Aula de Robótica: Automação Rígida e Flexível

ROBÓTICA Prof Henrique UNIP 20232 Aula 3 Automação Rígida e Flexível 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 Definições e aspectos construtivos Tipos de Juntas Juntas Deslizantes Juntas Rotacionais Tipos de Juntas Juntas de Bola e Encaixe Três juntas rotacionais substituindo a junta de bola e encaixe 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 1 Espaço de trabalho 2 Grau de rigidez 3 Extensão de controle sobre o curso do movimento 4 Aplicações adequadas ou inadequadas para cada tipo de robô 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 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 Servomotor 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 Vantagens 1Eficiência calculada controle preciso 2Envolve uma estrutura simples e fácil manutenção 3Não requer uma fonte de energia cara 4Custo relativamente pequeno Desvantagens 1Não pode manter um momento constante nas mudanças de velocidade de rotação superado pelo servomotor 2Sujeitos a danos para cargas pesadas suficientes para parar o motor 3Baixa razão de potência de saída do motor e seu peso necessitando um motor grande no braço Driver Elétrico Sistemas de Acionamento de Robôs 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 controle é feito através de válvulas que regulam a pressão do óleo nas duas partes do cilindro e que impulsionam o pistão Driver Hidráulico O driver hidráulico trabalha melhor em situações envolvendo transferência de cargas pesadas apresentando de média para alta precisão na localização e velocidade Sistemas de Acionamento de Robôs Driver Hidráulico Vantagens 1Momento alto e constante sob uma grande faixa de variação de velocidade 2Precisão 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 3Pode manter um alto momento para um longo período de tempo quando parado Desvantagens 1Requer uma fonte de energia cara 2Requer uma manutenção cara e intensa 3Requer válvulas de precisão caras 4Está sujeito a vazamento de óleo Driver Pneumático Sistemas de Acionamento de Robôs 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 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 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 Desvantagens 1 Não possui alta precisão 2 Esta sujeito a vibrações quando o motor ou cilindro pneumático é parado Driver Pneumático PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES ATUADORES Garras Ferramentas ATUADORES TIPO GARRA Garra de dois dedos Garra de movimento paralelo Garra de movimento de rotação PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES Garra de três dedos Garra para objetos cilíndricos PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES Garra para objetos frágeis Garra articulada Garras a vácuo e eletromagnéticas PROJETO E DESENVOLVIMENTO DE ATUADORES