Helder Anibal Hermini

ROBÓTICA Helder Anibal Hermini

Aula 2 Automação Rígida e Flexível (Definições e aspectos construtivos)

Definições e aspectos construtivos • 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. • 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.

Tipos de Juntas Juntas Deslizantes Juntas Rotacionais

Tipos de Juntas Juntas de Bola e Encaixe Junta de bola e encaixe Três juntas rotacionais substituindo a junta de bola e encaixe

Graus de Liberdade de um Robô 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: • Espaço de trabalho • Grau de rigidez. • Extensão de controle sobre o curso do movimento. • Aplicações adequadas ou inadequadas para cada tipo de robô.

Classificação dos Robôs pelo tipo de Articulação Robôs podem ser classificados pelo tipo de juntas em quatro grupos: Configuração Cartesiana

Classificação dos Robôs pelo tipo de Articulação Configuração Cilindrica

Classificação dos Robôs pelo tipo de Articulação Configuração Polar (esférico)

Classificação dos Robôs pelo tipo de Articulação Configuração Angular Robôs com Articulação Horizontal Robôs com Articulação Vertical

Sistemas de Acionamento de Robôs • A capacidade do robô de mover o seu corpo, braço e punho, é determinado pelo sistema utilizado para acionar o robô. • O sistema de acionamento determina a velocidade dos movimentos do braço, a força do robô e seu desempenho dinâmico. • Em certa medida, o sistema de acionamento determina os tipos de aplicação que o robô pode realizar. • Os tipos de sistemas de acionamento podem ser divididos em elétrico, pneumático e hidráulico.

Sistemas de Acionamento de Robôs Driver Elétrico Utiliza motores elétricos que podem ser: • Motor de corrente contínua • Motor de passo • Motor de corrente alternada 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;

Sistemas de Acionamento de Robôs • Os tipos de sistemas de acionamento podem ser divididos em: Driver Elétrico • Vantagens: • Eficiência calculada, controle preciso. • Envolve uma estrutura simples e fácil manutenção. • Não requer uma fonte de energia cara. • Custo relativamente pequeno. • Desvantagens: • Não pode manter um momento constante nas mudanças de velocidade de rotação. • Sujeitos a danos para cargas pesadas suficientes para parar o motor. • Baixa razão de potência de saída do motor e seu peso, necessitando um motor grande no braço.

Sistemas de Acionamento de Robôs 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. O driver hidráulico trabalha melhor em situações envolvendo transferência de cargas pesadas, apresentando de média para alta precisão na localização e velocidade; O controle é feito através de válvulas que regulam a pressão do óleo nas duas partes do cilindro e que impulsionam o pistão

Sistemas de Acionamento de Robôs Driver Hidráulico • Vantagens: • Momento alto e constante sob uma grande faixa de variação de velocidade. • 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. • Pode manter um alto momento para um longo período de tempo, quando parado. • Desvantagens: • Requer uma fonte de energia cara. • Requer uma manutenção cara e intensa. • Requer válvulas de precisão caras. • Está sujeito a vazamento de óleo.

Sistemas de Acionamento de Robôs Driver Pneumático • Unidade é similar à hidráulica, composto de motores pneumáticos de movimento rotativo e cilindros pneumáticos de movimento deslizante. • 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.

Driver Pneumático • O driver pneumático é preferível em aplicações envolvendo: • Baixa precisão; • Necessidade de baixo custo; • Altas velocidades; • Transferências de pequenas e médias cargas.

Driver Pneumático • Vantagens: • Podem operar em velocidades extremamente altas. • Custo relativamente pequeno. • Fácil manutenção. • Podem manter um momento constante em uma grande faixa de velocidade. • Pode manter alto o momento por longos períodos de tempo sem danos, quando parado. • Desvantagens: • Não possui alta precisão. • Esta sujeito a vibrações quando o motor ou cilindro pneumático é parado.

PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES

PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES ATUADORES Garras Ferramentas

ATUADORES TIPO GARRA Garra de dois dedos Garra de movimento de rotação Garra de movimento paralelo

PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES Garra de três dedos Garra para objetos cilíndricos

PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES Garra para objetos frágeis Garra articulada

PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES Garras a vácuo e eletromagnéticas

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