Técnico em

Mecatrônica

Federação das Indústrias do Estado de Minas Gerais - FIEMG

Juiz de Fora

2015

Presidente da FIEMG Olavo Machado Júnior

Diretor Regional do SENAI Cláudio Marcassa

Gerente de Educação Profissional Edmar Fernando de Alcântara

Federação das Indústrias do Estado de Minas Gerais - FIEMG Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial - SENAI Departamento Regional de Minas Gerais CIDT Luiz Adelar Scheuer

Robótica

Carlos Henrique Monteiro

Juiz de Fora 2015

© 2015. SENAI. Departamento Regional de Minas Gerais

SENAI/MG CIDT Luiz Adelar Scheuer

Ficha Catalográfica

SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional de Minas Gerais

FIEMG Av. do Contorno, 4456 Bairro Funcionários 30110-916 – Belo Horizonte Minas Gerais

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Sumário

Sumário Prefácio ....................................................................................................................... 6 1 - Introdução .............................................................................................................. 7

2 – Histórico dos Robôs na Indústria ........................................................................... 8 2.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS ROBÔS ............................................................................ 9 2.2 SISTEMA DE CONTROLE DOS ROBÔS .............................................................................. 10 2.3 TIPO DE MOBILIDADE DOS ROBÔS ....................................................................... 11 2.4 ESTRUTURA CINEMÁTICA............................................................................................... 12 2.5 GEOMETRIA DOS ROBÔS ....................................................................................... 12 2.6 PRINCÍPIO DE ACIONAMENTO ............................................................................... 14 2.7 APLICAÇÃO DOS ROBÔS ................................................................................................. 15

Casos e Relatos ......................................................................................................... 17 Recapitulando ............................................................................................................ 18

3 – Características dos Robôs Antropomórficos Industriais ...................................... 19 3.1 NÚMERO DE EIXOS ....................................................................................................... 20 3.2 GRAUS DE LIBERDADE ................................................................................................... 20 3.3 INTERPOLAÇÃO ............................................................................................................. 20 3.4 WORK ENVELOPE OU VOLUME DE TRABALHO ................................................................... 21 3.5 PAYLOAD OU CAPACIDADE DE CARGA .............................................................................. 22 3.6 CONECTIVIDADE ........................................................................................................... 22 3.7 PARÂMETROS DE MOVIMENTAÇÃO ................................................................................. 22 3.8 PARÂMETROS FUNCIONAIS ............................................................................................ 24 3.9 PARÂMETROS DE COMANDO .......................................................................................... 25 3.10 MOVIMENTOS PARA PROGRAMAÇÃO DOS ROBÔS .......................................................... 27

Casos e Relatos ......................................................................................................... 30 Recapitulando ............................................................................................................ 31

4 - PROGRAMAÇÃO ................................................................................................ 32 ROBÔS (ESHED ROBOTEC) .......................................................................................... 33 CARACTERÍSTICAS DO ROBÔ: ..................................................................................... 34 TEACH PENDANT ........................................................................................................... 34

5- PROGRAMAÇÃO DE ROBÔS (ESHED ROBOTEC) .......................................... 37 CRIAR OS VETORES DE PONTOS NO ROBÔ USANDO ATS ...................................... 37

6 – Anexos ................................................................................................................ 45 6.1 – Exemplo - Robos Mitsubishi ................................................................................. 45 6.2 – Situação Problema .................................................................................................. 55

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Prefácio

“Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento”.

Peter Drucker O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação. O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país, sabe disso, e ,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência:” formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de educação continuada.” Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento, na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização se faz necessária. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações – internet- é tão importante quanto zelar pela produção de material didático. Isto porque, nos embates diários, instrutores e alunos, nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos. O SENAI deseja, por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada !

Gerência de Educação Profissional

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1 - Introduçã o

Neste livro, estudaremos as principais características dos robôs industriais. Vamos

abordar os principais aspectos do uso de robôs na indústria e as características e os

movimentos de um robô antropomórfico industrial articulado, muito utilizado no

desenvolvimento de sistemas automatizados na área de mecatrônica. Nosso objetivo é

contribuir para a compreensão desses sistemas robotizados nos processos industriais.

Desse modo, iniciaremos nosso estudo conhecendo o histórico dos robôs na indústria

e as premissas que priorizam a segurança do homem e, posteriormente, do próprio

robô. Veremos a necessidade de flexibilização desses equipamentos para os mais

variados tipos de serviços e aplicações, em ações como manipulação, soldagem,

montagem, pintura, entre outros. Estudaremos também, as características, as variações

de construção física e as diferentes interpretações geométricas relacionadas aos

movimentos. Aprenderemos que os movimentos dos robôs podem ser realizados por

meio de sistema de controle remotamente operado ou autômato, e outros aspectos

fundamentais.

Já no capítulo Características dos Robôs Antropormóficos Industriais, estudaremos as

características desses equipamentos em função do número de eixos, dos graus de liberdade,

da interpolação, da capacidade de carga ou payload, assim como a velocidade,

aceleração, acurácia, repetibilidade e conectividade. Também veremos como funcionam

os freios, os encoders, os ciclos start, stop e hold. Conheceremos o painel de comando

conhecido como teach pendant e seus vários comandos.

Por fim, entenderemos os movimentos de um robô antropomórfico industrial

articulado, que é um dos mais utilizados em sistemas mecatrônicos, e os dois tipos de

elementos essenciais na programação de movimentos de um robô: os pontos e os tipos

de deslocamento. Aprenderemos a programar esses pontos em relação aos seus

movimentos. Veremos que, embora existam variações entre as linguagens de programação

dos diferentes fabricantes de robôs industriais, na maioria dos casos, serão encontrados os

tipos de movimento interpolado, linear, circular e em sequência de movimentos.

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2 – Histo rico dos Robo s nã Indu striã

Em 1921, Karel Čapek, dramaturgo tcheco, utilizou o termo robota em uma peça de

teatro apresentada em Nova Iorque. Em eslavo, essa palavra significa “trabalho

compulsório”, ou, ainda, “trabalho escravo”. Algumas décadas após, um famoso autor de

ficção científica, Isaac Asimov, popularizou o tema em sua obra “Eu, robô”, que continha as

três leis da robótica. Embora se tratassem de ficção, essas leis refletiam as premissas

básicas de funcionamento de equipamentos robóticos, priorizando a segurança do

homem e, posteriormente, do próprio equipamento. Veja, no Quadro 1, as três leis:

Com a crescente industrialização do pós-guerra, muitas indústrias passaram a adotar

processos automatizados em suas linhas de produção, buscando produzir de forma

mais rápida e com maior repetitividade. Setores como o da indústria automotiva

impulsionaram o uso de sistemas automatizados nas linhas de produção. A automação

passa a contar com a multidisciplinaridade da eletrônica e, mais recentemente, da

informática, permitindo que os processos automatizados fossem cada vez mais

complexos, mais específicos e de menor custo.

A necessidade de flexibilização dos processos produtivos gerou, cada vez mais,

a necessidade de equipamentos multifuncionais que pudessem ser aplicados em ações

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de manipulação, soldagem, montagem, pintura, entre outras. Nesse contexto, algumas

empresas passaram a criar manipuladores multipropósito programáveis, que eram

controlados automaticamente, realizando movimentos de forma planejada e

repetitiva. Surgiram, então, os primeiros robôs industriais.

Atualmente, as aplicações típicas para a robótica na indústria são as mais diversas,

existindo variações nas características dos robôs para poder atendê-las. Robôs de

soldagem devem possuir uma boa quantidade de graus de liberdade, permitindo a

realização de movimentos que facilitem a soldagem em pontos de difícil acesso. Já

robôs de pintura devem ser leves, rápidos e suportar ambientes com aspersão de tintas

e solventes. E os robôs de manipulação, por sua vez, devem ser versáteis e suportar

cargas maiores (FIGURA 1).

b

)

Figura 1 - Robôs industriais - a) robô de soldagem b) robô

de manipulação

2.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS ROBÔS Dentre as várias características dos robôs industriais, destacamos as principais, que

classificamos quanto ao seu sistema de controle, ao tipo de mobilidade, à estrutura

cinética, a sua geometria, seu princípio de acionamento e sua aplicação, conforme descrito

no Quadro 2, a seguir.

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2.2 SISTEMA DE CONTROLE DOS ROBÔS

Quanto ao sistema de controle, um robô pode ser classificado em dois tipos:

remotamente operado, controlado por um operador; ou autômato, sem a necessidade de

interação com o operador.

Remotamente operado: embora possa haver algum grau de independência nesses

robôs, seus movimentos são controlados por um operador. São geralmente utilizados com

o intuito de estender as ações humanas de forma segura como, por exemplo, os robôs

terrestres de inspeção e os drones

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Autômato: seus movimentos são gerados por um Controlador Programável (CP),

permitindo agir de forma independente, sem a necessidade de interação com o operador

durante o uso. Os robôs autômatos são muito utilizados em processos automatizados na

indústria. A Figura 4 apresenta um robô autômato.

2.3 TIPO DE MOBILIDADE DOS ROBÔS

A mobilidade dos robôs está associada principalmente a sua utilização. Os robôs são

classificados em fixos, geralmente utilizados na indústria, e os móveis, utilizados em aplicações

diversas como, por exemplo, o robô Opportunity que está em Marte desde 2004.

Os robôs fixos possuem sua base afixada ao solo ou a um ponto específico, por isso sua

maior aplicação é em montadoras, fazendo parte das linhas de produção. Já os móveis

podem se deslocar pelo solo, geralmente por meio do uso de rodas ou de dispositivos que

simulam pernas. Esses robôs também são utilizados na indústria como dispositivos de

transporte automatizado (AGVs) ou como dispositivos de inspeção de tubulações ou

espaços confinados.

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2.4 ESTRUTURA CINEMÁTICA

A estrutura cinemática dos robôs, assim como seu controle e mobilidade, é

classificada de duas formas: o movimento dos eixos pode ocorrer em série ou em

paralelo. Nos eixos em série, o movimento gerado é composto pela disposição em série

de suas articulações. É o tipo mais comum de robô aplicado na indústria. Já nos eixos em

paralelo, o movimento gerado é dado pela articulação sincronizada de mais de uma

articulação, permitindo uma maior aplicação de força, menor peso e maior velocidade,

embora o sistema de controle se torne muito mais complexo. É utilizado em processos de

usinagem e de manipulação. A Figura 5 ilustra esses dois tipos de estrutura.

2.5 GEOMETRIA DOS ROBÔS

O tipo de movimentação dos robôs determina sua geometria. Essa geometria tem como base o

sistema de coordenada cartesiano para posicionamento, e coordenadas cilíndricas e esféricas para a

orientação. Essas geometrias podem ser encontradas em várias combinações de configurações

rotacionais e lineares, dependendo da sua aplicação.

Robô de coordenadas cartesianas: movimentação dos eixos em linhas retas (lineares), coincidentes

com o plano cartesiano, permitindo movimentos de deslocamento nos eixos X, Y e Z. Muito utilizado

como robôs de usinagem, de transporte ou manipulação. Não costumam ser muito rápidos e,

geralmente, são de grandes dimensões. Veja um exemplo na Figura 6.

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Robô de coordenadas cilíndricas: combina movimentos

lineares com movimentos rotacionais. Geralmente o movimento

rotacional ocorre no eixo de fixação à base. Esse robô tem sua

maior aplicação em processos de montagem e manipulação.

Podemos observar, na Figura 7, que o volume de trabalho

(alcance) da garra do robô forma um cilindro, o que caracteriza

sua classificação quanto à geometria. Um tipo de robô muito conhecido nas indústrias, que

possui geometria cilíndrica, é o Selective Compliance Assembly

Robot Arm (SCARA) que é descrito como um braço robótico

para montagem com flexibilidade seletiva, ou seja, trata-se de um

sistema que combina a apresentação de um robô cilíndrico com

um robô articulado. Apresenta ainda um movimento linear,

geralmente sendo esse no eixo mais próximo à ferramenta. Esse

tipo de robô, conforme mostrado na Figura 8, é muito utilizado

em processos de montagem, pois oferece velocidade e rapidez.

Robô de coordenadas esféricas: nesse tipo de geometria, a área de abrangência do robô é

determinada por uma esfera. Há combinações com eixos lineares e rotacionais ou, somente, com eixos

rotacionais. Podem ser utilizados para montagem e manipulação. Um robô esférico bastante comum é

o que possui somente eixos rotacionais, que também é conhecido como robô articulado ou de

coordenadas de revolução, como demonstra a Figura 9. Esse tipo de robô simula um braço humano, e, por isso, também é denominado robô antropomórfico.

Cada articulação é composta por um eixo, apresentando movimentos rotacionais. Esse robô é um dos

mais utilizados na indústria, pois apresenta um grande número de possibilidades de movimentos. Tem

sua aplicação em serviços de montagem, soldagem, pintura, manipulação, entre outros. Veja um

exemplo na Figura 10.

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2.6 PRINCÍPIO DE ACIONAMENTO

Os tipos de acionamentos dos robôs são responsáveis pelo movimento das articulações e

desempenho dinâmico do robô. Esses dispositivos são classificados em elétricos,

pneumáticos ou hidráulicos, cada um com suas características, as quais estudaremos a seguir.

Acionamento elétrico: é o princípio de acionamento da maioria dos robôs. Nesse caso, o

conjunto de motorredutores elétricos é aplicado nos eixos para que ocorra a movimentação.

É comum, nesse tipo de acionamento, que os motores utilizados nas articulações possuam

também um sistema de realimentação independente de posicionamento, denominado

encoders, permitindo que o robô se adapte a diferentes cargas e velocidades. Esses robôs

também possuem um servomotor, que é um conjunto composto pelo motor, seus sensores

de posicionamento e seu controlador dedicado. Diferente de um motor convencional, esse

servomotor possui sistema de controle de posicionamento eletrônico integrado, além de

freios e conjuntos redutores.

Acionamento pneumático: é o princípio que utiliza o ar comprimido para movimentar

articulações. Atualmente, o ar comprimido é muito utilizado nos dispositivos de

manipulação, como garras e ventosas, e não, na movimentação dos eixos. Estão em

desenvolvimento sistemas de controle robustos e atuadores inspirados em seres vivos, como

o músculo pneumático, que em um curto espaço de tempo, possibilitarão o aumento de

aplicações para a movimentação robótica.

Acionamento hidráulico: princípio de acionamento similar ao pneumático, mas que

utiliza o acionamento hidráulico, oferecendo maior força, e, geralmente, menor velocidade.

Os componentes desse sistema são o motor, a bomba hidráulica, as válvulas e os atuadores.

Esse tipo de acionamento é geralmente associado aos

robôs de grande porte, porém sua precisão é menor em relação aos acionamentos elétricos.

Apresentam-se como alternativas quando há a necessidade de movimentação de grandes

cargas ou quando o comprimento do braço exigir um grande esforço.

No Quadro 3, temos um comparativo dos três tipos de acionamentos em função dos

movimentos; da repetitividade, da velocidade, da facilidade de controle, da força e do custo.

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2.7 APLICAÇÃO DOS ROBÔS

Os robôs são utilizados para a execução de diversos tipos de trabalhos, desde os mais

simples, como posicionar uma peça em uma máquina, até os mais complexos como, por

exemplo, os robôs espaciais que chegam a se comunicar a 360 milhões de Km de

distância. Como nosso estudo é voltado para a indústria, conheceremos a utilização

prática desses equipamentos nos sistemas de manufaturas como, por exemplo, nas

linhas de produção, nas etapas de montagem, soldagem, manipulação, inspeção, pintura,

usinagem e transporte.

Montagem: nessa etapa, o robô é utilizado para inserção ou junção de partes de

um produto. É frequentemente empregado na indústria eletrônica e na automotiva.

Desse tipo de robô, frequentemente, são exigidos posicionamentos rápidos, precisos e

com grande repetitividade. A ferramenta utilizada nesses robôs, empregados na linha de

montagem, geralmente é desenvolvida especificamente para sua função. Em alguns casos,

essas ferramentas são multifuncionais, possibilitando, por exemplo, que o mesmo robô

possa aplicar cola e inserir o componente. A Figura 11 mostra um robô utilizado na etapa

de montagem.

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Soldagem: os robôs utilizados nas etapas de soldagem têm como principal objetivo

a substituição da mão de obra humana em atividades perigosas e insalubres, como a

união de chapas e tubos metálicos com o uso de solda. Uma das grandes vantagens

dessa aplicação é sua repetitividade, característica que ajuda a garantir uma mesma

qualidade no processo de soldagem em toda a produção.

Alguns desses robôs são integrados a fontes e equipamentos de soldagem,

podendo ainda possuir movimentos otimizados para executar vários processos.

Alguns fabricantes oferecem robôs de soldagem que possuem fonte integrada no

próprio equipamento.

Manipulação: nessa etapa, o robô tem função específica no manuseio de produtos.

São frequentemente empregados em processos de empilhamento e paletização. Esse

robô também faz a adição de matéria-prima em processos como, por exemplo,

alimentação de prensas, ou ainda, na remoção de produtos finalizados em operações de

manufatura, como usinagem, injeção, prensagem, entre outros. É comum sua utilização

em ambientes insalubres ou perigosos, como fundições e processos de forjamento e

conformação. Dependendo da dimensão desse robô, pode-se manipular desde alguns

quilos, até mais de uma tonelada.

Inspeção: nessa aplicação, o robô detecta falhas construtivas e dimensionais,

identificando a presença de elementos estranhos, ou a falta de algum componente. Essa

aplicação utiliza robôs especialistas, fabricados com características específicas para atender

uma determinada necessidade como, por exemplo, um robô de inspeção de tubulação, ou,

ainda, robôs de movimentação adaptados com sensores, sondas e câmeras para coletar

informações em pontos específicos de um determinado produto. Veja um exemplo de robô

utilizado na indústria automobilística (FIGURA 12).

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Pintura: os robôs utilizados para pintura geralmente são leves e possuem um bom alcance. Não

necessitam de precisão elevada, mas devem suportar o ambiente sujeito à aspersão de vernizes e

solventes. Alguns desses robôs possuem revestimentos especiais, e outros contam ainda com seu corpo

pressurizado, evitando que pigmentos de tinta atinjam suas partes funcionais internas.

Usinagem: geralmente nessa etapa é utilizado um robô de manipulação que possui uma

ferramenta de usinagem como, por exemplo, um cabeçote fresador no lugar de uma garra.

Embora a precisão deste tipo de aplicação seja questionável, se comparada com máquinas

CNC, ganha-se muito em flexibilidade e em área de trabalho.

Transporte: esse tipo de aplicação destina-se tanto aos robôs fixos quanto aos móveis. Esses

robôs fazem a coleta e a entrega de cargas, deslocando-se automaticamente em uma

determinada área.

Os robôs móveis são caracterizados por serem veículos guiados automaticamente,

denominados Automatic Guided Vehicles (AGVs). Já os robôs fixos, são os grandes robôs

cartesianos, geralmente utilizados em centros de armazenamento automatizados.

Casos e Relatos

Aplicação dos robôs de inspeção na indústria automotiva

Sabemos que os carros produzidos antes do ciclo de modernização industrial tinham

qualidade muito inferior e custos superiores aos produzidos atualmente. Um dos grandes

problemas na época era a falta de precisão na fabricação dos componentes. Os automóveis

fabricados no Brasil, principalmente os modelos hatch ou com grandes portas, continham um

grande problema: o defeito das folgas na montagem. Por incrível que pareça, na época, essas

folgas chegavam a 10 mm, ou seja, tolerância de +-5 mm entre as portas e a carroceria. Nesse

caso, se no momento da montagem a porta fosse menor 5 mm e a carroceria maior

5 mm, estava dentro das tolerâncias, porém, com os 10 mm de folga, o que atualmente é

inaceitável em qualquer processo de montagem.

A solução, criada aqui mesmo no Brasil, para diminuir a folga entre a porta e a carroceria,

foi inserir um robô de inspeção na linha de montagem e outro no recebimento de portas e

capôs para comparar as medidas das portas e da carroceria do carro e, assim, selecionar a

porta de melhor montagem para aquela carroceria. Esse procedimento já era utilizado em

montagem de componentes como rolamentos e mancais.

Os profissionais que desenvolveram esse novo processo contaram com o auxílio de duas

ferramentas inovadoras: a máquina de inspeção tridimensional sem contato (scanners 3D) e

os robôs industriais. Esses robôs, em conjunto, faziam a medição da superfície da porta e

etiquetavam com um código para ser estocado no almoxarifado. O outro robô da linha de

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montagem, com sua ferramenta de inspeção, da mesma forma, inspecionava a superfície da

carroceria e, por fim, comparava com as informações das superfícies das portas que estavam

no almoxarifado. Essa informação era enviada em tempo real a outro robô que, por sua vez,

separava a porta de melhor montagem para essa carroceria e, dessa forma, efetuava-se a

melhor montagem entre os componentes.

Por meio desse processo robotizado, passamos de tolerâncias de 5 mm para 0,5 mm, ou seja,

melhoramos a qualidade em dez vezes. Essa tecnologia passou a ser utilizada na montagem de

todas as portas e capôs dos automóveis.

Se compararmos as portas dos carros antigos como, por exemplo, o Del Rey e Corcel II, com

qualquer automóvel atual, veremos a grande diferença de qualidade e precisão desses

fechamentos. Essa evolução veio a evitar folgas excessivas, infiltrações internas (chuva) e,

principalmente, muita dor de cabeça por parte dos proprietários.

Recapitulando

Nesse capítulo, ao falarmos sobre o histórico da criação dos robôs, conhecemos as três leis da

robótica e suas premissas que regem a área. Também vimos que, com o aumento do número

de indústrias, houve a necessidade de flexibilizar cada vez mais as funções desses

equipamentos.

Dessa forma, percebemos que a necessidade de flexibilização do uso dos robôs acarretou em

suas diversas características, que incluem variações em sua mobilidade, cinemática,

geometria, acionamento e aplicações. Conhecemos, por exemplo, as diferenças entre os

robôs utilizados para montagem, soldagem, manipulação, pintura e inspeção.

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3 – Cãrãcterí sticãs dos Robo s Antropomo rficos Industriãis

Embora não seja regra, a concepção física mais tradicional de um robô antropomórfico

industrial é a que imita um braço humano, apresentando articulações que se assemelham

ao ombro, cotovelo e punho, e segmentos que lembram o braço e o antebraço. Essa

concepção física que imita o corpo humano ou parte dele é denominada

“antropomórfica”, conforme vemos na Figura 13.

Os robôs antropomórficos industriais podem apresentar variações na sua

construção física, mudando em função do formato das articulações e dos seus eixos,

o que determina interpretações geométricas diferentes quanto aos seus movimentos.

Esses robôs apresentam inúmeras características, entre elas, destacamos:

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3.1 NÚMERO DE EIXOS

O número de eixos é

designado pela quantidade de

articulações em um robô. Os robôs

antropomórficos industriais

costumam possuir seis eixos, sendo

que um sétimo eixo pode ser apresentado

como uma solução de deslocamento da base

do robô, estendendo o alcance para uma área

maior. Em relação aos eixos de um robô,

qualquer movimento, mesmo sendo linear e

havendo controle desse movimento, já é

considerado um eixo. Confira o exemplo na

Figura 14.

3.2 GRAUS DE LIBERDADE

É muito comum associar os graus de liberdade ao número de eixos, embora

possa haver algumas divergências nesse sentido. Esse termo pode ser subdividido em

graus de liberdade de movimento e graus de liberdade do espaço de trabalho.

Em relação aos graus de liberdade de movimento, nos robôs com articulações em

série, o número de graus de liberdade equivale ao número de eixos. No segundo caso,

entende-se como um grau de liberdade a possibilidade de executar um movimento em

um sentido. Sendo assim, um robô que consegue deslocar a garra em três sentidos (X,Y e

Z), permitindo também rotacionar sobre os 3 eixos, possui 6 graus de liberdade do espaço

de trabalho.

3.3 INTERPOLAÇÃO

A maioria dos robôs industriais com acionamentos elétricos possui esse recurso, que

é a capacidade do sistema de movimentação do robô efetuar o controle simultâneo de

duas ou mais articulações, tendo como resposta a movimentação da ferramenta em uma

trajetória específica. Essa interpolação pode ser linear ou circular conforme ilustra a

Figura 15.

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3.4 WORK ENVELOPE OU VOLUME DE TRABALHO

É designado pelo volume de alcance do robô. Os fabricantes de robôs industriais fornecem

essa informação na forma de um desenho tridimensional, conforme apresentado na Figura

16, destacando os pontos de alcance do flange de fixação do robô. Esse flange é o ponto no

qual a garra, a ventosa ou a tocha de solda, é fixada.

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3.5 PAYLOAD OU CAPACIDADE DE CARGA

Uma das características de um robô é a capacidade

de suportar determinada carga. Deve ser levado em

consideração que o fabricante do robô informa o peso total a

ser suportado, sendo esse valor resultante da soma do peso da

peça manipulada e das ferramentas presas ao robô. Além da

capacidade (força) dos eixos e da estrutura, são

consideradas características de aceleração e inércia. A Figura

17 ilustra a capacidade de carga suportada por um robô.

3.6 CONECTIVIDADE

Alguns controladores (CP) oferecem a capacidade de integração com periféricos,

podendo ler informação de sensores e controlar atuadores externos. Essa capacidade

de conectividade é necessária para a leitura de painéis de comando externos e de

sensores de segurança. Alguns modelos de robôs apresentam mais recursos de

conectividade que outros. Essa conectividade permite a interconexão de controladoras

para que dois ou mais robôs trabalhem de forma sincronizada, denominado robótica

cooperativa.

3.7 PARÂMETROS DE MOVIMENTAÇÃO Os parâmetros de movimentação determinam a velocidade dos robôs, a sua

aceleração, assim como a acurácia e a repetitividade.

A velocidade pode ser medida em m/s e refere-se à velocidade máxima que o

robô consegue desempenhar na última posição de seu braço (ferramenta). Já a

aceleração define o tempo em que o robô consegue acelerar a ferramenta.

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A acurácia, por sua vez, é a característica que define quão próximo do valor ideal é

possível se alcançar em um movimento. Em algumas situações, por questões físicas

(inércia) ou limitações dos mecanismos de redução e posicionamento, um determinado

ponto pode ser alcançado com uma acurácia maior ou menor. Quanto mais próximo um

robô consegue chegar do ponto ideal, maior a sua acurácia. Enquanto a precisão de um

robô é determinada pela repetitividade dos movimentos, a acurácia define o quão

próximo podemos atingir de um ponto almejado. A Figura 18 ilustra a diferença entre

acurácia e precisão.

Já a repetitividade é a característica de repetir diversas vezes o mesmo movimento

sem erros, ou ainda, com erros, porém, dentro de uma determinada tolerância. Alguns

robôs, por questões construtivas e de controle, podem apresentar uma repetitividade

inferior no que diz respeito a posicionamentos. Em robôs cujos movimentos não são

críticos, como em robôs de pintura ou de soldagem, podem ocorrer pequenos erros

milimétricos, sem prejuízo ao processo. Já em processos de posicionamento e

montagem, uma maior repetitividade pode ser exigida para que a qualidade do processo

seja mantida. Esse fator está relacionado à precisão do equipamento e é proporcional à

qualidade construtiva do sistema de posicionamento, composto por motores, encoders,

reduções, acoplamentos mecânicos, entre outros.

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3.8 PARÂMETROS FUNCIONAIS

Dentre os vários componentes dos robôs, alguns têm uma grande importância na sua

funcionalidade como, por exemplo, os motores das articulações, que possuem sensores de

posicionamento (encoders), assim como freios. Os encoders garantem a repetitividade e

acurácia nos movimentos. Além disso, realimentam o sistema de controle dos motores,

juntamente com os freios das juntas, que param os robôs em pontos determinados ou

em situações de emergência.

Alguns robôs possuem encoders absolutos, que detectam a informação de

posicionamento no instante em que o robô é energizado. Outros robôs utilizam encoders

relativos que precisam ser referenciados por meio de um procedimento chamado homing.

Esse processo dá-se quando cada articulação do robô é movimentada até uma posição

específica que, geralmente, é dada pelo final de curso da articulação. Após todas as

articulações estarem referenciadas, os encoders são zerados e as posições são calculadas

para cada movimento. A vantagem desses encoders relativos é que apresentam uma

resolução muito superior e, para evitar que o homing seja executado a cada inicialização

do robô, muitos fabricantes integram em seus equipamentos o uso de baterias que

mantêm os encoders energizados mesmo quando o robô é desligado da energia.

A maioria dos robôs elétricos de médio e grande porte possui freios junto aos motores das

juntas, que são liberados quando o robô é acionado e são acionados quando o robô é

desligado, garantindo que o robô não se movimente quando não estiver sendo alimentado

por energia elétrica. Algumas controladoras possuem, ainda, botões de liberação dos

freios, permitindo que o robô tenha suas juntas movimentadas por ação externa. O uso

de freios também é fundamental para garantir paradas seguras em situações de

emergência. A Figura 19 apresenta os componentes funcionais de um robô.

25

3.9 PARÂMETROS DE COMANDO

Os robôs são controlados por meio de comandos de acionamentos como start, stop e

hold, ou, ainda, por um painel de controle denominado teach pendant, que estudaremos

a seguir:

• teach pendant: é o painel de controle do robô, no qual são definidos os

posicionamentos, podendo ainda ser utilizado para criar, editar e alterar os

programas. É composto por vários botões e, geralmente, por uma interface de

visualização (display), permitindo controlar movimentos no robô. Esse painel de

comando ou teach pendant, conforme mostrado na Figura 20, é uma das maneiras

mais práticas de se programar um robô industrial;

• ciclo start: geralmente presente na controladora do robô, permite iniciar a execução

de um programa. Os controladores de robôs suportam mais de um programa

simultaneamente, porém, somente o programa principal (carregado na controladora)

é disparado quando o botão de ciclo start é pressionado;

• ciclo stop: esse ciclo é recomendado somente para situações de emergência. Está

associado à função do botão de emergência, que efetua a parada imediata das

partes móveis do robô. Em robôs de médio e grande porte, isso implica no

acionamento dos freios, causando uma frenagem brusca com o intuito de

proporcionar maior segurança ao operador, mesmo podendo causar danos ou

desgastes no equipamento;

26

• ciclo hold: esse controle é utilizado para interromper o programa ou o movimento do

robô, geralmente, desacelerando ou finalizando esse movimento. O controle Hold

também é útil quando se deseja parar ou pausar o processo sem que haja uma

parada brusca;

• deadman switch: é uma chave de

segurança antipânico localizada,

geralmente, na parte posterior do

teach pendant, permitindo que o

sistema seja desbloqueado quando a

pressão correta é aplicada. Se o

operador não pressionar esse

dispositivo, ou se pressioná-lo

excessivamente, o movimento é

interrompido. Por exemplo: em um

momento de pânico, o operador

tende a soltar ou a pressionar mais

o dispositivo, e, dessa forma, ambas as possíveis reações são detectadas, aumentando a

segurança durante a programação dos movimentos do robô, conforme ilustrado na

Figura 21;

• programação off-line: programação bastante utilizada em um dispositivo virtual, ou

ainda, por meio de um terminal ou computador, que pode não estar conectado à

controladora do robô durante a construção do programa. Dessa forma, o uso de

simuladores permite a programação mesmo antes de o robô ser instalado.

27

3.10 MOVIMENTOS PARA PROGRAMAÇÃO DOS ROBÔS

Embora haja variações entre as linguagens de programação dos diferentes fabricantes

de robôs industriais, na maioria dos casos serão encontrados os seguintes tipos de

movimentos (QUADRO 4):

Na programação dos movimentos de um robô, dois tipos de elementos são essenciais:

• pontos: são coordenadas no espaço, dados pela combinação da posição de todas

as juntas do robô;

• tipos de deslocamento entre os pontos: dados por movimentos que podem ser

lineares ou curvos, e que podem ser executados com características de velocidade

programáveis.

A Figura 22 apresenta os cinco pontos no espaço de um robô.

28

Para programar o robô, utilizamos a movimentação manual do robô com o teach

pendant. Após posicionar o robô de forma desejada, fixam-se os pontos para que a

controladora memorize a posição de cada articulação. Geralmente, para cada ponto, são

possíveis mais de uma combinação de juntas, conforme demonstrado na Figura 23, em

que há duas combinações de articulação em juntas diferentes, porém, atingindo o

mesmo ponto no espaço.

Figura 23 -

Combinações de

articulação

Nesse caso, um ponto no espaço será memorizado pelo robô na forma de

combinação dos sensores de posição das juntas. Dessa forma, um ponto não é

meramente uma coordenada no espaço (X,Y, Z), mas, sim, um conjunto de informações

de cada junta disponível em relação à base do robô (J1, J2, J3).

Há três maneiras possíveis para executar o movimento da ferramenta do robô

articulado na programação, sendo elas: por junta, por coordenada de base e por

coordenada de ferramenta.

Junta: nesse tipo de movimentação, cada articulação é controlada

individualmente. Dessa forma, as movimentações do robô são feitas somente em uma

determinada junta por vez. Embora não seja uma regra, na maior parte dos casos, há um

botão de incremento e um de decremento para cada junta. Em um robô que identifica as

articulações (juntas) pelos termos J1, J2, J3..., os botões de movimentação deverão ser

J1+, J1-, J2+, J2-, J3+, J3-, e assim por diante. Cada junta pode receber um incremento ou

um decremento, executando um movimento em sentido horário ou anti-horário.

Coordenada de base: é um tipo de movimento que consiste na interpolação

dos motores que produzem movimentos lineares no robô, permitindo, dessa forma,

que a ferramenta efetue deslocamentos paralelos aos eixos X, Y e Z de um sistema de

29

coordenadas cartesianas. Nesse movimento, a base do robô deve ser a referência.

Em um robô articulado com seis graus de liberdade, são utilizados pares de botões

para executar os movimentos, sendo eles:

• um par para cada eixo cartesiano: X+, X-, Y+, Y-, Z+, Z-;

• três pares de botões para a rotação da ferramenta em relação a cada eixo: x+, x-, y+,

y-, z+, z-.

Coordenada de ferramenta: é similar ao sistema anterior, porém nessa coordenada a

base de referência do sistema cartesiano é designada pelo flange de fixação da

ferramenta.

Enquanto no sistema de coordenada de base, para um determinado robô articulado

fixado no solo, um Z+ pode significar “subir” a ferramenta, e Z- pode significar

“baixar” a ferramenta, no sistema de coordenada de ferramenta, não importa o

ângulo que ela esteja. Ou seja, um Z+ irá significar “avançar” a ferramenta, e Z- será

para “recuar” a ferramenta, produzindo movimentos diferentes dependendo da

posição das juntas do robô, conforme apresenta a Figura 24.

Uma vez que os pontos estão definidos no espaço, podem ser executados os

movimentos, definindo qual o formato de movimentação desejado. Dentre outros

atributos, são considerados o trajeto do movimento, a velocidade do deslocamento da

ferramenta e a aceleração e desaceleração.

30

Quanto ao trajeto do movimento, o deslocamento pode ser linear, que é o movimento

realizado em uma trajetória no espaço muito próxima a uma linha reta ou, ainda,

movimentos em arco ou circulares. Na maioria dos robôs, são gerados por meio da

identificação de três ou mais pontos no espaço. Sugere-se, para esse tipo de movimento,

que os pontos possuam uma distância relativa proporcional, evitando que o arco produza

curvas indesejadas. Para esses movimentos, devem sempre ser levadas em consideração

as características construtivas dos robôs. A Figura 25 apresenta um programa do robô

realizado em função dos movimentos lineares e circulares do ponto de origem até o ponto

P7.

Casos e Relatos

Novo carro, nova linha, novo desafio

A inserção tecnológica do país aos moldes internacionais de plataformas de produção

faz parte de um novo ciclo de modernização pelo qual passa, atualmente, a indústria

automobilística brasileira. Desse modo, para acompanhar essa evolução tecnológica, com

flexibilidade e atualização constante, visando maior produtividade com menores custos,

técnicos e engenheiros buscam se qualificar cada vez mais.

No sul do país, em uma montadora de automóveis, profissionais muito qualificados

foram incumbidos de desenvolver em um curto espaço de tempo, uma nova plataforma para

um projeto de um carro que seria lançado no ano seguinte. Isso os pegou de surpresa, já que

essa fábrica, a mais moderna desse setor no mundo na época em que foi lançada, com linhas

de montagem tomadas por robôs e equipamentos inteligentes, foi projetada por estrangeiros

com somente uma plataforma para a produção de um único modelo de carro.

Até esse momento, o maior desafio da equipe de técnicos e engenheiros dessa montadora

31

era reunir conhecimentos tecnológicos não apenas para alinhar os carros nacionais aos

padrões de qualidade mundial, mas, também, para aumentar a produtividade das linhas de

montagem, com redução dos custos de mão de obra e de matéria-prima. Agora, havia um

novo desafio: produzir dois tipos de automóveis com várias cores e modelos em duas

plataformas e uma única linha de montagem, sem a ajuda de especialistas terceiros devido ao

sigilo industrial.

Os técnicos e engenheiros dessa montadora teriam que reorganizar a linha de

montagem para produzir um novo automóvel e seus vários modelos, sem parar de produzir os

800 carros diários da linha atual, e tudo isso com grande sigilo industrial. O maior desafio

dessa equipe foi alinhar as duas linhas, antiga e nova, aos setores de pintura e soldagem, nos

quais a presença maciça de robôs praticamente dispensava a atuação humana. E, como os

novos equipamentos eram mais eficientes, acabava-se produzindo, pintando e soldando mais

rápido que a linha existente, gerando gargalos na montagem final, pois, dessa parte para

frente, as duas linhas se encontravam.

Visto isso, os profissionais desenvolveram, em partes da linha de montagem, desvios

programados de pré- montagem para agilizar o processo da plataforma antiga e atender ao

requisito tempo, equalizando as montagens para uma única linha final. Por fim, esse modelo

de desvios programados em plataformas flexíveis serviu de modelo para todas as outras

fábricas do mundo, utilizando tecnologia intelectual 100% brasileira para solucionar um

grande problema das montadoras mundiais.

Recapitulando

Nesse capítulo, aprendemos que os robôs antropomórficos industriais são aqueles que

se assemelham a um braço humano, apresentando articulações que lembram o corpo humano.

Destacamos as características dos robôs antropomórficos industriais quanto ao

número de eixos, graus de liberdade, interpolação, volume de trabalho, capacidade de carga,

velocidade, aceleração, acurácia, repetitividade e conectividade. Enfatizamos a importância

dos parâmetros de comando, funcionais e de movimentação para executar a programação

desses robôs.

Os conhecimentos aqui abordados estão diretamente relacionados à capacidade do

profissional em mecatrônica em desenvolver a aprendizagem do funcionamento e das

tecnologias envolvidas em um dos equipamentos mais utilizados nessa área, o robô industrial.

32

4 - PROGRAMAÇA O

A programação do robô, em relação à máquina CN pode ser feita da mesma forma off-line, ou pode ser feita on-line. Embora existam diferenças, há uma gama de similaridades entre o robô e a máquinas CN em termos de sistemas de retro alimentação, posicionamento etc.

Figura 0.1 - Eixos coordenados em um robô

SISTEMAS DE MOVIMENTAÇÃO Semelhantemente aos sistemas de programação das máquinas CN, podemos classificar os movimentos do robô em: a - Point-to-point ( PTP ) O robô desloca-se de um ponto a outro localizado no espaço, ponto-a-ponto. Cada ponto é programado em função do sistema de coordenadas tridimensional e alojado em sua memória para ser executado durante a tarefa. Geralmente é usado para as atividades de soldagem a ponto, pegar e posicionar ( pick-and-place ) e, carregar/descarregar. b - Contorno ou percurso contínuo

33

Esse tipo tem a capacidade de seguir um posicionamento de pontos espaçadamente curtos, que descrevem uma curva plana. Os incrementos entre os pontos são, geralmente, menores que os para PTP.

VELOCIDADE DE MOVIMENTAÇÃO (VM) A VM de um robô é representada pela capacidade de movimentar a mão. Tem-se como máximo, uma velocidade igual a 3.0 m/s. Além de ser estipulada especificamente para a tarefa, é, ainda, influenciada pelo peso do objeto ( ou da ferramenta ) a ser movido, distância a percorrer e a precisão com a qual deverá atingir o alvo. Em termos de peso, inclui-se na capacidade total, o peso da mão.

ROBÔS (ESHED ROBOTEC) Os movimentos executados pelos robôs, bem como os programas executados pelas máquinas, podem ser programados de forma a automatizar determinada tarefa; isto é, a execução de uma determinada peça pode ser estabelecida em um programa. Esse programa pode ser chamado a qualquer instante para a geração da mesma. Para que a peça possa ser manipulada, algumas condições são essenciais: - As posições que serão utilizadas pelo robô já deverão estar armazenadas na memória do controlador. - No nosso caso trabalharemos com o ROBO SCORBOT ER V plus . Apresenta-se com cinco eixos (grupo A), uma pinça(GRIPER).

Grupo A - Eixo 1 base de rotação (movimento da cintura humana)

giro 310 - Eixo 2 movimento do ombro

giro +130 / - 35° - Eixo 3 movimento do cotovelo

giro + ou - 130 - Eixo 4 movimento do punho

giro + ou - 130 - Eixo 5 giro do punho

giro 360 - Pinça (garra) abertura máxima 75mm peso máximo 1kg

34

CARACTERÍSTICAS DO ROBÔ:

- repetibilidade de posicionamento + ou – 0.5 mm - atuadores DC servo motores - raio máximo de operação com a pinça 610mm

O robô está acoplado ao CONTROLLER controlador, que armazena e executa os programas. O controlador tem a sua própria linguagem a ACL (Advanced Control Language) e necessita do ATS (Advanced Terminal Software) para se comunicar com o PC e permitir a visualização dos programas.

TEACH PENDANT

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- JOINTS - Movimento angular dos eixos isoladamente. - XYZ - Movimento cartesiano dos eixos.

- SPEED – Define velocidade do movimento em %

- RUN - Executa programas pelo Teach Pendant.

- CONTROLL ON \ OFF - Habilita ou desabilita os eixos

- ABORT - Aborta operação em execução

- EIXO X – Movimenta eixo X duas direções. (BASE) - EIXO Y – Movimenta eixo Y em duas direções (SHOULDER) - EIXO Z - Movimenta o eixo Z em duas direções (ELBOW)

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- PITCH – Movimenta em duas direções - ROLL - Gira nos dois sentidos - NÚMEROS E EIXOS – Funciona como números e também como eixos que vão do eixo 7 ate o eixo 11. - OPEN - Abre pinça / -CLOSE - Fecha pinça - RECORD POSITION - Grava posições em vetores definidos - GO POSITION – Executa o movimento para uma posição

previamente gravada. - GROUP SELECT - Seleciona grupo de eixos (grupo A,B, e AXIS). - ENTER – Aceita ou executa um comando pré determinado

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5- PROGRAMAÇA O DE ROBO S (ESHED ROBOTEC)

ENTRAR NO PROGRAM ( ATS)

. Clicar sobre o ícone ATS no desktop do computador

REFENCIAR

. HOME + enter - (ROBO) – Vai referenciar todos os 5 eixos . HOME 7 + enter – (ESTEIRA) . HOME 8 + enter – (MESA)

CRIAR OS VETORES DE PONTOS NO ROBÔ USANDO ATS

Criar o vetor DIMP - cria vetor de ponto para o grupo A (robô) DIMPB - cria vetor de pontos para o grupo B Ex.: DIMP + nome do vetor + [30] (tamanho do vetor) + enter Obs. O nome do vetor, usar no maximo 5 caracteres. Gravar os pontos dentro de um vetor usando o Teach Pendant ATTACH + nome do vetor + enter - chamada do grupo do vetor . No teach pendant movimentar o robô ate a posição desejada . Record position . Escrever o numero da posição . Enter Fazer teste dos pontos já feitos . SPEED + 10 + enter (diminuir a velocidade de movimento)

38

. GO POSITION + numero do ponto + enter Obs. Qualquer problema pressionar ABORT obs. Repetir os mesmos passos para os demais PONTOS

CRIAR UM PROGRAMA . EDIT + nome mo programa + enter . O nome do programa só pode ter 5 caracteres Obs. O programa vai perguntar se você quer criar um programa

novo responda sim ou não. . S : Volta para primeira linha do programa . P : Volta uma linha

LIST + (nome do programa) : lista o programa na tela do micro

EDITAR UM PROGRAMA . EDIT + nome do programa + enter . EXIT + Enter – sair do programa após a edição .Obs. O programa cria o final a terminação “END”

. DELETAR A LINHA ANTERIOR DO PROGRAMA EM EDIÇÃO . DEL + enter

REMOVER UM PROGRAMA . REMOVE + nome mo programa + enter

. RODAR UM PROGRAMA . RUN + Nome do programa + enter . Obs . ficar próximo ao botão de emergência.

. SAIR DO PROGRAMA ( ATS)

SHIFT + F9

39

COMANDOS Comandos de controle dos eixos: A: aborta todos os programas, imediatamente, e para o movimento dos eixos DIR : lista os programas existentes na controladora PRINTLN . Imprime o que estiver entre “ “ MOVED pos : Move os eixos para a posição (pos) na velocidade atual. Ex: MOVED ______ [10] MOVELD pos: Movimenta o robô através de uma trajetória linear. Ex: MOVELD ______ [10] OPEN: Abre o GRIPPER (garra) CLOSE: Fecha o GRIPPER (garra) SPEED var.: Estabelece a velocidade para eixos do GRUPO A Ex: SPEED 30 SPEEDB var: Estabelece a velocidade para eixos do GRUPO B Ex: SPEEDB 30 LABEL : Endereço Ex: LABEL 10 GOTO : va para (um endereço existente)

Ex : GOTO 10 MOVECD pos: Executa movimento circular MOVED ______ [1] Ex: MOVECD ______ [3] ______ [2] O Robô estando no ponto nº 1 vá para o ponto nº 3 passando pelo ponto nº 2 MOVESD : Executa movimentos em uma seqüência de pontos Ex: MOVESD ______ 1 10

40

TEACHR : Cria pontos relativos. Ex: TEACHR ______[Nº RELATIVO]______ [Nº JÁ EXISTENTE]

X = 0 Y = 0 Z = 200 = Equivatente a 20.0 mm P = 0 R = 0 DELAY: suspende a execução do programa em segundos Ex: DELAY 100 = Equivalente a 10 segundos IF: condição (SE) ELSE . condição (SE-NÃO) ENDIF. condição (FIM-SE) FOR: condição (PARA) – Ferramenta de repetição ENDFOR: condição (FIM-PARA) GOSUB . (nome do programa): executa o programa especificado dentro do programa DEFINE : Define uma variável SET : Define uma informação a uma variável WAIT : Espere – que uma condição seja concluída. JAW : Abertura da garra do Robô em milímetro. Ex: JAW 40 – A garra do robô terá a abertura de 40.0 mm

* : Inserir comentários.

41

Programa - 1 PRINTLN “ NOME DO PROGRAMA” PRINTLN “ DATA ______/_______/______ “ PRINTLN “____________, ___________, __________, ______________ “ LABEL 10 SPEED 40 SPEEDB 40 MOVED ________ [1] MOVED ________ [1] OPEN MOVED ________ [2] SPEED 5 ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ GOTO 10________________________________ EXIT____________________________________

42

Programa - 1 ( IDA) PRINTLN “ NOME DO PROGRAMA” PRINTLN “ DATA ______/_______/______ “ PRINTLN “____________, ___________, __________, ______________ “ LABEL 25 SPEED 40 OPEN MOVED ________ [12] DEFINE T DEFINE V DEFINE H MOVED ________ [10] FOR T = 1 TO 7 SET V = T + 19 PRINTLN “ PEGANDO A PECA NA POSICAO ” V SPEED 10 MOVELD _______ [V] CLOSE SPEED 40 MOVED ________ [10] MOVESD ________ 11 14 SET H = T + 39 PRINTLN “ COLOCANDO A PECA NA POSICAO ” H SPEED 10 MOVELD ________ [H] OPEN SPEED 40 MOVED _________ [14] IF T < 7 MOVESD __________ 13 10 ENDIF ENDFOR MOVED VETOR-A [12] FAZER A VOLTA ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________

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________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________

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________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ ________________________________________ GOTO 25________________________________ EXIT____________________________________

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6 – Anexos

6.1 – Exemplo - Robos Mitsubishi

46

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49

50

51

6.2 – Situação Problema

Você foi recentemente contratado pela Mechtronics Ltda. uma conceituada

empresa integradora de produtos na área de sistemas automatizados da

manufatura, e faz parte da equipe de especialistas em mecatrônica.

A Indústria de Alimentos ABC Ltda. é um dos principais clientes da

Mechtronics e está adquirindo máquinas e equipamentos para montar sua nova

linha de produção de achocolatados. A Mechtronics foi contratada para realizar

todos os serviços relacionados à instalação, programação, comissionamento e

integração dos equipamentos eletroeletrônicos que fazem parte dessa linha de

produção.

O diretor da Mechtronics determinou que você elabore o planejamento e a

implementação de uma parte deste novo projeto. Essa é a oportunidade de você

realizar um bom trabalho e conseguir a exposição necessária para mostrar sua

competência profissional no competitivo mercado de trabalho em que estamos

inseridos atualmente. O esboço final da linha de produção montada deve ter o seguinte aspecto:

O diretor da Mechtronics solicitou que você elabore o programa de

manipulação da Estação 6 – Robô manipulador de Frascos, que compõe a linha

de produção de achocolatados, da Indústria de Alimentos ABC Ltda. Essa

Estações: 1-Misturador 2-Alimentador de frascos 3-Envasador 4-Colocação de tampa 5-Prensagem de tampa 6-Robô manipulador

52

atividade deve ser realizada com base na documentação técnica da Estação do

Robô Manipulador de Frascos, identificando todos os elementos de sinais

conectados nas entradas e saídas do controlador e definindo a lógica de

programação para a correta movimentação do robô.

FLUXOGRAMA DE FUNCIONAMENTO DA ESTAÇÃO 6

INICIO

VELOCIDADE

MÁXIMA 80%

VELOCIDADE DE

APROXIMAÇÃO 30%

MOVE PARA

POSIÇÃO DE

SEGURANÇA

SE FRASCO

DISPONÍVELNÃO

SIM

ROBÔ PEGA O

FRASCO

TIPO DE

FRASCO

PLÁSTICOMETÁLICO

ROBÔ COLOCA O

FRASCO NA ESTAÇÃO

DE PEÇAS METÁLICAS

ROBÔ COLOCA O

FRASCO NA ESTAÇÃO

DE PEÇAS PLÁSTICAS

53

METÁLICAS

PLÁSTICAS

METÁLICAS

54

EXEMPLO DE PROGRAMA DE MANIPULAÇÃO DE PEÇAS ONDE O OBJETIVO É PEGAR UMA PEÇA E COLOCA-LA EM OUTRA POSIÇÃO

55

Atividade:

Você deverá criar um programa baseado no exemplo acima que faça o robô

pegar os frascos das estações de envase (3) e colocá-las nas estações de aplicação

de tampas (4) correspondentes ao tipo de frasco (metálico ou plástico). Para isso

deve ser observado o fluxograma e os comandos utilizados no exemplo para

desenvolvimento do mesmo bem como a lista de alocação.

Depois de concluído o programa o mesmo deverá ser enviado no formato.doc

para posterior correção.

Entrada Terminal I/O esquerdo

M_IN(6) Metálica

M_IN(7) Plástica

Entrada Terminal I/O direito

M_IN(4) Metálica

M_IN(5) Plástica

Funcionamento: O robô quando ligado deve abrir a garra e mover-se para posição de

segurança P99 para liberar alguma peça que possa vir a estar presa na garra. Após

deve aguardar o sinal de peça de alguma estação. Assim que recebido o sinal e

identificado o tipo, o frasco deve ser transportado para a estação correta, sendo uma

exclusiva para metálicos e outra para plásticos.

Não é necessário enviar um sinal para as estações seguintes quando a peça

for solta na estação de colocação de tampas devido às mesmas possuírem sensores

para identificação dos frascos.

Pontos do Robô:

P1 = Posição de pegar na estação 3 (próximo das plásticas) P2 = Posição de pegar na estação 3 (próximo das metálicas) P3 = Posição de soltar na estação 4 (metálicas) P4 = Posição de soltar na estação 4 (plásticas) P99 = Posição de segurança.