Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza
GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO
Etec “JORGE STREET”
TRABALHO DE CONCLUSÃO DO CURSO TÉCNICO EM
Blitzcrank
Lucas Palazzi Pacheco
Marcos Vinicius Ambrosio de Oliveira
Rodrigo Beloni
Rodrigo dos Santos
Professor(es) Orientador(es):
Eduardo
São Caetano do Sul / SP
2013
Blitzcrank
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como pré-requisito para
obtenção do Diploma de Técnico em
mecatrônica.
São Caetano do Sul / SP 2013
[este espaço é reservado para a dedicatória do
seu trabalho].
[ela difere dos agradecimentos por ser um
momento especial do autor, onde ele
homenageia a (s) pessoa (s) para quem ele quer
dedicar o seu trabalho.
AGRADECIMENTOS
RESUMO
INTRODUÇÃO
Blitzcrank é um braço robótico composto por chapas de alumínio usinadas
pelos integrantes do grupo que assim formam sua estrutura, 10 servos para que seja
possível movimentar o robô disponibilizando assim 5 graus de liberdade mais um
acessório, a garra, um arduíno mega para que seja feita a programação do robô,
que tem como objetivo transportar peças diversas de acordo com o tamanho da
garra. A programação e a finalidade do robô podem ser alteradas de acordo com a
necessidade do usuário, como, por exemplo em vez de transportar peças ele pode
aplicar produtos entre várias outras coisas. Blitzcrank surgiu pois além de compor
várias áreas, se não todas, do conhecimento do curso de mecatrônica é também útil
para diversas finalidades, incluindo até mesmo o entretenimento. Não só isso, como
o projeto foi apoiado por vários professores do curso que ajudaram e deram
assistência para a realização do robô.
Palavras-chave: Robô, arduíno, automação
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Croqui (desenho autoCAD)
Figura 2 – Croqui corpo do robô
Figura 3 - Fluxograma
Figura 4 – Continuação Fluxograma
Figura 5 – Medição e marcação de peças para usinagem
Figura 6 – Usinagem de peças em Fresa
Figura 7 – Torneamento dos espaçadores
Figura 8 – Passando macho da rosca
Figura 9 – Resultado final dos espaçadores
Figura 10 – Montagem da estrutura
Figura 11 – Montagem da estrutura
Figura 12 – Estrutura final sem acessório
Sumário
Introdução ................................................................................................................... 8
1 – Fundamentação Teórica......................................... Erro! Indicador não definido.
1.1 – [Titulo do Tópico] ................................................. Erro! Indicador não definido.
1.1.1 – [Titulo do Sub-Tópico] ............................... Erro! Indicador não definido.
2 – Planejamento do Projeto ..................................................................................... 11
3 – Desenvolvimento do Projeto................................................................................ 15
4 – Resultados Obtidos ............................................................................................. 20
Conclusão ................................................................................................................. 21
Referências ............................................................................................................... 22
Apêndice A ................................................................................................................ 24
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Introdução
A ideia do projeto começou quando foi-se encontrado diversas dificuldades no
projeto anterior, um corretor de gabaritos automatizado, e assim começou o projeto
Blitzcranck, um braço robótico que tem por objetivo especifico para apresentação o
transporte de peças mas que pode ser utilizado em diversas outras atividades como
a aplicação de algum produto e que pode até mesmo evitar acidentes uma vez que o
robô não comete erros que muitas vezes uma pessoa cometeria, substituindo assim
o trabalho manual.
O projeto poderia ter sido feito com aço inox para formar a estrutura do robô,
mas depois de uma pesquisa o grupo decidiu que seria melhor usar alumínio e
servos TowerPro MG 995. Porém utilizou-se parafusos 4 e 3 mm, porcas de 3 mm e
o eixo rotor principal de aço inox.
Tema e delimitação
A escolha do Blitzcrank teve muita influência a partir do objetivo de englobar
todas as características ou, pelo menos, a grande maioria apresentada no curso de
mecatrônica. A ideia de um braço robótico satisfaz muito em relação a isso e pode
ser muito utilizado em diversas indústrias, desde às pequenas até as grandes
multinacionais e para diversas finalidades como transporte de peças, aplicações de
produtos, organização do meio espacial do meio de trabalho, soldagem, entre tantas
outras funções.
Objetivos – geral e específico(s)
O Blitzcrank tem como objetivo geral automatizar trabalhos antes manuais,
assim, tendo como objetivos específicos uma produção mais rápida, com maior
precisão e com melhor organização do espaço de trabalho. Com essa
automatização melhorou também o índice de acidentes no trabalho, como por
exemplo na utilização de uma prensa onde antes poderia ocorrer algum descuido e
um acidente acontecer, o que não ocorre com a utilização do robô. (Definido o objeto
de estudo (situação problema e alternativas de solução) deve-se deixar claro o que
se pretende alcançar. Os objetivos podem ser divididos em: objetivos gerais que se
referem ao tema central e objetivos específicos, que se referem a situações
particulares do problema de estudo.
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Justificativa
Foi feita a escolha do seguinte projeto pois foi-se observado que no mercado
de trabalho, principalmente em industrias, apresenta-se grande quantidade de
automatização de processos, sendo muitas delas com braços robóticos. Por isso
resolvemos utilizar esta ideia para nos melhor preparar para o mercado de trabalho e
também por envolver a maioria, se não todas, das matérias aprendidas no curso de
mecatrônica. Houve motivação também por parte do coordenador do curso, Arcy,
que deu a ideia uma vez que não havia motivação por parte do grupo de realizar o
projeto anterior.
1.0.0 Metodologia
A escolha do projeto pois vimos em sala de aula muitos exemplos de braços
robóticos, pois abrange uma grande quantidade de aéreas da mecatrônica. O
material base da estrutura alumínio pois é leve e de fácil usinagem, a escolha do
servo ao em vez do motor de passo levou em conta o modo de trabalho e a
facilidade encontrada de se trabalhar em conjunto com o arduino. Foi feito a escolha
do arduino mega pois contem mais entradas e saídas analógicas para que seja
possível ter mais funções no braço robótico.
1.0.1 Construção
O trabalho de usinagem foi todo feito na oficina da escola, primeiro fazendo
todas as devidas marcações nas peças utilizando paquímetro, riscador e tinta. Foi
utilizado uma fresadora para fazer o corte das peças, furadeira para fazer os furos
de encaixe, torno para fazer os “espaçadores“ e a guilhotina para fazer cortes. Todas
as peças foram anteriormente desenhadas em CAD para que fosse possível ter uma
base para melhor desenvolvimento.
10
Figura 1 – Croqui (desenho autoCAD)
Figura 2 – Croqui peça corpo do robô
11
2 – Planejamento do Projeto
Parte elétrica/eletrônica/eletropneumática:

7 Entradas e 10 Saídas

Pesquisa de Componentes/Tecnologias
Loja RoboCore
Vendedores e especialistas da área
Google

Previsão de Custos
Arduino – 179,00
Servo-Robô – 450,00
Parafusos de Inox – 60,00
Fios – 70,00
Alumínio – 120,00
Ferramentas – 40,00
Eixo da base Inox – 10,00
Garra – 55,00
Componentes Eletrônicos – 35,00
Parte Lógica:

Fluxograma do Processo
12
Figura 3 – Fluxograma
13
Figura 4 – Continuação Fluxograma
14
Parte Mecânica:

Croqui

Desenho

Pesquisa de Material
Chapas de alumínio
Servos
Parafusos
Elástico /mola

Folhas de Processo (mecânica e mecatrônica)
 Previsão de Custos
Cronograma Geral (divisão tempo/tarefa e identificação do autor da tarefa)
para as atividades do próximo semestre (desenvolvimento do projeto).
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3 – Desenvolvimento do Projeto
Inicialmente todas as peças foram pintadas e marcadas de acordo com as
medidas estipuladas anteriormente no planejamento do Braço Robótico. As peças
foram usinadas a partir das marcações já delimitadas e foram trabalhadas em torno
e fresa. As peças da base e da estrutura em geral foram feitas em fresa, enquanto
que os espaçadores foram feitos em tornos mecânicos.
Os servos motores utilizados para movimentação das articulações do braço
robótico foram comprados. Cada servo tem a capacidade de 13kgt/cm, sendo
utilizado dois servo-motores em cada articulação.
A programação do projeto foi toda construída em linguagem C, compatível
com Arduino Mega. Utilizando a base da biblioteca de servos do programador, foi
desenvolvida a programação do Braço robótico.
#include <Servo.h>
Servo garra;
Servo rotorgarra;
Servo duplo1r;
Servo duplo1l;
Servo duplo2r;
Servo duplo2l;
Servo duplo3r;
Servo duplo3l;
Servo rotorprincipal;
int rolete1=11;
int valor_rolete1=0;
void setup()
{
garra.attach(2);
rotorgarra.attach(3);
duplo1r.attach(4);
duplo1l.attach(5);
duplo2r.attach(6);
duplo2l.attach(7);
duplo3r.attach(8);
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duplo3l.attach(9);
rotorprincipal.attach(10);
}
void loop()
{
valor_rolete1= digitalRead(rolete1);
if (valor_rolete1==HIGH){
posicao1();}
}
void posicao1(){
garra.write(179);
rotorgarra.write(179);
duplo1r.write(179);
duplo1l.write(0);
duplo2r.write(179);
duplo2l.write(0);
duplo3r.write(179);
duplo3l.write(0);
rotorprincipal.write(179);
delay(1000);
posicao2();
}
void posicao2(){
garra.write(0);
rotorgarra.write(0);
duplo1r.write(0);
duplo1l.write(179);
duplo2r.write(0);
duplo2l.write(179);
duplo3r.write(0);
duplo3l.write(179);
rotorprincipal.write(0);
delay(1000);
loop();
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Imagens do desenvolvimento
Figura 5 – Medição e marcação de peças para usinagem
Figura 6 – Usinagem de peças em Fresa
Figura 7 – Torneamento dos espaçadores
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Figura 8 – Passando macho da rosca
Figura 9 – Resultado final dos espaçadores
Figura 10 – Montagem da estrutura
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Figura 11 – Montagem da estrutura
Figura 12 – Estrutura final sem acessório
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4 – Resultados Obtidos
O resultado obtido foi um braço robótico onde suas utilizações nas fábricas e
indústrias são de selecionar e conduzir peças e objetos facilitando e acelerando o
processo, aplicação de produtos, organização do meio de trabalho, entre outros. O
braço robótico realiza os movimentos de rotação em seu próprio eixo e articulação
semelhante ao braço humano.
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Conclusão
O Blitzcrank resultou em diversos desafios, desde o planejamento até a
integração do software e hardware, encontramos problemas na configuração do
programa no Arduino até problemas com os servos pois um deles parou de
funcionar. Peças foram substituídas, trocadas e até concertadas e com vários
problemas, quebra-cabeças e diversas situações inimagináveis antes da realização
do projeto que nem mesmo o FMEA poderia nos ajudar descobrimos o que é
realmente trabalhar em grupo. Trabalhar em grupo é uma coisa difícil pois somos
muito diferentes entre nós em alguns aspectos que faz o inicialmente fácil, se tornar
um desafio. Foi incrível também como a maior parte da teoria que foi aprendida
durante esses dois anos se tornasse muito útil, matérias antes consideradas por nós
desnecessárias se mostraram interessantes e divertidas. Esse TCC nos ensinou
muito. Enfim, problemas surgiram, continuaram e foram superados.
Deve conter uma análise do desenvolvimento do projeto, com os problemas
encontrados e as soluções adotadas, em que o trabalho contribuiu para seu
desenvolvimento pessoal e profissional (conteúdos, habilidades e relacionamento
interpessoal) etc. Recapitular sinteticamente os resultados do trabalho, apresentar
se os objetivos iniciais foram alcançados e apresentar recomendações para
trabalhos futuros.
22
Referências
(colocar apostila, livros, artigos e sites consultados em ordem alfabética)
Exemplo:
SEVERINO, Antonio Joaquim. Metodologia do Trabalho Científico. São Paulo: Ed.
Cortez, 2000.
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24
Apêndice A
(os apêndices e anexos devem conter uma folha de abertura com o título do mesmo)