos links e velocidade dos links.

77


SENSORES DE CONTATO

Os sensores de contato são aqueles que requerem um contato físico com os objetos

em seu ambiente, além de produzir um sinal de medida. Existem sensores de contato

para vários níveis de sofisticação. Desde sensores simples como microchaves (que são

usadas para identificar a presença ou ausência de um objeto) até sensores complexos

como "pele" artificial contendo centenas de elementos sensitivos que transmitem

informações sobre orientação, dimensão, pressão exercida, e assim por diante.

Os sensores de contato, por natureza, iniciam a alimentação de dados somente após o

contato físico ter sido feito entre o robô e o seu ambiente. O contato deve ser feito de

um modo controlado; o braço do robô deve ser movido para a zona de contato devagar

e cuidadosamente para evitar a danificação do sensor.

A principal vantagem deste tipo de sensor é a precisão de suas medidas. Os sensores

de contato podem ser divididos em duas categorias, de acordo com a sua posição em

relação ao braço do robô :

• Sensores posicionados para os seus próprios pontos de contato. Eles permitem

a medição da pressão, presença de um objeto, identificação de chapas, e assim

por diante.

• Sensores posicionados para o pulso ou dedos do robô. Eles permitem a medição

da direção de processos ocupando lugar para os pontos de contato.

Os sensores de contato podem ser classificados em: sensores de contato simples,

superfícies sensoras de múltiplo contato, lâminas de contato, sensores de

escorregamento, sensor de pelo e sensores de força e momento.

Sensores de contato simplesOs sensores de contato mais simples são aqueles que permitem a medição em um

eixo e transmitem somente duas possíveis informações:

• O contato existe entre o sensor e o objeto;

• O contato não existe.

78

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009O controlador do braço usa este dado para voltar para sub-rotina apropriada, ou

procedimento de suporte. A figura 1 ilustra um sensor chave com duas posições

instalado em uma garra. Este sensor diz ao controlador se a garra está, ou não,

segurando um objeto. O controlador pode dizer, através dos dados, se a produção está

ocorrendo normalmente ou se o robô está sendo alimentado por partes curtas. Neste

caso, o controlador interrompe o trabalho e sinaliza um mal funcionamento.

Fig. 1: Sensor usado na identificação de presença ou não de objetosEste tipo de sensor é comumente usado em sistemas automáticos, desde que ele

seja simples, barato, seguro e possa fornecer dados vitais.

Superfícies sensoras de múltiplo contatoUma superfície sensora de múltiplo contato é uma combinação de um número de

sensores de contato simples localizados em grandes concentrações sobre uma

superfície simples. Cada um desses sensores envolvidos pode alimentar um sinal

elétrico proporcional à quantidade de força exercida sobre ele. Quando um objeto é

posicionado sobre uma superfície sensora de contato, todos os sensores em contato

com a parte enviam sinais para um processador central, obtendo-se um desenho

aproximado da parte. Este processo é mostrado na figura 2.

79


Fig. 2 : Superfície sensitiva

80

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Os sinais recebidos da superfície são processados e transmitidos para o controlador do

robô, que os usa para decidir onde mover o braço além de carregar a operação

relativa.

Os sensores acoplados ao braço do robô, como mostrado na figura 3, podem fornecer

poucas informações sobre a chapa das partes em contato com o sensor, mas as

informações sobre o atuador é mais precisa.

Fig. 3 : Garra com uma superfície sensitiva instalada

Este tipo de sensor apresenta as seguintes desvantagens:

1. Tamanho físico dos sensores atuais;

2. Distorção causada por ligação, ou fio comum, entre as leituras de sensores

adjacentes;

3. O número incomodo de sensores requeridos;

4. Danificação das superfícies sensoras, bem como a perda da sensibilidade nos

elementos sensitivos se eles são produzidos mais rígidos.

Lâminas de contatoEste tipo de sensor pode ser usado em situações onde informações precisas para o

ponto de contato entre o robô e o objeto não são desejadas, isto é, onde somente há a

necessidade de confirmar a colisão entre o robô e um objeto no ambiente. O sensor

81

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009consiste de uma chapa de material flexível, que muda a sua resistência quando

pressionada.

Sensores de escorregamento

Os robôs que seguram objetos frágeis devem pegá-los levemente para evitar a

danificação do objeto, mas apertado o bastante para impedir que ele escorregue para

fora da garra.

Na recepção de um sinal de movimento do objeto pelo sensor de escorregamento, a

garra automaticamente incrementa a sua força vagarosamente até o movimento parar.

O sensor de escorregamento deve ser capaz de detectar não somente o movimento,

mas a posição do objeto após o escorregamento. Esta informação ajuda o robô a

"conhecer" a exata posição e orientação do objeto escorregado, assim como ele pode

continuar a operação sem a danificação do objeto.

Em todas as aplicações que utilizam sensores de escorregamento, a aceleração e

desaceleração dos robôs deve ser consideradas. O aperto serve ser firme o bastante

para segurar o objeto equilibrado sobre as mais extremas mudanças na velocidade.

Sensores de pelo

O nome deste sensor indica o seu modo de operação. Os sensores de pelo são varas

leves e salientes do atuador. Como os pêlos de um gato, eles sinalizam o contato com

algum objeto no ambiente. A figura 4 mostra um sensor deste tipo de operação.

82


Fig. 4 - Sensor de pêlo

O contato com um objeto externo move o pelo, causando a transmissão de um sinal

elétrico. O controlador então obtém instruções apropriadas para o braço do robô.

Estes sensores são extremamente delicados e sensíveis à choques. Portanto, eles

freqüentemente quebram. Entretanto, eles tem algumas aplicações práticas.

Por exemplo, eles podem ser usados para medir os contornos e superfícies de objetos,

como mostra a figura 5.

Fig. 5 - Sensor de pêlo usado no controle de soldagem

Sensores de força e momento

Devido à sua grande utilização em várias áreas da engenharia, estes sensores estão

bastante desenvolvidos e são um dos mais usados em robótica.

As forças e momentos em um robô são medidos em relação ao ponto onde os

sensores estão conectados e não em relação ao ponto de contato do atuador em

relação ao meio ambiente.

83

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Em geral estes sensores são montados ente o último link do braço do robô e a garra ou

ferramenta, figura 6, mas em alguns casos estes sensores são montados dentro dos

dedos das garras, figura 7.

84


Fig. 6 : Sensores de força e momento montados entre a garra e o link.

Fig. 7: Sensores força e momento montado sobre a garra.

Normalmente a medição da força ou momento é feita através alteração da forma

causada pela aplicação de uma força.

Esta variação é sentida pelo sensor de tensão (strain gauge) que são pequenos

pedaços de material condutivo colado ao objeto que sofre ação de uma força momento.

Objetos tendem a se deformar quando submetidos a forças. A mudança na forma é

chamada STRAIN. O sensor de tensão sofre a mesma deformação que o objeto. O

sensoreamento é feito através de unidades de resistência elétrica juntamente com a 85

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009tensão passadas para o controlador para o processamento e envio de sinais

apropriados. Figura 8.

Fig. 8: Reação de um strain gauge com carga.

A relação entre a força aplicada e a mudança de resistência pode ser descrita por :

R = C x F x L

R = variação da resistência.

F = força atuante sobre a viga.

L = distância entre a linha de atuação da força atuando na viga e o sensor de tensão.

C = coeficiente constante.

O produto força pela distância descreve o momento na localização do sensor como

resultado da força F. Esta equação só é utilizada quando L é conhecida. Quando um

momento é aplicado na viga, o sensor o identifica independente do ponto aplicado,

como mostra a figura 9.

Fig. 9: Reação do momento para uma força axial

86

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009A equação para este caso é:

R = C x M

onde

M = momento na localização do sensor de tensão.

Para a medição da força e do momento, deve-se adicionar outro sensor de tensão.

A força e o momento atuantes podem ser descritos por:

RA + RB = C1 x F

RA - RB = C2 x M

Onde,

RA = mudança na resistência do sensor A

RB = mudança na resistência do sensor B

C1, C2 = constantes

Os valores RA e RB são lidos do sensor de força e F e M são tirados das equações.

Existe a possibilidade de se usar muitos sensores para a medição de forças nos 3

eixos e dos momento relativos a cada eixo. Um caminho para medir forças e momento

nos 3 eixos é mostrado na figura 10.

Fig. 10: Sensor de força e momento em 3 eixos.

Normalmente é feito a medição dos momentos das forças e não das forças

diretamente. Este método permite maior sensibilidade de medição. 87

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Os dedos da garra do robô podem ser consideradas como vigias atadas ao braço do

robô no qual sensores de tensão estão colados. A força atuante nos dedos tem direção

vertical e pode ser obtido por:

F = R / (L x C)onde

L = distância entre o strain gauge e o ponto onde o objeto é preso.

Devido as diferenças entre os objetos a serem pegos, adiciona-se um par de células

strain gauge como é ilustrado na figura 11. Sendo assim, podemos ter diferentes

pontos ao qual as forças são aplicadas.

Fig. 11: Strain gauge usados para medir forças

O momento criado pelo ponto 1 pela aplicação da força F é definida como:

M1 = F x L1

E para o ponto 2 temos:

M2 = F x L2

E pode ser derivado destas equações, como mostrado abaixo:

F = (M2 - M1) / (L2 - L1), onde

L2 - L1 é constante e igual a distância entre os pares de strain gauge.

Da última equação apresentada, observa-se que o valor da força F sobre os dados da

garra, pode ser determinado sem medidas precisas da localização de cada força

aplicada. 88

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Aplicação dos sensores de força e momento

Usa-se como exemplo o apertar parafusos, uma operação monótona e comum.

Quando é realizado por humanos, esta tarefa requer a ativação de sensores de força e

momento e, para que seja realizada por robôs, estes também deverão possuir

sensores de força e momento, como representado na figura 12.

Fig. 12: Uso de sensor de força e momento na operação de parafusar para juntar duas placas

As operações envolvidas neste processo são:

• Agarre o parafuso. O sensor é utilizado para determinar se o parafuso foi bem

preso;

• Posicionamento do parafuso;

• Apertar o parafuso. O sensor é utilizado para exercer força constante sobre o

parafuso na direção de aperto;

• Interromper o aperto do parafuso. O sensor é utilizado para identificar o final do

movimento de aperto.

Numa primeira operação, o robô utiliza um encaixe automático para prender a cabeça

do parafuso. O sensor de força identifica a adição de peso e a partir de um sinal

enviado para o computador que controla o braço, o processo vai para a próxima

operação.

Numa segunda operação, o robô posiciona o parafuso, apertando-o sobre a chapa. O

robô não tem noção da força a ser aplicada no aperto e é através de um sensor de

89

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009força em sinal é enviado para o computador indicando que uma forte força está sendo

aplicado sobre o parafuso. O robô para o trabalho e o controlador para resetar o

programa.

A forte força exercida sobre o parafuso pode ser devido as seguintes circunstâncias:

• O furo superior da chapa foi colocado errado ou não existir;

• O furo é pequeno ou o parafuso é largo;

• A garra é colocada errada.

Numa terceira operação, o parafuso é apertado, a partir da aplicação de uma força

constante sobre a cabeça do parafuso.

Numa quarta operação, o aperto do parafuso é interrompido. Quando o parafuso chega

ao final de seu curso, o sensor notifica um incremento de momento do parafuso para o

controlador.

Uso dos sensores de força e momento na finalização

A figura 13 mostra um robô polido uma peça. O processo de polimento é controlado por

um sensor de força e momento. Esta operação envolve a aplicação de uma força

constante sobre a peça. A falta destes sensores envolve 2 problemas:

• A necessidade de ensinar para o robô um caminho extremamente preciso;

• O fato que as dimensões da peça são reduzidas durante o processo.

90


Fig. 13: Robô controlado por sensores de força e momento.A adição de sensores nesta operação permite que o sistema retenha a trajetória das

forças exercidas entre o polidor e a peça, com isso temos que o uso dos sensores

produz uma precisão necessária para a tarefa.

Problemas do uso de sensores de força e momento

Aqui podemos citar como problemas a medida de valores indesejáveis juntamente com

valores de tensão e momento, apesar de muitas vezes esses valores serem

desprezíveis.

Outro problema é que os sensores normalmente são expostos a danos físicos, os quais

podem ser resolvidos com a construção de uma estrutura para absorver choques

mecânicos, como mostra a figura 14.

Fig. 14: Proteção para sensores de força.

O desenvolvimento destes sensores está ainda em um estágio inicial e seus problemas

gradativamente solucionados, propiciando assim ao uso cada vez mais intenso dos

mesmos.

SENSORES SEM CONTATO

91

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Nestes tipos de sensores não se tem o contato físico com o objeto a ser medido. As

informações são colhidas à distância, logo são menos expostos a danos físicos que os

sensores de contato.

Usa-se nestes tipos de sensores um princípio de transferência de ondas, que são

aplicadas à distância do objeto.

Os métodos de identificação utilizados nos sensores sem contato são:

• Identificação de um detetor simples, por meio de um sensor simples ;

• Identificação ao longo de uma linha, por meio de um vetor de sensores;

• Identificação por toda área, por meio de uma câmera ou matriz sensitiva.

Identificação de uma peça com um detetor simples

Feito por meio de um sensor ótico, cujo princípio de operação é baseado na

identificação da fonte de luz por meio de um detetor simples, ilustrado na figura 15.

Fig. 15: Um detetor simples

92

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Observando a figura 15, temos que a fonte de luz e o detetor são fixados em lados

opostos à esteira. Quando a caixa passa pelo ponto onde a fonte de luz é bloqueada, o

detetor sinaliza ao controlador a presença da caixa e ativa o braço do robô para pegar

a caixa e movê-la.

93

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009O princípio do sensor de proximidade ótica é ilustrado na figura 16.

Fig. 16: Sensor de proximidade ótico

A distância entre o sensor e a superfície próxima é:

X = L1 x XD / ( L - L1 )sendo:

X = distância entre o detetor e a superfície do objeto;

L = distância entre a fonte de luz e o detetor;

L1 = distância entre a fonte de luz e a cavidade do pino;

XD = distância entre o detetor e a cavidade do pino ao longo de X.

Estas variáveis possibilitam uma identificação eficiente da proximidade entre o braço e

o objeto. Uma recepção do sensor faz com que o controlador chaveie na distância X do

objeto. Esta aplicação, identifica a proximidade do braço do robô evitando colisões com

o objeto. 94

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Identificação ao longo de uma linha, por vetor de sensoreamento

Um vetor de detecção é capaz de fornecer ao controlador um grande número de

informações, muito maior do que o fornecido pelo detetor. Um vetor de sensoreamento

é composto de um número de detetores, com 1000 detetores ou mais, com distância na

ordem de 10 microns (0.0004").

controlador de robô procura o detetor na ordem na qual eles são instalados, e um sinal

é transmitido por cada detetor, identificando a presença de um objeto. O vetor de

sensoreamento fornece outras informações, como o tamanho do objeto, como mostra a

figura 17.

Fig. 17: Usando um vetor sensitivo para detectar objetos

Outro método, um feixe de luz é projetado de uma fonte de luz. Quando nenhum objeto

está presente, todos os detetores são iluminados, como mostra a figura 18. Quando um

objeto está presente, a luz não é refletida para o mesmo lugar. Em adição da

identificação de presença de objeto, o vetor de sensoreamento fornece outras

informações vitais, como o tamanho e a locação do objeto.

95


Fig. 18: Usando um vetor sensitivo para medir objetos

O feixe de luz fornece outras informações importantes sobre a orientação dos objetos,

variando-se a orientação em relação a fonte de luz, como mostra a figura 19.

Fig. 19: Vetor sensitivo para verificar a orientação de objetos

96

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Cada objeto ilumina um diferente número de detetores pela contagem dos detetores

não iluminados, a orientação do objeto pode ser critica quando o objeto deve ser

manuseado pelo robô.

Outra aplicação dos vetores d sensoreamento é a distância medida. Este método é

parecido com o método de medida com o sinal de sensor. A luz transmitida pela fonte

de luz é refletida para os detetores do vetor de sensoreamento. Somente um detetor

será iluminado pela reflexão da luz em um dado instante. A mudança da distância do

objeto do vetor de sensoreamento causa mudança na luz refletida para um detetor. A

distância pode ser calculada por: X = L1 x XD / ( L - L1 )O valor de L - distância entre a fonte de luz e o detetor - mudanças no detetor

iluminado é portanto medido.

Este tipo de sensoreamento é usado para controle de qualidade de produtos

finalizados. O sensor é montado no braço do robô e movido sobre determinados pontos

da peça, medindo a distância, comparando-a com padrões preestabelecidos. Os robôs

são capazes de medir centenas d pontos por hora.

Limitações do uso de vetores de sensoreamento:

• Imprecisão na orientação do braço. Isto causa erro na medida da distância, pois

o desvio de algumas ângulos causa a iluminação de detetores diferentes,

produzindo assim um cálculo errado da distância;

• Imprecisão na medida. Este tipo de sensor é capaz de medir somente curtas

distâncias. Grandes distâncias não podem ser medidas com precisão, pois a

intensidade da luz decresce proporcionalmente ao quadrado do aumento da

distância.

As informações fornecidas pelo vetor de sensoreamento não dão noção da superfície

ou a dimensão de um objeto, isto pode ser resolvido por dois meios:

• Movendo o objeto, mantendo fixo o vetor;

• Movendo o vetor, mantendo fixo o objeto.

Para obter informações sobre a estrutura do objeto usamos geralmente uma câmera.

97


Identificação em toda uma área, por sensoreamento com matriz sensitiva

Um grande número de pesquisas tem sido feita na cerca de desenvolvimento de

cameras para identificação de objetos. Muitos procuram criar uma similaridade entre a

câmera e o olho humano, fazendo que possamos perceber os objetos como o olho

humano.

Entretanto existe muita diferença entre o olho humano e uma câmera, na área de

processamento de informação, e certamente não podem ser imitados por nós.

Matriz de câmeras sensoras são construídas de matrizes sensoras de duas dimensões

com uma superfície comum. O número de sensores por matriz varia de 32x32 em baixa

resolução até 512x512 em alta resoluções. A distância entre os detetores é medida em

dezenas de microns.

A imagem do objeto observado é projetado na matriz sensores por meio de lentes. O

detetores são eletricamente varridos, e o sinal obtido, é proporcional o quantidade de

luz emitida. A quantidade de dados, é imensa; uma matriz de 512x512 contém 250000

detetores, cada ciclo de varredeira proporciona 250000 bits de dados.

A figura 20 mostra o esquema de processamento de informações por uma câmera.

98


Fig. 20 : Processamento de informações em uma câmera.O robô não pode operar objetos maiores que os vistos pela câmera, para identificar a

natureza, o locação precisa e o orientação do mesmo. O número de dados que podem

ser transmitidos para o robô definir a localização e orientação é menor que 250000 bits.

A informação é gerada pela câmera e transmitida para o robô. Este tipo de

processamento é chamado de patterm recognition.

Suponhamos que o objeto amostrado seja um cilindro, o sistema requer somente a

localização do centro de gravidade, portanto o objeto é iluminado por uma fonte de luz.

Ao ser observado através de uma câmera, os detetores não formam um circulo,

portanto, estes dados devem ser comparados com uma tabela guardada na minoria.

A figura 21 representa a situação de identificação de um objeto através de sua silhueta

e a figura 22 representa a identificação de um objeto por comparação de informações.

Fig. 21: Silhueta de um objeto identificado pelos sensores de luz.

Pela comparação da área do objeto com a tabela de áreas familiares, o computador

identifica o objeto cilíndrico.

99


Fig. 22: Identificação do objeto por comparação.Neste ponto, o robô "sobe" a identificação do objeto. A identificação da localização do

seu centro de gravidade na matriz sensora.

O centro de gravidade da imagem do objeto é dado pelas seguintes equações:

Xcg = 1 Z n=1 Xi

Ycg= 1 Zn=1 Yi

sendo:

Xcg coordenada-x do centro de gravidade

Ycg coordenada-y d centro de gravidade

N nº de detetores que formam a imagem

Xi coordenada-x do detetor i

Yi coordenada-y do detetor i

Como exemplo, suponhamos que a imagem ocupe 26 detetores e:

x1=3, x2=3, x3=3,...,x26=8

y1=3, y2=3, y3=4,...,y26=8

Usando as equações

Xcg = 5,35

Ycg = 5,65

Uma vez tendo localizado o centro de gravidade da imagem do objeto localizado na

matriz sensora, esta informação pode ser transformada em ordem para encontrar o

centro de gravidade do objeto atual. Esta pode ser um meio simplificado, baseado na

proporção da área da matriz sensora.

A figura 23 representa o desenvolvimento de "visão" usando-se um sensor de luz.

100


Figura 9-23 : Visão com um sensor de luz.Com o centro de gravidade encontrado, o robô pode desenvolver as atividades que foi

programado.

Neste exemplo, o objeto é perfeitamente simétrico, e a sua orientação não foi

considerada. Entretanto em casos mais complexos, alguns detalhes devem ser

observados:

1. O comprimento e a largura do objeto.

2. A orientação do objeto.

3. A existência e localização de cavidades.

4. Momento de inércia.

5. Muitas outras variedades.

Para identificar estas variáveis para um dado objeto, o contorno deve ser identificado

primeiramente. Um número de algoritmos tem sido desenvolvidos para uso de

identificação do contorno de objetos. Estes algoritmos, são definidos como detetores de

margem, são complicados e geralmente necessita de grandes softwares como

computadores com um bom processamento no tempo.

Uma câmera pode também ser usada para, identificar pontos de luz projetados pelo

objeto, e identificar a superfície. Na determinação do contorno, a câmera identifica cada

ponto e transmite as coordenadas para o computador. O computador conecta estes

pontos e determina o contorno.

Indentificação de uma faixa de luz e uma câmera é usada em arco de solda. Esta

reflexão de luz não é contínua entre as duas partes a serem soldadas, a câmera

identifica uma fenda na projeção do feixe de luz. Assim o computador identifica as

partes que requerem solda. A figura 24 representa a identificação de uma falha

estrutural através do uso de um feixe de luz.

101


102


Fig. 24 : Identificação de uma rachadura.

No arco de solda, o sensor é montado em frente à solda e inclue a fonte de luz e a

câmera. A fonte de luz ilumina a câmera através da fenda a ser soldada. A informação

da câmera habilita o controlador do robô para direcionar o seu braço e fazer operação

de solda.

Como as câmeras podem ser usadas para identificações de objetos em três

dimensões?

Um método, para objetos simples, é pela projeção de um número de faixas de luz nos

objetos e medindo as lacunas refletidas pela luz. O ângulo das fraturas e as fraturas

externas indicam o tamanho do objeto.

Outro método, para objetos mais complexos, envolve câmeras em duas localizações

diferentes. Eles olham o objeto, esteroscopicamente, como muitos olhos humanos.

Esta forma de identificação é complexa, necessitando de coordenadas entres as

câmeras e uma complicado processo de informação, que são gerados pelas câmeras.

103

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Na identificação do cilindro, necessitamos de sinais binários da câmera. Neste modo, o

computador identifica o contorno do objeto. Entretanto este método somente fornece o

contorno do objeto, não tendo informações internas do mesmo.

Para resolver não identificaremos o objeto somente em branco e preto, mas por outros

meios. Este método, chamado de escala cinza, é baseado no fato de que diferentes

superfícies refletem diferentes intensidades de luz, de acordo com o ângulo da fonte de

luz. O detetor

da câmera e o processo são destinados para diferenciar diferentes níveis de cinza.

Analisados vários tons de cinza habilita o sistema para determinar as linhas de

intersecção de duas superfícies. Estas informações são sobre a estrutura ao objeto e

não somente de seu contorno.

O número de sensores aplicados na indústria é pequeno. Muitas razões são dados

para esta situação:

• A visão dos sensores identificam somente o contorno.

• A iluminação de objetos e a recepção da luz refletida causa muitos problemas.

• Identificação de três dimensões é complicada e requer equipamentos caros e

custosos softwares.

• Identificação somente é possível quando as partes são separadas uma das

outras. Isto dificulta a identificação de partes conectadas. Este processo é

chamado bin piching.

A visão de sensores e o processamento de imagens será necessária para que possa

ser eficientemente usada na indústria. Resolvendo grandes problemas que envolvem a

compreensão dos robôs em industrias e serviços.

104


CAPÍTULO 10

A ROBÓTICA NO FUTURO

Introdução

A grande quantidade de recursos destinados ao desenvolvimento e pesquisa em

robótica já começou a dar frutos, e certamente conduzirá a grandes acontecimentos no

futuro. Várias ferramentas têm sido desenvolvidas, e fontes de energia tem sido

exploradas, para substituir o homem e ajudá-lo em seu trabalho. Atualmente o homem

ainda é uma parte importante do sistema por ser responsável pela tomada de decisão.

O principal objetivo da robótica é liberar o ser humano de tarefas difíceis e cansativas.

Para atingir esta meta muita pesquisa deve ser realizada na área de Inteligência

Artificial, para que o robô possa por si só tomar decisões e identificar os objetos ao seu

redor.

A robótica surgiu como resultado de intensa pesquisa na área de computadores e está

num estágio precoce de desenvolvimento, abrangendo as áreas de controle,

computação e inteligência artificial. A próxima etapa depende do aparecimento de

computadores que possam funcionar como cérebros. O cérebro do robô do futuro

deverá ser um computador sofisticado, rápido, com grande espaço de memória e

capacidade de analisar situações complicadas. É necessário também que seja

pequeno e tenha baixo consumo de potência.

Neste capítulo abordamos alguns aspectos importantes do uso de robôs no futuro, tais

como: a fábrica sem pessoas, os robôs pessoais e a comunicação homem-máquina.

105


Fábricas sem pessoas

Nos dias de hoje, o principal objetivo das industrias é o desenvolvimento de plantas das

linhas de produção que não requeiram a presença de pessoas. Toda a linha de

produção seria controlada por computadores que estariam conectados às máquinas,

robôs e sensores.

O computador central executá-lo planejamento de processos, fazendo a identificação e

correção de falhas. Uma ordem de produção vinda do departamento de vendas ou

diretamente dos clientes poderá ser iniciada imediatamente, de modo que as

interferências humanas serão mínimas. Esta fábrica será capaz de trabalhar

continuamente, dispensando iluminação, exceto na sala de controle central, onde

algumas pessoas estarão gerenciando o funcionamento de toda fábrica.

Robôs Pessoais

São máquinas automatizadas cuja operação não está no campo da indústria, mas em

serviços domésticos ou em ambientes comerciais como: restaurantes, escritórios, lojas,

etc.

Embora exista um mercado em potencial para robôs pessoais, não está se dedicando o

esforço necessário nesta área devido a alguns fatores :

• este tipo de robô teria um alto custo devido a complexidade;

• desempenho restrito em relação aos robôs industriais;

• o fator segurança é mais crítico devido a proximidade com pessoas;

• o robô pessoal teria problemas de precisão devido a sua necessidade de

mobilidade. Só um robô inteligente capaz de sensoriar o meio poderia superar

tais problemas.

Diversas fábricas estão projetando robôs para tarefas domésticas úteis, ou

simplesmente como brinquedos. Entre eles está o Hero1 e o Androbot, que estão

106

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009disponíveis no mercado há algum tempo, e podem ser os precursores de modelos mais

sofisticados

O Hero1, fabricado pela Heatch Company, está disponível montado ou num kit. Foi

projetado como um professor assistente e como entretenimento. Pode mover-se por

uma sala através de comando computadorizado. Possui um braço articulado que pode

pegar objetos pequenos, sensor ultrasônico, detetor de sons e sintetizador de voz .

Mede aproximadamente 60 cm.

O Androbot foi projetado pela Nolan Bushell, uma das empresas da Atary Company.

Chamado de "BOB" (Brain On Board), também possui controle computadorizado e

sintetizador de voz. Possui três microprocessadores 8088 e é montado sobre rodas que

permitem mobilidade. Mede 97 cm de altura e 60 cm de diâmetro.

As figuras 1 e 2 apresentam os robôs Hero e Androbot.

Figura 1 – Hero

Figura 2 – Androbot

107


Além dos robôs pessoais, existem pesquisas para desenvolvimento de robôs que

atuem nas mais diversas áreas, como por exemplo: exploração submarina, combate a

incêndios, mineração e também em sistemas de auto- reprodução, isto é, uma fábrica

robotizada para construir outros robôs.

Comunicação homem-máquina

Atualmente os robôs são programados para executar a mesma operação durante um

longo período de tempo. Portanto, a programação via teclado é de acesso prático e

satisfatória. No futuro, devido ao uso mais geral dos robôs e necessidade de maior

flexibilidade, esta programação se tornará muito lenta e ineficiente.

O método que substituirá o teclado será a comunicação pela voz. Muitos esforços tem

sido investidos no avanço da área de reconhecimento de linguagem e análise da

informação transmitida pela voz.

Na área de biomedicina tem-se desenvolvido próteses para substituição de membros

humanos, que, embora não é considerado parte da robótica, futuramente poderão ser

aproveitados para se construir um robô humanóide.

ConclusãoO desenvolvimento de robôs modernos prevê uma revolução na vida das pessoas,

assim como a Revolução Industrial. As máquinas serão responsáveis por trabalhos e

serviços em diversas áreas, permitindo ao homem dedicar-se a pesquisa científica,

hobbies e lazer.

108


CAPÍTULO 11

ROBÔ DIDÁTICO

Introdução

Os robôs didáticos têm sido muito utilizados na orientação de estudantes e operários

responsáveis pela operação e manutenção de robôs, devido a robótica se apresentar

como um dos campos de maior avanço tecnólogico da atualidade.

O que é um robô didático?

Embora eles possuam algumas das principais características dos robôs industriais, são

mais baratos, menores e com baixo nível de desempenho. Similares aos industriais, os

robôs didáticos são compostos por:

- Braço mecânico: Estrutura metálica de vínculos, junções e atuador com garra.

- Sistema de acionamento: Pode ser pneumático, hidráulico ou elétrico (motor DC).

- Realimentação: Conjunto de sensores que fornece ao sistema supervisório as

informações sobre o estado de vínculos em movimento.

- Computador: Responsável pelo controle eletrônico do robô.

- Fonte de energia: Providencia energia para o controlador e potência para todos

componentes.

O quadro a seguir apresenta alguns aspectos comparativos entre o robô didático e o

industrial:

. Robô Industrial Robô DidáticoCarga útil 10 a 1000 kg alguns KgPrecisão 10-2 mm 10-1 mmFuncionamento meses ininterruptos menor tempoÁrea de trabalho vários metros dezenas de cmSoftware Muitos poucos

109


CAPÍTULO 12

INTRODUÇÃO AOS TIPOS DE CONTROLE

Tipos de Controle

Os métodos de controle utilizados em robôs industriais podem ser divididos em duas

classificações principais:

• controle ponto-a-ponto

• controle por trajetória contínua.

Controle Ponto-a-Ponto

Neste método, o caminho pelo qual o robô precisará passar, até um dado ponto final, é

definido como um conjunto de pontos intermediários. Estes pontos são enviados à

memória do sistema de controle pelo usuário como parte do processo de aprendizado

do robô. O curso de um ponto intermediário a outro não é pré-determinado e não afeta

a implementação da operação principal. Muitos sistemas de controle de robôs

industriais presentes no mercado são deste tipo.

O controle ponto-a-ponto é recomendado para robôs planejados para executar tarefas

em pontos pré-determinados (por exemplo, verter misturas em moldes, carregar e

descarregar partes, ou pontos de soldagem).

Onde é necessário ultrapassar obstáculos em movimento, o operador deve planejar

antecipadamente a introdução de pontos intermediários. Uma modificação mais

sofisticada do controle ponto-a-ponto possibilita a introdução de pontos proibidos no

controle de programação. O programa irá então ser capaz de assegurar que o robô

evitará estes pontos.

O robô pode ser ensinado sobre os pontos de seu trajeto de duas maneiras:

• Movendo o robô manualmente para um ponto desejado, gravando este ponto na

memória do robô, e passando para o próximo ponto a ser ensinado - método por

aprendizagem (teach in).

110


• Definindo as coordenadas de cada ponto desejado e gravando-as na memória

do robô, sem que este tenha que ser movido fisicamente para que os pontos

sejam aprendidos - método de programação off-line.

Uma vez aprendidos os pontos do trajeto, programas podem ser escritos direcionando

o braço do robô para estes pontos, na ordem desejada, indiferentemente da ordem em

que foram ensinados.

O controle ponto-a-ponto é muito mais barato que o controle por procedimento

contínuo. No entanto, só é apropriado em operações em que o trajeto entre os pontos

definidos não é importante. Para executar caminhos mais complicados, onde é

necessário existir precisão do começo ao fim, o controle por trajetória contínua deve

ser usado.

Controle por Trajetória Contínua

Este método de controle é usado em robôs projetados para executar operações

durante o curso de movimento (por exemplo, pintura spray ou soldagem em arco).

O caminho durante o qual a operação deve ser executada é gravado pelo sistema de

controle na forma de um conjunto de vários pontos densamente arranjados em sua

extensão. Portanto, este tipo de controle necessita de uma grande quantidade de

memória e de um computador rápido o bastante para apanhar os pontos da memória,

ou para realizar cálculos de trajeto.

As coordenadas dos pontos durante o caminho são introduzidas na memória de duas

formas:

• O operador move manualmente o atuador final através do caminho desejado.

Durante o movimento, o sistema de controle memoriza o maior número possível

de pontos do percurso. O número de pontos gravados e a distância entre os

pontos dependem da velocidade em que o robô é movido e da taxa em que os

pontos são coletados na memória, chamada taxa de amostragem. A taxa de

amostragem reflete a quantidade de dados coletados em um período

determinado, e é um conceito comum no campo da computação. Após a etapa

de aprendizagem, o robô é retornado ao ponto de partida. Quando for chamado

111


para executar a operação envolvendo o caminho ensinado, os pontos serão

obtidos da memória do controlador e implementados na mesma ordem e na

mesma taxa em que foram aprendidos, significando que o robô irá duplicar o

caminho que lhe foi ensinado, durante o processo.

• O operador introduz na memória do robô as coordenadas dos pontos

importantes durante o percurso, assim como a descrição matemática a ser

seguida entre dois pontos - linha reta, percurso circular, e outros. O sistema

então planeja o caminho a partir de cálculos complexos de trajeto e move o robô

através deste caminho.

Como visto acima, este método de controle é muito mais dispendioso que o método

ponto-a-ponto. Seu uso é recomendado apenas em tarefas em que o robô deva seguir

com extrema precisão todo o percurso desejado.

112


CAPÍTULO 13

ENCODERS ÓTICOS

INTRODUÇÃO

O encoder é um dispositivo que fornece ao controlador do robô informações sobre o

status físico das várias juntas do robô (inclusive taxas de movimento). Em outras

palavras, o encoder é uma unidade de realimentação (feedback unit), que informa

sobre as posições atuais das juntas do robô, de forma que possam ser comparadas

com posições desejadas e seus movimentos sejam planejados.

Esta unidade de realimentação possibilita o controle em malha fechada, em arranjo

simples de componentes opto-eletrônicos, como na figura 1. Neste caso têm-se uma

fonte de luz, um receptor e um disco perfurado, que irá modular a recepção da luz.

Fig. 1 - Encoder ótico simples

Este disco está preso a um eixo ou motor, de forma a criar um movimento rotacional,

enquanto que a fonte de luz e o receptor estão fixos. A rotação do disco cria uma série

de pulsos pela interrupção ou não da luz emitida ao detector. Estes pulsos de luz são

transformados pelo detector em uma série de pulsos elétricos.

113

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009A frequência do pulso é diretamente proporcional ao número de rotações no intervalo

de tempo, e ao número de furos ao longo do disco.

Os encoders são geralmente montados nas juntas do robô, ou nos eixos dos motores

que atuam em cada uma das juntas. O encoder deve ser montado preferencialmente

nas juntas, pois desta forma suas informações são diretamente coletadas, evitando

possíveis incertezas de medição. Esta montagem requer um encoder de alta precisão e

desta forma mais caro. A montagem do encoder na eixo do motor pode causar um grau

de incerteza, exceto quando a taxa de transmissão é superior a 1.

A função do encoder é de fornecer informações em duas áreas:

Quantidade de movimento executado pelo motor (ou pela junta);

Direção do movimento (horário ou anti-horário).

Informações adicionais, tais como taxa de movimento, podem ser obtidas pelo cálculo

da divisão da quantidade de movimento pelo intervalo de tempo decorrido para tal

movimento.

Encoders óticos podem ser divididos em dois grupos:

• Encoders Incrementais;

• Encoders Absolutos.

114

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009ENCODERS ÓTICOS INCREMENTAIS

Este tipo de encoder fornece informações sobre o movimento executado e a direção da

rotação do motor (figura 2).

Fig. 2 - Encoder ótico incremental

Para determinar a quantidade de movimento realmente executada pelo motor, um disco

com uma única fileira de furos é suficiente. Porem, para determinar a direção da

rotação, precisa-se de duas fileiras de furos no disco (como visto na figura 2). Para

demonstrar o método utilizado para determinar o sentido de rotação, considere os

sinais recebidos de dois detectores de luz, em quatro passos:

PASSODETECTOR EXTERNO

DETECTOR INTERNO

Passo 1 luz escuroPasso 2 Luz luzPasso 3 Escuro luzPasso 4 Escuro escuro

Os detectores de luz transformam os estados de luz e escuro em sinais elétricos

digitais. Luz é transformado em 0 lógico e escuro em 1 lógico. Como resultado, quando

o disco é movimentado no sentido anti-horário, o microprocessador recebe dos

detectores uma série de sinais elétricos, como indicado na tabela a seguir: 115



DETECTOR INTERNO

Passo 1 0 1Passo 2 1 1Passo 3 1 0Passo 4 0 0

Quando o movimento for no sentido horário, a série de sinais elétricos será como

descrito na tabela a seguir:


DETECTOR INTERNO

Passo 1 0 1Passo 2 0 0Passo 3 1 0Passo 4 1 1

Cálculo da resolução de um motor conectado a um encoder otico incremental

Na figura 2 é possível observar que o disco possui dois anéis concêntricos de furos.

Cada par de furos (anel interno e anel externo) compõe uma unidade de contagem. O

disco mostrado na figura 2 possui 6 pares de furos e desta forma 6 unidades são

contadas a cada rotação completa do disco.

Assim pode-se deduzir que a resolução (S) é: circunferência do disco (em graus)

S = num. de pares de furos no disco

Em termos matemáticos: 360

Sn = n, n é o número de pares de furos.

Portanto a resolução do encoder da figura 2 é: 360

S6 = 60

Os encoders óticos incrementais não fornecem informação sobre a localização

absoluta do eixo de movimento no espaço. Mais precisamente, eles fornecem a 116

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009quantidade de movimento executada pelo eixo, começando do momento em que o

computador é ativado e o movimento começa. Se o sistema é desligado ou ocorre uma

queda de energia, a informação da localização do eixo de movimento é perdida.

Quando o sistema for religado, a posição dos eixos de movimento devem ser re-

fixadas. Somente após isto ser feito, o controlador poderá identificar a posição do robô

novamente.

Apesar de fornecer informações incompletas, os encoders incrementais podem ser

utilizados como dispositivos de realimentação para muitos sistemas industriais, através

do uso de softwares especiais que analisam o número de pulsos enviados e calculam a

posição relativa e a velocidade da junta em movimento.

ENCODERS ÓTICOS ABSOLUTOS

Os encoders óticos absolutos fornecem informações mais rigorosas que os encoders

óticos incrementais. Possuem a capacidade de informar a posição física do robô assim

que ele é ativado, sem a necessidade de fixação da posição inicial. Isto é possível

porque o encoder transmite, para o controlador, um sinal diferente para cada posição

da junta.

A figura 3 mostra um disco contendo 4 anéis de perfurações e está dividido em 16

seções da arcos iguais, contendo cada uma um arranjo diferente de furos. Desta forma,

cada seção possui uma combinação diferente de furos, possibilitando uma combinação

diferente de sinais recebidos pelos 4 receptores. Quando o sistema é ativado, o

controlador identifica a combinação dos sinais recebidos pelos receptores e transforma

na exata localização da junta do robô no espaço.

117


Fig. 3 - Encoder ótico absolutoO número de anéis utilizados em um disco depende do grau de resolução de que se

necessita. Quanto maior o número de anéis, maior será o número de combinações de

sinais e maior será a resolução do dispositivo (figura 4).

Fig. 4 - Incremento da resolução do encoder

O cálculo da resolução (S) do encoder absoluto é dado por: circunferência do disco (em

graus)

S = num. de segmentos no disco

Em termos matemáticos: 360

118


Capítulo 14

Entradas e Saídas: Comunicação entre o robô e seu ambiente.

INTRODUÇÃOAté o momento, foi vista uma descrição do robô e seus vários componentes. Mas deve-

se ter em mente que o robô não realiza seu trabalho em um ambiente isolado e, sim,

serve máquinas ou outros robôs. Logo, é muito importante coordenar a temporização e

as operações de todos os componentes do sistema.

Para garantir esta coordenação, ou sincronização, entre o robô e seu ambiente,

utiliza-se de entradas e saídas. Entradas são sinais do ambiente para o robô. Saídas

são sinais do robô para o ambiente . As seções seguintes discutirão entradas e saídas

e como elas trabalham.

ENTRADAS

Suponha, por exemplo, um transportador onde as peças não são distribuídas

regularmente. Compondo o sistema há, também, um robô que tem por função

descarregar as peças do transportador. Prevê-se, de imediato, que a chegada da peça

no ponto de descarga não pode ser prevista com exatidão. Como o robô pode saber

quando a peça que deve ser descarregada, chegou no ponto de descarga?

Isto pode ser resolvido com a instalação de uma chave no transportador, no ponto no

qual o robô descarrega as peças que estão chegando.

A chave, que pode ser mecânica, óptica ou outra, é um dispositivo que conecta ou

desconecta dois condutores elétricos. A figura 1 mostra uma chave mecânica.

119


Fig. 1 - Chave mecânica

A seqüência para fazer uma conexão elétrica começa com uma pressão que deve ser

exercida na alavanca, que empurra o pino. O pino, então, fecha a chave e uma

conexão elétrica (curto-circuito) é criada entre os condutores. Ambos condutores são

conectados ao controlador, que pode, assim, identificar o status da chave (aberta ou

fechada).

Quando uma peça no transportador alcança o ponto de descarga, ela pressiona a

microchave, que fecha a chave. O controlador identifica o curto resultante entre os dois

terminais dos condutores, e atua no braço mecânico do robô que agarra a peça que

pressionou a alavanca, e descarrega a peça do transportador, de acordo com o

programa armazenado na memória do computador. A figura 2 ilustra este método.

Fig. 2 - Operação da chave mecânica

120

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009A figura 3 mostra um outro método de solucionar o problema de descarga. Este

sistema é composto de uma fonte de luz e um detector de luz montado no lado oposto

do transportador. Até a peça chegar no ponto de descarregamento, o detector "vê" a

fonte de luz e emite um certo sinal elétrico para o controlador. Quando a peça chega no

ponto, ela bloqueia o campo de visão entre a fonte de luz e o detector. O detector

então, muda o nível do sinal elétrico que é transmitido ao controlador.

Fig. 3 - Posicionamento com detector

A entrada óptica é geralmente mais prática em aplicações deste tipo. Contudo, a

máxima distância entre a fonte de luz e os detectores é muito limitada, e paralelo a

isso, eles podem sofrer mal funcionamento devido a interferências de luz de seus

arredores.

SAÍDAS

O princípio das saídas é similar ao das entradas. Saídas são também projetadas para

prover sinalização entre o robô e seu ambiente e/ou operar equipamentos externos e

máquinas.

Imagine um robô cuja tarefa é agarrar uma broca, trazê-la para a posição acima da

peça de trabalho, fazer um furo dentro de um certo período de tempo, parar a broca, e

levá-la para a próxima posição de perfuração. O problema nesta aplicação é controlar a

broca. Não é conveniente que a broca gire através de toda a operação, já que

121

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009desperdiçaria eletricidade e provocaria sobreaquecimento da mesma. Logo, sua

operação deve ser controlada, a fim de que a broca seja ligada no exato momento

acima de cada posição de perfuração, e seja desligada depois de cada operação

completa de perfuração. Este controle pode ser feito através de sinais de saída

presentes no sistema do robô. O controlador sabe quando a broca está posicionada

exatamente acima do ponto de perfuração. No ponto exato, o controlador comanda

uma saída para girar a broca. A broca é desligada após completar a perfuração de

cada furo, por meio da mesma saída.

Como fazer este tipo de saída trabalhar?

Isto pode ser feito através do uso de um relê, como mostra a figura 5.

Fig. 5 - Chave magnética

Um relê é composto de dois componentes básicos: uma bobina e uma chave. Quando

relê é ativado, uma corrente "I" flui através da bobina. Como resultado, um campo

magnético é criado perto da bobina. Este campo atrai a chave, fechando-a. A chave

fica nesta posição enquanto a corrente fluir na bobina. Quando a corrente para de fluir,

o campo magnético torna-se inativo, e a chave abre.

Agora, como os relês podem ser integrados ao sistema do robô, e como eles podem

ser usados para solucionar o problema de perfuração descrito acima? A figura 6 mostra

como isto pode ser feito.

122


Fig. 6 - Esquema de ligação do relê

123


Os terminais C e D do relê são conectados em série ao circuito que inclui um motor

elétrico, que opera a broca, e uma fonte de tensão para o motor. Enquanto a chave

permanece aberta, não flui corrente através do motor, que não gira. O motor começará

a girar quando a chave fechar.

Os terminais A e B do relê são conectados ao controlador. O controlador pode enviar

corrente através da bobina do relê em um determinado instante, fechando o relê e

ativando o motor.

Em contraste com as entradas, que são componentes passivos, habilitando o

controlador a verificar as chaves, saídas são componentes ativos que realmente

operam dispositivos externos.

As entradas de um robô são freqüentemente usadas para controlar a duração da

ativação de uma saída do robô. A saída é ativada quando uma certa entrada é fechada,

e desativada quando a entrada abre.

124


Capítulo 15

Introdução à movimentação e modelamento do Robô

Utilizamos a regra da mão direita para identificar os eixos de atuação de um robô.

A figura abaixo mostra o modelamento cartesiano de um robô com grau de liberdade seis.

125

X0 Y0

Z0X1Y1

Z1

X2Y2

Z2

X7Y7

Z7

X6 Y6

Z6


MODELO CINEMÁTICO

O objetivo é calcular a matriz de transformação homogênea que relaciona a iésima

referência com a referência i-1.

Para isto faz-se uso dos parâmetros de todas as juntas, obtendo todas as matrizes dos

movimentos de cada junta em relação ao anterior.

Finalmente encontramos a matriz de transformação homogênea que fornece posição e

orientação da garra do robô em relação a sua base, essa matriz é importante para o

desenvolvimento de um controlador .

DESENVOLVIMENTO DAS EQUAÇÕES (rotação)

Considerando os pontos u e v e os ângulos, temos que:

• Xu = r cos θ

• Yu = r sen θ

• Xv = r cos (θ + θ1)

• Yv = r sen (θ + θ1)

temos ainda que: r = √ Xu² + Yu² = √ Xv² + Yv²

126

Rotação em torno de Z


Xv = r cos (Φ + Φ 1)

Xv = r.[cos(Φ + Φ1)] = r[cos Φ . cos Φ1 - sen Φ . sen Φ1]

Xv = r.cos Φ . cos Φ1 - r.sen Φ . sen Φ1

Xv = r.cos Φ . cos Φ1 - r.sen Φ . sen Φ1

Xv = Xu . cos Φ1 - Yu . sen Φ1

Xv = Xu . cos Φ1 + Yu . (- sen Φ1)

Yv = r sen (Φ + Φ 1)

Yv = r.[sen Φ + Φ1)] = r[sen Φ . cos Φ1 + sen Φ1 . cos Φ]

Yv = r.sen Φ . cos Φ1 + r.sen Φ1 . cos Φ]

Yv = r.sen Φ . cos Φ1 + r.sen Φ1 . cos Φ

Yv = r.sen Φ . cos Φ1 + r.cos Φ . sen Φ1

Yv = Yu . cos Φ1 + Xu . sen Φ1

Vetorialmente temos:

127

Sen (Φ + Φ1) = sen Φ . cos Φ1 + sen Φ1 . Cos ΦCos (Φ + Φ1) = cos Φ . cos Φ1 - sen Φ . sen Φ1

Xv

Yv=

cos Φ1 Xu

Yu

- sen Φ1

sen Φ1 cos Φ1.

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Em torno de Z

Em torno de Y

Em torno de X

128

Xv

Yv

=

cos Φ1 Xu

Yu

- sen Φ1

sen Φ1 cos Φ1

.Zv 0 0 1 Zu

0

0

0 10 01 1

0

0

0

Xv

Yv=

cos Φ1 Xu

Yu

- sen Φ1

sen Φ1

cos Φ1 .Zv

0

0

1

Zu

00

0 10 01

0

0

1

0

Xv

Yv=

cos Φ1

Xu

Yu- sen Φ1

sen Φ1 cos Φ1 .Zv

0 01

Zu

0

0

1

0

1 1

0

0

0

0 0


DESENVOLVIMENTO DAS EQUAÇÕES (Translação)

Um ponto pode ser transladado a uma distância finita no espaço tendo como referência

os eixos cartesianos XYZ.

Para transladar um ponto utilizamos um operador de translação, que é dado como uma

matriz identidade.

Na forma de matriz homogênea inserimos a magnitude da translação (q) no eixo

desejado.

Portanto podemos afirmar que:

P2 = OT(q) . P1

129

1

1

1

0

0

0

0

0

0

OT =

1

1

1

0

0

0

0

0

0

OT =

qX

qY

qZ

0 0 0 1

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Dada aa seguinte coordenada: P1 = (2, 4, 0 )

Graficamente temos:

Determine o ponto P2, transladando esse ponto em 2 unidades em relação ao eixo X,

temos:

Pelo teorema podemos encontrar o ponto P2.

P2 = OT(q) . P1

130

P1 P2

P1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

P2 =

2

0

0

0 0 0 1

2

4

0

1

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Xv = 2 + 2 = 4

Yv = 4

Zy = 0

Portanto, o ponto P2 é dado por: (4, 4, 0)

POSICIONAMENTO DO ROBÔ (translação e rotação)

Quando o braço do robô executa movimentos de rotação e translação, podemos

encontrar a posição da garra com a matriz homogênea abaixo.

Onde:

PA1 - Coordenada do ponto A1

(A1A2)Rot - Matriz de rotação entre os pontos A1 e A2

(A1B2)Orig - Matriz da distancia entre os pontos A1 e A2

PA2 - Coordenada do ponto A2

131

1

PA1

(A1A2)Rot (A1A2)Orig

0 0 0 1 1

PA2

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Exemplo: Deseja-se rotacionar o vetor PA1 = ( 3, 7, 0 ) de 30 graus em torno do eixo Z

e transladá-lo de 10 unidades em relação ao eixo X e 5 unidades em relação ao eixo Y.

Determinar PA2.

Resolução

Xv = 0,866 . 3 + [(7 . (-0,5)] + 10Xv = 2,598 + [ - 3,5 ] + 10Xv = 2,598 - 3,5 + 10Xv = -0, 902 + 10Xv = 9, 098

Yv = 0,5 . 3 + (7 . (0,866) + 5Yv = 1,5 + 6,062 + 5Yv = 7,562 + 5Yv = 12,562

Zv = 0

132

Xv

Yv

=

cos Φ1 Xu

Yu

- sen Φ1

sen Φ1 cos Φ1 .Zv 0 0 1 Zu

0

0

1 0 10 0 1

5

10

0

Xv

Yv

=

0,866 3

7

-0,5

0,5 0,866 .Zv 0 0 1 0

0

0

1 0 10 0 1

5

10

0

Xv = 9,098Yv = 12,562Zv = 0


133


Capítulo 16

Programação do Robô Mitsubishi RV-E2

Ligar o controlador Para ligar o controlador do robô posicione o botão POWER na posição ON.

Ligar os servo motoresSelecione na tecla ENABLE/DISABLE, a posição ENABLE.Selecione RUN e habilite os servos motores.

Operação manualUtilizamos o “TEACH PEDANT” para executarmos movimentos variados. No botão

ENABLE/DISABLE coloque na posição ENABLE.

Obs.: Para mudar a velocidade pressione STEP/MOVE + SPD e a emergência do robô

pressione o botão STOP (EMG).

134

Motor do eixo X

Motor do eixo Y

Motor do eixo Z

Motor do eixo A

Motor do eixo B

Motor do eixo C

Back up Baterias

Válvulas Pneumáticas

Cartão de Interface

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/20091. Movimentando o robô no modo JOINT.

Selecione o modo de movimento JOINT pressionando STEP/MOVE + JOINT

Para movimentar do eixo X.

Pressione STEP/MOVE + X

Para movimentar o eixo Y

Pressione STEP/MOVE + Y

Para movimentar o eixo Z

Pressione STEP/MOVE + Z

Para movimentar os eixos do robô pressione STEP/MOVE + tecla referente ao eixo.

O robô Mitsubishi possui além das juntas citadas acima as juntas A e C, sendo que a

junta C é responsável pela rotação da garra.

2. Movimentando o Robô no modo cartesiano XYZ.

Selecione o modo de movimento cartesiano XYZ pressionando STEP/MOVE + XYZ

Para movimentar os eixos do robô pressione STEP/MOVE + tecla referente ao eixo.

3. Fechando/ abrindo a garra do robô

Para abrir a garra pressione HAND + C.

Para fechar a garra pressione HAND + (-C)

Fazer um programaA programação é baseada em seqüência de posições gravadas neste caso o estado de

interpolação da garra também será gravado.

Confirme cada passo do programa recém criado e confirme que o programa trabalhe

apropriadamente.

Para o programa em ciclo contínuo coloque a tecla ENABLE/DISABLE em DISABLE

pressione START no controlador.

CUIDADO: VERIQUE PASSO A PASSO OS PONTOS GRAVADOS ANTES E COLOCAR O ROBÔ EM CICLO AUTOMÁTICO.

135


Criando um novo programa

Na tecla ENABLE/DISABLE posicione DISABLE e após ENABLE. O menu de seleção

de tela aparecerá.

Selecione “1. TEACH” e pressione [ N° do programa ].

Pressione [INP/EXE]

Aparecerá o programa selecionado, o número do passo e a mensagem “NO DATA”

isso indica que o programa que você selecionou e um programa novo e que não há

dados gravados.

Gravando pontos

Pressione STEP/MOVE + JOINT.

Pressione STEP/MOVE + [tecla da junta]

Pressione STEP/MOVE + [ADD I] e libere [ADD I] o alarme emitira um sinal sonoro,

para confirmar aperte a tecla ADD novemente.

Execução automática no controlador

Colocar a tecla ENABLE/DISABLE na posição DISABLE após gravar todos os pontos.

O display do controlador mostrará o numero do programa atual com um ponto.

OBS.: Para o robô parar em qualquer posição aperte STOP e para continuar o

programa aperte START.

Inserir uma posiçãoColocar a tecla ENABLE/DISABLE na posição DISABLE e em seguida em ENABLE.

Selecione o programa que o dado deverá ser inserido e aperte a tecla INP/EXE.

Digite o número do passo que o dado será inserido.

Através do TEACH PEDANT posicione na posição desejada e adicione o ponto

apertando STEP/MOVE + ADD.

136

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Deletando um ponto

Colocar a tecla ENABLE/DISABLE na posição DISABLE e em seguida em ENABLE.

Selecione o programa que o dado deverá ser inserido e aperte a tecla INP/EXE

Digite o número do passo que o dado será deletado.

Através do TEACH PEDANT posicione na posição desejada.

Aperte STEP/MOVE + DEL e confirme após o “bip” a tecla DEL.

Inserindo condições (abrir e fechar garra)

Mova o robô para a posição desejada e selecione TEACH.

Digite o programa o qual a condição será inserida.

Selecione a linha e aperte STEP/MOVE + INP/EXE.

Aperte a tecla COND.

Digite o “bit” (relacionado com a função) e confirme com a tecla INP/EXE.

Mova o cursor com a tecla RPL até a posição desejada e confirme com a tecla

INP/EXE..

Inserindo condições (temporização)



Mova o cursor com a tecla RPL até a posição SET TIMER.

Digite o valor de temporização em segundos.

Ciclo único e contínuo no TEACH PEDANT



137

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Colocar a tecla ENABLE/DISABLE na posição DISABLE e em seguida em ENABLE.

Selecione RUN e em seguida START.

Coloque o cursor em MD através da tecla RPL e selecione o valor correspondente.

Confirme através da tecla INP/EXE.

138


Capítulo 16

Programação do Robô Kawasaki JS06

Robô Kawasaki modelo JS06, possui seis graus de liberdade.

PRINCIPAIS COMANDOS DO ROBÔ KAWASAKI JS06

1. Edit inicia e modifica um programa

2. S Seleciona e visualiza o passo desejado

3. IInsere um novo dado

4. DCancela um comando

5. ESair do editor de programa (exit)

6. DirVisualiza os programas gravados na memória

139


7. ListLista o programa desejado

8. SpeedDetermina a velocidade do movimento do robô

9. ExExecuta o programa selecionado

10.AbortAborta o programa em execução

11.HoldPara a execução do programa

12.KillInicializa o estado de execução

13.DoExecuta um passo independente uma instrução do programa

14.HereDefine uma variável de posição quando existe uma posição atual

15.AccurancyDetermina a exatidão do posicionamento do robô

16.HomeDetermina a posição de descanso do robô

17.BrakeParada imediata do movimento do robô

18.BreakRetarda a execução do passo sucessivo para finalizar o final do passo atual

19.MoveMovimenta o robô até a posição desejada

20.DelayParada do movimento do robô em um tempo especificado.

140


21.CallChama uma rotina ou programa

22.TwaitExecuta o passo seguinte após um intervalo de tempo

23.SignalSeta ou reseta um sinal binário

24.PulseAtiva um sinal por um tempo especificado

25.AlwaysForça a movimentação na mesma velocidade

26.JmoveMovimento de interpolação de junta

27.LmoveMovimento de interpolação linear

28.GotoTransfere a execução para uma linha preestabelecida

29.IfInsere uma condição

30.ChiudiFechar a garra do robô

31.ApriAbre a garra do robô

141

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009MARCANDO UM PONTO NO ESPAÇO

Para marcar um ponto, movimente o robô até a posição desejada com o auxílio das

teclas do Teach Pedant. A movimentação pode ser em módulo junta ou base.

Ao posicionar o robô, desabilite o Teach Pedant e através do controlador digite o

comando (Here # nome do ponto).

Para movimentar o robô com o Teach Pedant, coloque as chaves do controlador nas

posições TEACH e RUN, pressione o dispositivo de segurança no Teach Pedant e

aperte o botão MOTOR POWER.

EDITANDO UM PROGRAMA

Digite no controlador o comando (EDIT nome do programa) e pressione ENTER no

teclado.

Insira os pontos que foram salvos anteriormente com os comandos (JMOVE # nome

do ponto).

TESTANDO E MOVIMENTANDO O ROBÔ ATRAVÉS DO CONTROLADOR

Digite no controlador o comando (DO JMOVE # nome do ponto)

142

Prof. André Pimentel Robótica IndustrialProf. Geraldo Ramalho rev.000 jan/2009Bibliografia

• Apostila do professor da UNESP - Marcelo N. Franchin

• Manual do Robô SCORBOT ESHED ROBOTEC

• Manual do Robô Mitsubishi.

• Manual do robô Kawasaki

143

Documents

Robótica Geraldo Ramalho